葛根芩連湯全方和拆方治療糖尿病及其并發(fā)癥的研究進(jìn)展

呂 晶，唐曼曼，陳長蘭

(遼寧大學(xué) 藥學(xué)院，遼寧 沈陽 110036)

0 引言

據(jù)《中國2型糖尿病防治指南(2020版)》的最新流調(diào)數(shù)據(jù)顯示，中國2型糖尿病患病率從1980年的0.67%，上升到現(xiàn)在的11.2%，總體患病率一直在增加.血糖長期居高不下會導(dǎo)致大血管和微血管的機(jī)能異常，進(jìn)而發(fā)生各種并發(fā)癥.有研究表明，糖尿病前期患者中有19.8%患有心血管自主神經(jīng)病變，5.7%患有糖尿病多發(fā)性感覺神經(jīng)病變[1]，即臨床上糖尿病患者血糖居高不下就面臨著并發(fā)癥的威脅.糖尿病并發(fā)癥遍及全身，腎、眼、腦、心、下肢等各個器官均會受累，如糖尿病腎病、糖尿病視網(wǎng)膜病變、糖尿病足病等，若不能及時防治，將嚴(yán)重影響患者健康，縮短患者壽命.2020年美國糖尿病學(xué)會(ADA)指南指出，糖尿病(diabetes mellitus，DM)的終極治療目標(biāo)為“預(yù)防并發(fā)癥，改善生活質(zhì)量”.然而，目前尚無有效的治療手段，西藥治療效果明顯，但大多具有不良反應(yīng)，且不能有效地控制并發(fā)癥，僅能起到維持作用或者延緩病情的發(fā)展.而中藥更注重“治未病”，治療的整體性和系統(tǒng)性，在防治糖尿病及其并發(fā)癥方面具有獨(dú)特優(yōu)勢.

葛根芩連湯(GegenQinlian Decoction，GQD)是經(jīng)典古方之一，出自東漢末年張仲景所著《傷寒論》的太陽病篇，“太陽病，桂枝癥，醫(yī)反下之，利遂不止，脈促，表未解也；喘而汗出著者，葛根芩連湯主之”.方劑組成為：葛根半斤、黃芩三兩、黃連三兩、甘草二兩.其中以葛根發(fā)表解肌，升發(fā)脾胃清陽之氣；黃芩、黃連清熱燥濕止利，主治熱挾表邪下利證，后世則擴(kuò)大了其運(yùn)用范圍.結(jié)合經(jīng)驗與對中藥方劑的研究，張發(fā)榮教授和仝小林教授均嘗試使用GQD加減辨治糖尿病，發(fā)現(xiàn)效果良好[2-3]，此方逐漸用于糖尿病及其并發(fā)癥的治療.中藥配伍理論是研究方劑的重要手段，拆方研究是對方劑配伍原理進(jìn)行研究的重要手段之一，拆方組成相對簡單、法度嚴(yán)謹(jǐn)、配伍取效特點明確等優(yōu)勢，往往能夠抓住疾病的關(guān)鍵問題[4].逐漸地學(xué)者對葛根芩連湯進(jìn)行了拆方研究，如葛根-黃連藥對、黃連-黃芩藥對.本文將從GQD全方和拆方防治糖尿病及其并發(fā)癥的作用機(jī)制進(jìn)行綜述，為GQD現(xiàn)代化創(chuàng)新發(fā)展提供研究思路.

1 葛根芩連湯防治糖尿病及其并發(fā)癥的作用機(jī)制

1.1 葛根芩連湯防治糖尿病的作用機(jī)制

1.1.1 改善胰島素抵抗

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)一直被歸類為一種復(fù)雜的、多因素的代謝綜合征.胰島素抵抗是糖尿病一個重要的發(fā)病機(jī)制.當(dāng)胰島β細(xì)胞出現(xiàn)功能障礙時，胰島素分泌受損，進(jìn)食量和體重會增加，肝糖原產(chǎn)生的能力受到抑制，肌肉中葡萄糖的攝取率降低，血漿中非酯化脂肪酸(nonesterifiedfatty acid，NEFA)水平上升，胰島素抵抗增加[5].因此，改善胰島素抵抗成為防治糖尿病的關(guān)鍵.李穎萌等[6]通過建立高脂飼料聯(lián)合鏈脲佐菌素誘導(dǎo)大鼠2型糖尿病模型，研究發(fā)現(xiàn)GQD能夠降低胰島素濃度，提高胰島素敏感性，有改善胰島素抵抗的作用.當(dāng)出現(xiàn)胰島素抵抗時，脂肪細(xì)胞的葡萄糖消耗能力會相應(yīng)減弱，而GQD能夠增加脂肪細(xì)胞對葡萄糖的消耗能力[7-8].

有研究表明，與胰島素敏感性相關(guān)最常見的基因是過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor gamma，PPARγ)，它的Pro12Ala多態(tài)性與2型糖尿病的發(fā)生有關(guān)[9].此外，PPARγ可以直接調(diào)節(jié)葡萄糖穩(wěn)態(tài)相關(guān)基因的表達(dá)，如上調(diào)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(glucose transporter 4，GLUT4)的表達(dá)[10].單思等[11]基于Ingenuity Pathway Analysis(IPA)軟件，構(gòu)建GQD與糖尿病的分子網(wǎng)絡(luò)并分析生物學(xué)通路，結(jié)果發(fā)現(xiàn)RXRα、PPARγ等交集藥物靶點，因此推測GQD可以通過調(diào)節(jié)IL-12 Signaling and Production in Macrophages通路中RXRα、PPARγ等位點來干預(yù)T2DM的發(fā)生發(fā)展.羅新新等[12]采用大鼠糖尿病模型和3T3-L1脂肪細(xì)胞進(jìn)行GQD改善胰島素抵抗的藥效學(xué)及相關(guān)分子機(jī)制研究，發(fā)現(xiàn)GQD能顯著升高糖尿病大鼠脂肪組織的PPARγ，GLUT4，ADPN，ACACA及ACACB基因的mRNA表達(dá)水平.該研究表明，GQD能夠激活PPARγ以促進(jìn)脂肪分化，上調(diào)GLUT4 以增加葡萄糖攝取，同時上調(diào)ADPN 增強(qiáng)脂肪胰島素敏感性以改善胰島素降糖信號通路.PPARγ和RXRα均為脂聯(lián)素信號通路的功能基因，它們可能通過血漿脂聯(lián)素水平而與胰島素敏感性或T2DM發(fā)生聯(lián)系[13].GQD能增加分泌型脂聯(lián)素蛋白的濃度，同時能上調(diào)3T3-L1脂肪細(xì)胞脂聯(lián)素的表達(dá)水平，因此證明GQD的抗糖尿病機(jī)制與提高脂聯(lián)素蛋白濃度和上調(diào)脂聯(lián)素表達(dá)水平有關(guān)[8].

1.1.2 改善腸道菌群

越來越多研究表明，腸道菌群是代謝性疾病發(fā)生的潛在誘因，可以將其作為代謝性疾病預(yù)防和治療的靶點.肥胖個體的細(xì)菌門比例與瘦人不同，腸道的通透性發(fā)生改變，脂多糖的吸收增加，炎癥通路被激活，胰島素信號通路受損[14].Fei等[15]將脂多糖內(nèi)毒素注入小鼠皮下時會導(dǎo)致肥胖與胰島素抵抗的發(fā)生，暗示腸道菌群的改變可能會產(chǎn)生不同信號激活和表型改變，從而誘發(fā)T2DM的發(fā)生.最新研究表明[16]，葛根芩連湯能通過富集丁酸產(chǎn)生菌調(diào)控腸道黏膜免疫和糖脂代謝紊亂，從而減輕系統(tǒng)性和胰島局部炎癥水平，改善胰島素抵抗.章常華等[17]研究顯示，GQD能夠增加對T2DM有防治作用的益生菌.此外，在隨機(jī)、雙盲和安慰劑對照的人群中，試驗不同劑量GQD對腸道菌群結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)作用及其與降糖療效的關(guān)系時，發(fā)現(xiàn)GQD能夠調(diào)節(jié)患者腸道菌群的結(jié)構(gòu)，特別是增加有益菌的含量，如Faecalibacteriumspp.等，并且抑制Alistipes和Odoribacter等機(jī)會致病菌，且具有顯著的劑量效應(yīng)，提示腸道菌群可能參與了GQD的降糖作用[18].另有臨床研究，對就診于上海某醫(yī)院的T2DM患者進(jìn)行檢查時發(fā)現(xiàn)，他們腸道內(nèi)厚壁菌門與梭菌屬細(xì)菌比例明顯降低，雙歧桿菌含量也有所減少，同時擬桿菌屬、大腸桿菌等條件致病菌水平明顯升高，而采用GQD治療后明顯提高了患者腸道梭菌細(xì)菌和雙歧桿菌數(shù)量、降低了大腸菌菌群數(shù)量，與對照組相比明顯改善了腸道菌群情況，因此，GQD可通過干預(yù)T2DM 患者腸道菌群達(dá)到治療DM的作用[19].

1.1.3 改善氧化應(yīng)激

目前普遍認(rèn)為氧化應(yīng)激是T2DM發(fā)生發(fā)展的主要標(biāo)志.體內(nèi)氧化劑水平和抗氧化劑狀態(tài)之間的平衡會被異常增加的活性氧破壞，脂質(zhì)過氧化進(jìn)一步加劇氧化應(yīng)激[20].研究報道GQD具有抗氧化的作用，能夠提高T2DM大鼠的抗氧化物酶的活性，降低血清丙二醛的含量，保護(hù)氧化應(yīng)激對機(jī)體的損傷[6，21-22].

1.2 葛根芩連湯防治糖尿病并發(fā)癥的作用機(jī)制

1.2.1 糖尿病腎病

糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)是糖尿病的主要微血管并發(fā)癥之一.多基因易感性在DN的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用，這使得DN的發(fā)病機(jī)制錯綜復(fù)雜.目前普遍認(rèn)為居高不下的血糖能夠直接或間接地通過改變血液動力學(xué)機(jī)制而損傷腎臟[23].陳迎春等[24]發(fā)現(xiàn)GQD能夠改善大鼠血糖、血尿素氮、血肌酐及24 h蛋白尿水平，對糖尿病大鼠的腎臟有保護(hù)作用.此外，糖尿病腎病患者口服GQD后，蛋白尿排泄得到很好的控制，延緩了病情的發(fā)展[25-26].糖尿病腎病患者的外周血血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)水平較正常水平高，經(jīng)過GQD干預(yù)治療后表達(dá)下調(diào)，患者臨床癥狀明顯改善，推測GQD是通過阻斷VEGF的分泌而發(fā)揮的治療作用[25].

1.2.2 糖尿病視網(wǎng)膜病變

糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy，DR)是糖尿病最常見的眼部并發(fā)癥，已成為全球主要致盲原因[27]，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，迄今為止尚未完全研究清楚.臨床研究表明，DR患者在進(jìn)行常規(guī)治療的基礎(chǔ)上加服GQD能很好地降低血糖，且視力也得到明顯的提高.此外，與進(jìn)行常規(guī)治療的患者相比，加服GQD患者的VEGF水平下降較明顯，推測GQD通過調(diào)節(jié)VEGF水平發(fā)揮治療DR作用[28].馬曉婕等[29]對DR患者進(jìn)行常規(guī)治療基礎(chǔ)上給予GQD與普羅布考，結(jié)果顯示除改善DR患者血糖水平外，明顯降低同型半胱氨酸(Hcy)、血清總膽固醇(TC)、可溶性細(xì)胞間黏附分子1(sICAM-1)及結(jié)締組織生長因子(CTGF)的水平，升高血清鈣鎂離子水平.此外，實驗組患者比常規(guī)治療組患者視網(wǎng)膜病變進(jìn)展率明顯下降.臨床研究提示，GQD治療DR作用機(jī)制與升高血清鈣鎂離子水平、降低血清sICAM-1及CTGF 水平有關(guān).

1.2.3 糖尿病認(rèn)知功能障礙

糖尿病認(rèn)知功能障礙是由糖尿引起的，以認(rèn)知功能障礙為突出表現(xiàn)，伴有腦內(nèi)結(jié)構(gòu)、病理生理改變的一種并發(fā)癥，但其發(fā)病機(jī)制尚未清楚.藥理研究發(fā)現(xiàn)，GQD能夠明顯改善糖尿病認(rèn)知功能障礙大鼠模型的學(xué)習(xí)記憶能力，能夠增強(qiáng)血管緊密連接蛋白o(hù)ccludin、claudins、ZO-1的表達(dá)，促進(jìn)糖尿病大鼠海馬血管新生，改善海馬缺血缺氧狀態(tài)，減輕海馬神經(jīng)元損傷.研究結(jié)果表明[30]，GQD保護(hù)糖尿病認(rèn)知功能障礙大鼠海馬神經(jīng)元是通過調(diào)節(jié)海馬神經(jīng)元IGF-1及PI3K/AKT/CREB信號通路活性起作用的.周莉萍等[31]發(fā)現(xiàn)葛根芩連湯能夠降低大鼠海馬組織內(nèi)IL-1β，TNF-α的表達(dá)，抑制炎癥反應(yīng)從而改善其認(rèn)知功能障礙.

2 葛根芩連湯拆方防治糖尿病及其并發(fā)癥的作用機(jī)制

2.1 葛根-黃連藥對

近年研究發(fā)現(xiàn)，GQD拆方后的葛根-黃連藥對是其改善胰島素抵抗的有效藥物組合，而黃芩、甘草則對黃連的降糖作用具有一定拮抗作用[32].藥理研究表明[33-35]，葛根-黃連藥對能明顯改善糖尿病相關(guān)生化指標(biāo)，如空腹血糖、甘油三酯、高密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇等，具有較強(qiáng)的降血糖、降血脂活性.同時，胰腺組織的損傷能得到一定程度的緩解，胰島數(shù)量增加，腺泡和胰島萎縮得到改善[34].葛根-黃連藥對抗T2DM作用機(jī)制的初步研究發(fā)現(xiàn)，葛根、黃連有效組分能顯著提高2型糖尿病大鼠血清谷胱甘肽、活性氧活性，降低血清丙二醛、一氧化氮合酶、一氧化氮水平，提高大鼠的胰島素敏感指數(shù)，并能顯著提高胰腺組織BCL-2蛋白表達(dá)，降低胰腺組織BAX與Caspase-3蛋白表達(dá).研究結(jié)果表明[36-37]，葛根-黃連藥對抗T2DM的作用機(jī)制可能與減輕氧化應(yīng)激損傷，抑制胰島β細(xì)胞凋亡，提高大鼠的胰島素敏感指數(shù)并降低胰島素抵抗力有關(guān).

賀志龍[38]研究了葛根和黃連有效組分的配伍.葛根總異黃酮與黃連總生物堿一定比例組方具有明顯的降糖作用，能顯著改善糖脂代謝紊亂，改善胰島素抵抗，其藥效物質(zhì)清晰、生物活性明確，具有防治2型糖尿病及并發(fā)癥的良好優(yōu)勢，進(jìn)一步確定了“葛根總異黃酮-黃連總生物堿”組分配伍更適應(yīng)于2型糖尿病的治療.通過研究6個不同配比組方對不同2型糖尿病模型小鼠空腹血糖(FBG)的影響，以及對STZ致2型糖尿病小鼠模型血清中總膽固醇、甘油三酯含量的影響，確定其治療2型糖尿病的最佳有效組分葛根總異黃酮與黃連總生物堿質(zhì)量比為2∶8.

2.2 黃芩-黃連藥對

中醫(yī)傳統(tǒng)理論認(rèn)為，糖尿病的核心病理機(jī)制是中滿內(nèi)熱，表現(xiàn)為脾虛胃熱，屬虛實夾雜證.黃芩與黃連均是苦寒之品，兩藥合用，有清熱燥濕、瀉火解毒的功效.現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，黃芩-黃連配伍使用治療糖尿病效果優(yōu)于單用.劉彤彤等[39]通過對KKAy小鼠模型組和給藥組的差異表達(dá)蛋白進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了與T2DM相關(guān)的差異蛋白有5個，這些蛋白主要涉及炎癥反應(yīng)、信號通路調(diào)節(jié)等生物過程.宗陽等[40]從網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方面進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)黃芩-黃連藥對主要通過DPP4、PPARG等靶點調(diào)節(jié)炎癥細(xì)胞因子，作用于胰島素受體治療糖尿病.

3 總結(jié)與展望

分子病因?qū)W研究表明，糖尿病及其并發(fā)癥屬于多基因病，受遺傳因素和環(huán)境因素的共同影響.其主要特點是多因素、多環(huán)節(jié)、多靶點相互作用，而參與發(fā)病的易感基因及環(huán)境因素一般會通過不同的生物學(xué)途徑引發(fā)疾病[41].因此，對于糖尿病及其并發(fā)癥的治療應(yīng)該具備多環(huán)節(jié)和多靶點作用的功能.相比于西藥的治療作用的單一靶向性且會產(chǎn)生副作用導(dǎo)致各種并發(fā)癥，中藥依據(jù)中醫(yī)整體觀的理論，更能對患者的細(xì)胞、組織和器官進(jìn)行整體調(diào)節(jié)，因此在降糖、改善胰島素分泌、減少或延緩并發(fā)癥方面優(yōu)勢更加明顯.

雖然GQD全方及拆方均對于糖尿病及其并發(fā)癥治療作用顯著，并且本文對已報道的作用機(jī)制的研究進(jìn)行了總結(jié)和歸納，但仍有不足：1)GQD全方和拆方治療糖尿病及其并發(fā)癥的作用機(jī)制研究主要集中在胰島素抵抗、糖脂代謝改善、氧化應(yīng)激改善等生化指標(biāo)改善方面，其相關(guān)機(jī)制的研究方法脫離了中醫(yī)理論，缺乏整體觀、系統(tǒng)論指導(dǎo).而代謝組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的動態(tài)性、復(fù)雜性、整體性與中醫(yī)理論高度相似，且均以整體作為研究對象，研究者應(yīng)采用相關(guān)研究技術(shù)充分發(fā)揚(yáng)中醫(yī)理論價值和中醫(yī)臨床價值[16].此外，利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究分析復(fù)雜疾病治療、探究中藥的藥效機(jī)制，可以從整體和系統(tǒng)的角度分析“病—證—方”對應(yīng)關(guān)系的實質(zhì)，更有利于精確把握中醫(yī)理論的精髓[42].2)中藥復(fù)方的拆方藥效學(xué)研究將復(fù)雜、系統(tǒng)、非線性規(guī)律部分降階、降維為線性規(guī)律去研究，遵循“復(fù)雜—簡單—復(fù)雜”的原則，目的在于精簡方劑、尋找發(fā)揮增效減毒作用最佳的藥物組合[43].目前研究已報道，GQD的拆方葛根、黃連、炙甘草組合對UC大鼠結(jié)腸平滑肌線粒體跨膜電位的影響最為顯著，具有重建和修復(fù)結(jié)腸組織黏膜及恢復(fù)結(jié)腸平滑肌功能的作用[44].然而，對于GQD的治療糖尿病及其并發(fā)癥的拆方臨床研究尚未報道，為推動GQD抗糖尿病藥理研究創(chuàng)新性發(fā)展，未來應(yīng)開展相關(guān)研究.3)隨著糖尿病年輕化的發(fā)展趨勢，如何預(yù)防糖尿病及減輕并發(fā)癥的產(chǎn)生具有重要的社會現(xiàn)實意義.“糖尿病的治未病研究”，即糖尿病的預(yù)防以及早期治療、并發(fā)癥防治等課題研究已到了亟須解決的歷史關(guān)頭.在中醫(yī)領(lǐng)域，“治未病”具有悠久的歷史和深厚的積淀，中藥在“治未病”方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢.近期有關(guān)GQD對感染大腸桿菌小鼠的防治作用研究結(jié)果表明，預(yù)防高劑量組小鼠的存活率達(dá)到80%，且預(yù)防高、中、低劑量組小鼠的體溫與陰性對照組相比差異顯著[45].然而，目前缺乏GQD全方和拆方預(yù)防糖尿病及其并發(fā)癥的研究.綜上所述，今后需通過更加符合中醫(yī)理論的現(xiàn)代研究技術(shù)，在GQD方劑配伍及預(yù)防糖尿病方面進(jìn)一步深入研究，為中藥防治糖尿病及其并發(fā)癥提供新的思路.