從鐵死亡角度試析潰瘍性結(jié)腸炎濕熱病機(jī)*

林武，李重，黃雪云，吳春城，吳娜

1.江西中醫(yī)藥大學(xué)，江西 南昌 330004； 2.江西省中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院，江西 南昌 330006；3.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，江西 南昌 330006

潰瘍性結(jié)腸炎是一種慢性非特異性腸道炎癥，主要累及結(jié)腸和直腸，多反復(fù)發(fā)作，臨床主要表現(xiàn)為腹痛、腹瀉、里急后重、黏液膿血便等，因其治愈難度大、復(fù)發(fā)率高、較高癌變率等特點(diǎn)，被世界衛(wèi)生組織列為現(xiàn)代社會(huì)最難治療疾病之一。目前，我國(guó)潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)病率呈上升趨勢(shì)。既往研究主要集中在免疫反應(yīng)、腸道菌群失調(diào)、遺傳易感性等方面，但潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)病機(jī)制至今尚未明確[1-2]。

鐵死亡是一種不同于細(xì)胞凋亡、壞死、自噬、焦亡等的一種新型細(xì)胞死亡模式，以鐵依賴性脂質(zhì)過(guò)氧化和脂質(zhì)活性氧堆積為特點(diǎn)[3]。中醫(yī)認(rèn)為，潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)病與濕熱關(guān)系密切，而中醫(yī)理論的“濕熱”與西醫(yī)的“鐵死亡”存在著諸多相似之處，基于此，本文試從中醫(yī)“濕熱”與西醫(yī)“鐵死亡”的關(guān)系探討潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)病機(jī)制。

1 濕熱是潰瘍性結(jié)腸炎的主要病機(jī)

濕為陰邪，易傷陽(yáng)氣，阻遏氣機(jī)，導(dǎo)致臟腑氣機(jī)升降失常，潰瘍性結(jié)腸炎患者濕阻中焦脾胃，脾胃氣機(jī)升降失常，納運(yùn)失司，患者可出現(xiàn)腹痛，排便有聲；濕性重濁，濕滯大腸，患者常出現(xiàn)大便里急后重、便膿血黏液；濕性黏滯，阻遏氣機(jī)，氣機(jī)不暢則濕邪不化，膠著難解，導(dǎo)致潰瘍性結(jié)腸炎患者病程長(zhǎng)、反復(fù)發(fā)作，纏綿難愈；濕性趨下，易襲陰位，正所謂“傷于濕者，下先受之”，故潰瘍性結(jié)腸炎多由濕邪所致[10]。熱為陽(yáng)邪，“陽(yáng)勝則熱”，故潰瘍性結(jié)腸炎患者會(huì)出現(xiàn)肛門灼熱不適，小便短赤；火熱與心相通，熱入營(yíng)血，易擾心神，輕者會(huì)出現(xiàn)心神不寧、煩躁失眠，有研究發(fā)現(xiàn)，潰瘍性結(jié)腸炎可導(dǎo)致患者出現(xiàn)不同程度的焦慮、抑郁，約50%患者會(huì)出現(xiàn)精神心理異常[11]。熱邪易生風(fēng)動(dòng)血、傷津耗氣，“熱毒侵入腸中肌膚，久至腐爛，亦猶湯火傷人肌膚至潰爛也……腸中脂膜腐敗，由腐敗而至潰爛，是以純下血水雜以脂膜，即所謂腸潰瘍”。熱邪蘊(yùn)結(jié)于腸道，侵犯血脈、灼傷脈絡(luò)、腐蝕血肉、迫血妄行，患者會(huì)出現(xiàn)便血、膿血[12]。濕為陰邪，熱為陽(yáng)邪，濕熱之邪兼具陰陽(yáng)二性，濕熱侵犯人體，相互膠結(jié)難解，故認(rèn)為“大抵痢之病根，皆由濕蒸熱壅，以致氣血凝滯，漸至腸胃之病”。由此可見，濕熱是潰瘍性結(jié)腸炎的主要病機(jī)。

2 鐵死亡參與潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)生發(fā)展

2012年，有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，小分子化合物Erastin可通過(guò)抑制胱氨酸/谷氨酸逆向轉(zhuǎn)運(yùn)體(the cystine/glutamate antiporter system，System xc-)減少半胱氨酸依賴的谷胱甘肽(glutathione，GSH)合成，從而導(dǎo)致一種不同于細(xì)胞凋亡、壞死、自噬、焦亡等的新型細(xì)胞死亡模式，并將其命名為鐵死亡[13]。與其他程序性細(xì)胞死亡模式相比，鐵死亡在形態(tài)學(xué)特征、生物化學(xué)指標(biāo)及遺傳學(xué)等方面均存在明顯不同，其形態(tài)特征主要表現(xiàn)為細(xì)胞核膜完整、線粒體萎縮、線粒體膜密度增加及線粒體嵴縮小或消失；生物化學(xué)方面，表現(xiàn)為鐵離子水平升高、細(xì)胞內(nèi)合成GSH原料減少、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶4(glutathione peroxidase 4，GPX4)活性降低、活性氧增多、脂質(zhì)代謝產(chǎn)物的堆積等；遺傳學(xué)方面，其具體作用機(jī)制尚不明確，研究認(rèn)為其與鐵代謝、氧化應(yīng)激、脂質(zhì)代謝異常等關(guān)系密切[14-17]。目前，已知鐵死亡涉及腫瘤、神經(jīng)退行性疾病、缺血再灌注損傷等疾病，就其與潰瘍性結(jié)腸炎之間的聯(lián)系，早在2000年曾有研究報(bào)道指出，使用鐵螯合劑可以緩解潰瘍性結(jié)腸炎患者的臨床癥狀，改善患者內(nèi)鏡下表現(xiàn)，而對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎患者及潰瘍性結(jié)腸炎小鼠使用鐵補(bǔ)充劑則會(huì)加重潰瘍性結(jié)腸炎癥狀[18-22]。最新的多項(xiàng)研究亦證實(shí)，鐵死亡與潰瘍性結(jié)腸炎之前存在著密切聯(lián)系[23-26]。

鐵死亡是一種依賴于細(xì)胞內(nèi)鐵和脂質(zhì)活性氧積累而導(dǎo)致的細(xì)胞程序性死亡。在潰瘍性結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸組織及血液中，鐵離子含量顯著升高?；钚匝跏巧硌醮x過(guò)程中產(chǎn)生的最常見的活性小分子。一般情況下，低等至中等濃度的活性氧參與蛋白磷酸化、細(xì)胞免疫、細(xì)胞分化等一系列生理過(guò)程，對(duì)病原體起防御作用。但當(dāng)機(jī)體積聚大量活性氧時(shí)會(huì)導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的發(fā)生，引起脂質(zhì)和蛋白質(zhì)變性，產(chǎn)生細(xì)胞毒效應(yīng)，并最終對(duì)機(jī)體造成不可逆的損傷。研究發(fā)現(xiàn)，潰瘍性結(jié)腸炎患者腸道長(zhǎng)期炎癥與過(guò)量的活性氧產(chǎn)生有關(guān)，活性氧的過(guò)量積累是潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)生的中心環(huán)節(jié)[27-31]。GSH、GPX4是體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)中的重要成員，其中GPX4的氧化還原反應(yīng)需與GSH協(xié)同進(jìn)行。GSH在空腸和結(jié)腸上皮細(xì)胞中含量較高，可與谷胱甘肽還原酶、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶等在腸黏膜中形成保護(hù)屏障，消除有害過(guò)氧化物，防止腸黏膜受損，在潰瘍性結(jié)腸炎患者中的表達(dá)水平降低[32-34]。GSH降低可導(dǎo)致GPX4活性降低，而當(dāng)GSH耗盡時(shí)，GPX4失活，可誘發(fā)鐵死亡[35]。System xc-由胱氨酸/谷氨酸逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白溶質(zhì)載體家族7成員11(solute carrier family 7 member 11，SLC7A11)和溶質(zhì)載體家族3成員2組成，正常情況下，System xc-可將胞外的胱氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)，參與GSH的合成，幫助機(jī)體清除多余的活性氧[36-37]。腫瘤蛋白53(tumor protein 53，P53)參與調(diào)控細(xì)胞的生長(zhǎng)、凋亡及DNA的修復(fù)，研究發(fā)現(xiàn)P53突變后可抑制SLC7A11轉(zhuǎn)錄，從而阻斷System xc-，介導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生鐵死亡，而在潰瘍性結(jié)腸炎相關(guān)癌癥中，其常作為一種生物學(xué)診斷標(biāo)志物[38-40]。核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor-erythroid 2-related factor 2，Nrf2) 是機(jī)體防御氧化應(yīng)激損傷的重要基因之一，可調(diào)節(jié)眾多抗氧化基因、磷酸化酶類以及鐵儲(chǔ)存蛋白ferritin的表達(dá)，影響GSH合成的重要分子SLC7A11、谷氨酸半胱氨酸連接酶催化亞基也是Nrf2的靶基因，可抑制鐵死亡[41-42]。在潰瘍性結(jié)腸炎患者及動(dòng)物模型中，Nrf2表達(dá)常降低，且葡聚糖硫酸鈉(dextran sodium sulfate，DSS)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型與Nrf2野生型小鼠相比，Nrf2基因敲除小鼠更易表現(xiàn)出潰瘍性結(jié)腸炎的組織學(xué)特征[43-44]。此外，最新多項(xiàng)研究證實(shí)，與正常結(jié)腸組織相比，潰瘍性結(jié)腸炎患者及小鼠結(jié)腸組織中的GPX4、長(zhǎng)鏈脂酰輔酶A合成酶4(long-chain acyl-CoA synthetase 4，ACSL4)、鐵蛋白重鏈(ferritin heavy chain 1，F(xiàn)TH1)、活性氧等鐵死亡特征性指標(biāo)發(fā)生顯著改變，運(yùn)用鐵死亡抑制劑后，潰瘍性結(jié)腸炎小鼠的體質(zhì)量、結(jié)腸長(zhǎng)度等明顯改善。以上研究結(jié)果表明，鐵死亡參與潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)生發(fā)展[23-26]。

3 濕熱與鐵死亡

“濕熱”屬中醫(yī)學(xué)范疇，“鐵死亡”屬西醫(yī)學(xué)范疇，雖然兩者源于不同的醫(yī)學(xué)體系，但在諸多方面有著相關(guān)性。濕、熱(火)屬六氣，是正常的自然界氣候，《素問(wèn)·五運(yùn)行大論》所載“濕以潤(rùn)之”“火以溫之”及《素問(wèn)·寶命全形論》所載“人以天地之氣生，四時(shí)之法成”，表明正常的氣候變化是萬(wàn)物生長(zhǎng)化收藏的條件[45-46]。當(dāng)出現(xiàn)六氣太過(guò)或不及、非其時(shí)而有其氣等變化時(shí)，六氣則變?yōu)榱?，?dǎo)致疾病的發(fā)生。鐵死亡同樣具有雙面性，在某些疾病中發(fā)生鐵死亡(如腫瘤)，可清除病理狀態(tài)細(xì)胞(癌細(xì)胞)，相當(dāng)于濕、熱之氣，有助于機(jī)體恢復(fù)/維持正常生理狀態(tài)；在某些疾病中發(fā)生鐵死亡(如潰瘍性結(jié)腸炎)，則相當(dāng)于濕、熱之邪，會(huì)誘導(dǎo)或加重疾病的進(jìn)程[47]。濕熱證是中醫(yī)臨床常見證型之一，濕為陰邪，熱為陽(yáng)邪，濕熱為同時(shí)具備陰陽(yáng)二性之邪，膠柱鼓瑟，膠結(jié)為患，可熏上、下注、旁達(dá)、著落，蘊(yùn)結(jié)體內(nèi)，致病廣泛。濕與熱合，如油入面，纏綿難愈，涉及中醫(yī)臟腑、經(jīng)絡(luò)等7 個(gè)系統(tǒng)的43種疾病，是腫瘤、心血管、消化系統(tǒng)等疾病的常見病機(jī)[48-51]。鐵死亡的調(diào)控機(jī)制極為復(fù)雜，涉及多種途徑，目前尚未明確，認(rèn)為與腫瘤、心腦血管疾病、神經(jīng)退行性疾病、呼吸系統(tǒng)等臨床疾病密切相關(guān)，似濕熱之邪的致病特點(diǎn)。

3.1 濕熱與鐵代謝的關(guān)系鐵死亡的特點(diǎn)為鐵離子的大量堆積及脂質(zhì)過(guò)氧化，其發(fā)生機(jī)制主要涉及鐵代謝、脂質(zhì)代謝、氨基酸代謝三大途徑。鐵是人體所必需的元素，鐵的過(guò)量聚集則引發(fā)鐵死亡，人體內(nèi)的鐵代謝受到嚴(yán)密的監(jiān)控。鐵的吸收主要在小腸，鐵蛋白的存儲(chǔ)離不開肝、脾等臟，鐵代謝的“閥門”鐵調(diào)素由肝臟分泌。從中醫(yī)學(xué)角度來(lái)看，鐵代謝離不開“脾胃之運(yùn)化”，而濕熱證病變之中心多在脾胃?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，脂肪肝與鐵代謝有著顯著的相關(guān)性，脂肪肝的病程進(jìn)展(濕熱之邪的加重：肝郁脾虛-痰濁內(nèi)阻-濕熱內(nèi)蘊(yùn))普遍存在鐵超載現(xiàn)象[52]。對(duì)60例慢性腎衰竭濕熱證患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，與單純使用西藥相比，采用西醫(yī)結(jié)合中醫(yī)清熱利濕之法進(jìn)行治療，可明顯改善患者鐵調(diào)素、血清鐵、總鐵結(jié)合力、轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度、可溶性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體及鐵蛋白水平等鐵代謝相關(guān)指標(biāo)[53]。乳鐵蛋白可通過(guò)鐵轉(zhuǎn)蛋白受體，介導(dǎo)鐵攝取，促進(jìn)鐵死亡。研究發(fā)現(xiàn)，炎癥性腸病患者中乳鐵蛋白較正常人含量顯著增加(P<0.01)，活動(dòng)期潰瘍性結(jié)腸炎患者中乳鐵蛋白含量較緩解期潰瘍性結(jié)腸炎患者顯著增多(P<0.05)，使用清熱祛濕方劑可有效降低乳鐵蛋白水平[54]。中藥黃芩具有清熱燥濕之功效，尤善清肺、胃、膽及大腸之濕熱，其主要成分黃芩素在人體內(nèi)可直接螯合鐵離子，減少人體鐵離子的沉積，抑制芬頓反應(yīng)，具有顯著的抗鐵死亡活性，在調(diào)節(jié)機(jī)體的鐵穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。黃芩素可抑制鐵累積，降低脂質(zhì)過(guò)氧化水平，對(duì)鐵死亡的抑制作用優(yōu)于鐵死亡抑制Ferrostatin-1，是一種天然的鐵死亡抑制劑[55-57]。

3.2 濕熱與脂質(zhì)代謝的關(guān)系濕邪易困脾土，阻遏氣機(jī)，而脾胃是人體氣機(jī)升降之樞紐，脾主運(yùn)化水谷精微，脾胃功能失調(diào)，運(yùn)化無(wú)力，日久水谷堆積而成膏脂。梁葉鶯[58]以健康成人為對(duì)照組，對(duì)68例非酒精性脂肪性肝病濕熱蘊(yùn)結(jié)型患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，濕熱蘊(yùn)結(jié)型患者普遍存在腹型肥胖，血清中的膽固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白顯著升高，丙二醛、白細(xì)胞三烯B4、8-異前列腺素F2α等脂質(zhì)過(guò)氧化損傷代謝產(chǎn)物亦明顯升高，推測(cè)濕熱蘊(yùn)結(jié)型脂肪肝患者體內(nèi)存在脂質(zhì)過(guò)氧化損傷。殷婷婷等[59]采用指紋圖譜研究發(fā)現(xiàn)，與強(qiáng)直性脊柱炎其他中醫(yī)證型相比，濕熱證患者體內(nèi)以甘油磷脂酰膽堿類、三酰甘油類為主的脂類代謝物發(fā)生明顯改變，與健康對(duì)照組相比，痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎及強(qiáng)直性脊柱炎濕熱證患者體內(nèi)溶血甘油磷脂酰膽堿類明顯下降，認(rèn)為風(fēng)濕性疾病濕熱證實(shí)質(zhì)與脂質(zhì)代謝密切相關(guān)。此外，亦有諸多動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，濕熱證與脂質(zhì)代謝相關(guān)[60-62]。

3.3 濕熱與能量代謝的關(guān)系脾胃為“后天之本”“氣血生化之源”，脾開竅于口，主憂思?，F(xiàn)代人飲食偏于滋膩，運(yùn)動(dòng)較少，飲酒過(guò)多，思慮過(guò)度，導(dǎo)致脾胃受損，水谷精微物質(zhì)運(yùn)輸障礙，阻礙了物質(zhì)間的能量轉(zhuǎn)化，釀生濕熱，故濕熱證多以脾胃為病變中心[63-64]。線粒體是廣泛存在于多數(shù)真核生物細(xì)胞中的細(xì)胞器，細(xì)胞90%以上腺苷三磷酸由線粒體產(chǎn)生，是細(xì)胞內(nèi)的“能量工廠”。發(fā)生于線粒體的三羧酸循環(huán)是糖、脂、氨基酸三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的共同代謝樞紐和最終通路，有學(xué)者認(rèn)為，線粒體相當(dāng)于“后天之本”脾，提出“脾-線粒體”學(xué)說(shuō)，認(rèn)為線粒體的損傷在一定程度上能夠反映人體內(nèi)“濕”邪的嚴(yán)重程度[65-66]。鐵死亡在形態(tài)學(xué)上則表現(xiàn)為線粒體改變。綜上所述，中醫(yī)“濕熱”與西醫(yī)“鐵死亡”之間存在著一定的聯(lián)系。

4 總結(jié)

潰瘍性結(jié)腸炎因病程長(zhǎng)、治療難度大、難以根治、易反復(fù)、可癌變等特點(diǎn)，被世界衛(wèi)生組織列為現(xiàn)代難治病之一。中藥治療潰瘍性結(jié)腸炎有千余年歷史，臨床療效確切，可多靶點(diǎn)、多途徑綜合干預(yù)，具有不良反應(yīng)小、療效穩(wěn)定等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[67]。

潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)病機(jī)制尚未明確，目前普遍認(rèn)為腸上皮細(xì)胞的死亡是潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵，鐵死亡是最近研究發(fā)現(xiàn)的一種新型程序性細(xì)胞死亡方式，其本質(zhì)是鐵離子依賴的脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物超量蓄積引起的以線粒體改變?yōu)橹鞯难趸瘬p傷。上文已闡述了鐵死亡與濕熱之間的聯(lián)系，濕熱證是潰瘍性結(jié)腸炎的主要證型，研究證實(shí)黃芩湯、香連丸等濕熱內(nèi)蘊(yùn)中藥方劑對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸有顯著的抗氧化作用[68-69]。課題組前期研究表明，中醫(yī)“濕熱”方劑黃芩湯治療潰瘍性結(jié)腸炎小鼠效果顯著，具有抗氧化應(yīng)激作用，同時(shí)可影響鐵死亡相關(guān)指標(biāo)表達(dá)(環(huán)氧酶2、ACSL4、GPX4、FTH1、P53)，推測(cè)黃芩湯作用于潰瘍性結(jié)腸炎的機(jī)制與抑制鐵死亡相關(guān)[70-71]。基于此，筆者認(rèn)為，清熱利濕之法將會(huì)對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎鐵死亡產(chǎn)生影響。后期將進(jìn)一步通過(guò)建立動(dòng)物、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停⒓尤朦S芩湯進(jìn)行干預(yù)，以期從鐵死亡的角度進(jìn)一步豐富中醫(yī)“濕熱”的科學(xué)內(nèi)涵。