中醫(yī)藥調(diào)控NLRP3炎性小體治療痛風(fēng)研究進(jìn)展*

馬小杰,李大可

1.山東中醫(yī)藥大學(xué),山東 濟(jì)南 250000; 2.山東中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院,山東 濟(jì)南 250000

痛風(fēng)是一種常見的代謝性關(guān)節(jié)炎,發(fā)病率呈逐漸升高趨勢,嚴(yán)重影響患者日常生活及工作。西醫(yī)治療痛風(fēng)多采用抗炎止痛類藥物,中醫(yī)藥治療痛風(fēng)更具有優(yōu)勢。研究發(fā)現(xiàn),尿素、膽固醇結(jié)晶及無菌顆粒等物質(zhì)可以通過內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),破壞溶酶體膜的穩(wěn)定性并激活溶酶體蛋白酶,進(jìn)一步激活半胱氨酸天冬氨酸特異蛋白酶(cysteinyl aspartate specific proteinase-1,Caspase-1),形成Nod 樣受體蛋白3(nod-like receptor pyrin domain 3,NLRP3)炎性小體,促進(jìn)白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)分泌,加重對機(jī)體造成損害[1]。本文就中醫(yī)藥調(diào)控NLRP3炎性小體治療痛風(fēng)的研究進(jìn)行系統(tǒng)整理,為治療痛風(fēng)提供新思路。

1 痛風(fēng)的中西醫(yī)概述

痛風(fēng)是一種與代謝和遺傳因素有關(guān)的以血尿酸升高、局部關(guān)節(jié)腫痛為主要表現(xiàn)和特征的晶體性關(guān)節(jié)炎[2],主要是由于嘌呤代謝紊亂和(或)尿酸排出減少,導(dǎo)致血尿酸水平超過人體血清的溶解度,引起單鈉尿酸鹽(monosodium urate,MSU)結(jié)晶沉積于關(guān)節(jié)、軟骨等而引起的一系列炎癥性臨床表現(xiàn)。痛風(fēng)的主要臨床表現(xiàn)為關(guān)節(jié)紅、腫、熱、痛[3],最常見的癥狀為第一趾跖關(guān)節(jié)腫痛,如不及時治療,可有痛風(fēng)石出現(xiàn),日久會引起骨質(zhì)破壞及腎功能不全[4]。大量研究表明,肥胖、慢性腎臟疾病、代謝綜合征、高血壓、2型糖尿病、脂肪性肝病及心血管疾病等與高尿酸血癥和痛風(fēng)的發(fā)生密切相關(guān)[5-11]。西醫(yī)治療痛風(fēng)急性期采用非甾體藥物等抗炎止痛以緩解疼痛;緩解期主要目標(biāo)為降低血尿酸水平,藥物主要通過抑制尿酸生成或促進(jìn)尿酸排泄兩種途徑發(fā)揮作用[3,12]。西藥治療痛風(fēng)療效較好,但會出現(xiàn)腹瀉、惡心、嘔吐、出血等胃腸道不良反應(yīng)及腎臟功能損害等[13]。

痛風(fēng)在中國古代文獻(xiàn)中亦有記載,最早見于朱丹溪的《格物余論》[14],但與現(xiàn)在所說的“痛風(fēng)”相比有明顯的區(qū)別。廣義上的痛風(fēng)應(yīng)歸屬于《黃帝內(nèi)經(jīng)》 中的“痹證”[15]或《金匱要略》中的“歷節(jié)病”[16]等。近代著名國醫(yī)大師朱良春根據(jù)其濕濁瘀滯的病機(jī)特點(diǎn)為其提出了新的命名——“濁瘀痹”[17-18]?！端貑枴ぬ庩柮髡摗吩?“傷于濕者,下先受之?！盵19],故本病的初發(fā)癥狀為下肢腳趾的紅腫熱痛,病機(jī)以脾失健運(yùn)、肝腎虧虛為本,濕熱痰瘀阻滯為標(biāo)[20],亦形成本虛標(biāo)實(shí)之證。由于患者先天稟賦不足,加之嗜食肥甘厚味、飲食不節(jié),易損傷肝脾腎三臟功能,脾失健運(yùn),濕濁內(nèi)生,郁久化熱,外受風(fēng)寒濕邪侵襲,內(nèi)外合病,濕熱瘀邪攻注筋骨關(guān)節(jié)而導(dǎo)致痹癥發(fā)生。中醫(yī)從整體觀念出發(fā),運(yùn)用辨證論治方法,調(diào)整人體陰陽,達(dá)到平衡狀態(tài)[21]。近幾年,大量研究發(fā)現(xiàn)中藥在抗炎、降尿酸有明顯優(yōu)勢,且不良反應(yīng)相對較少[22]。

2 流行病學(xué)研究

由于人們的生活水平不斷提高及生活方式的改變,導(dǎo)致嘌呤的攝入量大幅度升高,血尿酸水平急劇變化,促使國內(nèi)外痛風(fēng)發(fā)病率不斷增長[23]。近來文獻(xiàn)報道中表明,痛風(fēng)的患病率有以下特點(diǎn):患病率逐年升高,發(fā)病人群趨于年輕化,存在性別和地區(qū)明顯差異[24-26]。目前,全球痛風(fēng)發(fā)病率大約為7.9%[27],發(fā)達(dá)國家的發(fā)病率明顯高于發(fā)展中國家。根據(jù)我國流行病學(xué)統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn),我國痛風(fēng)患病率為0.86%～2.20%,其中男性占0.83%～1.98%,女性占0.07%～0.72%,男女發(fā)病比例為201[28]。

3 NLRP3炎性小體

炎性小體是由Tschopp研究小組最先發(fā)現(xiàn)并提出定義,是一種由巨噬細(xì)胞產(chǎn)生并激活的并由細(xì)胞質(zhì)模式識別受體(pattern recognition receptors,PRRs)參與組成的復(fù)合物[29],可感知微生物和內(nèi)源性危險信號,通過各種病原體相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMP)和損傷相關(guān)分子模式(damage related molecular patterns,DAMP)進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[30-31]。目前,NLRP3炎性小體是科研領(lǐng)域中研究較多的炎性小體之一,是參與自身免疫的重要成員之一。NLRP3炎性小體由傳感器NLRP3模式識別受體、適配器接頭凋亡相關(guān)斑點(diǎn)蛋白(apptosis associated apeck-like protein containing a CARD domain,ASC)和效應(yīng)分子前Caspase-1構(gòu)成的蛋白復(fù)合物。NLRP3與銜接蛋白ASC結(jié)合,可激活Caspase-1并作用于IL-1β和白細(xì)胞介素-18(interleukin-18,IL-18)等細(xì)胞因子前體,促進(jìn)促炎細(xì)胞因子IL-1β和IL-18等的生產(chǎn)及分泌,導(dǎo)致細(xì)胞的熱休克死亡及周身炎癥反應(yīng)[32-33]。各種免疫細(xì)胞反應(yīng)中均可見NLRP3炎性小體的存在,如中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞及抗原提呈細(xì)胞等。關(guān)于激活NLRP3炎性小體的機(jī)制研究說法過多,多數(shù)研究者認(rèn)為其激活主要與離子流、線粒體功能障礙、活性氧基團(tuán)(reactive oxygen species,ROS)的產(chǎn)生以及溶酶體損傷有關(guān)[34-36]。

4 痛風(fēng)與NLRP3炎性小體的關(guān)系

痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病與血尿酸水平的升高和炎癥反應(yīng)密切相關(guān),其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路主要有NLRP3信號通路、Toll樣受體(Toll-like receptors,TLR)信號通路、嘌呤受體P2X7信號通路及絲裂原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號通路等[37]。在痛風(fēng)發(fā)病過程中起關(guān)鍵作用的是NLRP3炎性小體的激活及細(xì)胞因子IL-1β的產(chǎn)生。NLRP3炎性小體在激活前必須被啟動,啟動包括兩個信號[38]:信號1是由核轉(zhuǎn)錄因子-κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)激活途徑介導(dǎo),誘導(dǎo)了功能性炎性小體成分的表達(dá),如NLRP3;信號2是由尿酸鈉晶體提供,觸發(fā)炎性小體的組裝。MSU晶體與質(zhì)膜的相互作用促進(jìn)了一種細(xì)胞反應(yīng),這種反應(yīng)目前尚不清楚,但是NLRP3激活的標(biāo)志,還有鉀通過離子通道流出和線粒體擾動,導(dǎo)致線粒體活性氧的產(chǎn)生和釋放到細(xì)胞質(zhì)中[39]。臨床研究發(fā)現(xiàn),NLRP3炎性小體及其下游炎癥因子的異常表達(dá)是導(dǎo)致痛風(fēng)患者產(chǎn)生炎性反應(yīng)和免疫反應(yīng)的重要因素之一[40-41]。實(shí)驗(yàn)研究證實(shí),在急性痛風(fēng)小鼠模型中,NLRP3缺失的小鼠不能對MSU晶體產(chǎn)生反應(yīng)且無法產(chǎn)生具有活性的IL-1β。正常情況下,孤立MSU結(jié)晶不會引發(fā)痛風(fēng),沉積的MSU晶體可以被TLRs識別,促進(jìn)NLRP3寡聚和炎性小體組裝,適配器蛋白ASC被招募到炎性小體中,導(dǎo)致Caspase-1的蛋白水解活化,活躍的Caspase-1促進(jìn)pro-IL-1β、pro-IL-18的蛋白裂解,并進(jìn)一步成熟為具有生物學(xué)活性的IL-1β、IL-18[42],增加IL-1β和 IL-18 的分泌。Caspase-1還促進(jìn)gasdermin D的裂解,生成N端裂解產(chǎn)物,在質(zhì)膜上齊聚,導(dǎo)致焦化孔的形成,這些孔破壞了細(xì)胞質(zhì)膜的完整性,并可能有助于的炎癥介質(zhì)的釋放。此外,ROS在NLRP3激活中的作用不可或缺。MSU晶體通過激活線粒體外膜透化作用損傷線粒體DNA并抑制其自噬,產(chǎn)生的過量ROS活化NLRP3炎性小體,從而誘導(dǎo)炎癥擴(kuò)增[43]。雖然IL-1β的激活和NLRP3炎性小體在痛風(fēng)中的介導(dǎo)作用已有大量研究,但涉及MUS觸發(fā)NLRP3激活的上游通路尚未完全了解。有研究發(fā)現(xiàn)[44-45],抑制細(xì)胞中NLRP3炎性小體的產(chǎn)生可使炎癥得到改善。因此,針對NLRP3發(fā)揮效應(yīng)時需募集ASC和Caspase-1的特性而研發(fā)的選擇性拮抗劑,可能對迅速控制炎癥有幫助。

5 中醫(yī)藥對NLRP3炎性小體的調(diào)控作用

5.1 電針治療多項(xiàng)研究[46]證明,電針能夠緩解痛風(fēng)發(fā)作時的臨床癥狀,通過降低炎性因子的表達(dá)量,從而達(dá)到抑制炎癥反應(yīng)的目的。邱麗[47]、譙童茜等[48]通過電針急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎大鼠模型的“足三里”“三陰交”等穴位發(fā)現(xiàn),NLRP3炎性小體的激活受到抑制可能與IL-1β和IL-18的表達(dá)量減少、炎癥反應(yīng)得到有效緩解有關(guān)。在電針治療痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的臨床研究中證明,電針治療痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎能明顯抑制NLRP3、Caspase-1、ASC蛋白及IL-1β、TNF-α等炎性因子的表達(dá),但在研究中也發(fā)現(xiàn),NLRP3 mRNA表達(dá)水平增高[49-50],因此,NLRP3 mRNA的表達(dá)量研究存在爭議,可能具有雙向調(diào)控作用,需進(jìn)一步研究。

5.2 單味藥及其提取物在大量痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的大鼠實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn),萆薢總皂苷[51]、牛膝總皂苷[52]、土茯苓總黃酮[53]、三腳風(fēng)爐水提物[54]、山核桃葉黃酮單體[55]、千斤拔提取物[56]、貓須草水提物[57]、短穗兔耳草提取物[58]、白頭翁皂苷[59]、鼠麴草醇取物[60]、虎杖醇提物[61]、葛根素[62]、牡丹花總黃酮[63]、異落新婦苷[64]等中藥提取物均可抑制NLRP3炎性體軸活化,通過抑制NLRP3的激活,從而降低NLRP3、ASC、Caspase-1的表達(dá),減少其下游炎性細(xì)胞因子IL-1β、IL-6、IL-8和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等的生成和釋放,改善關(guān)節(jié)炎癥反應(yīng),緩解疼痛。在使用脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)和 MSU晶體刺激THP建造的急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎細(xì)胞模型中運(yùn)用豨薟草醇提物[65]治療后發(fā)現(xiàn),IL-1β的產(chǎn)生及活化需要TLRs與NLRP3炎性小體共同作用,NLRP3炎性小體是無活性的前體IL-1β轉(zhuǎn)化成有活性的IL-1β關(guān)鍵因素。其作用機(jī)制可能為通過抑制NLRP3炎性小體活化,使NF-κB信號通路受到抑制,故NLRP3 mRNA、NLRP3及IL-1β蛋白表達(dá)水平都明顯下調(diào),減少炎癥因子的產(chǎn)生與釋放。研究證明,藥物通過抑制NLRP3炎性小體,影響NF-κB信號通路,減少IL-1β、TNF-α等促炎因子的釋放。

5.3 中藥復(fù)方中藥復(fù)方在痛風(fēng)中的應(yīng)用越來越廣泛,其在抗炎、降尿酸和改善關(guān)節(jié)癥狀等方面有明顯優(yōu)勢[66]。實(shí)驗(yàn)研究一般以大鼠為研究對象,制備痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎模型,研究中藥復(fù)方對NLRP3炎性小體及其相關(guān)炎性因子的抑制調(diào)控作用。

5.3.1 實(shí)驗(yàn)研究桂枝芍藥知母湯出自《金匱要略》,在臨床上常用于治療痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎,具有祛風(fēng)除濕、通陽散寒、清熱的作用。現(xiàn)代藥理研究表明[67-68],桂枝芍藥知母湯有較強(qiáng)的抗炎鎮(zhèn)痛作用。房樹標(biāo)等[69]通過大鼠痛風(fēng)模型研究發(fā)現(xiàn),桂枝芍藥知母湯能夠明顯改善大鼠的痛風(fēng)癥狀,明顯降低NLRP3炎性小體、ASC及Caspase-1表達(dá)量,高劑量組可明顯抑制TNF-α、IL-6、IL-1β的分泌,但Caspase-12表達(dá)量明顯增加。有研究表明,Caspase-12表達(dá)量增加可以抑制NLRP3炎性小體的激活。實(shí)驗(yàn)證明,桂枝芍藥知母湯抑制炎癥可能是通過Caspase-12表達(dá)量增加抑制NLRP3炎性小體與NF-κB活化,進(jìn)而減少IL-1β分化成熟,抑制炎性信號通路的活化[70]。賈萍等[71]通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),高劑量豨桐丸能明顯降低尿酸鈉晶體誘導(dǎo)的大鼠痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎中NLRP3炎性小體、TNF-α、IL-1β、IL-6水平。白虎加桂枝湯的功效為清熱利濕、通絡(luò)止痛,是治療濕熱痹證的經(jīng)典方藥,臨床治療濕熱偏盛型痛風(fēng)效果明顯。劉偉偉等[72]通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),白虎加桂枝湯通過抑制NLRP3炎性小體激活,降低高尿酸血癥合并痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎大鼠模型中NLRP3、Caspase-1、TNF-α、IL-6、IL-1β等炎性因子水平,并且升高IL-10等抑炎性因子水平,使炎癥反應(yīng)得到明顯緩解。四妙散清利濕熱、通絡(luò)止痛,明顯改善血尿酸水平,為治療痛風(fēng)的妙藥。劉亞飛等[73]在加味四妙方治療高尿酸血癥合并急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎中的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)NLRP3 mRNA、IL-1β、TNF-α表達(dá)均降低,其作用機(jī)制可能與調(diào)控NLRP3炎性體及下游炎性因子IL-1β和TNF-α的分泌有關(guān)。健脾化濕亦為痛風(fēng)的常用治療原則,在通痹七物方[74]治療痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎大鼠的研究中發(fā)現(xiàn),中劑量藥物對NLRP3、Caspase-1、IL-1β 蛋白表達(dá)抑制最明顯,可能與作用靶點(diǎn)的量效有關(guān)。清熱養(yǎng)陰除濕丸[75]、蠲痹歷節(jié)清方[76]等中藥復(fù)方具有明顯的抗炎作用,可抑制NLRP3蛋白及mRNA表達(dá),降低炎性因子IL-1β、IL-18、TNF-α的含量。加味三妙丸防治THP-1細(xì)胞痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的研究發(fā)現(xiàn)[77],中藥能明顯降低NLRP3、NF-κB、ASC、Caspase-1蛋白表達(dá),抑制pro-IL-1β的產(chǎn)生,減少IL-1等炎性因子的分泌,表明加味三妙丸能通過抑制NF-κB 信號通路及NLRP3炎性小體活化,減少Caspase-1、pro-IL-1β的表達(dá),從而抑制炎癥反應(yīng)。

5.3.2 臨床研究中藥復(fù)方在治療痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎方面臨床應(yīng)用較為廣泛,大量研究發(fā)現(xiàn)其與NLRP3炎性小體之間關(guān)系較為密切。楊磊等[78]采用加味四妙散治療急性痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎,結(jié)果顯示,加味四妙散可抑制NLRP3炎性小體的生成和活化。近年來,大量研究發(fā)現(xiàn),中藥復(fù)方可通過抑制NLRP3炎性小體與Caspase-1表達(dá),從而降低細(xì)胞因子IL-1β和IL-18水平,達(dá)到抗炎、降低尿酸的效果[79-81]。黃正橋等[82]通過采用不同實(shí)驗(yàn)技術(shù)探討蠲痹湯治療濕熱瘀阻型痛風(fēng)與NLRP3炎性小體表達(dá)的研究發(fā)現(xiàn),NLRP3、Caspase-1 mRNA表達(dá)水平量有所升高,IL-1β、IL-8表達(dá)水平均明顯下降,作用原理可能為蠲痹湯在抑制炎癥的過程中下調(diào)NLRP3表達(dá)的負(fù)調(diào)控因子,從而減少Caspase-1的活化、NLRP3炎性小體激活,抑制IL-1β前體的生成,減少IL-1β細(xì)胞因子的生成。曹詩丹等[83]在研究清熱除痹方治療痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎實(shí)驗(yàn)中亦發(fā)現(xiàn),Caspase-1及NLRP3 mRNA表達(dá)升高,ASC mRNA、ASC、Caspase-1蛋白、IL-1β、IL-8表達(dá)水表達(dá)降低,再次說明在中藥治療痛風(fēng)抑制炎癥的過程中,NLRP3 mRNA可能具有負(fù)向調(diào)控作用[84]。國內(nèi)各大研究發(fā)現(xiàn),痛風(fēng)患者的NLRP3炎性小體在mRNA、蛋白水平及抗炎因子的表達(dá)均為異常[85]。

6 結(jié)語

隨著人民生活水平不斷提高及不健康飲食習(xí)慣的存在,導(dǎo)致痛風(fēng)發(fā)病率持續(xù)上升,若未給予及時治療,會產(chǎn)生不可逆的組織破壞、骨侵蝕、關(guān)節(jié)疼痛僵硬及腎臟損害,給患者帶來不便,影響生活質(zhì)量。目前,對于痛風(fēng)的治療,西藥以抗炎止痛、降低尿酸為主;中藥通過辨證論治,而發(fā)揮降尿酸、抗炎的作用,緩解痛風(fēng)癥狀,避免復(fù)發(fā)。近來研究發(fā)現(xiàn),NLRP3炎性小體在中醫(yī)藥治療痛風(fēng)中具有重要作用,其通過抑制NLRP3炎性小體的組成及其下游炎性因子IL-1β、IL-18的表達(dá)來緩解痛風(fēng)炎癥,但也存在許多需要解決的問題:(1)中藥復(fù)方治療痛風(fēng)效果顯著,但其成分復(fù)雜,未能確定其具體起效的活性成分;(2)中藥多采用調(diào)控NLPR3炎性小體治療痛風(fēng),NLRP3炎性小體存在雙向調(diào)節(jié)作用,但其具體作用機(jī)制尚未清楚,仍需進(jìn)一步探究。

總之,中醫(yī)藥在調(diào)控NLRP3炎性小體治療痛風(fēng)中具有諸多特色和優(yōu)勢,通過現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)為中醫(yī)藥治療痛風(fēng)提供有力的藥理學(xué)及臨床證據(jù),為中醫(yī)藥研究治療痛風(fēng)提供理論指導(dǎo),進(jìn)一步研究NLRP3炎性小體,有望成為痛風(fēng)預(yù)防和治療的新藥物靶點(diǎn)。