中醫(yī)藥多靶點干預糖尿病足病的機制研究

趙 鋼 馬瑩瑩 于文慧

糖尿病足病(diabetic foot ulcer，DFU)近年來呈現(xiàn)發(fā)生率高、治愈率低的現(xiàn)狀，臨床初期表現(xiàn)為患肢末端發(fā)涼、怕冷、麻木，疼痛伴間歇性跛行，缺血日久則以下肢周圍血管病變、神經(jīng)異常及感染所致足部潰瘍?yōu)橹?，患趾壞死變黑，最終脫落，使患者飽受身體及精神恣虐[1]。據(jù)文獻報道，糖尿病患者在病程10年后會發(fā)生不同程度的足部潰瘍；病程超過20年，約1%的患者需要截肢治療，是我國截肢的首要原因[2]?，F(xiàn)代醫(yī)學面臨療程長、醫(yī)療費用高和治療效果不顯著等諸多問題?，F(xiàn)代中醫(yī)學者認為，糖尿病足潰瘍病因以脾腎兩虛為主，病機特點是正氣失固，寒濕外邪侵襲脈絡，熱邪熏蒸經(jīng)脈致血瘀脈絡，無力推動血液運行而發(fā)病[3]。

作為一個發(fā)病機制復雜的多因素疾病，DFU的治療涉及多重方向及靶點調(diào)控，目的在于控制感染、改善末梢神經(jīng)功能障礙、下肢血流重建、改善血糖異常等。目前西藥治療DFU的靶點單一，不能完全控制病情進展；而中醫(yī)基于整體觀念理論多靶點、多途徑發(fā)揮作用，在治療上DFU取得了較大成效；因而，本文將對中醫(yī)手段治療DFU的發(fā)病機制做如下簡要闡述。

一、中醫(yī)藥調(diào)節(jié)胰島素異常代謝的干預機制

胰島素異常患者機體免疫力低下，白細胞的游走性和吞噬能力降低，當出現(xiàn)下肢循環(huán)障礙時，血液中促凝物質(zhì)增多，局部耗氧增加、缺血加重而迅速進展為DFU。高血糖伴行氧化應激會阻滯多元醇通路、晚期糖基化終產(chǎn)物(advanced glycation end products，AGEs)等一系列與糖尿病微循環(huán)障礙相關的途徑，因此降血糖對于治療DFU意義重大[4]。DFU進展可致胰島素相關通路異常，如胰島素受體底物(insulin receptor substrate，IRS)、葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白4(glucose transporter 4，GLUT4)、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3-kinase/phosphorylated protein kinase B，PI3K/Akt)、絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)等[5]。因此，中醫(yī)手段干預胰島素代謝異常為重中之重。

1.PI3K/Akt信號通路：PI3K/Akt信號通路是調(diào)控胰島素異常代謝的重要通路，與DFU的發(fā)病機制密切相關。Akt是PI3K信號通路關鍵的下游靶點，Akt將GLUT4轉(zhuǎn)移到細胞膜上，從而增加葡萄糖攝取。胰島素及其他因素刺激通過一系列信號轉(zhuǎn)導發(fā)揮作用于葡萄糖轉(zhuǎn)運入細胞、抑制肝糖原的合成、減少糖異生、增加葡萄糖攝取及脂類代謝等[6]。彭孟凡等[7]構建多囊卵巢綜合征伴胰島素抵抗大鼠模型，發(fā)現(xiàn)小茴香總黃酮可能通過激活PI3K/Akt通路改善代謝異常。姚鳳云等[8]通過復制幼鼠營養(yǎng)性肥胖模型，加味溫膽湯連續(xù)治療5周后，結果提示，加味溫膽湯可能通過激活PI3K/Akt/GLUT4信號通路，以達到調(diào)節(jié)脂肪、葡萄糖等代謝，進一步抑制雄性幼鼠營養(yǎng)性肥胖的發(fā)生。李慧等[9]通過建立糖尿病大鼠模型，中藥益糖康灌胃給藥6周后，結果提示，益糖康能夠調(diào)控PI3K/Akt/FoxO1信號通路，抑制2型糖尿病大鼠肝臟糖異生，從而改善糖脂代謝異常。

2.MAPK通路：IRS蛋白激活絲裂原活化MAPK信號通路后，通過一系列反應起到調(diào)控細胞增殖分化、改善胰島素異常代謝、平衡血糖等諸多細胞代謝的作用。劉亞華等[10]通過建立肥胖小鼠模型，健脾清化方灌胃6周后，結果顯示，健脾清化方可能通過調(diào)控MAPK通路，從而改善肥胖小鼠的IR。李建萍等[11]通過建立IR小鼠模型，證實丹參-紅花水溶劑灌胃干預可通過調(diào)控胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)和MAPK的轉(zhuǎn)錄水平改善、促進能量攝取和消耗平衡、降低甘油三酯和總膽固醇。譚榮榮等[12]實驗結果表明，翻白草總黃酮可顯著降低胰島β細胞的損傷，修復β細胞，具有降血糖和血脂作用。

二、中醫(yī)藥治療DFU的干預機制

1. 氧化應激反應與多條通路的關系：當機體受到有害刺激時，活性氧族異常增多破壞機體的氧化平衡，可造成機體損害。一方面，機體處于持續(xù)血糖異常狀態(tài)被刺激發(fā)生氧化應激反應，加重DFU的炎癥[13]；另一方面，氧化應激反應可啟動異常代謝通路阻礙DFU愈合。氧化應激反應引發(fā)外周血管類疾病的主要因素即多元醇、糖基化終末產(chǎn)物和炎性反應3個方面。中藥可以通過抑制醛糖還原酶(aldose reductase，AR)阻礙多元醇通路、抑制蛋白激酶Cβ(protein kinase Cβ，PKCβ)的激活調(diào)控AGEs/RAGE信號通路、降低腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-ɑ)、白細胞介素-6(interleukin-6，IL-6)控制炎性反應等機制平衡氧化應激反應，促進DFU創(chuàng)面愈合。因此，如何控制氧化應激反應的異常是治療DFU的關鍵[14]。景亮等[15]通過建立DFU大鼠潰瘍模型，紅景天苷灌胃14天，結果顯示，紅景天苷可能通過上調(diào)核轉(zhuǎn)錄因子E2相關因子2蛋白表達和超氧化物歧化酶的活性以及降低Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關蛋白1的蛋白表達及丙二醛含量，改善DFU大鼠異常血糖水平，促進血管新生，促進DFU創(chuàng)面愈合。

機體持續(xù)的高血糖狀態(tài)會激活多元醇通路，導致一系列代謝產(chǎn)物大量堆積、組織缺血缺氧，進而加速糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生。因此，多元醇通路的異?；钴S是DFU的重要原因之一。而抑制多元醇通路的關鍵是AR，抑制AR可顯著促進由多元醇通路異常導致的外周血管疾病創(chuàng)面的修復。胡錦慶等[16]通過建立DFU大鼠模型，天樓解毒消腫散治療2周后，結果顯示，天樓解毒消腫散可能通過降低DFU創(chuàng)面組織AR的活性，提高外周血內(nèi)皮祖細胞計數(shù)，提高血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)mRNA的表達，從而促進糖尿病足創(chuàng)面愈合。趙雨婷等[17]對AR的研究進展中得出，中藥活性成分中存在醛糖還原酶抑制劑，有利于糖尿病并發(fā)癥的應用。

AGEs/RAGE信號通路和糖尿病及其并發(fā)癥聯(lián)系相當密切。若IR發(fā)生，血液中葡萄糖含量過高會引起體內(nèi)蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA的非酶糖基化，形成過多的AGEs。若AGEs與細胞膜上的晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(receptor for advanced glycation end products，RAGE)結合發(fā)揮生物效應，可以激活并促進炎性反應、氧化應激，最終導致IR及糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生。AGEs與RAGE相互作用可以導致PKCβ的激活，PKCβ被公認為導致糖尿病及血管并發(fā)癥的關鍵蛋白之一，因此，抑制PKCβ的激活亦是研究重點[18]。于嘉祥等[19]建立胰島素抵抗動物模型，給予益糖康治療8周后，可通過大鼠骨骼肌切片的AGEs、RAGE、PKCβⅡ等蛋白表達升高，來實現(xiàn)健脾保護和改善骨骼肌中線粒體功能來抑制氧化應激，同時對炎癥造成的損傷起到修復作用。劉駿逸等[20]通過網(wǎng)絡藥理學基于玄參對DFU作用機制研究得出，玄參的主要成分與AGEs/RAGE信號通路相關。

長期炎癥是糖尿病創(chuàng)面的特點，炎性細胞因子增加，再上皮化延遲，以及持續(xù)的氧化應激與活性氧過度生成。正常狀態(tài)下內(nèi)皮細胞作為免疫工具，可以抵御入侵者，分泌趨化因子、白細胞介素、干擾素和生長因子等，調(diào)節(jié)炎癥部位白細胞外滲。內(nèi)皮細胞屏障功能障礙是長期炎性反應的關鍵。研究表明，TNF-α通過激活核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)信號通路，降低內(nèi)皮細胞的內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)表達，eNOS減少可致VEGF-NO失偶聯(lián)，直接導致內(nèi)皮細胞功能紊亂[21]。其次，TNF-α誘導其他促炎性細胞因子例如IL-6的產(chǎn)生。因此，推測TNF-α可引起微血管內(nèi)皮細胞功能障礙，導致創(chuàng)面存在持續(xù)的炎性反應，使傷口愈合緩慢。吳黎等[22]分別從體內(nèi)實驗和體外實驗兩個方面進行研究，結果表明，回陽生肌膏可能通過增加eNOS、VEGF的表達和降低TNF-α和IL-6的表達，改善內(nèi)皮細胞的功能障礙，以維持內(nèi)皮細胞的穩(wěn)態(tài)，從而減輕炎性反應，促進血管再生和創(chuàng)面修復。陳嘉駿等[23]研究表明，靈芝多糖可通過抑制巨噬細胞浸潤，減少炎性反應，繼而防治DFU。

2.細胞增殖與凋亡：DFU創(chuàng)面缺血缺氧、循環(huán)障礙和營養(yǎng)缺失使修復細胞的增殖受抑制，最終延長傷口愈合期或不愈合。細胞的快速增殖、遷移和分化需多種細胞因子協(xié)調(diào)作用以促進傷口的快速修復，同時傷口組織需要加速合成大量與愈合相關的蛋白質(zhì)，進而激活蛋白質(zhì)翻譯是創(chuàng)面愈合過程的關鍵。調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)翻譯，血管生成以及細胞增殖和分化的信號轉(zhuǎn)導通路的任何一部分異常均可導致創(chuàng)面難以愈合。通過促進創(chuàng)面愈合的生長因子，如表皮生長因子、成纖維細胞生長因子和VEGF等，可調(diào)節(jié)成纖維細胞和角質(zhì)形成細胞的活性，加快血管生成，提高愈合率，達到加速創(chuàng)面愈合的最終效果。中藥通過調(diào)控細胞增殖和凋亡為基礎，作用于多條通路，促進創(chuàng)愈因子激活細胞增殖分化，加速創(chuàng)面愈合。仇蓮胤等[24]通過建立糖尿病潰瘍模型，發(fā)現(xiàn)黃芪提取液可通過上調(diào)β-連環(huán)素(β-catenin)、C-myc、CyclinD1等蛋白表達，從而激活Wnt/β-Catenin信號通路，大大縮短創(chuàng)面愈合時間，提高創(chuàng)面愈合率，顯著促進糖尿病創(chuàng)面愈合。李洋等[25]建立DFU大鼠模型，結果顯示，Z-沒藥甾酮溶解劑可激活ERK/MAPK信號通路，促進創(chuàng)面愈合。韓強等[26]通過建立DFU大鼠模型，結果顯示，紫朱軟膏能夠通過抑制Notch信號通路來降低炎性反應，參與血管重構，促進角膜緣干細胞分化和增殖，促進創(chuàng)面愈合。李濤[27]用富血小板凝膠萃取液(extract liquid of platelet-rich gel, EPG)干預高糖培養(yǎng)的人永生化角質(zhì)形成細胞，研究結果顯示，EPG可抑制NF-κB信號通路，降低IL-6和TNF-α水平以抗炎。趙亞男等[28]論述NF-κB信號通路是參與炎癥調(diào)節(jié)和創(chuàng)面修復的重要通路，其與Wnt/β-catenin信號通路的正負調(diào)節(jié)作用均對潰瘍修復具有重要作用，但作用機制尚不明確。

3.細胞自噬：正常生理過程中，細胞的再生和修復可以通過細胞對自噬靶的調(diào)節(jié)完成自噬來實現(xiàn)細胞有利成分的循環(huán)利用[29]。PI3K/Akt激活后可活化哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mechanistic/mammalian target of rapamycin，mTOR)。PI3K/Akt/mTOR信號通路是調(diào)節(jié)細胞生長、細胞增殖、葡萄糖吸收和細胞存活的經(jīng)典信號通路，亦是參與自噬的抑制性通路。Zheng等[30]研究表明，濕潤暴露療法/濕潤燒傷膏可能通過抑制PI3K/Akt/mTOR信號通路的自噬過程以及通路相關蛋白水平的表達，提高創(chuàng)面愈合率。王廣宇等[31]研究發(fā)現(xiàn)，紫色疽瘡膏可通過提高內(nèi)皮細胞自噬水平，促進創(chuàng)面修復。李政[32]研究顯示，濕潤燒傷膏可通過調(diào)控細胞自噬，促進纖維細胞增殖。

三、展 望

現(xiàn)今DFU發(fā)生率仍然逐年升高，部分患者面臨治療方式單一，且不能完全治愈的弊端，給患者家庭帶來經(jīng)濟和精神的雙重負擔。DFU發(fā)病機制復雜，其中胰島素代謝異常、氧化應激反應、炎性反應、細胞增殖凋亡與自噬等因素破壞機體穩(wěn)態(tài)平衡對DFU的發(fā)病過程具有重要作用。多篇文獻報道，重視DFU的預防，可以極大地提高患者后期治療效果，如何對高風險患者推廣“防治結合”應引起重視。令人欣慰的是，中西醫(yī)結合方案已經(jīng)獲得了大量有效、可靠數(shù)據(jù)，中醫(yī)藥的應用可有效修復創(chuàng)面，同時對DFU防治及進一步研究起到關鍵作用。如何有效篩選中醫(yī)藥的最佳治療方案進行推廣，成為亟待解決的問題。研究顯示，中醫(yī)藥治療DFU可通過多途徑、多靶點來調(diào)控細胞因子，進而促進血管內(nèi)皮細胞增殖、成纖維細胞分化、表皮細胞愈合等以加速創(chuàng)面的愈合。因此，未來中醫(yī)藥可能在防治DFU方面發(fā)揮更重要的作用。