基于相火理論探討細(xì)胞焦亡在自身免疫性肝炎中的影響*

趙奕杰 朱金霞 秦啟文 向 倩 劉光偉

1.河南中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院 (河南 鄭州, 450000) 2.河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院脾胃肝膽科

自身免疫性肝炎(AIH)是一種以血清轉(zhuǎn)氨酶升高、循環(huán)中存在自身抗體、高γ-球蛋白血癥、肝組織學(xué)特征性改變(包括界面性肝炎、匯管區(qū)淋巴漿細(xì)胞浸潤(rùn)和玫瑰花結(jié)樣變)以及對(duì)免疫抑制治療應(yīng)答為特點(diǎn)的慢性炎癥性肝病,急性進(jìn)展可能導(dǎo)致肝衰竭和終末期肝病,死亡率較高[1]。AIH發(fā)病呈全球性分布,無(wú)特定發(fā)病年齡,但以中老年女性居多,其發(fā)病機(jī)制尚未明確,但越來(lái)越多的證據(jù)表明,環(huán)境因素、特定自身免疫系統(tǒng)中的遺傳易感性以及免疫調(diào)節(jié)的失衡是發(fā)病的關(guān)鍵[2]。

近期研究發(fā)現(xiàn),細(xì)胞焦亡是AIH的主要誘因之一。作為一種新型程序性細(xì)胞死亡方式,焦亡的產(chǎn)生依賴胞質(zhì)NOD樣受體(NLR)和半胱天冬氨酸酶(caspase)的激活,其特點(diǎn)是在細(xì)胞膜破裂的同時(shí)釋放大量促炎細(xì)胞因子如IL-1β和IL-18。IL-1β能夠刺激促炎因子的表達(dá)、促進(jìn)肝組織中的中性粒細(xì)胞的募集和輔助性T細(xì)胞的分化,從而引起免疫應(yīng)答,放大炎癥反應(yīng),加速肝臟炎性進(jìn)展[3]。AIH在臨床上常表現(xiàn)為身目黃染、脅肋疼痛、大量腹水等,祖國(guó)醫(yī)學(xué)根據(jù)癥狀特點(diǎn)將其歸屬于”黃疸”“脅痛”“積聚”“鼓脹”等范疇[4]。本文以相火理論為切入點(diǎn),結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn),從中醫(yī)、西醫(yī)兩個(gè)角度系統(tǒng)闡述細(xì)胞焦亡在自身免疫性肝炎中的作用,以期為中西醫(yī)認(rèn)識(shí)和防治AIH的提供新的思路。

1 相火與細(xì)胞焦亡

1.1 相火 相火理論是中醫(yī)理論的重要組成部分,《素問(wèn)·天元紀(jì)大論》云:“君火以明,相火以位”[5]。自然界萬(wàn)物的生長(zhǎng)變化有賴于君火的主持和相火的奉稟,后世醫(yī)家將其應(yīng)用于人體臟腑之中,朱丹溪在《格致余論》中言:“以名而言,形氣相生……見(jiàn)于天者,出于龍雷,則木之氣;出于海,則水之氣也。具于人者,寄于肝腎二部,肝屬木而腎屬水也”[6]。說(shuō)明相火根于肝腎之陰,兩者互根互用,相火妄動(dòng)則易耗傷肝腎之陰?！端貑?wèn)·陰陽(yáng)應(yīng)象大論》云:“壯火之氣衰,少火之氣壯,壯火食氣,氣食少火,壯火散氣,少火生氣”,后世醫(yī)家用以闡明相火對(duì)人體機(jī)能的影響,少火能夠維持人體正常的生命活動(dòng),化生氣血津液等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)奉養(yǎng)周身,是謂生氣之火,壯火因熱勢(shì)較盛,易耗傷氣傷津,滋生病邪,而被看作病理之火[7]。國(guó)醫(yī)大師楊震稱之為“相火之?！薄跋嗷鹬儭盵8]。

1.2 細(xì)胞焦亡 激活細(xì)胞焦亡最主要的兩種途徑包括經(jīng)典途徑和非經(jīng)典途徑,經(jīng)典途徑主要由半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(caspase-1)介導(dǎo),依賴NOD樣家族受體NLRP1、NLRP3、NLRPC4和黑色素瘤缺乏因子2(AIM2)的激活;非經(jīng)典途徑主要由caspase4/5/11介導(dǎo),依賴腸道細(xì)菌的外膜囊泡(OMV)將內(nèi)毒素脂多糖(LPS)遞送至胞質(zhì)溶膠,促進(jìn)鳥(niǎo)苷酸結(jié)合蛋白(GBPS)的募集來(lái)激活[9]。無(wú)論是經(jīng)典途徑的caspase-1,還是非經(jīng)典途徑的caspase-11,都能促使焦孔素D(GSDMD)裂解為GSDMD-N,其結(jié)果都造成了細(xì)胞的腫脹破裂,并伴隨大量的促炎性細(xì)胞因子流出,引起強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)[10]。本文主要圍繞核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(NLRP3)介導(dǎo)的細(xì)胞焦亡經(jīng)典途徑展開(kāi)論述。NLRP3由三個(gè)部分構(gòu)成,包括富亮氨酸重復(fù)結(jié)構(gòu)域(LRR)、NACHT結(jié)構(gòu)域和Pyrin結(jié)構(gòu)域[11]。NLRP3單體通常不具有生物活性,二聚化的NLRP3分子可以通過(guò)識(shí)別病原體相關(guān)分子模式(PAMPs)或宿主來(lái)源的損傷相關(guān)分子模式(DAMPs),與含有CARD結(jié)構(gòu)域的凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白(ASC)上的Pyrin結(jié)構(gòu)域結(jié)合,并通過(guò)CARD-CARD相互作用,形成有活性的NLRP3寡聚體,又稱NLRP3炎癥小體[12];同時(shí),ASC的CARD結(jié)構(gòu)域募集并切割半胱天冬氨酸酶1前體(procaspase-1),并激活caspase-1[13]?；罨腸aspase-1能夠?qū)SDMD剪切為GSDMD-N端片段,該片段通過(guò)與細(xì)胞膜的磷酸肌醇或含有心磷脂的脂質(zhì)體結(jié)合,造成細(xì)胞膜穿孔,激活控制小分子進(jìn)出的受體Pannexin-1,打開(kāi)膜通道P2X7,使細(xì)胞內(nèi)k+和ATP外流,細(xì)胞外水分子大量流入,造成細(xì)胞腫脹破裂,最終誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡[14,15]。在此過(guò)程中,活化的caspase-1將pro-IL-1β和pro-IL-18剪切為IL-1β和IL-18,隨細(xì)胞破裂釋放,導(dǎo)致級(jí)聯(lián)放大反應(yīng),引起免疫應(yīng)答[16]。

1.3 相火與細(xì)胞焦亡的聯(lián)系 《素問(wèn)·天元紀(jì)大論》云:“天有陰陽(yáng),地亦有陰陽(yáng)……動(dòng)靜相召,上下相臨,陰陽(yáng)相錯(cuò),而變由生”[5]。強(qiáng)調(diào)自然萬(wàn)物皆處于陰陽(yáng)的動(dòng)態(tài)平衡中,人的生命活動(dòng)包括體內(nèi)細(xì)胞的生長(zhǎng)、死亡也有賴于陰陽(yáng)調(diào)和來(lái)實(shí)現(xiàn),焦亡作為一種新型細(xì)胞死亡方式,也受到陰陽(yáng)的調(diào)控,病理性相火作為陰陽(yáng)失和的產(chǎn)物,為細(xì)胞焦亡提供了先決條件。焦亡又可稱為細(xì)胞的炎性壞死,中醫(yī)認(rèn)為炎癥產(chǎn)生與痰濕瘀濁等病邪的沉積密切相關(guān),現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的毒性氧自由基、微小血栓、血脂、炎性介質(zhì)也可以看作痰濕瘀濁的微觀體現(xiàn),并介導(dǎo)焦亡的發(fā)生[17]?！督饏T要略心典》言:“毒,邪氣蘊(yùn)結(jié)不解之謂”[18]。說(shuō)明痰濕瘀濁之邪蘊(yùn)結(jié)不解易釀生毒邪,國(guó)醫(yī)大師李佃貴把痰濕瘀濁釀生的“濁毒”歸于炎癥介質(zhì)的范疇,并運(yùn)用化濁解毒法治療消化系統(tǒng)炎性病變,如脂肪性肝炎、乙型肝炎、慢性胃炎等,均取得較好療效[19]。由此可見(jiàn),陰陽(yáng)失和,相火妄動(dòng),促進(jìn)痰濕瘀濁之邪的生成,在細(xì)胞的炎性進(jìn)展和焦亡過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

2 細(xì)胞焦亡誘導(dǎo)AIH的發(fā)生

肝臟是獨(dú)特的免疫器官,不斷暴露于來(lái)自胃腸道富含抗原(如病原體、毒素等)的血液中[20]。越來(lái)越多的證據(jù)表明,腸道菌群失調(diào),黏膜屏障功能受損,并通過(guò)腸-肝軸增強(qiáng)肝臟的免疫應(yīng)答,已經(jīng)成為誘發(fā)AIH的關(guān)鍵因素[21]。肝臟內(nèi)富含吞噬細(xì)胞,抗原呈遞細(xì)胞(APC,如內(nèi)皮細(xì)胞、星狀細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞等)和淋巴細(xì)胞(如B細(xì)胞、T細(xì)胞、NKT細(xì)胞等),它們維持著肝臟免疫調(diào)節(jié)機(jī)制的正常運(yùn)行[22]。研究表明,APC通過(guò)主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類分子(MHCⅡ)將抗原呈遞給幼稚的輔助 T淋巴細(xì)胞(Th0),促進(jìn)Th0細(xì)胞的激活并分化為T(mén)h1、Th2或Th17細(xì)胞,這些細(xì)胞能分泌大量的炎癥細(xì)胞因子(如IL-1、IL-10、IL-17、TNF-α等),放大免疫反應(yīng),造成肝臟損傷[23]。同樣,調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)的生成減少或功能受損也使CD4+和CD8+T細(xì)胞過(guò)度增殖,炎性細(xì)胞因子和IFN-γ大量分泌,并且增強(qiáng)了單核細(xì)胞的活性,加重肝臟炎性細(xì)胞的浸潤(rùn),最終誘導(dǎo)自身免疫性肝炎的發(fā)生[24]。

與AIH的發(fā)病機(jī)制相似,刀豆蛋白A(ConA)通過(guò)活化T淋巴細(xì)胞,產(chǎn)生大量促炎細(xì)胞因子(如TNF-α、IL-1β、IL-17等)誘導(dǎo)肝臟炎性病變[25]。有研究發(fā)現(xiàn),NLRP3炎性小體誘導(dǎo)的細(xì)胞焦亡在ConA誘導(dǎo)的肝炎發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用[26]。肝Kuffer細(xì)胞,肝星狀細(xì)胞(HSC)和肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞中的NLRP3通過(guò)識(shí)別PAMPs和DAMPs傳遞的危險(xiǎn)信號(hào)(如ATP、尿酸、mtROS等)形成寡聚體,募集切割并活化caspase-1,激活經(jīng)典途徑,誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡并釋放IL-1β和IL-18,導(dǎo)致級(jí)聯(lián)放大反應(yīng),引起免疫應(yīng)答,促進(jìn)肝臟炎性進(jìn)展[27]。IL-1β能促進(jìn)炎性細(xì)胞因子的表達(dá)和中性粒細(xì)胞的募集,被認(rèn)為是放大炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵細(xì)胞因子[28]。它能誘導(dǎo)IL-6和TNF-α促進(jìn)Th0細(xì)胞分化為T(mén)h17細(xì)胞,Th17細(xì)胞可以分泌IL-17并抑制Tregs細(xì)胞的活性,最終使免疫系統(tǒng)失衡[29]。IL-1Ra可以通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)IL-1與 IL-1R的結(jié)合,降低IL-1β的表達(dá),減少TNF-α和IL-17的分泌,以及活性氧(Ros)的生成和NLRP3的激活,來(lái)抑制肝臟炎性病變[30]。而N-乙酰基半胱氨酸(NAC)通過(guò)抑制P38/ MAPK和NF-κB信號(hào)通路,減少了ConA誘導(dǎo)的肝炎過(guò)程中ROS和促炎細(xì)胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)的產(chǎn)生,進(jìn)而減弱了NLRP3的激活和肝臟的炎性進(jìn)展[31]。另有研究發(fā)現(xiàn),TNF家族超受體(TNFRSF)OX40可以通過(guò)募集副半胱天冬酶黏膜相關(guān)組織淋巴瘤易位蛋白1(parcaspase MALT1),激活肝臟自然殺傷細(xì)胞(NK)中的caspase-1剪切GSDMD,誘發(fā)細(xì)胞焦亡,并釋放IL-1β產(chǎn)生肝臟炎性損傷;OX40/OX40L信號(hào)通路的激活又能促進(jìn)CD4+T淋巴細(xì)胞遷移、增殖、分化,B淋巴細(xì)胞的成熟及自身抗體的產(chǎn)生,同時(shí)抑制Treg細(xì)胞活性,在ConA誘導(dǎo)的肝炎中發(fā)揮重要作用[32]。以上結(jié)果均表明,細(xì)胞焦亡過(guò)程中的NLPR3炎性小體激活和IL-1β產(chǎn)生對(duì)ConA誘導(dǎo)的肝炎有促進(jìn)作用,細(xì)胞焦亡可以誘導(dǎo)AIH的發(fā)生。

圖1 細(xì)胞焦亡誘導(dǎo)AIH發(fā)生的機(jī)制圖

3 相火與AIH的相關(guān)性

《素問(wèn)·五常政大論》云:“木德周行,陽(yáng)舒陰布,五化宣平,其氣端,其性隨,其用曲折”[5]。說(shuō)明肝為風(fēng)木之臟,內(nèi)寄相火,性喜條達(dá),主藏血,主疏泄,體陰而用陽(yáng),其生理功能的正常運(yùn)行有賴于陰血的滋養(yǎng)和氣機(jī)的調(diào)暢,肝腎陰血不足,水不涵木,易使肝陽(yáng)偏亢,肝絡(luò)受損;情志郁滯,肝失條達(dá),久郁化熱,火邪內(nèi)生,亦可導(dǎo)致相火妄動(dòng)。肝藏血,動(dòng)則血行而濡養(yǎng)周身,臥則血藏而滋養(yǎng)肝脈,肝氣郁滯,血行不暢,易致瘀血內(nèi)生;肝陽(yáng)偏亢,升發(fā)太過(guò),反乘脾土,使脾運(yùn)化水液的功能減退,內(nèi)釀痰濕,痰濕瘀濁之邪與過(guò)亢的相火相合,內(nèi)侵臟腑,耗損正氣,誘導(dǎo)疾病的發(fā)生。瘀血聚于脅下,故脅肋疼痛,肝膽互為表里之臟腑,肝失其用,膽腑失降,疏泄失常,膽汁淤積,泛溢肌膚,則發(fā)為黃疸[33]。痰濕瘀熱之邪久郁臟腑,耗傷正氣,又可發(fā)為積聚、臌脹?！端氖バ脑础るs病解》云:“木性善達(dá),其發(fā)達(dá)而不郁者,水溫土燥而陽(yáng)升也。水寒土濕,脾陽(yáng)下陷,肝木不達(dá),抑遏而克脾土。肝脾郁迫而不升運(yùn),是以凝滯而為脹滿”[34],是為佐證。綜合以上論述,可以認(rèn)為肝腎陰虛,相火妄動(dòng),乘克脾土,內(nèi)釀痰濕瘀濁等病邪,沉積肝臟,耗傷正氣是AIH發(fā)生發(fā)展的主要原因。

4 相火誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡的產(chǎn)生及AIH的進(jìn)展

AIH的發(fā)生發(fā)展多與自身免疫系統(tǒng)失衡有關(guān),免疫細(xì)胞受到病毒、微生物的刺激,分泌大量促炎因子,并在肝細(xì)胞內(nèi)高度表達(dá),誘導(dǎo)炎癥的發(fā)生,或通過(guò)激活焦亡途徑,加速炎癥進(jìn)展[35]。《素問(wèn)遺篇·刺法論》云:“正氣存內(nèi),邪不可干”[5]。說(shuō)明正氣和免疫系統(tǒng)一樣,在人體中發(fā)揮抵御病邪的作用,而其功能的正常運(yùn)行有賴于陰陽(yáng)的平衡,臟腑的調(diào)和?！端貑?wèn)·陰陽(yáng)應(yīng)象大論》云:“年四十而陰氣自半也,起居衰矣”[5]。說(shuō)明中老年人由于陰氣本虛,無(wú)以維陽(yáng),相火偏亢,致痰濕瘀濁之邪內(nèi)生,沉積肝臟,激活細(xì)胞焦亡途徑,引起免疫應(yīng)答,放大炎癥反應(yīng),誘導(dǎo)AIH的發(fā)生,其證屬本虛標(biāo)實(shí)[36]。在此理論基礎(chǔ)上,肝腎陰虛,相火妄可導(dǎo)致痰濕瘀濁之邪產(chǎn)生和免疫系統(tǒng)失衡導(dǎo)致大量促炎因子分泌以及細(xì)胞焦亡聯(lián)系起來(lái),為AIH的發(fā)病機(jī)制提供新的著眼點(diǎn)。

5 中藥通過(guò)干預(yù)細(xì)胞焦亡抑制AIH的進(jìn)展

目前AIH的主要治療方法是單用皮質(zhì)類固醇(波尼松)或與免疫抑制劑(硫唑嘌呤)聯(lián)用,然而大量激素類藥物和免疫抑制劑的長(zhǎng)期應(yīng)用會(huì)出現(xiàn)明顯的副作用,如免疫抑制、骨質(zhì)疏松和鈉潴留等,且停藥后復(fù)發(fā)率較高,不利于疾病的預(yù)后[37]。而中藥的藥性緩和,在治療上具有多靶點(diǎn)的特性,臨床應(yīng)用于AIH的治療,頗具成效。近期研究發(fā)現(xiàn),許多中藥的有效成分被證實(shí)對(duì)細(xì)胞焦亡誘導(dǎo)的AIH有很好的調(diào)控作用,如黃芪、雞血藤等藥物中含有的芒柄花素可以作用于ROS/TXNIP/ NLRP3通路,抑制NLRP3炎性小體的激活,減輕CoA誘導(dǎo)的肝炎進(jìn)展[38];白芍提取物白芍總苷通過(guò)抑制NLRP3的活性和DC的成熟,改善Con A誘導(dǎo)的肝炎[39];虎杖提取物白藜蘆醇作用于NLRP3/ASC/caspase-1通路,抑制IL-1β表達(dá),改善肝臟炎性進(jìn)展[40];木蝴蝶提取物木蝴蝶素通過(guò)上調(diào)過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子-1α(PGC-1α)和線粒體融合蛋白2(Mfn2)的表達(dá)以減少ROS累積,抑制NLRP3/caspase-1依賴性經(jīng)典途徑的激活,來(lái)減輕肝細(xì)胞焦亡及AIH的發(fā)展[41];柴胡提取物柴胡皂苷通過(guò)抑制NLRP3的激活和ROS的產(chǎn)生,來(lái)減緩肝臟炎性進(jìn)展[42];厚樸的主要活性成分厚樸酚通過(guò)激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/核因子E2相關(guān)因子(Nrf2)/過(guò)氧化物酶體增生激活受體(PPARs)信號(hào)通路,抑制NLRP3/caspase-1/Caspase-3的活化,來(lái)減輕肝臟炎性損傷[43];穿心蓮提取物穿心蓮內(nèi)酯通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路和NLRP3-caspase-1經(jīng)典焦亡途徑,減少I(mǎi)L-1β的分泌,進(jìn)而減輕肝臟炎性損傷[44];紅景天提取物紅景天苷可以通過(guò)抑制caspase-1、IL-1β的激活,下調(diào)GSDMD蛋白的表達(dá),抑制細(xì)胞焦亡及AIH的進(jìn)展[45];淫羊藿提取物淫羊藿苷通過(guò)干擾LPS介導(dǎo)的NLRP3/caspase-1信號(hào)通路,來(lái)減輕細(xì)胞焦亡的發(fā)生[46];梔子提取物梔子苷通過(guò)下調(diào)NLRP3、ASC、caspase-1和IL-1β的水平,來(lái)抑制細(xì)胞的炎性進(jìn)展[47];三七提取物三七總皂苷能夠抑制TXNIP/NLRP3信號(hào)通路,降低LPS和ATP共刺激誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[48];大黃提取物大黃素通過(guò)抑制NLRP3的活化,減少I(mǎi)L-1β的分泌,減緩細(xì)胞焦亡的進(jìn)展[49];五味子提取物五味子素通過(guò)減少mtROS的產(chǎn)生、ATP的釋放和K+的外流,以減弱NLRP3的活化和IL-1β的分泌,進(jìn)而抑制細(xì)胞的焦亡[50]。中藥復(fù)方如葛根芩連湯、柴胡疏肝散、玉屏風(fēng)散可以通過(guò)抑制肝組織中NLRP3、ASC、caspase-1的活化,來(lái)減緩細(xì)胞焦亡和肝臟的炎性損傷[51-53];五苓散、參苓白術(shù)散可以通過(guò)減弱NLRP3、ASC 和 GSDMD-N的表達(dá),抑制MAPK/NF-κB信號(hào)通路,來(lái)減輕細(xì)胞的炎性損傷[53-55]。上述藥物及復(fù)方正是通過(guò)調(diào)補(bǔ)陰陽(yáng),疏肝理氣,滌痰除濕,化瘀解毒以平降相火,祛除痰濕瘀濁之邪,以達(dá)到治療目的,這也為相火理論在細(xì)胞焦亡及AIH的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用方面提供了依據(jù)。

表1 中醫(yī)藥干預(yù)細(xì)胞焦亡相關(guān)通路的總結(jié)

6 結(jié)語(yǔ)

相火理論是中醫(yī)經(jīng)典理論之一,結(jié)合陰陽(yáng)五行和藏象學(xué)說(shuō)系統(tǒng)闡釋了人體的生理病理變化。陰陽(yáng)失調(diào),相火妄動(dòng),內(nèi)釀痰濕瘀濁,沉積臟腑,閉阻經(jīng)脈,耗傷正氣,此與細(xì)胞識(shí)別病原體、毒物,激活NLRP3/capase-1/GSDMD通路,誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡,并釋放IL-1β、IL-18等促炎因子,加重臟器炎性損傷的機(jī)制相類似。目前,AIH的發(fā)病機(jī)制尚未明確,中醫(yī)對(duì)細(xì)胞焦亡和AIH的認(rèn)識(shí)也尚處于基礎(chǔ)階段,但可以明確其與遺傳和免疫密切相關(guān),細(xì)胞焦亡作為一種免疫應(yīng)答的新形式,為肝臟炎性病變特別是AIH提供了新的研究方向,以相火理論為切入點(diǎn),通過(guò)分析相火及痰濕瘀濁等相關(guān)病理產(chǎn)物的產(chǎn)生與細(xì)胞焦亡的相關(guān)性,有望為中西醫(yī)結(jié)合防治AIH提供新的思路。