楊敏 呼永河 郭明陽等
【摘 要】 文章報告了青蒿素性能的研究現(xiàn)狀,青蒿素及期衍生物具有很強(qiáng)的免疫抑制活性和血管新生作用,具有二線抗風(fēng)濕藥的開發(fā)潛力。
【關(guān)鍵詞】 關(guān)節(jié)炎,類風(fēng)濕;青蒿素;治療作用;免疫抑制;綜述
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是以關(guān)節(jié)滑膜炎癥為特征的慢性、全身性、自身免疫性疾病,屬中醫(yī)學(xué)“痹證”的范疇。由于其發(fā)病原因及機(jī)制目前尚不明確,因此臨床上缺乏特異性的治療措施。青蒿是傳統(tǒng)中藥,為菊科植物黃花蒿的地上部分。青蒿之名最早見于《詩經(jīng)》:“呦呦鹿鳴,食野之蒿?!鼻噍镒鳛樗幬锸褂迷缭? 000多年前的《五十二病方》中就有文字記載[1-2]。在1 500多
年前,青蒿作為解熱劑已被廣泛應(yīng)用于熱病的治療,其主要功效是“清熱、解暑、除蒸、截瘧”[3]。據(jù)《神農(nóng)本草經(jīng)》記載“青蒿苦、寒、無毒”“治留熱在骨節(jié)間”[4]。但古文獻(xiàn)中關(guān)于青蒿的功能描述大都涉及瘧疾的治療,鮮有治痹的相關(guān)記載。現(xiàn)代研究證實,青蒿的提取物青蒿素不僅具有確切的抗瘧作用,還具有較強(qiáng)的免疫抑制活性,可用于中醫(yī)熱痹證的治療。青蒿素對RA的治療潛力,主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1 青蒿素具有免疫細(xì)胞的抑制活性
1.1 青蒿素具有T淋巴細(xì)胞的抑制活性 T細(xì)胞是一類重要的免疫效應(yīng)細(xì)胞,在細(xì)胞介導(dǎo)的免疫效應(yīng)中起核心作用。白介素(interleukin,IL)-2是由活化的CD4+和CD8+T淋巴細(xì)胞亞群產(chǎn)生的具有廣泛生物活性的細(xì)胞因子。青蒿素及其衍生物對小鼠中IL-2的產(chǎn)生有顯著的抑制作用,表明青蒿素可以通過控制致炎細(xì)胞因子的釋放抑制T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)。青蒿素衍生物SM905和蒿甲醚不僅可以以劑量依賴的方式抑制T細(xì)胞中IL-2和干擾素(interferon,IFN)-γ的產(chǎn)生,還能通過抑制促分裂素原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases, MAPK)來阻止T細(xì)胞的活化和增殖[5]。SM905可以抑制Ⅱ型膠原誘導(dǎo)的T細(xì)胞增殖,減少IL-17A和IL-6的產(chǎn)生。其衍生物SM934可以顯著減少抗CD3/28誘導(dǎo)的IFN-γ的生成和CD4+T細(xì)胞的增殖[6]。青蒿的乙醚提取物可以有效地抑制T淋巴細(xì)胞的增殖,而青蒿琥酯和雙氫青蒿素以劑量依賴的方式減少T淋巴細(xì)胞的增殖。此外,新合成的雙氫青蒿素衍生物和青蒿素、青蒿琥酯、蒿甲醚相比較,能顯著阻止刀豆蛋白A(concanavalin A,ConA)誘導(dǎo)的T細(xì)胞增殖。另一項實驗也表明了雙氫青蒿素的含聚乙二醇基團(tuán)的23種衍生物抑制ConA誘導(dǎo)的T細(xì)胞增殖[7-9]。
1.2 青蒿素對巨噬細(xì)胞具有抑制作用 青蒿素可以減少巨噬細(xì)胞分泌炎性細(xì)胞因子,尤其是腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)。近期發(fā)現(xiàn),青蒿素可以抑制人黏附單核細(xì)胞中核因子κB(nuclear factor κB, NF-κB)介導(dǎo)、與基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase, MMP)相關(guān)的TNF和IL-1β等致炎細(xì)胞因子的表達(dá)[10]。動物實驗也表明,青蒿素對巨噬細(xì)胞釋放的TNF-α有強(qiáng)大的抑制作用,其主要機(jī)制和Toll樣受體2(toll-like receptor,TLR)的表達(dá)、抑制NF-κB的活化有關(guān)。青蒿琥酯以劑量依賴的方式對鼠巨噬細(xì)胞釋放的TNF-α和IL-1有很強(qiáng)的抑制作用,這種抑制作用可能和TLR4/9的抑制以及減少NF-κB的活化有關(guān)[11]。除此之外,青蒿素還能下調(diào)NO的產(chǎn)生。SM905(新型水溶性青蒿素衍生物)能抑制LPS誘導(dǎo)及NF-κB介導(dǎo)的TNF-α、IL-1β、IL-6和NO的釋放,并能抑制誘導(dǎo)型NO合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)和環(huán)氧化酶-2(cyclooxygenase,COX-2)mRNA的表達(dá)[12]。
2 青蒿素和炎癥反應(yīng)
炎癥是免疫系統(tǒng)對抗威脅最前沿的保護(hù)性反應(yīng)。報道顯示,青蒿素以劑量和時間依賴的方式抑制炎性細(xì)胞因子TNF-α、IL-6的釋放,從而對膿毒癥小鼠起到抗炎效應(yīng),其機(jī)制與抑制NF-κB的活化有關(guān)[13]。此外,青蒿素對急性胰腺炎大鼠具有很強(qiáng)的抗炎效應(yīng),其機(jī)制和增加細(xì)胞凋亡、減少NF-κB活化、減少巨噬細(xì)胞炎癥蛋白-1α和IL-1βmRNA的表達(dá)有關(guān)。青蒿素的抗炎性能還和抑制內(nèi)毒素誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生NO有關(guān)[14]。以青蒿素25~100 mg的劑量腹膜下給藥連續(xù)7 d,可以顯著降低大鼠脾細(xì)胞中IL-2的產(chǎn)生。青蒿素衍生物SM735對脾細(xì)胞的增殖具有潛在的抑制作用,并以劑量依賴的方式抑制致炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生,如IL-12、IFN-γ和IL-6[15]。
3 青蒿素和自身免疫
目前,自身免疫疾病的治療雖然取得了明顯的進(jìn)步,但由于其發(fā)病率顯著增加,對新的中藥類候選藥物的研究也在不斷增強(qiáng)[16-18]。NO是炎癥重要免疫調(diào)節(jié)介質(zhì),在自身免疫中起到重要作用,青蒿素可以抑制NO的合成。將青蒿素加入到細(xì)胞因子刺激的人星形細(xì)胞瘤T67細(xì)胞中(含iNOS),可以導(dǎo)致亞硝酸鹽水平顯著地減少,這提示青蒿素抑制NO的合成是通過抑制iNOS轉(zhuǎn)錄因子NF-κB來實現(xiàn)的[19]。青蒿素通過抑制PKCδ/p38/ERK級聯(lián)瀑布,抑制細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)物(extracellular matrix metalloproteinase inducer,EMMPRIN)和MMPs的表達(dá),從而減輕RA骨和軟骨的侵蝕和破壞[20]。青蒿素可以顯著下調(diào)膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎大鼠中NO的產(chǎn)生。影像學(xué)和病理學(xué)資料顯示,青蒿素可以通過減少抗Ⅱ型膠原抗體反應(yīng),減少炎癥細(xì)胞對大鼠關(guān)節(jié)的浸潤,從而顯著減輕大鼠足爪的腫脹[21]。青蒿素以劑量依賴的方式降低人RA成纖維細(xì)胞(滑膜細(xì)胞)中TNF-α誘導(dǎo)的IL-1β、IL-6、IL-8的生成。青蒿素通過阻止TNF-α誘導(dǎo)的核轉(zhuǎn)運(yùn)、DNA結(jié)合、基因轉(zhuǎn)錄活性以及I-κB的磷酸化和降解,來抑制NF-κB信號通路[20]。
青蒿衍生物SM905可以延緩膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病和進(jìn)展,并降低炎性細(xì)胞因子、炎癥趨化因子和趨化因子受體的上調(diào)。SM905還可以顯著抑制Ⅱ型膠原誘導(dǎo)的T細(xì)胞增生、IL-17A 、IL-6 mRNA的表達(dá)[22]。同樣,SM933(新的青蒿素衍生物)通過降低實驗性自身免疫性腦脊髓膜炎中NO和iNOS的活性和濃度,來阻止活化的腦脊髓膜炎T細(xì)胞反應(yīng)[23]。研究發(fā)現(xiàn)青蒿(干燥地上部分)的醋酸乙酯和乙醇提取物對經(jīng)典的補(bǔ)體系統(tǒng)途徑有極強(qiáng)的抑制活性[24]。上述關(guān)于青蒿素及其衍生物SM735、SM934和新型的青蒿素衍生物的免疫抑制性能,可以設(shè)想青蒿素在炎癥和自身免疫性疾病中,作為二線治療藥物的前景。
4 青蒿素和血管新生
青蒿素對RA的治療活性還表現(xiàn)為對血管新生的高效抑制作用。青蒿素可以顯著抑制人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞的增生、游移和管腔形成,并以濃度依賴的方式抑制血管新生。青蒿素可以通過抑制NF-κB、MAPKα的活化,從而抑制血管新生相關(guān)因子如血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、IL-8、COX-2、MMP-9及血管生成素-1(angiopoietin-1,Ang-1)的表達(dá),同時還可以抑制VEGF的活性及與其受體的結(jié)合[25-26]。骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(bone morphogenetic protein2,BMP-2)/
轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor, TGF)β信號系統(tǒng)是共存于RA的血管新生調(diào)控系統(tǒng),兩者之間存在交叉對話并相互平衡,形成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)[27-28]。Anfosso L等[29]利用微陣列雜交技術(shù)驗證了青蒿素對腫瘤細(xì)胞中血管新生相關(guān)基因表達(dá)的影響,結(jié)果顯示,青蒿素對包括TGF-β2、BMP-1、
BMP-R2、Ang、VEGF-C、MMP-9在內(nèi)的30個血管新生相關(guān)基因均具有抑制作用。
5 青蒿素的毒副作用
青蒿素及其衍生物在治療劑量下很少發(fā)生不良反應(yīng)。 在泰國3 500份病例的前瞻性研究中,未發(fā)現(xiàn)青蒿素衍生物有嚴(yán)重的不良反應(yīng)。另一項在泰國的試驗表明,健康受試者對200 mg的青蒿素衍生物具有良好的耐受性,但動物實驗表明高劑量青蒿素衍生物具有神經(jīng)毒性,其機(jī)制可能與血紅素增強(qiáng)青蒿素對神經(jīng)元細(xì)胞的毒性、氧化壓力增強(qiáng)神經(jīng)毒性有關(guān)[30]。青蒿素幾乎不溶于水,其衍生物青蒿琥酯微溶于水,易溶于碳酸氫鈉溶液,形成水溶性鈉鹽。青蒿琥酯靜脈注射后血藥濃度很快下降,T1/2為30 min左右,體內(nèi)以腸肝腎分布最高,主要在體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)化,僅少量由尿、糞便排泄。
6 小 結(jié)
青蒿素對免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用特別是對自身免疫、血管新生的抑制作用,為其治療以系統(tǒng)性紅斑狼瘡、RA等為代表的痹證提供了極大的可能。與傳統(tǒng)治療RA的疾病控制性抗風(fēng)濕藥物(慢作用藥物)相比,青蒿素具有和甲氨蝶呤、羥氯喹、環(huán)磷酰胺、環(huán)孢素A、糖皮質(zhì)激素類似的免疫調(diào)節(jié)效應(yīng),而對人體的毒副作用卻很小,使得青蒿素在治療RA方面比其他更具優(yōu)勢。國內(nèi)有一些相關(guān)的臨床觀察,如崔向軍等[31]、韋嵩等[32]分別用青蒿琥酯片(每次200 mg,每日1次)口服和蒿琥酯粉針劑靜脈注射(每次60 mg,每日1次)治療RA患者,結(jié)果顯示青蒿琥酯治療RA的療效與羥氯喹、甲氨蝶呤相同或相近,而其不良反應(yīng)卻較甲氨蝶呤輕。目前,國外還沒有關(guān)于青蒿素治療RA的臨床研究,因此,關(guān)于青蒿素在治療RA的療效和安全性評價,尚需更多設(shè)計嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的臨床研究資料的支持。
7 參考文獻(xiàn)
[1] 王一凡.青蒿素與瘧疾防治[J]. 百科知識, 2011,11(21): 41-43.
[2] 王樂, 本末源流論青蒿[J].中國科技術(shù)語,2011,13(6): 46-48.
[3] 鎮(zhèn)濤 ,陳賽娟. 中藥成分靶向治療急性髓系白血病研究進(jìn)展[J].中國中西醫(yī)結(jié)合雜志, 2009,29(1): 14-18.
[4] 林禹舜,吳增安,楊國華,等.清熱重劑治療骨科術(shù)后發(fā)熱30例的臨床療效觀察[J].中華中醫(yī)藥雜志, 2013,28(6):1910-1913.
[5] Wang JX, Tang W,Yang ZS, et al. Suppressive effect of a novel water-soluble artemisinin derivative SM905 on T cell activation and proliferation in vitro and in vivo[J]. Br J Pharmacol, 2007, 564(14):211-218.
[6] Hou LF,Hou SJ,Wang JX, et al. SM934, a water-soluble derivative of arteminisin, exerts immunosuppressive functions in vitro and in vivo[J].Int Immun-opharmacol, 2009, 9(13-14):1509-1517.
[7] Veerasubramanian P, Gosi P, Limsomwong C, et al. Artesunate and amajor metabolite, dihydroartemisinin, diminish mitogen-induced lymphocyte proliferation and activation[J]. Southeast Asian J Trop Med Public Health, 2006,37(5): 838-847.
[8] Zhang JX,Wang JX,Zhang Y, et al.Synthesis and immunosuppressive activity of new artemisinin derivatives containing polyethylene glycol group[J]. Acta Pharmaceutica Sinica, 2006,41(1): 65-70.
[9] Yang ZS, Wang JX,Zhou Y,et al.Synthesis and immunosuppressive activity of new artemisinin derivatives. Part 2: 2-[12(βorα)-Dihydroar-temisinoxymethy]phen(ox)ylaliphatic acids and esters[J]. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2006,14(23):8043-8049.
[10] Prato M,Gallo V, Giribaldi G,et al. Role of the NF-kB transcription pathway in the haemozoin- and 15-HETE-mediated activation of matrix metalloproteinase-9 in human adherent monocytes[J]. Cell Microbiol, 2010,12(12): 1780-1791.
[11] Li B,Li J,Pan XC, et al. Artesunate protects sepsis model mice challenged with Staphylococcus aureus by decreasing TNF-alpha release via inhibition TLR2 and Nod2 mRNA expressions and transcription factor NF-kB activation[J]. Int Immunopharmacol, 2010,10(3): 344-350.
[12] Wang JX,Hou LF,Yang Y, et al. SM905, an artemisinin derivative, inhibited NO and pro-inflammatory cytokine production by suppressing MAPK and NF-KB pathways in RAW 264.7 macrophages[J]. Acta Pharmacol Sin, 2009, 30(10): 1428-1435.
[13] Wang J, Zhou H,Zheng J,et al.The antimalarial artemisinin synergizes with antibiotics to protect against lethal live Escherichia coli challenge by decreasing proinflammatory cytokine release[J]. Antimicrob Agents Chemother, 2006, 50(7): 2420-2427.
[14] Zhao M, Xue DB,Zheng B,et al.Induction of apoptosis by artemisinin relieving the severity of inflammation in caerulein-induced acute pancreatitis[J]. J World Journal of Gastroenterology, 2007,13(42): 5612-5617.
[15] Zhou WL,Wu JM,Wu QL, et al.A novel artemisinin derivative, 3-(12-beta-artemisininoxy) phenoxyl succinic acid (SM735), mediates immunosuppressive effects in vitro and in vivo[J]. Acta Pharmacol Sin, 2005, 26(11): 1352-1358.
[16] 陳興華.雷公藤合劑治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的臨床應(yīng)用體會[J]. 風(fēng)濕病與關(guān)節(jié)炎, 2012,1(3): 53-54.
[17] 王振,周子朋,鄭福增. 馬錢子制劑治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的研究進(jìn)展[J]. 風(fēng)濕病與關(guān)節(jié)炎, 2012,1(2): 62-64.
[18] 李滿意, 婁王鈐,賈軍輝. 熱痹清片治療虛熱型類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎138例臨床報告[J]. 風(fēng)濕病與關(guān)節(jié)炎, 2012,1(2): 45-46.
[19] Amoura Z, Piette JC. New therapeutic approaches to autoimmune diseases[J]. Presse Med, 2006, 35(4 Pt 2): 709-713.
[20] Xu H,He Y,Yang X, et al.Anti-malarial agent artesunate inhibits TNF-ɑ-induced production of proinflammatory cytokines via inhibition of NF-κB and PI3 kinase/Akt signal pathway in human rheumatoid arthritis fibroblast-like synoviocytes[J]. Rheumatology, 2007,46(6): 920-926.
[21] Cuzzocrea S,Saadat F,Paola LD, et al. Artemether: A New Therapeutic Strategy in Experimental Rheumatoid Arthritis[J]. Immunopharmacology and Immunotoxicology, 2005, 27(4): 615-630.
[22] Wang JX,Tang W,Zhou R, et al. The new water-soluble artemisinin derivative SM905 ameliorates collagen-induced arthritis by suppression of inflammatory and Th17 responses[J]. Br J Pharmacol, 2008, 153(6): 1303-1310.
[23] Wang ZJ,Qiu J,Guo TB, et al. Anti-Inflammatory Properties and Regulatory Mechanism of a Novel Derivative of Artemisinin in Experimental Autoimmune Encephalomyelitis[J]. The Journal of Immunology, 2007,179(9): 5958-5965.
[24] Kroes BH, Quarles van Ufford HC, Tinbergen-de Boer RL, et al. Modulatory effects of Artemisia annua extracts on human complement, neutrophil oxidative burst and proliferation of T lymphocytes[J]. Phytotherapy Research, 2006, 9(8): 551-554.
[25] Chen H, Shi L,Yang X,et al.Artesunate inhibiting angiogenesis induced by human myeloma RPMI8226 cells[J]. Int J Hematol, 2010, 92(4): 587-597.
[26] Wang SJ,Sun B,Cheng ZX, et al. Dihydroartemisinin inhibits angiogenesis in pancreatic cancer by targeting the NF-κB pathway[J]. Cancer Chemother Pharmacol, 2011, 68(6): 1421-1430.
[27] Verschueren PC, Lories RJ,Daans M , et al. Detection, identification and in vivo treatment responsiveness of bone morphogenetic protein (BMP)-activated cell populations in the synovium of patients with rheumatoid arthritis[J]. Ann Rheum Dis, 2009, 68(1): 117-123.
[28] ten Dijke P, Arthur HM. Extracellular control of TGFbeta signalling in vascular development and disease[J]. Nat Rev Mol Cell Biol, 2007,8(11): 857-869.
[29] Anfosso L, Efferth T ,Albini A,et al. Microarray expression profiles of angiogenesis-related genes predict tumor cell response to artemisinins[J]. Pharmacogenomics J, 2006, 6(4): 269-278.
[30] Shakir L,Hussain M,Javeed A,et al. Artemisinins and immune system[J]. European Journal of Pharmacology, 2011,668(1-2): 6-14.
[31] 崔向軍,王燕燕,侯曉強(qiáng),等. 青蒿琥酯治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎臨床觀察[J]. 中國醫(yī)院藥學(xué)雜志,2007,27(5): 645-647.
[32] 韋嵩,徐谷根.青蒿琥酯治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎臨床觀察[J]. 山西醫(yī)藥雜志, 2008, 37(5): 457-458.