薛漓軒，周錢留，張媛媛，寇俊萍*

(1.中國(guó)藥科大學(xué)中藥學(xué)院中藥藥理與中醫(yī)藥系，江蘇 南京 211198；2.江蘇省中藥評(píng)價(jià)與轉(zhuǎn)換重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 211198)

膿毒癥(sepsis)是感染引起的宿主反應(yīng)失調(diào)所導(dǎo)致的致命性器官功能障礙[1]。膿毒癥是臨床危重癥的常見并發(fā)癥之一，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，多種致病微生物均可引發(fā)膿毒癥。感染早期，侵入機(jī)體的病原微生物及其毒素，從局部進(jìn)入機(jī)體循環(huán)，激活宿主免疫系統(tǒng)，激活內(nèi)皮細(xì)胞，炎性因子大量釋放，引起細(xì)胞因子風(fēng)暴，同時(shí)過度的活性氧和活性氮產(chǎn)生，引起氧化應(yīng)激，組織因子表達(dá)、形成微血栓，不可控的炎癥反應(yīng)進(jìn)一步引起免疫麻痹、細(xì)胞損傷、細(xì)胞器功能障礙，導(dǎo)致內(nèi)皮完整性被破壞，通透性升高，凝血功能紊亂，微循環(huán)障礙，引起多器官功能障礙、多器官衰竭，最終引起宿主死亡[2-6]?，F(xiàn)代流行病學(xué)研究認(rèn)為，膿毒癥嚴(yán)重威脅人類健康，給全球醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)帶來巨大負(fù)擔(dān)。來自高收入國(guó)家的數(shù)據(jù)顯示，全球每年約有3 150萬例膿毒癥和1 940萬例嚴(yán)重膿毒癥患病病例，造成約530萬人死亡。由于低收入和中等收入國(guó)家關(guān)于膿毒癥發(fā)病率的相關(guān)研究數(shù)據(jù)較少，因此，該病實(shí)際發(fā)病率和死亡率可能比預(yù)計(jì)要多[3]。

目前治療膿毒癥手段主要是采取液體復(fù)蘇、抗感染治療、血管活性藥物、糖皮質(zhì)激素、抗凝治療、營(yíng)養(yǎng)支持等多種方式綜合治療[7-8]。其中，抗生素的大量使用，雖然降低了膿毒癥患者的死亡率，但細(xì)菌耐藥概率的增加也為后續(xù)治療帶來了壓力[2]。糖皮質(zhì)激素用于膿毒癥治療已有40多年歷史，然而其是否能顯著降低嚴(yán)重膿毒癥患者死亡率至今仍存在爭(zhēng)議[9-11]。雖然膿毒癥治療手段眾多，但是目前臨床上依舊沒有療效確切可靠的藥物。近年來，中藥對(duì)膿毒癥防治的研究報(bào)道日益增多，本文對(duì)近3年來在英文期刊上發(fā)表的中藥防治膿毒癥的機(jī)制進(jìn)展予以綜述，以期為研發(fā)防治膿毒癥的新藥提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和線索。

1 抑制過度炎癥反應(yīng)

研究表明，款冬酮(10 mg·kg-1)可以通過抑制核因子-B(NF-B)和絲裂原激活的蛋白(mitogen-activated protein,MAP)3種主要激酶的激活，來下調(diào)盲腸結(jié)扎再穿孔(cecal ligation puncture,CLP)模型的膿毒癥小鼠肺泡巨噬細(xì)胞中環(huán)加氧酶(COX)-2和腫瘤壞死因子α(TNF-α)的表達(dá)，抑制血清一氧化氮(NO)、前列腺素E2(PGE2)和高遷移率族蛋白B1(HMGB1)的釋放，降低膿毒癥小鼠的死亡率[12]。紅景天苷(20、40 mg·kg-1)可以通過上調(diào)沉默信息調(diào)節(jié)因子1(SIRT1)表達(dá)，抑制NF-B活化和HMGB1核轉(zhuǎn)位，改善膿毒癥肺損傷[13]。姜酮(0.72 mg·kg-1)和人參皂苷Rh1(126、252 μg/只)通過抑制膿毒癥小鼠HMGB1釋放，抑制血管通透性增加和白細(xì)胞遷移[14-15]。蒼術(shù)酮(25 mg·kg-1)通過上調(diào)SIRT1表達(dá)，抑制NF-B活化，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞激活和神經(jīng)炎癥，減輕脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的小鼠膿毒癥相關(guān)性腦病(SAE)和認(rèn)知功能障礙[16]。靜脈注射柁樹酮A(0.147、0.294 mg·kg-1)能夠上調(diào)SIRT1表達(dá)，減輕LPS誘導(dǎo)的膿毒癥肝損傷，抑制血清炎癥因子釋放，抑制髓過氧化物酶(MPO)活性[17]。

靜脈注射橙皮苷(10、20 mg·kg-1)通過抑制Hsp70/TLR4/MyD88通路，預(yù)防膿毒癥小鼠肺損傷[18]。在LPS刺激的RAW264.7細(xì)胞中，給以大黃酚(15 μmol·L-1)，能通過調(diào)節(jié)PPAR-γ/NF-B途徑抑制TNF-α、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)和NF-Bp65表達(dá)的增高[19]。姜黃素(20 mg·kg-1)可以調(diào)節(jié)PI3K/AKT信號(hào)通路，抑制miR-155，降低膿毒癥小鼠谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ASL)、尿素氮(BUN)水平和脾中巨噬細(xì)胞比例[20]。

Nod樣受體蛋白3(NLRP3)的異常激活與多種炎性疾病或代謝紊亂有關(guān)，在膿毒癥感染期間，起重要作用。燈盞花乙素(100、200 mg·kg-1)可抑制巨噬細(xì)胞NLRP3過度激活，降低腹腔注射大腸桿菌誘導(dǎo)小鼠膿毒癥模型死亡率，抑制血清IL-1β水平，減輕肝臟炎性細(xì)胞浸潤(rùn)[21]。肉桂醛(0.132、0.264 g·kg-1)能夠抑制組織蛋白酶B(CTSB)和嘌呤能離子通道型受體7(purinergic ligand-gated ion channel 7 receptor,P2X7R)在肺中表達(dá)，抑制NLRP3和IL-1β，減輕LPS誘導(dǎo)的膿毒癥小鼠炎癥反應(yīng)[22]。

2 抑制氧化應(yīng)激

研究發(fā)現(xiàn)，幼大鼠模擬的兒童膿毒癥模型中，白藜蘆醇(30 mg·kg-1)能夠通過激活核因子E-2相關(guān)因子(Nrf-2)信號(hào)，上調(diào)HO-1和醌NADP脫氫酶1(NQO1)表達(dá)，抑制膿毒癥幼大鼠腎中TNF-α、IL-1β和腎損傷分子1(KIM-1)表達(dá)，減輕膿毒癥幼大鼠急性腎損傷[23]。此外，腹腔注射白藜蘆醇可以通過抑制PI3K/Nrf2/HO-1信號(hào)通路，降低膿毒癥大鼠肺組織中丙二醛(MDA)和8-羥基脫氧鳥苷(8-hydroxy-2deoxyguanosine,8-OHDG)表達(dá)水平，增加超氧化物歧化酶(SOD)活性，上調(diào)HO-1和Nrf-2蛋白表達(dá)和Akt磷酸化，改善膿毒癥[24]。

姜黃素(20、40、80 mg·kg-1)下調(diào)血清IL-1β、TNF-α、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)和堿性磷酸酶(ALP)水平，上調(diào)SOD、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)水平，是通過抑制PI3K/Akt、P38/JNK和CYP2E/Nrf-2/ROS信號(hào)通路發(fā)揮改善內(nèi)毒素血癥中的氧化反應(yīng)和肝損傷作用[25]。體外實(shí)驗(yàn)中，姜黃素衍生物FM0807能通過抑制ROS/JNK/p53信號(hào)通路，抑制LPS誘導(dǎo)的RAW264.7細(xì)胞中炎癥因子和iNOS表達(dá)增加[26]。

和厚樸酚(20 mmol·L-1)可以通過抑制TLR2/4/MyD88信號(hào)通路，抑制膿毒癥大鼠血清培育的NRK-52E細(xì)胞中iNOS、NO水平和MPO活性，上調(diào)GSH和SOD的表達(dá)水平，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，通過分子建模和模擬對(duì)接，推測(cè)和厚樸酚可能通過與Nrf2-Keep1結(jié)合，置換Nrf2，激活Nrf2/HO-1信號(hào)通路，抑制膿毒癥大鼠腎中TNF-α、IL-1β和IL-6表達(dá)[27]。瑞香素(5 mg·kg-1)能通過抑制JAK/STATs通路，抑制STAT1和STAT3入核，抑制NO、PGE2表達(dá)，增加膿毒癥小鼠存活率，減輕肺損傷[28]。灌胃給以山柰酚(100 mg·kg-1)可以抑制炎癥相關(guān)因子表達(dá)，增加SOD、CAT和GSH活性，下調(diào)膿毒癥小鼠肺組織中iNOS和細(xì)胞間黏附分子-1(iCAM-1)水平，發(fā)揮抑制氧化應(yīng)激作用[29]。

3 調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)

研究顯示，在小鼠腹部燒傷10%，并在燒傷后第一天和第三天，腹腔注射銅綠假單胞菌，制備的復(fù)雜膿毒癥模型中，柴胡多糖(40、100、250 mg·kg-1)劑量依賴地降低小鼠死亡率，并通過調(diào)節(jié)骨髓有核細(xì)胞(BMC)的增殖、運(yùn)動(dòng)、遷移和局部分化，增強(qiáng)體內(nèi)CD11c-CD45RBhighDCs的局部募集和分化，恢復(fù)晚期膿毒癥的免疫平衡，和調(diào)節(jié)TLR4信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)對(duì)晚期膿毒癥的免疫逆轉(zhuǎn)，來發(fā)揮改善膿毒癥作用[30]。丹參酮ⅡA(15 mg·kg-1)能夠恢復(fù)CD4+和CD8+T細(xì)胞百分比，抑制脾中調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)的形成，抑制脾中干擾素-γ(IFN-γ)、IL-2水平，上調(diào)IL-4和IL-10表達(dá)水平，促進(jìn)Th1/Th2動(dòng)態(tài)平衡，增加巨噬細(xì)胞吞噬活性，增強(qiáng)膿毒癥小鼠細(xì)菌清除率，抑制血清HMGB1水平升高，抑制CD3+CD4+/CD3+CD8+淋巴細(xì)胞百分比降低和Tregs增加，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[31]。靜脈輸注牛去氧膽酸鹽(0.5 mg·kg-1,20 min)，可以通過調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)組表達(dá)，增加粒細(xì)胞源性抑制細(xì)胞(MDSCLT)的數(shù)量，抑制T細(xì)胞的增殖和遷移，降低血清促炎因子，恢復(fù)低血壓，減輕肝、腎損傷，延長(zhǎng)膿毒癥小鼠的存活率，此外，牛去氧膽酸鹽處理后的MDSCLT在過繼轉(zhuǎn)移治療中比未處理的能更好地改善膿毒癥[32]。姜黃素可以通過增強(qiáng)Treg細(xì)胞抑制功能，增加血漿IL-10、降低TNF-α和IL-6水平，改善CLP小鼠存活率[33]。

4 調(diào)節(jié)細(xì)胞死亡

研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)10 d經(jīng)口給予柚皮苷100 mg·(kg·d)-1能夠通過抑制BAX/Bcl2比值，抑制心肌凋亡，同時(shí)降低心肌組織TNF-α、IL-1β和IL-6表達(dá)，上調(diào)SOD表達(dá)，下調(diào)MDA水平，發(fā)揮抗炎抗氧化作用[34]。腹腔注射紫檀芪(5、10、15 mg·kg-1)可以通過抑制BAX表達(dá)，增加Bcl2表達(dá)，抑制肝細(xì)胞凋亡，還能通過上調(diào)SIRT1表達(dá)，抑制肝中炎癥反應(yīng)[35]。白藜蘆醇(40 mg·kg-1)可以通過上調(diào)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子-B(VEGF-B)表達(dá)水平，抑制LPS誘導(dǎo)的肺泡巨噬細(xì)胞凋亡[36]。人參皂苷Rg1(200 mg·kg-1)通過抑制膿毒癥小鼠海馬區(qū)中微管相關(guān)蛋白1輕鏈3Ⅱ(LC3Ⅱ)和p62表達(dá)，抑制caspase-3活化，來抑制神經(jīng)細(xì)胞凋亡，降低膿毒癥小鼠死亡率，改善SAE引起的認(rèn)知障礙[37]。另一項(xiàng)研究也顯示，人參皂苷Rg1(30 mg·kg-1)可以通過激活自噬，上調(diào)Nrf2表達(dá)，抑制p65磷酸化，抑制小鼠肺上皮細(xì)胞(MLE-12)凋亡，減輕膿毒癥引起的肺損傷[38]。

另有研究發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rg3(25 μmol·L-1)可以通過調(diào)節(jié)線粒體自噬，減輕線粒體功能障礙，激活A(yù)MPK通路，減輕膿毒癥引起的細(xì)胞、器官功能障礙[39]。青蒿琥酯可以通過抑制TRAF6-Beclin1-PI3KC3復(fù)合物形成，抑制自噬激活，抑制LPS誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞釋放細(xì)胞因子，改善膿毒癥[40]。

5 調(diào)節(jié)內(nèi)皮屏障功能

研究發(fā)現(xiàn)，梓醇(10 mg·kg-1)可以抑制SRC、PI3K、FAK磷酸化，抑制CTSB激活，促進(jìn)claudin-5和連接黏附分子-1(junction adhesion molecule,JAM-1)重分布，抑制IV型膠原蛋白和層黏連蛋白(LN)降解，減輕LPS誘導(dǎo)的血管通透性增加，降低膿毒癥小鼠死亡率，表面等離子共振技術(shù)(SPR)檢測(cè)結(jié)果證明，梓醇是通過直接與TLR4、SRC結(jié)合，發(fā)揮改善LPS引起的內(nèi)皮屏障功能障礙的作用[41]。天竺葵素(30 μmol·L-1)可以抑制LPS和CLP誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)換生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)蛋白(TGFBIp)釋放，抑制TGFBIp誘導(dǎo)的屏障破壞、白細(xì)胞遷移[42]。小檗堿(25、50 mg·kg-1)通過調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin信號(hào)通路，抑制膿毒癥大鼠血管通透性升高，在LPS刺激的大鼠腸微血管內(nèi)皮細(xì)胞模型中，恢復(fù)血管內(nèi)皮屏障功能，增加跨內(nèi)皮電阻值(TEER)、上調(diào)claudin-12，β-連環(huán)蛋白和血管內(nèi)皮鈣黏蛋白(VE-cadherin)含量，維持緊密連接和黏附連接穩(wěn)定性，發(fā)揮維持腸血管屏障功能作用[43]。鵝掌楸(20 mg·kg-1)通過抑制肺中VEGF表達(dá)和NF-B活化，抑制血管通透性增加和過度炎癥反應(yīng)[44]。雙氫青蒿素(25 μmol·L-1)通過恢復(fù)TNF-α抑制的人腎小球內(nèi)皮細(xì)胞(HRGECs)中緊密連接蛋白(occludin)表達(dá)，降低腎小球內(nèi)皮通透性，雙氫青蒿素(50 mg·kg-1)可以減輕LPS誘導(dǎo)的膿毒癥小鼠腎小球損傷，降低尿液中白蛋白與肌酐比值(UACR)，降低血清肌酐[45]。補(bǔ)骨脂(15、30、60 mg·kg-1)能抑制膿毒癥小鼠體內(nèi)炎癥因子水平升高，降低肺水腫，恢復(fù)claudin-1和VE-cadherin表達(dá)，維持肺內(nèi)皮屏障功能，同時(shí)還能增加SOD活性，抑制MDA、8-OHDG和3-硝基酪氨酸(3-NT)表達(dá)水平增加[46]。

6 討論

膿毒癥的發(fā)病機(jī)制是一個(gè)復(fù)雜的、多通路、多環(huán)節(jié)參與的過程，早期研究集中在抑制膿毒癥期間的全身炎癥反應(yīng)綜合征上，近期研究發(fā)現(xiàn)，多器官功能障礙和多器官衰竭是引起膿毒癥患者死亡的重要原因，且全身炎癥反應(yīng)綜合征與器官損傷并無確定的時(shí)間先后關(guān)系，因此，單純的抑制過度炎癥反應(yīng)，可能不能降低膿毒癥患者的死亡率，炎癥因子抑制劑在臨床應(yīng)用的失敗也驗(yàn)證了這一點(diǎn)，所以如何在抑制過度炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激的同時(shí)，改善器官損傷，恢復(fù)機(jī)體免疫系統(tǒng)功能是未來研究治療膿毒癥藥物的重要方向。目前膿毒癥研究的動(dòng)物模型主要集中在盲腸結(jié)扎穿孔術(shù)模擬的闌尾炎或憩室炎穿孔，或腹腔、靜脈注射LPS引起的內(nèi)毒素血癥上，其他模型還有燒傷、細(xì)菌攻擊模型等。然而，由于引起膿毒癥感染的微生物種類繁多，膿毒癥發(fā)病機(jī)制復(fù)雜多樣，不同地區(qū)、不同感染源的患者對(duì)膿毒癥感染呈現(xiàn)不同表型，且由于基因的多樣性，患者在面對(duì)不同治療藥物，其療效也有差異。因此，如何選擇或制備更合適的動(dòng)物模型，降低其與臨床疾病的差異性，是膿毒癥新藥研發(fā)的關(guān)鍵之一。

本文綜述研究顯示，中藥活性成分可通過調(diào)節(jié)多條膿毒癥相關(guān)通路，參與防治膿毒癥及膿毒癥誘導(dǎo)的器官功能障礙中的過度炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、免疫紊亂、細(xì)胞死亡和內(nèi)皮通透性增加，其相關(guān)作用途徑總結(jié)歸納如表1所示。防治膿毒癥的中藥活性成分涉及黃酮類、萜類、木脂素類、皂苷類、醌類、生物堿類、多糖類、苷類、苯丙素類、醛類、香豆素類、揮發(fā)油類、甾體類等，主要通過調(diào)節(jié)TLR4/MyD88/NF-B、MAPK等相關(guān)通路，抑制HMGB1等蛋白表達(dá)，上調(diào)Nrf2、SIRT1等蛋白表達(dá)來減輕多器官功能障礙，降低膿毒癥死亡率，發(fā)揮防治膿毒癥作用。其中，黃酮類、萜類、木脂素類主要調(diào)節(jié)TLR4/NF-B信號(hào)通路，上調(diào)SIRT1表達(dá)，抑制過度炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激，黃酮類、萜類還能調(diào)節(jié)MAPK通路，進(jìn)一步抑制膿毒癥引起的抗炎促炎反應(yīng)失衡和過度氧化應(yīng)激。皂苷類、苷類和揮發(fā)油類可以抑制HMGB1表達(dá)水平增高，抑制炎癥反應(yīng)，降低血管通透性。黃酮類、皂苷類成分能夠通過上調(diào)Nrf2信號(hào)通路，發(fā)揮抗氧化作用。醌類、苷類、生物堿類主要通過抑制NF-B信號(hào)通路，抑制機(jī)體炎癥反應(yīng)。醌類和苯丙素類可以激活PPAR-γ受體，抑制炎癥因子產(chǎn)生。醌類、黃酮類和多糖類成分，可以調(diào)節(jié)機(jī)體免疫反應(yīng)，減輕膿毒癥引起的免疫麻痹。甾體類成分可以調(diào)節(jié)免疫，抑制全身炎癥，改善膿毒癥。醛類可以通過調(diào)節(jié)NLRP3抑制炎癥反應(yīng)。香豆素類可以通過抑制JAK/STAT信號(hào)通路，下調(diào)ROS產(chǎn)生，發(fā)揮抗炎抗氧化作用。上述研究主要集中在黃酮類、萜類和木脂素類成分上，三者均具有抗炎抗氧化作用，其中黃酮類和萜類還可以抑制血管通透性增高，維持內(nèi)皮屏障功能，改善膿毒癥引起的水腫，減緩器官功能障礙，值得進(jìn)一步探索開發(fā)。

表1 中藥活性成分防治膿毒癥的作用環(huán)節(jié)進(jìn)展

表1(續(xù))

7 展望

盡管中藥活性成分防治膿毒癥的研究已取得一定進(jìn)展，但其分子機(jī)制研究仍不夠深入具體，仍缺乏明確的作用靶點(diǎn)。因此，如何利用基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)等技術(shù)，整合基因敲除、蛋白抑制、過表達(dá)等分子生物學(xué)技術(shù)和分子對(duì)接與分子動(dòng)力學(xué)模擬、表面等離子共振等方法，更客觀、全面、具體地對(duì)中藥活性成分治療膿毒癥的分子機(jī)制或關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行深入闡釋和反復(fù)確證，發(fā)掘中藥有效成分在疾病相關(guān)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中的具體作用靶點(diǎn)或識(shí)別生物標(biāo)志物，以期為膿毒癥新藥開發(fā)提供可能的潛在靶點(diǎn)和先導(dǎo)化合物，為指導(dǎo)臨床用藥提供數(shù)據(jù)支持和參考依據(jù)，是未來探討中藥防治膿毒癥需要思考的重要問題，值得關(guān)注。