許祿華, 林豐夏, 宋銀枝, 曾志聰, 吳子君, 鄧斌,張維維, 李亮, 鐘勇輝
(1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院深圳市寶安中醫(yī)院心內(nèi)科,廣東深圳 518133;2.廣州中醫(yī)藥大學(xué)研究生院,廣東廣州 510405)
冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。╟oronary artery disease,CAD),簡稱“冠心病”,是由多種危險因素(年老、高血壓、糖尿病、吸煙等)導(dǎo)致的,多種機(jī)制(脂肪代謝紊亂學(xué)說、炎癥學(xué)說、損傷應(yīng)答學(xué)說等)共同參與的,發(fā)生于冠狀動脈的疾病。冠心病是心血管常見疾病,發(fā)病率和致死率高,嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量。隨著生活方式的改變,心血管危險因素持續(xù)增加,冠心病已成為20 世紀(jì)西方發(fā)達(dá)國家的主要死因[1],嚴(yán)重威脅人類健康。數(shù)據(jù)顯示,我國心血管病死亡率高居首位,高于腫瘤及其他疾病,且我國城市和農(nóng)村居民冠心病死亡率均保存持續(xù)上升趨勢[2]。冠心病耗費(fèi)了大量的醫(yī)療資源,已作為目前社會的重大負(fù)擔(dān)而廣受關(guān)注[3]。
祖國醫(yī)學(xué)對冠心病的認(rèn)識源遠(yuǎn)流長,早在《黃帝內(nèi)經(jīng)》已有“心痹者,脈不通”的描述,并在數(shù)千年實踐中形成了極具特色的辨證論治體系。中醫(yī)藥防治冠心病優(yōu)勢突出,從臨床癥狀的減輕到病理損傷的改善效果均佳,且簡便價廉。李貴華團(tuán)隊[4]統(tǒng)計84 697例冠心病患者的中醫(yī)證候分型,發(fā)現(xiàn)辨證為氣虛血瘀型患者達(dá)74.3%。針對胸痹心痛病氣虛血瘀基本證候特點(diǎn),我科運(yùn)用丹芪散治療胸痹心痛病患者,獲得良好療效。
本研究觀察基于“虛-瘀”病機(jī)基礎(chǔ)的中藥復(fù)方丹芪散治療冠心病的臨床療效與安全性,并觀察治療前后臨床癥狀改善情況及膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、踝肱指數(shù)(ABI)、肱踝脈搏波(PWV)、血清一氧化氮(NO)、內(nèi)皮素1(ET-1)的變化,從保護(hù)血管內(nèi)皮、改善動脈僵硬度探討其作用機(jī)制,并基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法,對丹芪散改善冠心病患者血管內(nèi)皮功能的作用進(jìn)行理論驗證,現(xiàn)將研究結(jié)果報道如下。
1.1對象與方法
1.1.1 一般資料 病例選自2014年5月至2017年5月深圳寶安中醫(yī)院(集團(tuán))心血管病科住院部及門診收治的冠心病患者。采用隨機(jī)數(shù)表的方法將病例隨機(jī)分為治療組和對照組2 組,每組各30 例。本研究經(jīng)廣州中醫(yī)藥大學(xué)倫理委員會審查通過。
1.1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)與辨證分型標(biāo)準(zhǔn) 參考2013年歐洲心臟病學(xué)會發(fā)布的《穩(wěn)定性冠狀動脈疾病管理指南》[5]中冠心病穩(wěn)定性心絞痛的診斷標(biāo)準(zhǔn):根據(jù)典型的發(fā)作特點(diǎn)和體征,結(jié)合年齡和存在冠心病高危因素,結(jié)合發(fā)病時心電圖、運(yùn)動平板、動態(tài)心電圖、冠脈血管成像(CTA)、冠脈造影等檢查,排除其他病因引起的心絞痛后可確定診斷。中醫(yī)辨證分型參照《中藥新藥臨床研究指導(dǎo)原則》[6]及《血瘀證中西醫(yī)結(jié)合診療共識》[7],符合以下表現(xiàn):神疲乏力,氣短,少氣懶言,汗出,舌質(zhì)淡暗,苔薄白,舌體胖大有齒痕,脈細(xì),脈結(jié)代。
1. 1. 3 納入及排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn):符合“1.1.2”項診斷標(biāo)準(zhǔn)及“氣虛血瘀”辨證標(biāo)準(zhǔn),患者及家屬對本研究知情同意者。排除標(biāo)準(zhǔn):年齡>75 歲或<30 歲患者;急性冠脈綜合征或嚴(yán)重心功能不全患者;甲狀腺疾病患者;近1個月合并嚴(yán)重感染者;有嚴(yán)重伴發(fā)疾病者,如腦卒中、腎功能不全、惡性腫瘤等;妊娠期或哺乳期婦女;嚴(yán)重精神疾患患者。
1.1.4 治療方法 對照組:根據(jù)指南[5]予以冠心病二級預(yù)防治療。治療組:在對照組治療基礎(chǔ)上,加予丹芪散(院內(nèi)顆粒制劑,5 g/包,主要成分為黃芪、西洋參、丹參、田七、山楂),每日2 次,每次1 包沖服。2 組治療及觀察時間為12 周。治療過程中每2周門診復(fù)診隨訪1次。
1.1.5 觀察指標(biāo)
1.1.5.1 臨床癥狀改善情況 依據(jù)《中醫(yī)病證診斷療效標(biāo)準(zhǔn)》[8]觀察患者胸悶、胸痛、心悸、神疲乏力、氣短、少氣懶言、汗出等臨床癥狀改善情況。上述癥狀根據(jù)其嚴(yán)重程度劃分為等級積分:無癥狀積0分;有癥狀,但不影響正常工作和生活積1分;癥狀明顯影響正常工作和生活積2分;癥狀嚴(yán)重,不能正常生活和工作積3分。觀察時間點(diǎn)為治療前、治療12周后。
1. 1. 5. 2 實驗室指標(biāo) 2 組患者治療前及治療12 周后清晨空腹抽取靜脈血10 mL。采用全自動生化分析儀檢測TC、LDL-C 水平;采用放射免疫法測定ET-1 含量;采用硝酸還原酶法測定NO 含量。同時記錄治療前后血、尿常規(guī),肝腎功能、肌酶等結(jié)果。
1. 1. 5. 3 ABI、PWV 檢測 應(yīng)用VS-1500A 動脈硬化檢測儀(日本福田產(chǎn)業(yè)株式會社)測量患者的ABI、PWV值。分別測量右側(cè)踝動脈和肱動脈的收縮壓,二者相除之值為ABI;PWV[v/(m?s-1)]=l/t,l為右側(cè)肱踝動脈兩個動脈搏動點(diǎn)之間的距離,t為2個波形的傳導(dǎo)時間差。
1.1.6 統(tǒng)計方法 采用SPSS 26.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,若符合正態(tài)分布,組間比較采用獨(dú)立t檢驗,組內(nèi)比較采用配對t檢驗,若不符合正態(tài)分布,組間采用獨(dú)立秩和檢驗,組內(nèi)采用配對秩和檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
1.2結(jié)果
1.2.1 2組患者一般資料比較 2組一般資料經(jīng)過統(tǒng)計學(xué)分析具有可比性(P>0.05)。具體數(shù)據(jù)見表1。
表1 2組冠心病患者一般資料比較Table 1 Comparison of baseline data in CAD patients of the two groups (±s)
表1 2組冠心病患者一般資料比較Table 1 Comparison of baseline data in CAD patients of the two groups (±s)
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1. 2. 2 2 組患者臨床癥狀積分比較 表2 結(jié)果顯示:治療后,2組臨床癥狀積分較治療前均明顯降低(P<0.01),且治療組降低作用優(yōu)于對照組(P<0.01)。表明2 組均能改善患者臨床癥狀,但治療組效果更佳。
1. 2. 3 2 組患者血脂比較 表2 結(jié)果顯示:治療后,2 組LDL-C、TC 值較治療前均明顯降低(P<0.01),表明2組治療均有較好的調(diào)脂作用。但2組間比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),表明丹芪散協(xié)同降脂的作用不明顯。
1.2.4 2組患者血管僵硬度指標(biāo)比較 表2結(jié)果顯示:經(jīng)過3個月的干預(yù)后,治療組ABI值較治療前升高,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P< 0.05),而對照組ABI值有所升高,但與治療前比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P> 0.05)。2 組治療后PWV 值均下降(P<0.05 或P< 0.01),且治療組降低作用優(yōu)于對照組(P<0.01)。表明丹芪散具有一定改善血管硬化功能作用。
1. 2. 5 2 組患者血管內(nèi)皮因子比較 表2 結(jié)果顯示:治療后,2 組ET-1 水平均較治療前顯著降低(P<0.01),且治療組的降低作用優(yōu)于對照組(P<0.01);治療后,2組NO 水平均較治療前顯著升高(P<0.01),且治療組的升高作用優(yōu)于對照組(P<0.01)。
1.2.6 2組患者不良反應(yīng)比較 治療前后2組患者血常規(guī)、尿常規(guī)、肝腎功能檢查均無明顯變化。對照組共發(fā)生4 例不良反應(yīng),發(fā)生率為13.3%(4/30),其中,牙齦出血1 例,頭痛2 例,下肢水腫1 例;治療組共發(fā)生不良反應(yīng)3 例,發(fā)生率為10.0%(3/30),其中,腹瀉1例,頭痛1例,皮下瘀斑1例。觀察組與對照組不良反應(yīng)發(fā)生率比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
表2 2組冠心病患者臨床癥狀積分、血脂、血管僵硬度指標(biāo)、血管內(nèi)皮因子水平比較Table 2 Comparison of the clinical symptoms scores,blood lipids,vascular stiffness indexes and vascular endothelial factors in the two groups (±s)
表2 2組冠心病患者臨床癥狀積分、血脂、血管僵硬度指標(biāo)、血管內(nèi)皮因子水平比較Table 2 Comparison of the clinical symptoms scores,blood lipids,vascular stiffness indexes and vascular endothelial factors in the two groups (±s)
①P<0.05,②P<0.01,與治療前比較;③P<0.01,與對照組治療后比較
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2.1方法
2.1.1 丹芪散的化學(xué)成分及靶點(diǎn)挖掘 借助中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫和分析平臺(TCMSP)(http://lsp.nwu.edu.cn/tcmsp.php)獲得丹芪散(丹參、三七、山楂、黃芪、西洋參)中各個中藥的化學(xué)成分,以口服生物利用度(oral bioavailability,OB)>30%和類藥性(drug-likeness,DL)>0.18 為條件,篩選出符合條件的候選化合物及其對應(yīng)靶點(diǎn)。
2. 1. 2 冠心病患者血管內(nèi)皮功能相關(guān)靶點(diǎn)的獲取 在GeneCards 數(shù)據(jù)庫(http://www.genecards.org/,Version 4.5.0)和OMIM 數(shù)據(jù)庫(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim,update in 2019-7-23)中,分別以“coronary artery disease”“vascular endothelial function”為關(guān)鍵詞,搜索與冠心病及血管內(nèi)皮功能相關(guān)的基因。搜索GeneCards數(shù)據(jù)庫時設(shè)置篩選條件:reference>1;其余保持默認(rèn)設(shè)置。兩者取交集后得到冠心病患者血管內(nèi)皮功能的相關(guān)靶點(diǎn)。
2.1.3 “中藥化學(xué)成分-作用靶點(diǎn)”網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和分析 將“2.1.1”項與“2.1.2”項步驟獲取的靶點(diǎn)取交集,所得交集靶點(diǎn)即為丹芪散改善氣虛血瘀型冠心病患者的血管內(nèi)皮功能的預(yù)測靶點(diǎn)。然后構(gòu)建中藥化學(xué)成分-作用靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),利用Cytoscape 3.7.1 軟件中的“Network Analyzer”功能對中藥化學(xué)成分-作用靶點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析?!肮?jié)點(diǎn)”代表丹芪散中所含藥物化學(xué)成分與潛在作用靶點(diǎn),“邊”展現(xiàn)了中藥成分和其作用靶點(diǎn)之間的聯(lián)系。根據(jù)化合物與靶點(diǎn)連接情況篩選出丹芪散改善氣虛血瘀型冠心病患者血管內(nèi)皮功能的關(guān)鍵化合物。
2. 1. 4 靶蛋白相互作用(PPI)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及關(guān)鍵靶點(diǎn)篩選 將藥物-疾病交集靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING 數(shù)據(jù)庫(https://string-db.org/,Version 11.0),限定研究物種為“Homo sapiens”,最低相互作用評分設(shè)置為最高等置信度[“highest confidence(0.900)”],其余參數(shù)保持默認(rèn)設(shè)置。結(jié)果保存成TSV 格式,保留文件中“node1、node2 和Combined score”列出的信息并導(dǎo)入Cytoscape 軟件繪制相互作用網(wǎng)路,并使用軟件中的“Network Analyzer”功能對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析,然后使用Cytoscape 軟件中的Generate style from statistics 工具將節(jié)點(diǎn)大小和顏色設(shè)置用于反映度值的大小,邊的粗細(xì)設(shè)置用于反映結(jié)合率評分(Combine score)的大小,獲得最終的丹芪散改善氣虛血瘀型冠心病患者血管內(nèi)皮功能的PPI網(wǎng)絡(luò)。同時基于拓?fù)浞治鼋Y(jié)果,選取自由度(Degree)、介度(Betweenness)和中心性(Closeness)均大于中位數(shù)的靶點(diǎn)為關(guān)鍵靶點(diǎn),并分析其藥理作用。
2.1.5 相關(guān)通路和注釋分析 利用Cytoscape軟件中的Clue GO 插件,對藥物-疾病交集靶點(diǎn)進(jìn)行基因本體論(GO)基因功能富集分析和京都基因與基因組百科全書(KEGG)通路分析。分別選擇“Biological Process”“Cellular Component”“Molecular Function”和“KEGG-Pathway”得到相關(guān)數(shù)據(jù),保存結(jié)果,并將所得結(jié)果按照P值降序排列,綜合“%Associated Genes”“Number Gene”等指標(biāo)篩選可能與冠心病內(nèi)皮功能相關(guān)的排名靠前的生物過程和通路。
2.2結(jié)果
2.2.1 丹芪散候選化合物及靶點(diǎn)的篩選 丹芪散中有5 味中藥,即丹參、三七、山楂、黃芪、西洋參,在TCMSP 中,以O(shè)B ≥30%,DL ≥0.18 作為篩選條件,共得到候選化合物103個,其中,丹參化學(xué)成分65 個,三七化學(xué)成分8 個,山楂化學(xué)成分6 個,黃芪化學(xué)成分20 個,西洋參化學(xué)成分11 個。根據(jù)候選化合物篩選靶點(diǎn),分別去除重復(fù)靶點(diǎn),共得到靶點(diǎn)120 個,其中,丹參靶點(diǎn)61 個,三七靶點(diǎn)89個,山楂靶點(diǎn)93個,黃芪靶點(diǎn)97個,西洋參靶點(diǎn)28個。
2.2.2 冠心病患者血管內(nèi)皮功能相關(guān)靶點(diǎn)獲取結(jié)果以“coronary artery disease”為關(guān)鍵詞從GeneCards數(shù)據(jù)庫檢索到6 567個靶點(diǎn),從OMIM 數(shù)據(jù)庫中檢索到123個靶點(diǎn),去除重復(fù)靶點(diǎn),共得到6 677 個冠心病相關(guān)靶點(diǎn)基因;以“vascular endothelial function”為關(guān)鍵詞從GeneCards 數(shù)據(jù)庫檢索到12 819 個靶點(diǎn),從OMIM 數(shù)據(jù)庫中檢索到94 個靶點(diǎn),去除重復(fù)靶點(diǎn),共得到12 867 個血管內(nèi)皮功能相關(guān)靶點(diǎn)基因。把兩者交集,即得到冠心病患者血管內(nèi)皮功能相關(guān)靶點(diǎn),共15 059個。
2.2.3 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及分析結(jié)果 將103 個化合物的120個化合物靶點(diǎn)與15 059個冠心病患者血管內(nèi)皮功能相關(guān)靶點(diǎn)基因取交集,得到115個共同靶點(diǎn)基因,共對應(yīng)84個化合物。利用Cytoscape 軟件構(gòu)建中藥化合物-靶點(diǎn)相互作用網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)中共有199 個節(jié)點(diǎn)(其中化合物節(jié)點(diǎn)84 個,靶基因節(jié)點(diǎn)115 個)和1 043 條邊,見圖1。度值最高的化合物為槲皮素(quercetin), 其余依次為山柰酚(kaempferol)、異鼠李亭(isorhamnetin)、β-谷甾醇(beta-sitosterol)和木犀草素(luteolin)等,度值排名前20位的化合物信息見表3,這些度值較高的化合物可能是丹芪散改善冠心病患者內(nèi)皮功能的關(guān)鍵化合物。
2.2.4 靶蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建及關(guān)鍵靶點(diǎn)篩選將交集得到的115 個交集靶點(diǎn)導(dǎo)入STRING 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行PPI 網(wǎng)絡(luò)分析,然后利用Cytoscape 軟件對所得PPI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化,得到最終的丹芪散改善冠心病患者血管內(nèi)皮功能的PPI 網(wǎng)絡(luò)圖,見圖2。網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生蛋白相互作用的靶點(diǎn)有113 個(其中有2 個靶點(diǎn)未發(fā)生蛋白相互作用),1 029條邊代表了蛋白之間相互作用。根據(jù)PPI網(wǎng)路的拓?fù)浞治鼋Y(jié)果,網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)連接度的中位數(shù)為18.3,節(jié)點(diǎn)介度的中位數(shù)為1.00×10-2,節(jié)點(diǎn)緊密度的中位數(shù)為0.502,其中連接度、介度、緊密度均超過中位數(shù)的靶點(diǎn)有43個,見表4,推測這些靶點(diǎn)可能是丹芪散改善冠心病患者血管內(nèi)皮功能的關(guān)鍵靶點(diǎn)。
2.2.5 丹芪散改善冠心病患者血管內(nèi)皮功能的基因功能分析 丹芪散的藥物靶標(biāo)與疾病靶標(biāo)功能分析結(jié)果見表5。生物分析過程發(fā)現(xiàn),共表達(dá)基因主要參與了G 蛋白偶聯(lián)乙酰膽堿受體活性、膠質(zhì)細(xì)胞凋亡過程、神經(jīng)元內(nèi)在凋亡信號通路的調(diào)控、缺氧時RNA 聚合酶Ⅱ啟動子轉(zhuǎn)錄的正調(diào)控、通過化學(xué)信號調(diào)節(jié)心臟收縮力和血管平滑肌細(xì)胞發(fā)育等。對分子功能分析發(fā)現(xiàn),共表達(dá)基因具有配體激活的轉(zhuǎn)錄因子活性、G蛋白偶聯(lián)乙酰膽堿受體活性,以及半胱氨酸型內(nèi)肽酶活性參與凋亡信號通路、乙酰膽堿受體的活動和RNA 聚合酶Ⅱ一般轉(zhuǎn)錄起始因子結(jié)合等作用。對細(xì)胞成分分析發(fā)現(xiàn),共表達(dá)基因主要涉及膜筏、膜微區(qū)、突觸前膜的組成部分、凋亡誘導(dǎo)信號復(fù)合體和突觸后膜的組成部分等細(xì)胞組分。
2. 2. 6 丹芪散改善冠心病患者血管內(nèi)皮功能的KEGG通路富集分析 丹芪散改善冠心病患者血管內(nèi)皮功能的KEGG 通路富集分析結(jié)果見表6。P值排名前20 位的通路中,主要涉及流體剪切應(yīng)力和動脈粥樣硬化、細(xì)胞凋亡、p53信號通路、缺氧誘導(dǎo)因子1(HIF-1)信號通路、c型凝集素受體信號通路、ErbB信號通路、白細(xì)胞介素17(IL-17)信號通路和松弛素信號通路等。
圖1 丹芪散改善冠心病患者血管內(nèi)皮功能的“中藥-活性成分-關(guān)鍵靶標(biāo)”網(wǎng)絡(luò)圖Figure 1 “Herb-Compound-Target”network of Danqi San in improving vascular endothelial functions in CAD patients
目前,以調(diào)脂、抗血小板為核心的藥物已成為冠心病治療的基礎(chǔ),而經(jīng)皮冠狀動脈介入(PCI)治療及外科手術(shù)如冠脈搭橋術(shù)等發(fā)展日漸成熟,也已成為治療冠心病的重要武器。但這些手段都存在一定的局限性。心肌梗死后的患者人群中,盡管接受著標(biāo)準(zhǔn)的冠心病二級預(yù)防治療,但因存在高危動脈粥樣硬化病灶,其中超過40%的患者仍具有更高的再發(fā)心肌梗死、卒中或心因性死亡的風(fēng)險[9]。PCI 及搭橋術(shù)雖然能夠增多冠脈血流量,改善血液循環(huán),但是仍未能逆轉(zhuǎn)或改變冠脈粥樣硬化病程的進(jìn)展。而中醫(yī)藥的冠心病防治研究中已取得較好的成果。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為本病的發(fā)生多與年老體虛、飲食不當(dāng)、情志失調(diào)等因素有關(guān)。氣虛血瘀乃本病之根本病機(jī),“心主血脈”,憑借氣之溫煦推動,方可使血?dú)庋谛拿},氣虛推動乏力則心血瘀阻,脈絡(luò)不通,不通則痛,發(fā)為本病。丹芪散的基本藥物組成為黃芪、丹參、三七、西洋參、山楂。其中:黃芪為君,益氣升陽,使氣旺而血行,陽盛而瘀散;丹參為臣,涼血活血、祛瘀止痛;三七活血化瘀定痛,兼有補(bǔ)虛之功而為臣;佐以西洋參補(bǔ)氣養(yǎng)陰,清火生津,山楂行氣散瘀。五藥共奏益氣活血通脈之功?,F(xiàn)代藥理研究表明:黃芪能夠保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞、抗動脈硬化、擴(kuò)張血管、降低血壓、增加心肌收縮力和心排血量、保護(hù)缺血缺氧損傷[10];丹參的主要成分丹參酚酸B、丹參酮等均具有擴(kuò)張冠狀動脈、增加冠脈血流量、改善微循環(huán)、降低心肌耗氧量、防治心肌缺血和心肌梗塞等作用[11];三七的活性成分具有抑制血小板凝集、延長凝血時間、抑制血栓形成、降血脂、抗炎、消除自由基及抗氧化等藥理活性[12];西洋參具有免疫調(diào)節(jié)、抗氧化及抗炎等作用,可延緩動脈粥樣硬化進(jìn)展[13];山楂可通過提高膽固醇7α-羥化酶的表達(dá)水平,抑制3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A(HMG-CoA)還原酶、膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶(ACAT)的活性,增加LDL-C 受體水平及通過調(diào)控多種脂肪代謝酶的機(jī)制調(diào)節(jié)血脂[14]。
表3 丹芪散中關(guān)鍵化合物Table 3 Data of key compounds in Danqi San
圖2 丹芪散改善冠心病患者內(nèi)皮功能的靶蛋白PPI 網(wǎng)絡(luò)圖Figure 2 PPI network of target proteins of Danqi San in improving vascular endothelial function in patients with coronary artery disease
本課題組通過本臨床研究,證實了丹芪散在慢性穩(wěn)定性冠心病患者中的療效。經(jīng)過12 周丹芪散的治療,治療組患者胸悶、胸痛、心悸、神疲乏力、氣短、少氣懶言、汗出等臨床癥狀均得到較好的改善,與對照組比較,臨床癥狀積分改善更明顯,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)果表明丹芪散不僅能減輕心絞痛的發(fā)作頻率與程度,還能進(jìn)一步改善患者的神疲乏力、少氣懶言、汗出等全身癥狀,這是西醫(yī)常規(guī)治療難以達(dá)到的效果。
丹芪散中三七、山楂等藥物的藥理研究均提示具有一定調(diào)節(jié)血脂的作用,但在本研究中丹芪散的調(diào)脂效果并不顯著。其原因可能與基礎(chǔ)治療已使用較強(qiáng)的HMG-CoA還原酶抑制劑,遮蓋了丹芪散的調(diào)脂效果有關(guān),此外,山楂與三七的藥理研究多停留在動物實驗階段,在人體的有效調(diào)脂劑量尚不明確,亦可能與本研究使用的丹芪散顆粒未達(dá)有效降脂劑量有關(guān)。
表4 丹芪散改善冠心病患者內(nèi)皮功能的關(guān)鍵靶點(diǎn)及其拓?fù)湫再|(zhì)Table 4 The key targets and topological properties of Danqi San in improving vascular endothelial function in CAD patients
表5 丹芪散改善冠心病患者內(nèi)皮功能關(guān)鍵靶標(biāo)基因功能分析Table 5 Functional information of key target genes of Danqi San in improving vascular endothelial function in CAD patients
(續(xù)表5)
表6 丹芪散改善冠心病患者血管內(nèi)皮功能關(guān)鍵靶標(biāo)的通路富集分析Table 6 Analysis of KEGG pathway enrichment of Danqi San in improving vascular endothelial function in CAD patients
治療組干預(yù)3 個月后ABI 上升,與治療前比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),但與對照組比較改善未達(dá)統(tǒng)計學(xué)差異。ABI已被作為預(yù)測心血管風(fēng)險的觀察指標(biāo),對心血管死亡率及全因死亡率具有預(yù)測價值[15]。ABI下降幅度與動脈狹窄程度相關(guān),機(jī)理為動脈狹窄引起遠(yuǎn)端灌注壓下降。丹芪散治療后ABI 下降,表明丹芪散具有一定改善動脈硬化、改善遠(yuǎn)端灌注壓的作用,但與對照組比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),可能與干預(yù)時間較短有關(guān)。2 組治療后PWV 下降明顯,治療組下降幅度與對照組比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。PWV 可評估動脈僵硬度,能較好地反映動脈血管彈性,PWV 值越大,表明血管僵硬度愈高,彈性愈差。2 組經(jīng)治療后PWV 值均下降,而治療組下降幅度較對照組更明顯(P<0.01),表明丹芪散具有增加動脈彈性、改善血管僵硬度作用。已有研究表明,ABI 和PWV 與冠狀動脈病變積分顯著相關(guān)[16],本研究中ABI 與PWV 值的變化可間接表明丹芪散可改善冠狀動脈狹窄,這可能是丹芪散防治冠心病的機(jī)制。
本研究進(jìn)一步從血管內(nèi)皮功能探討丹芪散發(fā)揮作用的可能機(jī)制,結(jié)果提示,丹芪散可下調(diào)ET-1 水平,上調(diào)NO 水平。血管內(nèi)皮功能障礙常早于動脈粥樣硬化出現(xiàn),且逐漸被認(rèn)為是動脈硬化發(fā)生的標(biāo)志。ET-1 是內(nèi)皮細(xì)胞分泌的活性多肽,可引起血管平滑肌收縮,并可損傷血管壁;NO是最重要的擴(kuò)張血管物質(zhì)。一方面,ET-1可促進(jìn)白細(xì)胞介素、單核細(xì)胞趨化因子1等分泌,進(jìn)而誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞吞噬低密度脂蛋白,加重脂質(zhì)在動脈內(nèi)膜的沉積,加重血管內(nèi)皮損傷而誘發(fā)動脈粥樣硬化,導(dǎo)致冠脈血管狹窄[17];另一方面,當(dāng)ET-1 與NO 分泌的平衡被打破時,便可引起冠脈血管痙攣收縮,加重心肌缺血缺氧,誘發(fā)心絞痛發(fā)作。本研究發(fā)現(xiàn):丹芪散可以改善內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙,基于ABI 與PWV 的變化提示其可改善動脈粥樣硬化,為“治本”;丹芪散還可以調(diào)節(jié)血管舒張、收縮因子而減輕血管痙攣,為“治標(biāo)”。標(biāo)本同治,從而改善氣虛血瘀型冠心病患者的臨床癥狀。在不良反應(yīng)觀察方面,2組不良事件發(fā)生率無顯著性差異,表明丹芪散具有良好的安全性。
以上臨床研究提示,丹芪散可能通過調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮功能,從而改善冠心病患者的臨床癥狀。因此,我們進(jìn)一步基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法,從整體角度對丹芪散改善冠心病患者血管內(nèi)皮功能的可能機(jī)制進(jìn)行理論探討。在丹芪散針對冠心病血管內(nèi)皮功能的“有效成分-靶標(biāo)”網(wǎng)絡(luò)分析中,我們根據(jù)網(wǎng)絡(luò)度值排名篩選出丹芪散改善冠心病患者血管內(nèi)皮功能的關(guān)鍵化合物,包括槲皮素、山柰酚、異鼠李亭、β-谷甾醇和木犀草素等。這些關(guān)鍵化合物分子具有高度的中心性,并且大多已經(jīng)廣泛應(yīng)用于心血管領(lǐng)域的研究。其中,從山楂、黃芪或三七中提取的黃酮類化合物槲皮素可通過介導(dǎo)糖尿病大鼠中血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)其受體VEGFR2表達(dá)的增加,及介導(dǎo)NO 和環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)水平的下降,從而抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的氧化應(yīng)激,并最終改善糖尿病大鼠的內(nèi)皮功能[18];且已有大量研究[19]證明,槲皮素具有顯著的心臟相關(guān)益處,如抑制低密度脂蛋白氧化、非內(nèi)皮依賴性血管舒張作用、減少黏附分子和其他炎性標(biāo)記、在氧化應(yīng)激條件下對NO和內(nèi)皮功能的保護(hù)作用等。又如,山柰酚可以通過激活KCa 1.1通道,增強(qiáng)內(nèi)皮源性和外源性NO以及內(nèi)皮依賴性超極化引起的舒張作用,從而抑制血管內(nèi)皮增殖,改善血管內(nèi)皮功能[20];異鼠漢素是槲皮素的甲基化代謝物,可以通過抑制caspase 3、caspase 8和FAS/FASL的表達(dá),抑制核因子-kappa B 的核易位,表現(xiàn)出抗炎、抗氧化應(yīng)激和抗凋亡等多種功能,實現(xiàn)對甲基乙二醛(MGO)加氧葡萄糖剝奪(OGD)暴露誘導(dǎo)的人大腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞的保護(hù)作用[21];β-谷甾醇可以通過增強(qiáng)細(xì)胞谷胱甘肽氧化還原循環(huán),從而對心肌細(xì)胞缺血-再灌注損傷誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡提供保護(hù)作用[22];而木犀草素可以通過抗氧化和抗炎機(jī)制預(yù)防肥胖引起的全身性代謝改變和血管功能障礙[23],還可以通過改善體內(nèi)缺血/再灌注大鼠肌漿網(wǎng)Ca(2+)-ATP 酶活性發(fā)揮心臟保護(hù)作用[24]。多項研究發(fā)現(xiàn),這些關(guān)鍵化合物在炎癥反應(yīng)、抗氧化、改善血流灌注、調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮功能等方面均有一定的作用,這與丹芪散前期功效的研究結(jié)論高度契合。
通路分析結(jié)果提示丹芪散可能通過流體剪切應(yīng)力、動脈粥樣硬化、細(xì)胞凋亡、p53 信號通路、HIF-1 信號通路、c 型凝集素受體信號通路、ErbB信號通路、IL-17信號通路和松弛素信號通路等通路改善冠心病患者的血管內(nèi)皮功能。其中,大部分通路均已有研究證據(jù)支持。比如,流體剪切應(yīng)力在調(diào)節(jié)動脈粥樣硬化保護(hù)作用中至關(guān)重要[25],而Siasos G 等[26]研究發(fā)現(xiàn),微血管功能或心外膜內(nèi)皮功能異常的冠狀動脈段的流體剪切應(yīng)力較微血管功能或心外膜內(nèi)皮功能正常的冠狀動脈段低,提示在冠狀動脈粥樣硬化的早期階段,微血管和心外膜內(nèi)皮功能障礙與局部低流體剪切應(yīng)力存在密切關(guān)聯(lián)。細(xì)胞凋亡可被認(rèn)為是通過有絲分裂來抵消細(xì)胞增殖作用的機(jī)制。已有大量研究證實,內(nèi)皮細(xì)胞凋亡與動脈粥樣硬化、心肌梗塞、糖尿病性心肌病、再灌注損傷和心肌炎等心血管疾病息息相關(guān)[27]。Leblond 等[28]的研究表明,通過抑制p53的表達(dá),可以發(fā)揮抗高膽固醇血癥作用,進(jìn)而保護(hù)小鼠的血管內(nèi)皮功能。而HIF-1也已被研究[29]證實,通過上調(diào)VEGF、NO、ROS、PDGF,其可引起內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙、增殖、血管生成和炎癥等,在動脈粥樣硬化的發(fā)展中有關(guān)鍵作用。
綜上所述,丹芪散可以改善氣滯血瘀型冠心病患者的臨床癥狀,其機(jī)制可能是通過調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮因子ET-1 及NO 的分泌,從而減輕血管痙攣、改善心肌供血。丹芪散可以改善動脈粥樣硬化、遠(yuǎn)端灌注壓,亦可以改善冠心病患者的血管條件,可能與抑制ET-1有關(guān)。丹芪散可以改善冠狀動脈血管內(nèi)皮功能,其機(jī)制可能涉及流體剪切應(yīng)力、動脈粥樣硬化、細(xì)胞凋亡、p53 信號通路、HIF-1 信號通路、c 型凝集素受體信號通路、ErbB信號通路、IL-17信號通路和松弛素信號通路等多條通路。
丹芪散能否進(jìn)一步減少冠心病患者的終點(diǎn)事件?能否延長冠心病患者的遠(yuǎn)期預(yù)后與生存期?在急性冠脈綜合征及心肌梗死后患者人群中能否獲益?這值得我們進(jìn)一步探索。我們期望對丹芪散開展大樣本、多中心、高質(zhì)量的臨床隨機(jī)對照試驗,延長觀察時限,以明確丹芪散的遠(yuǎn)期治療效果,并開展更深入的分子機(jī)制研究,以全面地證明中醫(yī)藥在冠心病治療的臨床療效。