蘇子珊，劉佳欣，張文鳳，林琳，2，刁換勝，2，陳遠彬，2

（1.廣州中醫(yī)藥大學第二臨床醫(yī)學院，廣東廣州 510006；2.廣東省中醫(yī)院，廣東廣州 510120）

急性肺損傷（acute lung injury，ALI）是指除心源性因素之外的各種直接和間接致傷因素導致的肺泡上皮細胞及毛細血管內皮細胞損傷，可表現(xiàn)為呼吸衰竭，具有進行性、急性、缺氧性的特點，主要病理改變?yōu)榉稳莘e降低、肺順應性下降以及嚴重的通氣與血流的比例失常等[1]。ALI與肺泡-毛細血管屏障病理生理狀態(tài)的改變密切相關。ALI具有炎癥瀑布反應，表現(xiàn)為肺毛細血管微血管通透性提高，具有大量蛋白質的水液進入肺泡腔，并損傷包括鈉離子通道在內的一系列離子通道，引發(fā)肺泡液的轉運障礙，導致液體異常積聚于肺血管外層和肺泡內，從而發(fā)生急性肺水腫，并可進一步惡化為急性呼吸窘迫綜合征或多器官功能障礙綜合征。肺水腫為ALI的主要病理特征之一，其嚴重程度也與ALI的預后呈正相關[1]，因此促進肺泡液的轉運進而改善肺水腫對ALI的預后具有重要的臨床意義。

1 ALI肺泡液轉運障礙的發(fā)生機制

1.1 被動轉運肺泡液的被動轉運不需要消耗能量，而是依靠各方面的壓力和張力從而達到肺水轉運和重吸收的效果[2]。發(fā)生ALI時，炎癥、缺氧等各種因素，可影響肺泡膜通透性、肺組織間隙與肺毛細血管內靜水壓、通透性與膠體滲透壓等，導致肺泡液異常積聚。肺間隙組織內存在兩個間質壓力區(qū)，一個是位于支氣管血管周圍、小葉間隔以及胸膜臟層下的疏松結締組織間隔區(qū)（Pct），另一個是肺泡壁間隔區(qū)（Ppmv），其中Pct壓力低于肺泡壓，在肺膨脹時低于胸膜壓，而Ppmv壓力與肺泡壓基本相等。當提高肺泡壓使其超過穩(wěn)定狀態(tài)時，液體濾過率降低。肺間質中存在一個自Pct到Ppmv的壓力梯度。ALI發(fā)生時，液體首先積聚于肺泡壁以外的支氣管血管間隙，形成間質性肺水腫。隨著間質水腫液的積聚，支氣管血管周圍壓力升高，當間質壓超過肺泡腔有效壓時，液體沿末梢小支氣管管壁的通道直接流入肺泡腔，造成肺泡液的異常積聚[1-3]。

1.2 主動轉運肺泡液的主動轉運涉及鈉離子通道、鈉鉀泵、水通道蛋白、緊密連接蛋白、縫隙連接蛋白等。

1.2.1 鈉離子通道 鈉離子（Na+）在肺泡上皮細胞等諸多呼吸道細胞中均有表達，鈉離子通道（ENaC）主要在肺泡Ⅱ型上皮細胞分布，可以維持Na+平衡、促進維持肺臟液體平衡和血壓穩(wěn)定[4]。Liu Y等[5]的研究發(fā)現(xiàn)，ENaC主要分布于血管內皮細胞，能夠起到調節(jié)血管內皮屏障完整性的作用，因此，肺泡水腫液的清除能力受損與ENaC的表達改變相關。肺泡上皮液體的重吸收依賴于Na+的轉運驅動以及肺上皮跨膜離子通道的協(xié)同作用。在正常生理情況下，Na+主動轉運可以推動肺部的水分從肺泡腔重新吸收到肺間質和肺循環(huán)：分布于肺泡上皮細胞頂面的Na+被鈉通道拾取，隨后被底膜處的鈉鉀泵“泵”出基底膜側，此過程涉及氯離子囊性纖維化跨膜傳導調節(jié)因子的協(xié)同作用[6]。以上過程產(chǎn)生了一定的跨上皮離子滲透梯度，從而推動肺泡液通過位于肺泡上皮細胞的水通道蛋白5（aquaporin-5）從肺上皮頂膜向基底側被動運輸，此環(huán)節(jié)異常時可導致肺泡液積聚[7]。通過藥物等方式抑制上皮細胞ENaC活性，可以影響肺泡液清除轉運[8]。發(fā)生ALI時，如果肺泡液無法正常轉運清除，可造成肺泡上皮細胞缺氧，進一步影響肺換氣功能，進而危害生命。

低氧、炎癥等均為影響ENaC的病理因素。低氧主要通過誘導ENaC的α、β、γ亞基和mRNA的α、β亞基表達下降，造成ENaC表達抑制，且低氧狀態(tài)下的肺泡上皮細胞內的線粒體呼吸鏈也會被抑制，大量的活性氧產(chǎn)生，促進PKC-δ的激活，從而激活細胞外調節(jié)蛋白激酶1/2（ERK1/2），并且通過抑制絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）造成ERK1/2去磷酸化減少。以上幾方面共同作用，可導致ENaC內化增加，引起肺泡頂膜的ENaC表達下降、開放概率降低[9]。炎癥反應產(chǎn)生的轉化生長因子β（TGF-β）可通過激活ERK1/2通路，抑制ENaC亞基啟動子的活性，進而使ENaC表達被抑制、ENaC內化增加，從而抑制肺泡上皮細胞的ENaC活性，加重肺泡液轉運障礙發(fā)生。Gonzales J N等[10]的研究表明，ALI病程的發(fā)展與機體內白細胞介素（IL）濃度的改變相關。ALI早期，中性粒細胞浸潤肺部，產(chǎn)生IL-1，而IL-1β可通過p38/MARK信號通路抑制ENaC亞基啟動子的活性，從而降低肺泡上皮細胞ENaC的活性。

1.2.2 鈉鉀泵 鈉鉀泵活性和數(shù)量同樣影響肺泡液的重吸收。低氧可促使鈉鉀泵蛋白表達下降，加速鈉鉀泵內吞，導致肺泡基底膜的鈉鉀泵數(shù)量下降[11]。短期的缺氧對細胞中鈉鉀泵蛋白總量的影響可以忽略不計，但是在長期缺氧時，肺泡上皮細胞的鈉鉀泵mRNA及蛋白水平均有所下降；嚴重缺氧時，甚至出現(xiàn)鈉鉀泵降解，促使肺泡上皮細胞凋亡增快，進一步導致ALI病情惡化。ALI常伴有強烈的肺組織凝血現(xiàn)象，該現(xiàn)象導致凝血酶濃度升高，凝血酶通過活性氧和PKC信號通路的介導，促進鈉鉀泵的內吞，而Na+轉運和肺泡液重吸收被抑制，可加重肺泡液轉運功能障礙。

1.2.3 水通道蛋白 水通道蛋白（AQP）的功能或數(shù)量異常是ALI肺泡液轉運障礙發(fā)生的重要原因之一。人體內的13種水通道蛋白（AQP0～AQP12）中，有6種（AQP1、AQP3、AQP4、AQP5、AQP8、AQP9）表達于呼吸道及肺組織[12]。ALI發(fā)生時，位于Ⅱ型肺泡上皮細胞的AQP1表達下降，故而肺內通過水通道蛋白途徑重吸收的水量降低，導致水液集中于肺泡和肺間質內，引起肺水腫[13]。Li J等[14]的研究顯示，在吸入海水誘導的ALI模型中，AQP5與AQP1的表達抑制，提示在滲透梯度的驅動下，AQP1和AQP5的抑制使大量的水液從血管和（或）細胞內順滲透梯度轉移到肺泡腔，從而加重肺水腫。內毒素誘導ALI的動物實驗研究結果顯示，內毒素可使AQP1與AQP5的表達抑制，從而破壞肺毛細血管內皮細胞和肺泡上皮細胞屏障，誘發(fā)ALI[15]。在Na+轉運障礙時，AQP4 mRNA在Ⅱ型肺泡上皮細胞的表達增加，可以部分代償肺泡液的清除，調節(jié)肺泡腔和肺泡上皮屏障的液體交換[16]。

1.2.4 緊密連接蛋白 肺組織通透性增高時，缺血、缺氧、炎性浸潤等多種因素是ALI的關鍵病理過程，通過損傷肺血管內皮屏障功能，引發(fā)ALI。肺氣道上皮細胞間跨膜緊密連接蛋白claudin家族可以有效保證肺上皮細胞的完整性，其中尤為重要的是claudin-2和閉鎖連接蛋白1（ZO-1）的互動協(xié)同作用[17]。claudin-2蛋白表達于支氣管上皮細胞膜，其作用是保護上皮細胞孔道形狀、介導肺泡液轉運、增進滲透性轉運和保持細胞間穩(wěn)態(tài)。ZO-1蛋白表達于支氣管上皮細胞胞質，作用于細胞信號轉導和claudin-2的開合功能，與claudin-2共同維持肺屏障功能穩(wěn)定。研究[18-20]顯示，ZO-1及claudin-2的表達異?？梢饸獾榔琳贤呓猓龈呓M織通透性，引發(fā)肺泡液轉運障礙。

此外，ZO-1可促進內皮間的緊密連接。在肺血管內皮細胞緊密連接斷裂引起的內皮屏障受損的實驗中，ZO-1表達下降，肺血管通透性增加[21-22]，說明ZO-1的表達可調控屏障通透性以及內皮細胞的緊密連接蛋白。

1.2.5 縫隙連接蛋白 肺血管通透性的改變在ALI導致肺泡液轉運障礙的病理機制中起到了重要的作用，而內皮細胞屏障的完整性可以影響血管通透性。由于各種原因導致肺組織內皮細胞屏障破壞可以使血管通透性升高，從而使肺泡液在肺組織中異常積聚，形成肺泡液轉運障礙[23]。Parthasarathi K[24]的研究證實，存在于內皮細胞間的縫隙連接蛋白CX40與CX43，參與了維持細胞內皮屏障、調控血管通透性的過程。小鼠腹腔注射內毒素誘導的ALI動物實驗研究[25]表明，由內毒素引起的ALI過程中，CX40在小鼠肺中的表達受到抑制，且通過調控CX40表達可緩解血小板激活因子對肺的損傷，由此證實CX40對肺血管內皮通透性起調控作用。盡管縫隙連接蛋白與調控肺泡液轉運存在一定的相關性，但目前此方向的研究仍較少。

2 肺泡液的轉運與肺水腫

肺水腫是ALI發(fā)生發(fā)展過程中最重要的病理特征[26]。肺泡液的重吸收有助于清除進入肺泡腔的過多水液，其過程主要依賴于肺泡上皮細胞ENaC、AQPs和Na+-K+-ATP酶的協(xié)調控制[27]。Na+在上皮細胞間的轉運是通過上皮細胞基底外側表面的Na+-K+-ATP酶作用下驅動的，由Na+轉運產(chǎn)生的經(jīng)上皮滲透梯度進一步加速了Na+從肺泡腔向肺間質和毛細血管的轉運。肺泡上皮細胞頂端表面的ENaC和AQPs是上皮細胞和內皮細胞Na+和肺泡水液的主要通道。據(jù)報道，ENaC在大鼠肺中的Na+轉運率為40%～60%，在小鼠肺中高達90%[28]。因此，ENaCs、AQPs和Na+-K+-ATP酶在減輕肺泡水腫方面發(fā)揮著關鍵作用[29]。

ALI的另一個特征是炎癥細胞因子風暴。炎癥因子同樣也是影響ALI肺泡液重吸收的主要因素之一。據(jù)報道[30]，促炎細胞因子如TNF-α的過度釋放會破壞肺泡上皮屏障上的Na+和Cl-的轉運，是抑制肺泡液重吸收的原因之一。另有研究[31-32]表明，TNF-α可通過p55相關死亡途徑誘導肺泡上皮細胞發(fā)生凋亡，還可通過前列腺素E2下調大鼠結腸中的Na+-K+-ATP酶。此外，IL-6可上調血管緊張素和醛固酮或其受體的表達，可間接增加ENaC的活性[33]。

近年來，一些研究進一步闡述了促炎細胞因子與肺泡液主動轉運之間的關系。如TNF-α可調節(jié)支氣管上皮細胞AQP1和AQP5的蛋白表達水平，而IL-1β可逆轉AQP1和AQP5蛋白表達的降低[34-35]。研究[36-37]還證實，TNF-α和IL-1β能直接下調肺泡上皮細胞中的ENaC水平和蛋白表達，影響肺泡上皮細胞轉運Na+的能力。由此可推測，ALI發(fā)生時，大量炎性細胞因子的釋放可能抑制肺泡上皮細胞中AQPs、ENaC和Na+-K+-ATP酶的表達和活性，導致肺泡液重吸收障礙，從而導致肺水腫。

3 中醫(yī)藥療法干預ALI肺泡液轉運障礙的進展

中醫(yī)學認為，人體水液的正常運行與肺、脾、腎、三焦密切相關。肺為“五臟之華蓋”，為“水之上源”，主氣而司呼吸，有通調水道之功。氣行則水行，肺氣宣暢則水道通暢。尹碩淼等[38]認為，肺水通道蛋白是中醫(yī)“肺主行水”理論的一大佐證，兩者緊密相關。肺水通道蛋白表達異常是肺泡液轉運障礙的主要環(huán)節(jié)。因此，邪犯于肺，肺氣痹阻，宣肅失常，則肺不能通調水道，導致水液內停積聚在肺，這與ALI發(fā)生時出現(xiàn)肺泡液轉運障礙進而引起急性肺水腫的表現(xiàn)不謀而合。近年來，中醫(yī)藥療法干預ALI肺泡液轉運障礙方面的基礎研究涉及單味中藥、中藥復方以及電針治療等。

3.1 大黃大黃的主要功效為清熱解毒、涼血瀉火。從大黃中提取的大黃素，是大黃成分中主要的有效單體，屬于一種蒽醌類衍生物，具有免疫調節(jié)、抗炎、抗氧化等藥理作用。研究[39]表明，大黃素主要通過抑制炎癥反應、調節(jié)肺水代謝、抗氧化作用、調節(jié)肺表面相關蛋白，從而促進肺泡液轉運。劉軍等[40]通過多組動物實驗證實了大黃素的功效，認為大黃素可有效降低大鼠肺組織干濕比（W/D）值、肺通透性指數(shù)（LPI），從而降低ALI大鼠肺組織水腫的嚴重性。而大黃素使用劑量的大小對下調炎癥因子、APQ4分子的表達水平以及NF-κB信號通路等作用有顯著的差異性，大劑量大黃素的藥理作用更明顯[41]。

3.2 姜黃姜黃在臨床應用中具有破血通經(jīng)、行氣止痛的功效。從姜黃中提取出的姜黃素，是一類酸性多酚類化合物，具有抗炎、抗氧化等藥理作用。動物實驗研究[42-43]表明姜黃素的水溶性成分可以有效減少肺組織中炎癥因子的表達、降低肺水腫程度以及減輕肺組織的氧化應激反應。

3.3 青天葵青天葵具有清熱解毒、散瘀消腫的作用。藥理學研究證實青天葵具有促進肺通調水道的功效。研究[44]顯示，對于經(jīng)舌底靜脈注射內毒素誘導的ALI模型，青天葵不僅可通過降低TNF-α、IL-6的過量表達，調控炎癥反應，維持機體自身調節(jié)，對ALI產(chǎn)生一定的保護作用，還能通過提升AQP1、AQP5蛋白表達水平，清除肺間質和肺泡腔內過多液體，調節(jié)肺內水液代謝平衡，使肺水腫狀態(tài)明顯改善。

3.4 葶藶子葶藶子入肺、膀胱、大腸經(jīng)，具有瀉肺行水、破堅消腫、祛痰平喘的功效。網(wǎng)絡藥理學研究[45]表明，葶藶子水提液可能通過上調AQP5蛋白的表達來改善ALI。而AQP5表達的增加，可以代償清除部分肺泡液，調節(jié)肺泡腔和肺泡上皮屏障的液體交換[15-16]。

3.5 丹參從中藥丹參根中可以提取出一種菲醌成分，即丹參酮ⅡA。在運用丹參酮ⅡA治療海水所誘導的急性肺損傷實驗模型中，發(fā)現(xiàn)丹參酮ⅡA能夠降低ALI模型中的AQP1與AQP5的表達水平，明顯改善肺水腫狀態(tài)[14]。

3.6 海風藤中藥海風藤應用于ALI，可以改善血流動力和微循環(huán)，增加肺血管對肺水腫液的吸收，抑制自由基生成，對調節(jié)Ⅰ型及Ⅱ型肺泡上皮細胞通透性起主導作用；其機制可能與海風藤可上調分布于Ⅰ型肺泡上皮細胞膜APQ5表達、促進肺水腫吸收等有關[46]。

3.7 中藥復方在補肺化痰中藥復方（主要由人參、制天南星、制半夏、枳實、橘紅、茯苓、石菖蒲、竹茹、炙甘草等組成）[47]干預肺虛痰阻證模型大鼠的實驗中，發(fā)現(xiàn)補肺化痰方能夠增強ALI大鼠AQP1和αENaC的表達，從而促進其肺部的水液代謝功能，并改善肺水腫狀態(tài)。另外，陽和平喘顆粒也可通過上調AQP1和AQP5的表達來調控水液代謝的平衡以及呼吸道黏液分泌[38]。

在研究芪冬活血飲（主要由黃芪、麥冬、虎杖、當歸、大黃等組成）對急性肺損傷小鼠肺泡巨噬細胞信號通路作用的實驗中，發(fā)現(xiàn)肺泡巨噬細胞iRhom2和TACE的mRNA和蛋白的表達被抑制，ENaC和AQP1的表達增加，肺血管的通透性得到改善，肺上皮細胞的凋亡率降低[48]。由此可見，此中藥復方可明顯減輕ALI小鼠的肺泡間水腫、出血和肺泡結構的破壞，對機體起保護作用。

3.8 電針觀察電針足三里、肺俞、內關穴位對膿毒癥小鼠急性損傷和Sting蛋白的影響的實驗研究[49]顯示，電針刺激可通過調控水液代謝的相關蛋白，治療血管內皮通透性障礙引起的肺水腫，降低肺W/D比值，減輕肺組織病理學改變。同時，電針通過抑制JAK1/STAT3信號通路的傳導，降低TNF-α與IL-6的表達，對ALI的損傷起間接保護作用[50]。

4 小結

綜上，急性肺損傷肺泡液轉運障礙的主要機制包括肺泡毛細血管屏障通透性增加和肺泡上皮清除水腫能力下降兩個環(huán)節(jié)。ALI發(fā)生時，肺的內皮細胞和上皮細胞直接受損，肺泡毛細血管屏障完整性被破壞，通透性增加，上皮間滲透梯度改變，Na+主動轉運活性降低，水再吸收的驅動力喪失，這是導致肺水腫發(fā)生的基礎。ALI的另一個特征是大量中性粒細胞浸潤，產(chǎn)生的大量促炎因子和活性氧可破壞毛細血管屏障，改變上皮緊密連接，同時使ENaC、Na+-K+-ATP酶表達減少，抑制其活性，誘導水通道蛋白的減少，AQP1、AQP5表現(xiàn)出肺損傷靶點特異性基因和蛋白的表達，加重肺水腫程度。單味中藥影響肺泡液轉運主要通過兩條路徑實現(xiàn)：一是降低炎癥因子的表達而具有明顯的抗炎作用，減輕炎性細胞因子對ENaC、AQPs的抑制，從而保護肺組織；二是調控ENaC、AQPs、緊密連接蛋白的表達，促進肺泡液轉運，從而改善肺水腫狀態(tài)。中藥復方和電針則通過多路徑協(xié)同改善ALI，其具體作用取決于選藥與配穴。研究證明中藥具有作為多靶點藥物來源的潛力，可能為中醫(yī)藥在ALI的預防和治療中的應用提供新的思路。