基于“細菌負荷閾值”理論的扶正祛邪法治療慢阻肺的思路*

封繼宏，李美鳳，祁海燕，孫增濤△

1中國中醫科學院博士后科研流動站，北京 100701；2天津中醫藥大學第二附屬醫院；3天津中醫藥大學

基于“細菌負荷閾值”理論的扶正祛邪法治療慢阻肺的思路*

封繼宏1，2，李美鳳2，祁海燕3，孫增濤2△

1中國中醫科學院博士后科研流動站，北京 100701；2天津中醫藥大學第二附屬醫院；3天津中醫藥大學

根據傳統中醫理論和長期臨床實踐，結合現代醫學細菌負荷理論提出慢性阻塞性肺疾病（CO PD）穩定期的“正虛邪郁”病機理論，正虛是指肺脾腎虧虛，而以肺氣虛為始，以腎虛為漸，以氣虛為本，涉及陰陽；邪郁是指細菌、病毒、煙塵等毒邪乘虛侵犯肺臟，毒損肺絡，肺葉不舉，升降失常，痰濁水濕瘀血膠痼積蓄。同時擬通過體內外實驗，而且基于“細菌負荷閾值”理論從整體和細胞水平研究扶正祛邪中藥的抑菌機制，詮釋其本質和內涵，為CO PD穩定期的治療提供新方法。

慢性阻塞性肺疾病；細菌負荷閾值；扶正祛邪法

目前，慢性阻塞性肺疾病(CO PD)已成為重大的公共衛生問題，CO PD急性加重期導致肺功能下降，加速疾病進展速度，因此，如何預防CO PD急性加重(acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD)，使CO PD患者病情穩定，延緩病情惡化進展是臨床面臨的重大課題。

CO PD是呼吸系統常見病和疑難病，隨著環境污染的日益加重與人口老齡化趨勢的日漸顯著，CO PD患病人數逐漸增多，1項對28個國家的數據進行的M eta分析［1］表明以肺功能測定為依據的CO PD發病率在40歲以上人群中為9.0%～10.0%，在我國CO PD患病率40歲以上人群達8.2%［2］。據統計目前CO PD已成為全球第4位死亡原因，預計2020年將會成為全球第3位致死原因和經濟負擔的第5位，已成為非常重要的公共衛生問題［3］。

現代研究認為CO PD是一種可預防、可治療的，以不完全可逆的氣流受限為主要特征的疾病。由于吸入有害顆粒或氣體(主要是吸煙)的影響，肺部產生異常的慢性炎癥反應，從而導致氣流受限，并呈進行性加重趨勢，其病程可分為急性加重期與穩定期［2］。AECO PD是指患者出現超越日常狀況的持續惡化，并需改變CO PD的基礎常規用藥者，通常在疾病過程中，患者短期內咳嗽、咳痰、氣短和(或)喘息加重，痰量增多，呈膿性或黏膿性，可伴發熱等炎癥明顯加重的表現，穩定期則指患者咳嗽、咳痰、氣短等癥狀穩定或癥狀輕微。

導致CO PD患者住院率、病死率增加、住院費用增加的重要原因是AECO PD。相關研究［4-5］認為CO PD患者通常規律出現急性加重，中位發作頻率是2.4～3次/年，CO PD急性加重的患者住院病死率約為7.4%，再次住院的患者約占31.4%。同時AECO PD頻繁發作會增加患者臨床治療失敗率，導致肺功能的嚴重損害，使FEV1的下降速度加快，FEV1受損嚴重又是引起急性加重的獨立危險因素，二者形成惡性循環，嚴重影響CO PD患者的預后。隨著CO PD程度的加重(GO LD分級)，急性加重頻率亦升高，導致患者的活動能力下降，肺功能下降加速，勞動力喪失和生活質量嚴重下降，病死率增高，上述問題嚴重影響患者的健康狀況與生活質量［6-7］。因此如何預防AECO PD，減少CO PD急性發作的次數，使CO PD患者病情保持穩定，延緩病情惡化進展是臨床面臨的重大課題。

1 細菌負荷閾值理論

細菌負荷閾值理論認為，CO PD穩定期氣道內存在一定量的定植細菌，當細菌負荷量增加到一定水平，氣道局部炎癥反應超過一定閾值時會引起AECO PD的發生。中醫藥具有抗菌消炎、調節免疫的功效，緩解期治療能夠預防AECO PD的發生，但其抑菌作用機制不清。

多種原因均可引起CO PD的急性加重，感染性因素約占80%，主要包括細菌和病毒，其中細菌感染為40%～50%，病毒感染為30%～40%，還有非典型病原體等。臨床和實驗觀察結果均表明，穩定期CO PD患者可發現痰培養陽性及支氣管肺泡上皮襯液中炎癥標志物增多，而且細菌定植與痰或肺泡灌洗液中炎癥標志物濃度增加呈正相關［8］。

細菌負荷閾值理論認為，在CO PD穩定期，氣道內存在一定負荷量的細菌定植，氣道內細菌負荷量增加到一定水平時會引起AECO PD，即有一個引起AECO PD的細菌負荷量閾值。當細菌負荷量超過閾值時就會產生足夠嚴重的炎癥反應，從而誘發AECO PD［9］。王東等［10］通過在肺氣腫金黃地鼠氣管內注入流感嗜血桿菌建立AECO PD模型，發現3周后正常動物體內形成的急性感染已基本痊愈時，模型動物肺組織勻漿中仍可分離出較多的細菌，說明細菌長期定植于下呼吸道，形成慢性感染。研究發現［11］細菌是否引起AECO PD取決于宿主與病原體的相互作用，只有細菌具備一定毒力，引發機體發生免疫炎癥反應，引起局部持續增加的炎癥反應，或新的病原體逃避宿主免疫應答反應，達到呼吸道癥狀閾值時才引起CO PD癥狀加重。因此，清除細菌，并提高機體免疫力，進而相對提高細菌閾值，有效降低細菌負荷，預防下一次的急性發作。

由此可見，“細菌負荷閾值”機制是發生AECO PD重要環節機制之一，在臨床中如何最大限度降低氣道內細菌負荷，減少AECO PD復發的頻率是臨床上面臨的一個重大問題。1項多國、多中心、前瞻性、隨機、安慰劑對照研究［12］發現CO PD穩定期預防性使用莫西沙星間歇脈沖療法(口服莫西沙星400 m g，1次/d，療程5天，每8周重復1次，共6次)，與安慰劑對照組相比可減少AECO PD急性再發危險的25%。在抗生素作用下，細菌負荷(數量)可降到臨床閾值以下，臨床癥狀消失，但是細菌并沒有被“根除”，停藥后的一段時間細菌負荷(數量)又會上升，再次出現AECO PD，致使CO PD呈波浪式發展，癥狀逐漸加重，肺功能逐漸下降，同時抗生素的長期使用又容易導致耐藥性的發生。2011年GO LD指南［13］不推薦預防性使用抗菌藥物以減少CO PD急性加重次數，因其預防價值尚存爭議，且具有潛在的毒副作用及導致細菌耐藥的風險。CO PD穩定期選擇何種藥物治療以降低氣道細菌負荷，成為臨床醫生關注的重要問題。綜合研究發現中醫藥具有抗菌消炎、調節免疫的功效，且安全、毒副作用較少、不易產生耐藥，緩解期治療能夠預防AECO PD發生［14-15］，但其抑菌作用機制不明確。

2 CO PD中醫病因病機

傳統中醫認為CO PD屬于“咳嗽”“喘證”“肺脹”等范疇，早在《黃帝內經》中即有相關記載，如《素問·大奇論篇》指出“肺之壅，喘而兩胠滿”；《靈樞·脹論》篇曰：“肺脹者，虛滿而喘咳。”對于其病因病機《諸病源候論·咳逆短氣候》記載：“肺虛為微寒所傷則咳嗽，嗽則氣還于肺間則肺脹，肺脹則氣逆，而肺本虛，氣為不足，復為邪所乘，壅痞不能宣暢，故咳逆，短乏氣也”認為肺脹的主要病因是久病肺虛?！兜は姆āた人浴吩唬骸胺蚊浂?，或左或右不得眠，此痰夾瘀血礙氣而病?！碧崾静±硪蛩刂饕翘叼鲎璧K肺氣所致?？偨Y前人經驗認為CO PD病理變化為本虛標實，急性加重期一般以實為主，穩定期多以虛為主，正虛毒侵，痰瘀互結，纏綿難愈。

CO PD急性加重期病機為痰(痰熱、痰濁)壅或痰瘀互阻，氣陰受損，可伴腑氣不通，以痰瘀互阻為關鍵。痰瘀危害減輕但稽留難除，正虛顯露而多表現為氣(陽)、陰虛損，集中于肺、脾、腎，氣(陽)、陰虛損中以氣(陽)為主，肺脾腎虛損以腎為基。中醫藥治療CO PD取得一定效果，根據臨床分期，針對發作期與穩定期進行治療，發作期強調祛邪為主，以清熱、化痰、祛瘀為主要治則，可以改善發作期咳痰喘癥狀；緩解期補虛為主，健脾益腎補肺，提高生活質量，延緩肺功能下降，減少急性發作次數，使病情保持穩定［16-17］。

3 TLR4/NF-κB/hBD-2通路理論

對于病原微生物的入侵，機體通過TLR4/NF-κB/hBD-2通路啟動有效的免疫炎癥反應以對抗病原體，該通路在機體抵御外來微生物的入侵中發揮重要作用，在CO PD患者的呼吸道中該通路呈高表達狀態。

Toll樣受體(Toll-like receptors，TLRs)屬于天然免疫系統的重要分子，可通過識別病原相關的分子模式，引發信號轉導，導致炎性介質的釋放，并最終激活獲得性免疫系統。TLR4是人們較早發現的能夠直接介導機體與病原體反應的TLRs，研究發現［18］CO PD患者的呼吸道上皮細胞由于長期受到慢性炎癥和脂多糖(Lipopolysaccharides，LPS)的影響，TLR4顯著升高；TLR4的上調將使作用于呼吸道上皮細胞的TLR4介導的致炎因子的表達增強，導致呼吸道的炎性損傷增加，最終導致患者呼吸道氣流受限，進而發展成為CO PD。核因子κB(nuclear factor kappa B，N F-κB)是一個可誘導轉錄因子，其位于TLR下游信號通路的樞紐位置，廣泛分布于免疫細胞，當細胞受到應激刺激，N F-κB活化進入細胞核后，調節炎性細胞因子、細胞增殖(抗凋亡)等基因的轉錄，參與炎癥調節、淋巴細胞成熟、獲得性免疫的發生，臨床和動物實驗均發現CO PD支氣管上皮細胞、肺泡上皮細胞中N F-κB高表達［19-20］。

人β-防御素2(humanβ-defensin 2，hBD-2)是一種具有抗微生物特性的免疫活性肽，是可誘導性防御素，在肺部及皮膚組織中表達最多。研究發現［21］CO PD患者穩定期痰液中hBD-2濃度低于急性加重期，但兩個時期均高于健康對照組，下呼吸道細菌感染/定植是CO PD患者痰液中hBD-2表達升高的重要因素，也是CO PD患者急性加重發作的重要原因。當呼吸道黏膜受到外界微生物(如細菌)及其產物(如脂多糖)刺激時，菌體成分及其產物與呼吸道上皮細胞識別受體結合，在多種促炎癥因子(如TNF-α、IL-1β等)參與下，激活hBD-2基因啟動區域轉錄因子，使得hBD-2 m RN A表達成倍增加，產生大量的hBD-2多肽分子。誘導產生的hBD-2分子具有明顯殺滅病原微生物的作用，其作用機制可能為hBD-2對病原微生物的細胞膜產生孔道，從而破壞其細胞膜［22］?；罨a生的hBD-2同時作為TLR4的內源性配體，在IL-1相關蛋白激酶(IRAK)和腫瘤壞死因子受體相關因子6(TRAF6)等信號傳導分子的協同作用下，與TLR4結合后觸發信號級聯反應，導致N F-κB激活遷移到細胞核內，激活細胞因子轉入(如IL-1等)，hBD-2與其他炎性細胞因子相互作用相互影響，使得炎癥向有利于殺滅外界微生物的方向發展。

病原微生物感染后，體內的免疫細胞可直接抑制病原微生物，另一方面病原微生物可誘導免疫細胞分泌防御素hBD-2，對入侵的病原微生物起直接殺滅作用；同時hBD-2與TLR4結合，激活氣道上皮細胞N F-κB，誘導一些炎癥細胞因子分泌，調節炎癥反應，分泌的細胞因子進一步促進免疫細胞的分化、成熟和增殖；而增多的免疫細胞亦能夠分泌防御素hBD-2，起到抑制病原微生物的作用。因此認為TLR4/N F-κB/hBD-2信號轉導通路在調節免疫炎癥反應的過程中具有重要作用，該作用使得機體固有免疫與獲得性免疫相輔相成，在機體抵御外來微生物的入侵中發揮共同作用，但是阻斷該通路是否影響機體免疫作用發揮尚缺乏深入研究。

4 研究思路與假說的提出

課題組根據傳統中醫理論和長期臨床實踐，并結合現代醫學細菌負荷理論，提出CO PD穩定期的“正虛邪郁”病機理論，正虛是指肺脾腎虧虛，而以肺氣虛為始、以腎虛為漸，以氣虛為本，涉及陰陽；邪郁是指細菌、病毒、煙塵等毒邪乘虛侵犯肺臟，毒損肺絡，肺葉不舉，升降失常，痰濁水濕瘀血膠痼積蓄。CO PD穩定期本虛標實，治療需扶正祛邪相結合，補虛扶助正氣，同時祛邪外出，以防邪郁積滯，病情加重?；诜稣钚袄碚?，制定調補肺腎、祛瘀解毒治則，在《永類鈐方》補肺湯的基礎上化裁，研制出用于CO PD穩定期的中藥復方——補肺顆粒，其主要組成為黨參、熟地黃、山茱萸、陳皮、赤芍、黃芩等，方中黨參健脾益肺；熟地黃滋陰補腎；山茱萸補益肝腎；陳皮燥濕化痰；赤芍清熱散瘀；黃芩燥濕解毒，調補肺腎扶助正氣，散瘀解毒祛邪外出。

現代藥理研究［23］發現多種中藥具有殺菌或抑菌功效，其中黃芩被譽為中藥中的抗生素，黃芩主要含黃芩甙、黃芩素等成分，對多種細菌、皮膚真菌等均有抑制作用；同時黃芩苷可提高巨噬細胞、N K細胞功能，從而提高機體免疫力；赤芍的主要活性成分為芍藥苷和多糖，對肺炎克雷伯菌、流感嗜血桿菌、鮑曼不動菌等具有明顯的抑菌作用［24］；陳皮的主要成分橙皮苷，對多種細菌、真菌和病毒具有抑制作用［25］；山茱萸的主要抑菌活性成分酚酸類化合物對金黃色葡萄球菌、流感嗜血桿菌和米曲霉均有抑制作用［26］；黨參的主要成分黨參酯對大腸桿菌、綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌、鉤端螺旋體有較明顯抑制或殺滅作用［27］。中藥抗菌機制可以分為兩類：一類是通過各種途徑直接對細菌進行抑制；第二類是通過提高人體的免疫力來抵抗細菌對機體的損傷。目前大多數學者似乎更專注于藥物直接抗菌的研究，對中藥提高人體免疫力抗菌的這種間接方式研究偏少。當人體免疫力不足以抑制細菌的侵犯時就需要藥物來維持該平衡。中藥在這方面具有“扶正祛邪”的雙重功效，對這方面的研究將有助于中藥抑菌機制的進一步闡明。

前期系統研究［28-29］發現補肺顆粒用于CO PD穩定期治療，可以改善CO PD患者臨床癥狀，提高生活質量和活動能力，減少急性發作次數，延緩肺功能下降，使疾病保持穩定；其機制可能與抑制細菌生長，調節機體免疫有關，但其如何發揮抑菌作用機制尚需深入探討。

基于上述研究我們提出如下假說：CO PD穩定期存在正氣虧虛、邪氣郁滯，治療須扶正祛邪相結合，扶助機體正氣，祛邪外出，可以預防邪郁積滯，病情加重；扶正祛邪中藥可通過調節TLR4/hBD2通路起到提高機體免疫，抑制細菌生長，降低細菌負荷，預防AECO PD反復發生，使CO PD病情處于穩定狀態。為驗證此假說，本項目擬開展以下研究：1)通過在肺氣腫金黃地鼠氣管內注入流感嗜血桿菌建立AECO PD模型，基于TLR4/hBD2信號通路，觀察中藥單純扶正和扶正祛邪及西藥抗生素對細菌感染后CO PD穩定期動物模型的抑菌機制。2)以香煙提取物并脂多糖刺激肺上皮細胞為研究對象，采用酶聯免疫吸附法、實時定量PCR和免疫印記等方法，并使用特異性抑制劑阻斷相關通路，觀察扶正祛邪方含藥血清對肺上皮細胞TLR4/hBD2信號通路的影響。

將通過體內外實驗，從整體和細胞水平方面研究扶正祛邪中藥的抑菌機制，詮釋其本質和內涵，研究成果將豐富中醫關于“扶正祛邪”的理論內涵，創新CO PD穩定期病機治法，提供一種CO PD穩定期中醫治療方法，提高CO PD中醫診治水平。

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Thinking of Strengthening Healthy-Qi and Eliminating Evil Treatment in Treating COPD on the Basis of Bacterial Load Threshold

FEN Jihong1,2，LI Meifeng2，QI Haiyan3，SUN Zengtao2△
1 Mobile Post-doctoral Stations of China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100701，China；2 The Second Affiliated Hospital of Tianjing University of Chinese Medicine；3 Tianjing University of Chinese Medicine

According to TCM theory and a long period of clinical practice combined with bacterial load theory of modern medicine，the pathogenesis theory of healthy-Qi deficiency and evil stagnation of COPD at stable period was raised，healthy-Qi deficiency referred to deficiency of lung，spleen and kidney，from lung Qi deficiency to kidney deficiency，and it was related to Yin and Yang；evil stagnation referred to invasion of bacteria，virus and smoke dust into lung，causing pulmonary collaterals lesion，lung lobe impotence，disorder of going up and down and stagnation of phlegm，turbid，water-dampness，congestion.Antifungal mechanism of strengthening healthy-Qi and eliminating evil Chinese herbs from holism and cellular level was explored through experiments in vitro and vivo based on bacterial load threshold theory，its nature and content were explained，therefore to provide new treatment methods for COPD at stable stage.

COPD；bacterial load threshold；strengthening healthy-Qi and eliminating evil method

R563

A

1004-6852（2016）09-0047-05

2015-06-02

國家自然基金青年基金項目（編號81202796）；全國中醫藥傳承博士后項目（國中醫藥人教函［2013］240號）。

封繼宏（1979—），男，博士學位，副主任醫師。研究方向：呼吸系統疾病的臨床與實驗研究。

△通訊作者：孫增濤（1963—），男，博士學位，博士研究生導師，教授，中華中醫藥學會內科分會委員，世界中醫藥聯合會呼吸病專業委員會副會長，中國中西醫結合學會呼吸病委員會副主任委員。研究方向：呼吸系統疾病的臨床與實驗研究。