溫肺疏風(fēng)方治療咳嗽變異性哮喘作用機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究*

范榮榮 張 瞳 張忠德

（廣州中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院，廣東省中醫(yī)院，廣東 廣州 510120）

咳嗽變異性哮喘（CVA）多因風(fēng)邪致病，而“六氣皆令人咳，風(fēng)寒為主”，其夾雜致病中，又多以風(fēng)寒之邪居多。CVA起病之初，邪在衛(wèi)表，但由于失治誤治，患者服用中藥或抗生素等寒涼藥物，或過早使用鎮(zhèn)咳藥，或過食寒涼食物，壅遏肺氣，邪反入里，郁結(jié)于肺內(nèi)，肺氣不得宣泄，病情遷延，久病傷肺，肺氣虛弱，衛(wèi)陽不足。因此，風(fēng)寒外襲，肺失宣肅，是CVA發(fā)病的外因，肺衛(wèi)陽不足，易感外邪是CVA發(fā)病的內(nèi)因。“肺病不遠(yuǎn)溫”，治療應(yīng)該以溫肺散寒、宣肺疏風(fēng)止咳為法，肺衛(wèi)陽不足得以改善，則能從根本上解決反復(fù)易感邪發(fā)病的問題。廣東省名中醫(yī)張忠德教授善用溫肺散寒、宣肺疏風(fēng)止咳的方法治療CVA，其創(chuàng)立的溫肺疏風(fēng)方由蜜麻黃、細(xì)辛、五味子、紫蘇葉等組成。臨床研究發(fā)現(xiàn)溫肺疏風(fēng)方可能與沙美特羅/替卡松粉協(xié)同發(fā)揮減輕氣道炎癥反應(yīng)的作用［1］。本研究借鑒網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)研究的方法，對尚缺乏基礎(chǔ)實驗研究的溫肺疏風(fēng)方進(jìn)行靶點的挖掘和分析，進(jìn)而預(yù)測其治療CVA可能的作用通路，為后續(xù)開展該處方治療CVA的機(jī)制研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 溫肺疏風(fēng)方化學(xué)成分及靶點挖掘 基于中藥系統(tǒng)藥理學(xué)數(shù)據(jù)庫與分析平臺（TCMSP）數(shù)據(jù)庫查找溫肺疏風(fēng)方中各味中藥的化學(xué)成分，通過ADME參數(shù)（OB≥30%，DL＞0.18）進(jìn)行篩選。對于不滿足篩選條件，但在中藥中含量高或相關(guān)藥物活性的化合物通過查閱文獻(xiàn)進(jìn)行手動篩選添加。然后基于TCMSP數(shù)據(jù)庫，將溫肺疏風(fēng)方中的有效成分逐一配對潛在靶點，再通過蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫（http：//www.uniprot.org/）篩選出物種為“人”的靶點，即為溫肺疏風(fēng)方候選化合物的預(yù)測作用靶點。

1.2 哮喘相關(guān)靶點獲取 以“asthma”作為檢索詞先分別從Drugbank、OMIM、KEGG及DisGeNET 4個數(shù)據(jù)庫中檢索哮喘相關(guān)靶點，再合并4個數(shù)據(jù)所得靶點，重復(fù)的靶點保留1個，所得靶點即為哮喘相關(guān)靶點。

1.3 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及分析 將候選化合物的預(yù)測靶點與哮喘相關(guān)靶點進(jìn)行映射，即兩者取交集，所得的靶點即為溫肺疏風(fēng)方作用于哮喘的預(yù)測靶點。采用String數(shù)據(jù)庫構(gòu)建溫肺疏風(fēng)方作用于哮喘的蛋白質(zhì)相互作用體內(nèi)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)圖，再選取評分＞0.9分的相互作用關(guān)系利用Cytoscape軟件構(gòu)建蛋白相互作用（PPI）網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行拓?fù)浞治觥Ｆ渲凶杂啥群椭行慕閿?shù)均大于平均值的靶點，可認(rèn)為溫肺疏風(fēng)方作用于哮喘的關(guān)鍵靶點。

1.4 靶點通路富集分析 利用DAVID 6.8（https：//david.ncifcrf.gov/）對溫肺疏風(fēng)方作用于哮喘的預(yù)測靶點進(jìn)行KEGG信號通路分析，以P＜0.05為截點，獲得顯著富集的信號通路，分析與哮喘相關(guān)的信號通路。

2 結(jié)果

2.1 候選化合物及其靶點的篩選 以O(shè)B≥30%，DL≥0.18作為篩選條件，結(jié)合手動篩選，共得到溫肺疏風(fēng)方中化合物防風(fēng)18個、細(xì)辛8個、橘紅9個、枇杷葉18個、浙貝母7個、前胡24個、紫菀19個、紫蘇子14個、五味子8個、麻黃25個，刪除重復(fù)部分后共得到97個候選化合物。基于TCMSP數(shù)據(jù)庫查詢化合物的靶點，重復(fù)靶點僅保留1個，共得到239個化合物靶點。

2.2 疾病靶點獲取結(jié)果 從OMIM、Drugbank、KEGG數(shù)據(jù)庫分別獲取到48、93、10個哮喘相關(guān)靶點，從Disgenet數(shù)據(jù)庫中獲取到1 369個哮喘相關(guān)靶點，將4個數(shù)據(jù)庫中獲取的所有靶點合并，重復(fù)靶點僅保留1個，共得到哮喘相關(guān)靶點1 413個。

2.3 化合物靶點和哮喘靶點映射 將239個化合物靶點與1 413個哮喘相關(guān)的靶點進(jìn)行映射，得到110個溫肺疏風(fēng)方作用于哮喘的靶點。

2.4 PPI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 采用String數(shù)據(jù)庫構(gòu)建溫肺疏風(fēng)方作用于哮喘的體內(nèi)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)圖，如圖1所示，線條越粗代表相互作用關(guān)系越強(qiáng)。選取評分＞0.9分的相互作用關(guān)系利用Cytoscape軟件構(gòu)建PPI網(wǎng)絡(luò)如圖2所示，該網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的平均自由度為6.8，平均介數(shù)為0.028，其中自由度及中心介數(shù)均大于平均值的靶點共17個，可視為溫肺疏風(fēng)方作用于哮喘的關(guān)鍵靶點，其信息詳見表1。

表1 關(guān)鍵靶點基本信息

圖1 溫肺疏風(fēng)方作用于哮喘的體內(nèi)網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)圖

圖2 蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)圖

2.5 DAVID通路富集分析 將110個映射所得靶點導(dǎo)入DAVID數(shù)據(jù)庫進(jìn)行KEGG信號通路富集分析，共得到24條通路，以P＜0.05作為截點，顯著富集的通路有20條，其中與哮喘相關(guān)的通路有11條，以氣泡圖直觀表示與哮喘相關(guān)的通路（圖3）。

圖3 溫肺疏風(fēng)方作用于哮喘的KEGG信號通路富集氣泡圖

3 討論

通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的方法，預(yù)測得出溫肺疏風(fēng)方作用于哮喘的關(guān)鍵靶點有17個，包括JUN、STAT3、QBHIJ4、TNF、EDN1、MAPK等。溫肺疏風(fēng)方作用哮喘的可能通路有11條，由氣泡圖可以看出，11條通路中富集程度較高的通路包括TNF信號通路、Toll樣受體信號通路、MAPK信號通路、cAMP信號通路、NOD樣受體信號通路等。通過對溫肺疏風(fēng)方作用于哮喘的關(guān)鍵靶點和通路富集結(jié)果進(jìn)行綜合分析，我們發(fā)現(xiàn)溫肺疏風(fēng)方關(guān)鍵靶點中 JUN、MAPK1、TNF、MAPK8、RELA、MAPK14、CLCX8均在Toll樣受體信號通路中，且集中在 TLR4-NFκB/MAPK 通路上（圖 4），提示 TLR4-NFκB/MAPK通路是溫肺疏風(fēng)方對哮喘發(fā)揮抗炎作用的關(guān)鍵通路。

圖4 Toll樣受體信號通路

溫肺疏風(fēng)方由蜜麻黃、細(xì)辛、五味子、紫蘇葉等組成。研究發(fā)現(xiàn)，麻黃能降低白細(xì)胞介素-5（IL-5）、白細(xì)胞介素-13（IL-13）和白細(xì)胞介素-8（IL-8）的分泌，減輕嗜酸性粒細(xì)胞在支氣管肺泡灌洗液中的浸潤，抑制氣道重塑［2-5］。五味子和細(xì)辛是常用的中藥藥對。動物實驗表明，這兩種中藥的有效成分可延長咳嗽潛伏期，降低咳嗽頻率［6］。五味子提取物還可以提高抗氧化水平、減少氧化損傷、抑制氣道平滑肌細(xì)胞增殖，這可能是其治療哮喘的作用機(jī)制之一［7］。據(jù)研究報道，枇杷葉有抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用［8-9］。枇杷葉注射液可以減少CD4+細(xì)胞的數(shù)量，增強(qiáng)CD8+細(xì)胞的功能，調(diào)節(jié)CD4+/CD8的失衡［10］。研究發(fā)現(xiàn)前胡可通過調(diào)節(jié)Th17/Treg細(xì)胞的失衡，減輕氣道炎癥，降低氣道高反應(yīng)性［11］。動物實驗證明，橘紅可以祛痰止咳，同時有抗炎、抗氧化和免疫調(diào)節(jié)作用［12］。另外，溫肺疏風(fēng)方中的枇杷葉、防風(fēng)、紫菀也具有抗炎的作用［13-17］。綜上所述，溫肺疏風(fēng)方全方可能具有抗炎、抗氧化、減輕氣道高反應(yīng)、調(diào)節(jié)免疫及抑制氣道重塑的作用，其中抗炎是其主要作用。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析結(jié)果，后期我們將對溫肺疏風(fēng)方通過TLR4-NFκB/MAPK通路治療哮喘的作用機(jī)制進(jìn)行驗證。