植物大麻素有效成分抗炎作用及其作用機制研究進展

孫凱玉 吳玉柳 李錦蓮 劉媛媛

大麻為一種桑科植物，早在公元前2700 年左右《神農本草》中便有其醫療應用記載，隨著人們對大麻素研究的深入，發現其具有抗炎、止痛、抗腫瘤、止吐、抗氧化、抗癲癇發作等多種藥理作用。為避免大麻素獨特的精神毒副作用，目前，一些基于大麻提取物的制劑中含有不同比例的四氫大麻酚（THC）、大麻二酚（CBD），具有良好的臨床耐受性，使其在醫學中引起了更多關注。

炎癥為臨床常見的病理過程，可發生在機體的各種組織中，是機體對刺激做出的反應，屬于人體防御機制的表現，一旦失控則會擾亂人體組織及器官功能，可成為多種疾病發生發展的基礎，如：關節炎、痛風、惡性腫瘤、周圍神經病變等疾病，目前公認的抗炎藥物為抑制環氧化酶（COX1/2）阻止花生四烯酸代謝為前列腺素E2（PGE2）的非甾體抗炎藥物，由于其長期使用引起的胃腸道毒副反應使其臨床應用受到限制。故探索一種新的藥物治療炎癥性疾病是我們目前重要的研究方向。THC 低于0.3%的工業大麻素成癮性極低，在多種炎癥性疾病中具有顯著作用，且國外以大麻為基礎的藥物已被非正式地用于治療結腸炎癥。現就國內外大麻素有效成分抗炎作用及機制的最新研究進展進行綜述。

1 植物大麻素有效成分的抗炎作用

大麻素是從大麻植株中分離出的有效成分，已被證明對幾種炎癥和神經疾病有效。2015 年Gallily 等[1]表明大麻提取物（苜蓿克隆202）劑量依賴性抑制酵母聚糖誘導的小鼠足部炎性[1]。有研究證明了吸食大麻與肺部炎性疾病發病率降低的相關性，大麻素可通過調控細胞內信號傳導，抑制炎癥發生及發展[2，3]。同時高頻率應用大麻素可明顯降低人白細胞抗原和CD8+T 細胞的活性。抑制白細胞介素（IL）和腫瘤壞死因子α（TNF-α）產生，從而降低抗原提呈，調節炎癥反應[4]。目前從大麻素中分離并鑒別出的大麻類化合物約150 種[5]，較常見的為THC、CBD、大麻色稀（CBC）、大麻酚（CBN）、大麻萜酚（CBG）、大麻二酚酸（CBDA）等。

1.1 THCTHC 是大麻中發現的主要精神活性化合物，通過各種機制下調炎癥過程，Santosh 等[6]發現，THC 可通過降低IL-6、IL-8 和TNF-α 水平，抑制內毒素誘導的人巨噬細胞炎癥因子風暴。一項動物實驗表明，THC 降低了血清淀粉樣蛋白A、脂鈣素-2 和髓過氧化物酶等炎性標志物水平，促進腸道黏膜屏障修復，阻斷結腸炎性反應[7]。在傷口愈合的初始階段多種細胞因子和生長因子起著至關重要的作用，THC 通過下調炎癥反應對傷口愈合和再生醫學產生有益的潛在影響[8]。

1.2 CBD植物大麻素中含有豐富的CBD，作為植物大麻素中主要非精神活性藥物，其是含有21 個碳原子的萜酚化合物。多項研究表明CBD 對炎癥和免疫系統有重要影響。Couch 等[9]證實了CBD具有抑制腸癌、闌尾炎、結腸炎組織細胞的炎癥因子表達、選擇性的抗凋亡作用，在抑制炎癥發生及發展中具有良好的應用前景。膿毒血癥是病原菌入血并在血液中繁殖后，隨血液運行到全身組織器官，產生的全身炎癥反應，造成了組織器官的損傷。Mohamed 等[10]證實CBD 可通過抑制細菌繁殖，下調炎性細胞因子的釋放，抑制炎癥風暴。Hammell等[11]證實CBD 對關節滑膜厚度、脊神經根結節炎癥因子具有顯著抑制作用，且無明顯副作用，還可緩解佛氏佐劑誘導的疼痛，具有炎性關節炎的治療潛力，且與黃酮類藥物合用具有協同作用[12]。為進一步論證CBD 在人體中的抗炎作用機制，有學者在10 名健康成年人中進行了一項CBD 抗炎試點隨機、平行、雙盲研究，證實CBD 可下調人外周血單核細胞產生IL-10 和TNF-α 等炎癥因子水平，證明了CBD 產品的抗炎潛力[13]，同時CBD 具有抗金黃色葡萄球菌及大腸桿菌的作用機制，且具有抗氧化、促進皮膚修復功效，有望應用大麻素有效成分開發成護膚品治療痤瘡。

1.3 黃酮類大麻中已知的化合物中，黃酮類化合物約占10%，大麻植物中已知的約有20 種主要屬于黃酮類和黃酮醇亞類，其中櫟素、山奈酚，Cannflavins A（CFA）和CannflavinsB（CFB）是最著名的類黃酮[14]。Yeon 等[15]證實山奈酚抑制幽門螺桿菌的細胞毒素相關基因A 和空泡細胞毒素A，誘導促炎細胞因子的下調而顯示出抗炎作用。CFA和CFB 作為大麻當中獨有的類黃酮成分，在抗炎作用中發揮重要作用[16，17]。Apigenin 作為黃酮類中的一員，在具有抗焦慮作用的同時，可通過調節TNF-α、干擾素γ、IL-6，趨化蛋白-1（MCP-1）和MCP-3 的產生，參與炎癥調節反應[18]。

1.4 萜菇類萜菇類化合物是植物大麻中的另一類非大麻素成分，主要包括檸檬烯、月桂烯、α-蒎烯、芳樟醇、β-石竹烯（BCP）、橙花叔醇和植醇等，為植物大麻素芳香油，因其具有揮發性香氣成分，既往主要被應用于化妝品、香水、食品添加劑中。最近研究表明植物大麻素萜菇類化合物在多種炎癥性疾病中具有顯著抗炎、止痛、抗感染、抗菌功效，且與CBD 具有協同作用[19]。

BCP 是大麻揮發油的主要成分之一（高達35%），為雙環倍半萜類化合物，通過作用于大麻素受體（CB2R），抑制由Toll 樣受體復合物激活觸發的途徑CD14/TLR4/MD2，減少免疫炎癥過程，抑制結腸炎、膿毒血癥的炎癥反應[20，21]。因大麻萜菇揮發油具有淡淡香味，且具有較好的皮膚滲透性，Rufino等[22]在骨關節炎動物模型中應用BCP、月桂烯和檸檬烯三種大麻萜菇化合物揮發油，證實其具有抑制促炎因子釋放，發揮抗炎及抗損傷作用。

2 大麻素有效成分抗炎作用機制

2.1 調節細胞因子及炎性介質產生

2.1.1 抑制炎癥因子釋放 在感染及非感染性疾病中細胞因子發揮核心作用。促炎因子為炎癥誘導損傷細胞釋放的細胞因子，誘導機體免疫應答，同時釋放大量抗炎因子，激活局部及全身炎癥反應，發揮遏制炎性病灶作用。而當促炎因子過多時，可誘導正常細胞損傷，造成組織及器官損傷。Gertsch等[23]證實CBD 可激動CB2R，劑量依賴性地抑制角叉菜膠刺激皮膚角質層細胞引起的過敏性皮炎體外模型MCP-2、IL-6、IL-8、TNF-α 的釋放，抑制皮膚炎癥反應。在慢性阻塞性肺疾病的動物模型中，CBD 可有效抑制中性粒細胞的升高及浸潤，以及支氣管肺泡灌洗液上清液中促炎細胞因子（TNF-α、IL-6）和趨化因子（MCP-1、MIP-2）的產生阻止炎癥的進展[24]。有學者發現大麻苜蓿蛋白水解物降低了促炎介質，上調抗炎介質（IL-10 和IL-4），調節脂多糖（LPS）活化的原代人單核細胞的炎癥，提示對人類有抗炎作用[25]。THC、黃酮類化合物對炎性因子的釋放也具有顯著抑制作用[6，15]。

2.1.2 抑制NO 釋放 在炎癥與免疫反應中，NO 是促進血管舒張和促炎反應過程中重要的炎癥介質之一。一氧化氮合酶（iNOS）是一種參與免疫防御機制的自由基，可上調NO 的產生。多項實驗表明THC、CBD 通過抑制iNOS 下調巨噬細胞分泌NO，調節各種炎癥刺激的反應[26，27]。Ruth 等[28]證實從大麻萜菇類化合物提取的BCP、月桂烯和檸檬烯等均可抑制IL-1 誘導的NO 產生，拮抗體外和體內急性炎癥發生及傷害感受活性。CBG 是THC、CBD和CBC 的前體植物大麻素，可通過抑制外周脂氧合酶減少巨噬細胞中的NO，減少活性氧（ROS）產生，同時抗菌譜廣，對多重耐藥菌有效，對革蘭氏陽性菌抗菌活性與萬古霉素相當，并不易耐藥，在炎性腸病的治療中具有優異的臨床應用前景[29]。

2.1.3 抑制PGE PGE2 為花生四烯酸環衍生物，廣泛分布于機體內，在機體免疫調節中發揮抗炎及促炎雙重調節作用。當機體受到外界環境刺激，過量的COX1/2 促進PEG 轉化為PEG2，促進局部血管擴張，增加毛細血管通透性，調節細胞募集，為炎癥誘發的主要介質[30]。大麻素與內源性大麻素在結構上與花生四烯酸相似，并被認為會干擾炎癥過程。有學者證實從大麻中分離的THC、四氫大麻酚酸（D9-THC-A）、CBD、CBDA、CBG、CBGA 和黃酮類化合物均可抑制COX1/2 表達，抑制前列腺素產生，調節結腸炎癥的發展[17，31]。大麻萜菇月桂烯也以劑量依賴性抑制前列腺素E2 來協同CBD 的外周抗傷害感受和抗炎作用[32]。

2.1.4 抑制ROS 產生 氧化應激是ROS 調控失衡導致的，ROS 是一組具有強氧化性的不穩定氧自由基和分子，并且與炎癥性疾病有關。ROS 通過氧化氨基酸殘基，如半胱氨酸和賴氨酸、氧化脂質和核酸來調節細胞內的信號，在生理條件下保持平衡，是炎癥過程的關鍵調節因素[33]。大麻素中酚類的酚羥基作為供氫體，與ROS 的反應可以終止鏈式反應中不受控制的新自由基的連續產生，從而清除自由基[34]。Dawidowicz 等[35]證實CBG、CBD、Δ9-THC、CBN、CBGA、CBDA 以及Δ9-THCA 均可調節超氧化物歧化酶（SOD）的表達，清除自由基、減少金屬離子，抑制ROS 產生，參加炎癥反應。CBD亦可通過激活AMPK-Nrf2 通路，逆轉紫杉醇抑制SOD、HO-1 等抗氧化因子表達機制，抑制周圍神經病變炎性因子表達[36]。Suryavanshi 等[6]證實THC通過抑制ROS 產生，調節NLRP3 炎癥體釋放，減輕了內毒素誘導的人巨噬細胞和原代HBEC 中的細胞因子風暴，發揮了抗炎作用。

2.2 抑制MAPK（JNK、P38 和ERK）磷酸化炎癥的發生發展作用機制復雜，涉及多條炎癥信號通路，其中炎癥因子、應激等多種因素可激活MAPK（JNK、P38 和ERK）信號通路，誘導免疫細胞的聚集、活化，進一步上調促炎因子的表達，導致細胞因子激活級聯反應，加重炎癥，被認為是與炎癥反應相關的極其重要的通路37]。Shebaby 等[38]在體內和體外研究中表明植物大麻苜蓿提取物通過調控細胞外信號調控激酶（ERK）、c-Jun NH2 末端激酶（JNK）和P38 MAPK 的磷酸化，下調COX-2 和iNOS 蛋白表達，阻斷炎癥發生。有學者從植物大麻素中提取4 種大麻萜菇類化合物BCP、月桂烯、檸檬烯、α-蒎烯，發現其減弱了單核細胞ERK1/2和JNK1/2 磷酸化，抑制MAPK 通路發揮抗炎效應[21，22]。一項動物體內實驗證實，大麻黃酮類提取物Apigenin 可以抑制炎癥因子釋放，并表明MAPK-NF-κB-TNF-α 和 TGF-β1-MAPK 途 徑是主要靶點[39]。

2.3 抑制JAK/STAT 磷酸化信號傳導及轉錄激活蛋白STAT 為一種可與核DNA 結合的蛋白質家族，可對細胞外的各種炎癥因子及生長信號做出應答，是除了第二信使外最重要的信號途徑。磷酸化的JAK 激活STAT 家族，使其發生同源或異源二聚體，進入細胞核內與靶基因結合，參與細胞的凋亡、增殖、炎癥等過程[40]。Kozela 等[41]證實CBD 劑量依賴性地抑制IFN-JAK-STAT1/STAT3 的磷酸化，下調炎癥趨化因子（如CCL2，ICAM1 和CXCL10）的產生，增強抗炎因子IL-10 等表達，調節小鼠小膠質細胞及星形膠質細胞炎癥反應。THC 作為最早從植物大麻素中分離的精神活性化合物，靶向抑制STAT3 的磷酸化控制炎癥發展同樣被證實[42]。為進一步證實不同成分含量的大麻素提取物對炎癥調節作用，有學者通過體外篩選植物大麻素提取物，證實大麻素可差異性抑制NF-κB 和STAT3 的轉錄激活，調節巨噬細胞炎癥因子釋放，參與炎癥反應，并表明提取物脫羧后抗炎效果更佳[43]。

2.4 調控核因子κB（NF-κB）活化及IκB、P65 磷酸化NF-κB p65/p50 在細胞質中以與抑制蛋白（IκB）結合的復合物形式存在。刺激IκB-α的磷酸化可促進活性p65 NF-κB 釋放，隨后p65 NF-κB 被轉移到細胞核以誘導各種炎癥（包括IL-1 和IL-6）和凋亡基因表達發揮炎癥途徑調控功能。有學者發現植物大麻衍生物通過調控TLR4/NF-κB 信號途徑，下調炎癥因子釋放，在中樞神經系統免疫應答的啟動中發揮重要作用[44]。THC 作為大麻素衍生物內主要成分被證實與CBD 協同調節NF-κB 途徑，抑制炎癥介質的釋放，拮抗皮炎的發生及發展[45]。同時大麻萜菇類化合物內多種活性成分被證實通過抑制NF-κB 信號通路，抑制炎性因子釋放[46～48]。

3 討論

綜上所述，植物大麻素含THC、CBD、萜菇類、黃酮類等多種抗炎成分，可通過抑制炎癥介質釋放、抗氧化應激、調節內源性大麻素系統、抑菌、調節NF-κB、JAK/STAT、MAPK 等多條信號通路抑制炎癥的發生及發展，擁有多靶點、多調控途徑，抑制炎癥發生及發展。同時大麻素中的多種有效成分在體內具有協同藥理活性，極大的加強單藥的抗炎療效。大麻素憑借其自身多種藥用價值逐步躋身臨床醫療。但是其中樞神經毒副作用使其應用受到限制，目前干重含量低于0.3%的THC 農業大麻問世，其中樞神經致幻、成癮性極低，較易種植提取，并且在腫瘤、炎癥、神經系統疾病的治療中具有良好的應用前景，故以大麻素為基礎的臨床治療方案未來可能成為一個主流醫學。