青蒿素及其衍生物免疫調(diào)節(jié)作用的研究進(jìn)展

朱桂啟 全峰

青蒿素是從植物黃花蒿中提取的有效成分,東晉時(shí)期的葛洪在著作中就已經(jīng)提及其用于瘧疾患者的治療。近年來(lái),大量研究表明青蒿素及其衍生物例如青蒿琥酯、蒿甲醚、蒿乙醚以及雙氫青蒿素等不僅是一種高效、低毒的抗瘧藥物,而且在固有免疫和適應(yīng)性免疫反應(yīng)中具有重要的免疫調(diào)節(jié)作用［1］,在炎癥性疾病、超敏性疾病、自身免疫性疾病和腫瘤等方面顯示出良好的應(yīng)用前景［2］。本文主要通過(guò)對(duì)近些年相關(guān)醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)的分析,對(duì)醫(yī)學(xué)工作者關(guān)注的青蒿素及其衍生物具有的免疫調(diào)節(jié)作用的研究進(jìn)展予以綜述。

1 對(duì)T、B 淋巴細(xì)胞及自然殺傷細(xì)胞(NK)細(xì)胞的影響

免疫細(xì)胞是人體內(nèi)進(jìn)行各種免疫應(yīng)答的基礎(chǔ),T、B 淋巴細(xì)胞及NK 細(xì)胞等免疫細(xì)胞在體內(nèi)相互協(xié)調(diào)共同發(fā)揮免疫應(yīng)答作用。越來(lái)越多的證據(jù)表明青蒿素及其衍生物可能具有抑制T 淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)的作用,同時(shí)能夠抑制B 淋巴細(xì)胞的增殖和分化［3］。青蒿琥酯調(diào)節(jié)T 細(xì)胞的活化和增殖。在體外,青蒿琥酯降低了植物血凝素(PHA)刺激后活化的CD4+和CD8+T 細(xì)胞的百分率［4］。有研究觀察到使用刀豆蛋白A 后可以誘導(dǎo)激活的T 細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子白細(xì)胞介素(IL)-2和干擾素-γ(IFN-γ),這些細(xì)胞因子反過(guò)來(lái)又能加速T 細(xì)胞增殖,提高NK 細(xì)胞的免疫功能,IFN-γ 可以促進(jìn)輔助性T 細(xì)胞的分化,同時(shí)刺激巨噬細(xì)胞分泌炎癥相關(guān)的細(xì)胞因子,青蒿素衍生物蒿甲醚可以明顯抑制這種反應(yīng),最終起到調(diào)節(jié)T 細(xì)胞的免疫功能的作用［5］。關(guān)于腫瘤治療的實(shí)驗(yàn)也可以看到對(duì)免疫細(xì)胞的影響,在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中看到雙氫青蒿素能夠調(diào)節(jié)荷瘤小鼠的免疫應(yīng)答,抑制小鼠調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞(Treg 細(xì)胞)的增殖［6］。此外,有學(xué)者觀察到雙氫青蒿素對(duì)人體胰腺癌細(xì)胞的抑制作用主要是能夠提高人γδT 細(xì)胞的增殖,從而提高了機(jī)體對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷能力［7］。

自身免疫異常的患者體內(nèi)存在的輔助性T 細(xì)胞17(Th17)與Treg 細(xì)胞的平衡對(duì)于自身免疫疾病病情的發(fā)展起調(diào)控作用,在膠原導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎的大鼠模型中,青蒿琥酯能夠調(diào)整Th17/Treg 細(xì)胞的失衡,下調(diào)IL-17 的表達(dá),并上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子Foxp3 的表達(dá),并且伴隨藥物劑量的增加這種作用就更加明顯。同時(shí)青蒿琥酯能夠上調(diào)Treg 細(xì)胞在淋巴細(xì)胞中的比例,相對(duì)降低Th17 細(xì)胞的比例,從而抑制細(xì)胞因子IL-17 的分泌［8］。青蒿素能夠抑制 IL-17 和 IL-25 的分泌,升高IL-10 和IL-35 的分泌,調(diào)整 Th17/Treg 細(xì)胞表達(dá)細(xì)胞因子的水平［9］。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,青蒿琥酯可以抑制正常小鼠脾臟和淋巴結(jié)內(nèi)的na?ve T 細(xì)胞激活,下調(diào)細(xì)胞因子 IL-2 的產(chǎn)生,從而減少 CD4+T 細(xì)胞的數(shù)量,進(jìn)而降低Th1/Th2 的比例等［10］。另外,青蒿琥酯能夠抑制細(xì)胞因子IL-1、IL-2的分泌阻止細(xì)胞周期有絲分裂,使淋巴細(xì)胞不能夠從G1期成長(zhǎng)為S 期,明顯降低淋巴細(xì)胞的增殖反應(yīng),從而體現(xiàn)該藥物對(duì)淋巴細(xì)胞的相關(guān)免疫抑制作用［11］。細(xì)胞因子的異常可以看作是自身免疫疾病發(fā)生的基礎(chǔ),從以上研究可以發(fā)現(xiàn),青蒿素及其衍生物表現(xiàn)出免疫調(diào)節(jié)作用,可能主要是因?yàn)榫哂袑?duì)于疾病相關(guān)的細(xì)胞因子的免疫調(diào)控作用。

B 細(xì)胞通過(guò)合成和分泌特異性抗體介導(dǎo)體液免疫。然而,在某些病理?xiàng)l件下,自身抗體的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致自身免疫性疾病。青蒿琥酯可抑制B 細(xì)胞產(chǎn)生自身抗體。在MRL/lpr 小鼠SLE 模型中,青蒿琥酯通過(guò)抑制脾臟［12］中B 細(xì)胞活化因子(BAFF)的表達(dá),降低了血清中抗核抗體和抗雙鏈DNA 抗體滴度。此外,研究發(fā)現(xiàn)在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的K/BxN 小鼠模型中,青蒿琥酯作用于生發(fā)中心,致使生發(fā)中心中的B 細(xì)胞數(shù)量明顯減少,血清自身抗體［13］水平下降。另外一些實(shí)驗(yàn)證明青蒿素及其衍生物能夠調(diào)節(jié)B 淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng),體外的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,使用青蒿素及其衍生物后,對(duì)于脂多糖誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)如B 淋巴細(xì)胞的增殖可起到直接的抑制作用［14］。此外,青蒿琥酯降低血清中IL-6 水平,使轉(zhuǎn)換生長(zhǎng)因子(TGF)水平升高至接近正常水平,逆轉(zhuǎn)了高水平IL-6 刺激的過(guò)度活躍的B 細(xì)胞產(chǎn)生自身抗體,恢復(fù)了TGF-β 對(duì)淋巴細(xì)胞增殖［15］的抑制作用。這些結(jié)果提供一個(gè)青蒿琥酯治療自身抗體介導(dǎo)的自身免疫性疾病的新證據(jù)NK 細(xì)胞能非特異性地清除病毒感染細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞,在免疫防御和監(jiān)測(cè)中發(fā)揮重要作用。青蒿琥酯通過(guò)抑制IL-10 的和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)表達(dá),顯著增強(qiáng)NK 細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷活性［16］。

2 對(duì)自身免疫疾病的治療應(yīng)用

自身免疫疾病如系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)等是目前風(fēng)濕領(lǐng)域臨床醫(yī)生關(guān)注的重點(diǎn),對(duì)于自身免疫疾病的治療仍然是風(fēng)濕領(lǐng)域醫(yī)學(xué)藥學(xué)工作者的主要研究方向。

SLE 患者的外周血中同樣可以看到Treg 細(xì)胞與Th17 細(xì)胞的失衡現(xiàn)象,Treg 細(xì)胞數(shù)量減少,與之相對(duì)Th17 細(xì)胞數(shù)量增多［17］。青蒿素可能調(diào)控免疫系統(tǒng)中Treg 細(xì)胞的數(shù)量和調(diào)節(jié)功能異常的狀態(tài),提高Treg 細(xì)胞的表達(dá),達(dá)到抑制SLE 患者異常免疫反應(yīng),控制疾病活動(dòng)度并改善患者預(yù)后［18］。研究發(fā)現(xiàn),SLE 患者體內(nèi)CD4+T 細(xì)胞的基因組DNA 廣泛存在低甲基化的情況,這可能是由于SLE 患者的相關(guān)基因如甲基化調(diào)節(jié)基因的表達(dá)異常的結(jié)果［19］。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),對(duì)SLE 模型小鼠使用青蒿素衍生物能夠提高小鼠DNA甲基化水平,從而減少致病自身免疫抗體的產(chǎn)生,進(jìn)而達(dá)到改善SLE 患者病情的作用［20］。

在RA 的研究中,應(yīng)用青蒿素衍生物也取得了明顯的治療效果。RA 患者體內(nèi)炎性細(xì)胞因子水平升高,并且在關(guān)節(jié)炎的病理產(chǎn)生過(guò)程中發(fā)揮作用,RA 的病理變化過(guò)程中,主要是各種致炎細(xì)胞因子引起的炎性損傷［21］。轉(zhuǎn)錄因子Foxp3 是Treg 細(xì)胞的特異標(biāo)記分子,進(jìn)行青蒿琥酯預(yù)處理時(shí),Foxp3 在膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎大鼠滑膜細(xì)胞中的表達(dá)隨著藥物劑量的加大而明顯增加,青蒿琥酯可能通過(guò)上調(diào)Foxp3 在大鼠滑膜細(xì)胞中的表達(dá),抑制炎癥因子產(chǎn)生,從而控制關(guān)節(jié)炎癥阻止骨破壞的發(fā)生,保護(hù)患者的活動(dòng)關(guān)節(jié)并控制患者病情進(jìn)展［22］。還有研究結(jié)果指出,青蒿琥酯可明顯改善關(guān)節(jié)炎模型大鼠的關(guān)節(jié)炎癥狀,降低血清中血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子的水平,提示青蒿琥酯對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠出現(xiàn)的關(guān)節(jié)炎具有顯著治療作用,該衍生物有可能成為治療關(guān)節(jié)炎的有效藥物［23］。

在自身免疫性重癥肌無(wú)力模型大鼠相關(guān)研究中,發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯通過(guò)抑制免疫共刺激分子 CD86 的表達(dá)并抑制淋巴細(xì)胞增殖能力,調(diào)節(jié)Th1/Th2 細(xì)胞亞群代表性的細(xì)胞因子表達(dá)水平,同時(shí)升高Treg 細(xì)胞表達(dá),延緩該疾病模型大鼠的病情進(jìn)展［24］。對(duì)于自身免疫性腎病如IgA 腎病的研究中發(fā)現(xiàn),青蒿素聯(lián)合免疫抑制劑羥氯喹能夠改善IgA 腎病大鼠的腎臟功能；原因在于聯(lián)合用藥減少了相關(guān)免疫復(fù)合物在大鼠腎臟的沉積,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)證實(shí)聯(lián)合用藥促進(jìn)了大鼠Th1 和Treg 細(xì)胞的分化,降低了大鼠Th2 和Th17 細(xì)胞的比例,目前考慮該用藥方案調(diào)節(jié)了針對(duì)CD4+T 淋巴細(xì)胞亞群的免疫作用［25］。

3 對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫抑制作用

一些腫瘤疾病治療的相關(guān)研究提示,青蒿素及其衍生物對(duì)于多種腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用。在肝癌細(xì)胞HepG2 中青蒿素對(duì)腫瘤細(xì)胞具有細(xì)胞毒作用,隨著藥物濃度的變化,對(duì)HepG2 細(xì)胞的抑制作用也發(fā)生相應(yīng)改變［26］。另一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)對(duì)于肝癌細(xì)胞Huh7、SMMC-7721,用藥后出現(xiàn)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡過(guò)程,青蒿素所發(fā)揮的作用應(yīng)該是可以通過(guò)調(diào)控相關(guān)的mTOR 信號(hào)通路,最終導(dǎo)致肝癌細(xì)胞發(fā)生凋亡現(xiàn)象［27］。此外,對(duì)于白血病的研究中發(fā)現(xiàn),磷脂酰肌醇3 激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)信號(hào)通路能夠上調(diào)K562 細(xì)胞的增殖并且抑制K562 細(xì)胞的凋亡［28］,青蒿琥酯通過(guò)抑制該信號(hào)通路促進(jìn)K562 細(xì)胞的凋亡作用,通過(guò)抑制TGF-β1和IL-10 的表達(dá),增強(qiáng)NK 細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷活性［16］。

青蒿素及其衍生物對(duì)腫瘤治療優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為,不僅能有效抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞趨向凋亡,還能提高腫瘤化療藥物的有效性,進(jìn)而減少化療藥物的不良反應(yīng),降低腫瘤患者的耐藥性,增強(qiáng)患者放療的敏感性［29］。青蒿素及其衍生物可以在腫瘤治療方面發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用,抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng),最終達(dá)到治療腫瘤的目的。青蒿素作為中國(guó)科研人員獨(dú)立研發(fā)的副作用較少的植物藥,一定程度上能抑制腫瘤細(xì)胞的增殖,將來(lái)有可能成為臨床上廣泛應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的輔助化療藥物［30］。

4 總結(jié)與展望

青蒿素及其衍生物青蒿琥酯對(duì)免疫系統(tǒng)的多種免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子具有免疫調(diào)節(jié)作用,可以抑制自身免疫性疾病中過(guò)度活躍的免疫反應(yīng),同時(shí)增強(qiáng)免疫系統(tǒng)對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用。青蒿素及其衍生物可以影響多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,但是其確切免疫調(diào)節(jié)機(jī)制研究尚未完全明確［31,32］。此外,青蒿素及其衍生物具有毒性低、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn),有望成為炎癥性疾病、自身免疫性疾病和腫瘤患者的一種新的治療選擇。