中藥注射液治療心肌纖維化的機制

楊曉紅 李玉子

(延邊大學附屬醫院，吉林 延邊 133000)

心肌纖維化(MF)的病理切片顯示出心肌細胞外基質沉積過量、膠原纖維增多且排列紊亂。MF最終會引起心臟收縮與舒張功能障礙，是引發心源性猝死的原因之一。中藥注射液治療MF的效果及機制的報道不斷涌現，很多文獻報道中藥主要成分通過多種復雜通路參與調控MF，如心肌成纖維細胞(CFs)功能失調引起細胞外基質變化、心肌各型膠原成分比例失衡及異常沉積、細胞因子及炎性介質活化、腎素-血管緊張素-醛固酮系統(RAAS)過度激活及 microRNA 的調控失衡均可導致MF〔1〕，本文對中藥注射液治療MF的機制進行綜述。

1 中藥注射液治療MF的主要機制

α-平滑肌肌動蛋白(SMA)目前被認為是肌成纖維細胞的標志，α-SMA僅在肌成纖維細胞(myoFBs)中表達。病理情況下，CFs活化后轉變為 myoFBs是MF發生的關鍵步驟。近年來中藥注射劑治療MF的主要機制為CFs可由以下多種信號通道活化：(1)轉化生長因子(TGF)-β是公認的引起成纖維細胞轉化為α-SMA表達及膠原分泌活化最重要的因子。經典的TGF-β/TGF-β受體胞內激酶底物(Smads)通道經TGF-β激活磷酸化后與Smads蛋白反應，誘導CFs轉變為myoFBs而促進MF，導致心肌重塑。(2)TGF-β/Smads通路上游的RASS通路，是利用了血管緊張素(Ang)Ⅰ型受體(AT1-R)和AT2-R的介導并激活myoFBs引起膠原沉積和間質纖維化，從而導致了MF的產生。且RASS可直接和持續效應于啟動TGF-β細胞內信號轉導的Smads依賴通路，導致MF。(3)絲裂酶原激酶-血清反應因子(MAPK)的主要亞型有細胞外信號調節激酶(ERK)/2、c-jun N端激酶(JNK)、應激活化蛋白激酶(SAPK)、p38及ERK5〔2〕。p38被AngⅡ活化后可直接參與MF的發生發展。而RAS活化后能激活RAS/ERK信號通路，通過ERK蛋白磷酸化，降低半乳糖凝集素(Gal)-3及胎盤生長因子(PLGF)表達，減少心肌組織中Ⅰ型膠原蛋白(Col)Ⅰ和ColⅢ合成，因而減輕了MF。(4)磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)通過磷酸化eNOS，減少過氧化損傷也是抑制心室重構的重要機制。PI3K 是二聚體蛋白質，與AKT結合后活化為eNOS，而eNOS則可促進左轉精氨酸形成一氧化氮(NO)。NO可抑制AngⅡ從而減輕MF。(5)活性氧(ROS)的產生超過降解時就會發生氧化應激，導致MF。(6)AMP依賴蛋白激酶(AMPK)是一種能量傳感器，有研究表明，AMPK可通過抑制NADPH氧化酶的非吞噬細胞氧化酶(NOX)的表達和活性，保護心臟免受氧化應激作用，在心血管系統中發揮抗氧化作用〔3〕。

2 中藥注射液在MF治療中的應用

2.1養陰益氣類中藥注射液 (1)參麥注射液(SMI)有益氣生脈功能，主要活性成分是紅參和麥冬，紅參有增強心肌收縮力、改善微循環、抗氧化的功能。麥冬的藥理成分是高異黃酮類和甾體皂苷;天然高異黃酮類具有心血管保護、抗炎等多方面功能;麥冬甾體皂苷類則具有抗心肌損傷、抗心律失常等作用。二者協同作用能促進釋放兒茶酚胺，降低心肌耗氧量，改善冠脈血流量及微循環，且對心臟具有正向肌力作用，防止血液凝固〔4〕。施洋等〔5〕通過動物實驗證實，SMI能通過下調TGF-β/SMAD 通路，降低MF，從而延緩心室重構。(2)參附注射液(SFI)由紅參和制附子組成，具有益氣回陽、固攝心陽的作用。SFI的有效性成分是人參皂苷、烏頭類生物堿、人參多糖等，可促進心室收縮力，降低血液黏度，優化心肌血流量。人參皂苷和烏頭類生物堿均有拮抗心臟細胞膜的Na+-K+-三磷酸腺苷(ATP)酶、增加心臟組織環磷酸腺苷/環磷酸鳥苷(cAMP/cGMP)水平和減少心肌耗氧量的功能〔6〕。王一心等〔7〕采用網絡藥理學分析得出SFI通過激活磷酸酶(PI3K)/AKT/eNOS通路，可減輕左心室的纖維化程度并調節多種離子通道、控制心肌細胞凋亡，從而緩解了心肌損傷并促使其修復。Wang等〔8〕通過動物實驗證明SFI的作用與eNOS的磷酸化有關，SFI可激活PI3K/Akt/eNOS信號通路，促進eNOS的磷酸化，eNOS的磷酸化是血管擴張和心臟保護的分子開關，eNOS的磷酸化刺激內皮細胞分泌大量NO，可擴張冠狀動脈和胸主動脈環，還表現出抑制細胞凋亡和促進血管生成，對缺氧損傷的內皮細胞修復發揮強大作用，抑制心臟重塑，利于心肌缺血再灌注。唐金莉等〔9〕通過實驗表明運用SFI輔助臨床治療可明顯減輕MF程度。(3)黃芪注射液(HQI)具有益氣補脾、扶正祛邪、養心通脈的作用。黃芪的主要活性物質是黃芪甲苷(AST)，經藥代動力學結果證實〔10〕，AST通過生物體內代謝生成環黃芪醇(CAG)〔11〕。董雪等〔12〕研究表明CAG對抑制MF的機制有CAG能降低TGF-β的表達，降低膠原蛋白的合成。CAG能通過刺激異丙腎上腺素(ISO)顯著抑制α-SMA和ColⅠ的表達，說明CAG可直接抑制CFs 向myoFBs轉化，但對ColⅢ的影響不明顯。李真等〔13〕研究表明，HQI也可能通過激活磷酸酶(PTEN)/P13K/AKT信號轉導通路降低氧化應激水平，清除氧自由基，減少心肌膠原的沉積〔14〕。(4)生脈注射液從生麥散得來，是一個由丹參、麥冬、五味子組成的中藥配方，其主要生物活性成分為人參皂苷Rg1和Rb1、麥冬素D和五味子乙素。具有益氣養陰、斂汗、生脈的作用。在國內應用于臨床治療心血管疾病的研究表明，SMI可通過激活AKT 和抑制 ERK 通路減輕氧化應激提供心臟保護，也可通過激活 AMPK-α和抑制NOX信號傳導來減輕心肌氧化損傷。SMS治療使AMPK-α活性恢復到接近正常狀態。一些藥理研究報道了SMI通過caspase-3、哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、JNK、ERK1/2等途徑也可發揮抗炎、抗氧化和抑制細胞凋亡的作用〔15，16〕。王楊陽等〔17〕經過臨床評估得出，西藥聯合SMI治療心血管疾病，能提高心臟射血分數，改善病人預后，從而提高患者的生活質量，且統計分析得出生脈注射液治療心衰的敏感性可達到90%以上。(5)參芪扶正注射液具備補氣的功能，其活性成分為黨參和黃芪。黨參中含有人參皂苷、多種氨基酸及多糖，具有能增加心排血量而不提高心率、減輕心肌損傷、抗氧自由基、促進心肌細胞的修復的作用。Li等〔18〕通過慢性血栓性肺動脈高壓 (CTEPH) 模型大鼠發現人參皂苷Rg1可上調基質金屬蛋白酶(MMP)-2和MMP-9的表達，從組織形態學觀察發現ColⅠ減少。黃芪通過黃芪甲苷在生物體內代謝為環黃芪醇，能抑制TGF-β的表達、抑制ISO、激活PTEN/P13K/AKT信號通路來緩解MF。張志文〔19〕表明參芪扶正注射液輔助治療，可有效抑制心臟纖維化進程，顯著改善各項心功能指標。(6)參芪注射液(SQI)是從丹參、黃芪、麥冬等中成藥物中提取制備，具有益氣扶正的作用。丹參的有效化學成分包括丹參酮和丹參酚酸。康淵強〔20〕通過細胞實驗發現，丹參酮ⅡA能保護內皮細胞、調節免疫、抗缺血缺氧、抑制心肌細胞凋亡、抗MF。研究發現，丹參素能通過TGF-β1/Smad3通路，減少機體膠原蛋白的合成的同時降低纖維化水平〔21〕。張小紅〔22〕、吳三五等〔23〕、呂忠英等〔24〕表明SQI輔助療法能有效維持心肌細胞功能和控制MF進程。(7)氧化樟腦注射液的主要成分是樟腦，由樟的樹枝、干、根莖、葉中提煉所得。主要活性成分為1，7二甲基-7-醛基-2-雙環(2，2，1)庚酮，化學名稱為π-氧化樟腦，氧化樟腦注射液具有增加心血排出容量，促進心肌收縮的功用，屬于中樞系統興奮劑，且具有清除氧自由基能力、發揮抗氧化物作用。安英等〔25〕通過動物實驗對比對照組與氧化樟腦注射液組大鼠心肌組織各項心肌監測指標及心肌組織病理學切片，都顯示出氧化樟腦注射液可通過抗氧化作用改善了MF。但氧化樟腦注射液細胞代謝通路尚未研究清楚。

2.2活血化瘀類中藥注射液 (1)參芎注射液(SGI)具備通脈止痛、活血化瘀的功效。丹參素和鹽酸川芎嗪是參穹注射液內兩個重要的有效成分單體，能清除自由基、抗氧化損傷和凋亡等。有研究成果表明，川芎嗪能通過抑制TGF-β1表達，從而控制心室重塑過程中的纖維化。也可激活PI3K/AKT/eNOS通路，降低纖維化程度。ERK信號通路也是SGI抗纖維化的主要通路之一，其機制是對ERK蛋白的磷酸化過程進行阻斷，從而抗MF。盧山等〔26〕用動物實驗證明了SGI可通過抑制血清中Gal-3及PLGF表達，使慢性心力衰竭大鼠的心肌組織中ColⅠ、ColⅢ合成減少，減輕MF，進而增強心室順應性。羅琦等〔27〕通過臨床研究也驗證了西藥聯合SGI輔助治療，能進一步改善病人心肌缺血缺氧，改善心室重構。(2)心脈隆注射液主要成分為美洲大蠊干品經多道程序加工的來得提取物，美洲大蠊又稱蟑螂。其主要成分為多肽、核苷及復合氨基酸等，具有活血散瘀、利水消腫、消疳、解毒等功能〔28〕。陳思如〔29〕通過動物實驗證明，心脈隆注射液治療的大鼠血清中超氧化物歧化酶(SOD)含量增加，NO和丙二醛(MDA)含量降低，美洲大蠊提取物能抑制心肌組織ColⅠ、ColⅢ生成，且與MAPK(ERK1/2)信號通路有關。結締組織生長因子(CTGF)可通過多途徑促進心肌細胞纖維化，劉國紅等〔30，31〕研究表明通過觀察心力衰竭小鼠模型發現，心脈隆注射液治療時長與CTGF表達成反比。心脈隆注射液對酒精性心肌病患者的研究發現，患者注射心脈隆注射液后，TGF-β1表達較對照組低，核因子(NF)-κB及AngⅡ較對照組高，進一步說明了心脈隆注射液能有效抑制MF〔30，31〕。(3)丹參川芎嗪注射液是由丹參和鹽酸川芎嗪組配成的復方注射劑，丹參的藥理作用具有抗缺血缺氧、改善微循環、抑制血小板的聚集和黏附及抗纖維化多方面的作用。川芎嗪是川芎中提取出來的4-甲基吡嗪。對增加冠脈血流、擴張小動脈，且對血小板聚集有抑制作用〔32〕。兩者的協同作用對抗MF起到較好的效果。董慶海等〔33〕運用網絡藥理學方法研究出丹參川芎嗪注射液對AKT1、MAPK1通路抑制心室重塑，保護血管內皮，抑制MF的進程的作用。(4)血塞通注射液以三七總皂苷(PNS)為主要活性成分，具有舒張血管、改善微循環的作用。程志清等〔34〕通過實驗研究對心肌病變及纖維化情況進行觀察，認為PNS通過部分抑制PDGF-B蛋白過表達，抑制心肌膠原纖維的增生。聶丹〔35〕通過實驗模型檢測大鼠心肌Ⅰ、Ⅲ型膠原、TGF-β1、Smad2/3的表達水平，結果表明PNS與丹皮酚聯合用藥降低大鼠心肌梗死后心肌組織中TGF-β1、Smad2/3的過表達，抑制TGF-β1/Smads信號轉導通路，降低心肌組織中Ⅰ、Ⅲ型膠原蛋白的表達，抑制MF，抑制心室重塑。(5)舒血寧注射液是由銀杏葉提取物為主混合配制而成。銀杏葉提取物具有擴張血管、改善微循環及降低血管阻力、清除自由基等作用〔36〕。劉根林等〔37〕在實驗中通過檢測左心室心肌膠原纖維含量、TGF-β1蛋白表達及TGF-β1、Ⅰ型前膠原(procollagen Ⅰ)和Col Ⅲ mRNA的表達。結果與對照組相比，糖尿病組的心肌膠原的含量、心肌組織內的TGF-β1、procollagen Ⅰ和Col Ⅲ的表達均明顯升高，但在銀杏葉提取物干預后這些指標均明顯降低。表明銀杏葉提取物能通過下調糖尿病大鼠心肌內TGF-β1表達，減少心肌間質中膠原的沉積，進而改善大鼠模型心肌間質纖維化。(6)葛根素注射液是以葛根素為主要發揮藥理作用的制劑。葛根素是從豆科植物野葛及甘葛根提取出的單體物質，藥理作用主要有：抗脂質氧化、抑制體內血小板聚集、改善心肌代謝等〔38〕。劉詩英等〔39〕發現通過葛根素的干預，結締組織生長因子mRNA和TGF-β1 mRNA表達水平下降，抑制MF的心肌膠原沉積，延緩MF進程。此外，張馳等〔40〕在實驗研究發現葛根素聯合用藥可通過下調心肌組織中賴氨酰氧化酶(LOX)、MMP-2和NF-κB的表達，使血清中脂聯素水平升高，達到抑制心臟重構、延緩MF、保護心肌的目的。當然這只在聯合用藥的情況下得出的結論，單一使用是否能延緩MF有待證實。(7)疏血通注射其發揮藥理作用的成分主要為水蛭素和蚓激酶，主要經成熟的技術提煉而制成。其有活血通絡之功效，常用于協同治療，改善預后。水蛭素是一種對體內凝血酶具有最特異、高親和力的受體抑制劑，具有強抗凝、抑制凝血酶、抑制血小板聚集、降低纖維蛋白等作用。蚓激酶的成分中與組織纖維蛋白溶酶激活物類似，所以能明顯改善微循環、抑制血小板聚集、保護血管內皮及抗心肌缺血缺氧等作用。另外疏血通能抑制凝血酶對膠質細胞的損傷，保護膠質細胞，減緩MF發展〔41～43〕。

綜上，MF在最近這些年一直受到國內外學者的高度重視，MF疾病已成為心腦血管科室重點關注的疾病，有關其臨床研究報道較多。中藥注射液治療MF已經取得了比較顯著的效果，其發揮出了巨大的臨床應用潛力，且對比西藥，中藥的不良反應較小。但中藥注射劑的不良反應的研究很少，多以長期臨床實踐為依據，安全性尚無有力證據。因此存在一些問題需要專家們共同解決。第一，大體動物實驗模型的研發不夠。目前現在的動物模型依然存在很多缺陷，無法更深層次地提現中醫有關證型，如何更有效率地研究出具有中醫辯論動物模型還需要大量研究進一步證明。從理論角度分析，如何更有效地對MF進行辯證，MF疾病需要通過中醫哪些方法進行治療，是目前中醫理論研究的重點內容。第二，目前來看，細胞學實驗研究方面都是一些實踐內容，缺乏理論性中醫思想指導，而實驗實踐內容多數是通過臨床病例來說明藥物治療MF疾病的效果，復合藥物的生物通路分析研究依然較少，生物通路分析有助于揭示藥物干預可引發哪些生物反應，最重要的是指導治療靶點的發現和治療策略的建議，因此可斷定藥物選取的中醫理論依據不足，是否能進一步對細胞水平辯論還尚不明確。在臨床治療中西藥針對治療MF具有一定的療效。隨著社會的發展，臨床復方藥及聯合用藥要比單方用藥的效果好，也得到了業內人士的公認，因此，進一步充實對中藥的各方面研究，為臨床對中藥注射劑的研究及使用提供事實依據及理論基礎是必不可少的。