從“毒瘀蝕心，肺失百脈”探討細胞焦亡與肺動脈高壓右心衰竭的關系*

周瑞玲，張雯，崔力心，唐雅倫，張新宇，張瓊

1.北京中醫藥大學，北京 100029； 2.中國中醫科學院西苑醫院，北京 100091

肺動脈高壓(pulmonary hypertension，PH)是以肺血管重塑、肺動脈壓力持續升高，最終導致右心衰竭為特征的惡性心肺疾病[1]，其發病率為每年2.0～7.6/100萬[2]。PH右心衰竭是慢性肺部疾病的終末事件，尤以慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)最多見，其中90%重度COPD患者患有PH，大約有70%PH患者最終死于右心衰竭[3-4]。本病病機復雜，臨床尚無特效藥物治療，因此尋找有效干預靶點及通路已成為臨床關注的重點和研究熱點。細胞焦亡(pyroptosis)是一種與炎癥反應密切相關的新型細胞程序性死亡方式，具有高度促炎性，又稱細胞炎性壞死。NLRP3炎癥小體是細胞焦亡及炎癥反應的關鍵調控因子。本文重點介紹NLRP3炎癥小體介導的經典細胞焦亡途徑導致肺血管不良重塑，肺動脈壓力升高，誘發右心衰竭。

基于中醫肺朝百脈生理功能，毒瘀致病特點，筆者認為PH右心衰竭的根本病機為“毒瘀蝕心，肺失百脈”，濁毒致使肺損，百脈失朝，血滯成瘀，瘀久化毒，毒瘀膠結蝕心，以PH始發環節炎癥為切入點，以心肌焦亡為落腳點，右心衰竭為最終歸宿，認為炎癥反應乃“濁毒”，肺血管重塑為“血瘀”，與細胞焦亡通過調控NLRP3炎癥小體促進PH右心衰竭的病理機制相契合。因此，從“毒瘀蝕心，肺失百脈”病機探討細胞焦亡在PH右心衰竭中的發病機制，以期為PH右心衰竭的治療提供新思路。

1 “毒瘀蝕心，肺失百脈”為PH右心衰竭的根本病機

1.1 肺朝百脈，調度于心，PH右心衰竭心肺相關之樞紐中醫學無PH右心衰竭之名，但根據其臨床表現及發病機制，將之歸屬于“肺脹”范疇。如《靈樞·脹論》言：“肺脹者，虛煩而喘滿。”《金匱要略》云：“咳逆倚息，短氣不得臥，其形如腫，謂之支飲。”《醫學實在易》曰：“肺之下為心，為五臟六腑之君主。心有系絡，上系于肺，肺受清氣。”心肺皆在胸中，二者密切相關。李偉[5]認為PH責之于上焦心肺二臟，心主血，肺主氣，氣血同源，則肺之呼吸，心之搏動，協調有序。劉玉金等[6]從心肺相關論治肺脹，臨床上取得了較好效果。由此可知，肺臟病變是導致心系疾病的重要原因，PH右心衰竭與心肺密切相關，肺主氣血，心主血脈，協同推動血液正常運行。《靈樞·經脈》曰：“心手少陰之脈，起于心中，出屬心系……復從心系卻上肺。”經脈是PH心肺連接并發揮作用的通路，《瀕湖脈學》提出“脈”為“血之隧道”，脈裹血行，脈之所及，血亦行之，脈道相當于PH之關鍵樞紐肺動脈血管，若脈絡受損，肺血管內皮增生，血管重塑。《脈簡補義》言：“百脈皆由肺以聚于心，由心以達四肢百骸。”PH核心在于肺血管重塑，肺動脈壓力進行性升高，認為其血管重塑所發生的一系列病理變化過程高度契合肺朝百脈功能失調。

“肺朝百脈”最早源自《黃帝內經》，載：“脈氣流經，經氣歸于肺，肺朝百脈，輸精于皮毛。”張志聰有云：“百脈之經氣，總歸于大經，經氣歸于肺，是以百脈之氣，皆朝會于肺也。”百脈朝會于肺，肺受百脈之朝會。孫廣仁[7]認為，肺主治節，通過肺朝百脈和氣的升降出入運動，輔佐心臟，推動和調節血液的運行。故肺朝百脈即為血液匯聚于肺，肺通過宣降運動，輔心行血，周流全身。姚夢茜等[8]認為，“朝”通“潮”，古字通用，肺潮動百脈，即指肺使百脈如潮，使血液如潮汐一般按照一定規律進行周期運動，匯聚于心，布散周身，維系全身功能。《本草述鉤元》言：“肺為血脈之所由始，為經脈之所由通。”血脈的正常運行始發于肺，源于肺調節百脈運行，最終涌動于心，潤養心肌，搏動有力，布散全身。PH患者由于嚴重的肺部炎癥，致使肺損，則百脈失朝，血流不暢，瘀滯不通，持續放大的炎癥反應刺激肺動脈血管，導致內膜增殖、中膜肥厚收縮、外膜纖維化，血管重塑等病理改變，肺虛不能合心氣化，則血不循行，滯脈成瘀，不斷蓄積，導致肺動脈壓力升高，血液滯留于心，繼而右心室負荷加重，心肌細胞凋亡，從而誘發心力衰竭。故肺朝百脈乃PH右心衰竭的關鍵所在，是血液循環的原動力，亦是心肺正常運行的樞紐。

1.2 濁毒、瘀血乃PH右心衰竭關鍵致病因素PH右心衰竭患者因早期環境暴露，啟動肺部慢性炎癥反應，產生系列“心肺效應”，外來煙霧、粉塵、空氣污染、病原微生物等致病因素，中醫將其定義為比六淫邪氣損害性更強的病因性毒邪。《素問·五常政大論》有云：“夫毒者，皆五行暴烈之氣所為也。”六淫四時不正之氣，過于亢盛或蘊結不解，即為濁毒。《溫熱論》言：“溫邪上受，首先犯肺，逆傳心包。”因肺在竅為鼻，喉為肺之門戶，又肺合皮毛，主人身之表，防御外邪，故毒邪侵襲，肺衛先損，外來毒邪反復刺激肺部，釋放大量炎性因子，產生炎癥反應，即為病理性濁毒。朱愛松等[9]認為，內毒是指人體在新陳代謝過程中產生的代謝毒物，因不能及時清除而留滯于體內，損害人體。另外黃淑敏等[10]在慢性心力衰竭的治療中認為，毒和炎癥反應密切相關，炎癥因子則是痰濁、瘀血、水飲等毒邪痹阻心脈的微觀體現。

炎性細胞浸潤肺血管，毒邪灼傷肺絡，肺失治節，血行受阻，循行遲滯，血液呈現高凝狀態，遂成瘀血，壅塞不通，導致肺血管痙攣收縮，血管壁重塑，肺動脈管腔狹窄甚至閉塞，動脈壓力升高而致右心衰竭。《說文解字》云：“瘀，積血也。”《諸病源候論·落床損瘀候》云：“血之在身，隨氣而行，常無停積。若因墜落損傷，墜傷之處即停積，若流入腹內，亦積聚不散，皆成瘀血。”由此可知，血液運行不暢或血液瘀滯不通造成血瘀，瘀滯不散，因寒熱虛實積而成塊形成損害人體的病理產物瘀血。陳可冀等[11]認為，血瘀證與血液循環障礙、血液高黏滯狀態、血小板活化和黏附聚集、血栓形成等多種病理生理密切相關，可將血瘀的宏觀辨證與血液循環障礙的微觀通路相結合。有研究發現紅細胞分布寬度、心肌肌鈣蛋白、血小板、末端B型利鈉肽、D-二聚體在COPD合并PH患者中異常活躍[12]。另一項研究表明，PH患者釋放大量炎性介質損害了血管內皮細胞，促進血小板黏附聚集，導致肺循環阻力的增加。以上皆表明，濁毒、瘀血參與了PH右心衰竭的形成發展，乃其關鍵致病因素[13]。

1.3 “毒瘀蝕心，肺失百脈”為PH右心衰竭的核心病機PH右心衰竭始發于肺部炎癥，外來濁毒侵襲肺衛，灼傷肺絡，肺損百脈失于調節，毒邪猖狂，循經入血，火毒煎熬津血，血液黏稠，形成瘀血，《諸病源候論》言：“血瘀在內，時時體熱面黃，瘀久不消，則變成積聚癥瘕也。”瘀血日久，變生毒邪，血毒相搏，即成瘀毒，致病更強，癥勢兇險。東晉張湛撰寫的《養生要集》最早記載瘀毒，言其：“百病橫生，年命橫夭……觸其禁忌成瘀毒。”表明毒久變生瘀，瘀不利為毒，毒瘀凝滯，易成痼疾。有學者提出毒可致瘀，瘀可化毒，毒瘀膠結，肺絡受損導致COPD合并PH[14]。全身血液失于肺之調節難以規律性循行，最終涌動蓄積于右心，導致容量負荷增加，又毒瘀損傷肺絡，肺動脈壓力驟然升高，右心壓力負荷增加難以射血，加之毒瘀之邪深伏，腐蝕心臟，心主血脈，心損則血脈不運，毒瘀之血不祛，新血難生，進一步導致心肌缺血，不斷的炎性刺激下觸發心肌細胞產生異常電生理活動，心臟功能失常，內外夾擊之下最終導致右心肥大，心室重構，繼而心力衰竭。正如鮑相傲在《驗方新編》中記載：“毒瘀心包絡，更加兇險，不待時日。”故認為“毒瘀蝕心，肺失百脈”介導的心肺病理狀態為PH右心衰竭的核心病機。

2 NLRP3炎癥小體介導的細胞焦亡參與PH右心衰竭的形成與發展

近年來，隨著對PH復雜發病機制的深入研究，發現炎癥反應在PH右心衰竭中發揮著重要作用，并貫穿疾病始終[15]。PH多見于慢性肺系疾病反復發作不愈的終末期并發癥，尤以COPD最常見。有關研究表明，慢性肺部炎癥，在肺血管內聚集釋放白細胞介素-1β(Interleukin-1β，IL-1β)、IL-18、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)等細胞因子和趨化因子，浸潤肺實質及肺血管床，使肺血管內皮細胞焦亡，導致肺血管重塑，肺動脈壓力進行性升高，炎癥級聯反應觸發心肌細胞焦亡，致使心肌肥大導致心力衰竭[16-17]。

細胞焦亡是一種新型細胞程序性死亡方式，具有高度促炎性，可引起強烈的炎癥反應，又稱細胞炎性壞死[18]。細胞焦亡主要分為經典的Caspase-1依賴型與非經典的caspase-4/5/11依賴型兩種途徑。其中NLRP3炎癥小體是細胞焦亡及炎癥反應的關鍵調控因子，由NLRP3(NOD樣受體熱蛋白結構域相關蛋白3)、ASC(凋亡相關斑點樣蛋白)及pro-Caspase-1構成[19-20]。各種信號刺激NLRP3炎癥小體，可使無活性pro-Caspase-1切割為有活性Caspase-1，半胱氨酸蛋白酶活化后，通過切割底物消皮素D(gasdermin D，GSDMD)產生GSDMD的N端結構，使質膜通透喪失，其完整性遭到破壞，細胞腫脹破裂形成質膜小孔，細胞內物質流出，促使 Caspase-1 將無活性pro-IL-1β和pro-IL-18裂解，推進IL-1β和IL-18的熟化，招募IL-1β、IL-18等大量促炎因子聚集，導致炎癥反應呈瀑布式爆發，激活由Caspase-1介導的經典焦亡途徑[21-24]，導致肺血管內皮細胞焦亡[25]，肺血管重塑，肺血管阻力及肺動脈壓力進行性升高，右心室后負荷加重，同時觸發右心室心肌細胞內源性炎癥反應，過度炎癥反應嚴重損傷心肌細胞，致使心肌細胞焦亡[26]，產生異常電生理活動刺激右心室，心室內膜增厚肥大，心室重構，最終導致右心衰竭進而致死。

近期大量研究表明，細胞焦亡在PH右心衰竭的研究中得到初步驗證，NLRP3介導的經典焦亡是PH右心衰竭的關鍵病理環節。在一項通過野百合堿誘導的PH大鼠研究中，發現肺動脈平滑肌細胞(PASMCs)焦亡可能通過分泌炎癥因子IL-1β和IL-18促進自身增殖，促使肺血管重塑，進一步采用雙硫侖焦亡抑制劑后，表明其可下調IL-1β和IL-18 的炎性水平，從而減輕PASMCs的增殖，Caspase-1抑制劑逆轉了PH血管重構及右心室肥大[27]。亦有研究表明由Caspase-1激活的細胞焦亡存在于PH大鼠模型和缺氧的人肺動脈平滑肌細胞中，并指出抑制經典焦亡途徑，可改善PH，防止右心衰竭[28]。另外有實驗證明在缺氧條件下小鼠肺動脈平滑肌中NLRP3炎癥小體可激活經典焦亡，其通過Caspase-1/IL-18/IL-6信號轉導因子與激活因子3途徑誘導PASMCs增殖發生PH[29]。而在一項復方葶藶子湯對COPD相關性PH(chronic obstructive pulmonary disease-pulmonaryhypertension COPD-PH)大鼠肺血管重塑的實驗中表明：中藥組大鼠的肺組織NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1β及IL-18的表達均下調，通過抑制NLRP3炎癥小體介導的細胞焦亡，COPD-PH大鼠的肺血管重塑得到明顯改善[30]。筆者團隊長期致力于COPD導致PH右心衰竭的研究，前期通過在血管緊張素Ⅱ誘導的大鼠H9c2心肌細胞焦亡及肥大的實驗中，發現NLRP3炎癥小體、GSDMD-N、Caspase-1蛋白表達顯著升高，細胞活力下降，羥基紅花黃色素A干預后，表明其通過抑制NLRP3/Caspase-1/GSDMD-N/IL-8信號通路激活，減輕心肌細胞焦亡抑制心肌肥大[31]。以上實驗研究充分表明NLRP3炎癥小體激活的細胞焦亡通路與肺血管重塑密切相關，炎癥引起肺血管內皮細胞和心肌細胞炎性死亡即細胞焦亡可能是PH右心衰竭的重要發病機制。

3 從“毒瘀蝕心，肺失百脈”探討細胞焦亡與PH右心衰竭

現代醫學認為，細胞焦亡介導的炎癥反應是PH右心衰竭病理機制的重大突破點，尤其是由NLRP3炎癥小體介導的經典細胞焦亡是誘發PH右心衰竭的關鍵所在。有學者認為，中醫毒邪、瘀血宏觀理論可能是細胞焦亡的微觀體現[32-33]。細胞焦亡過程與肺朝百脈失調，毒瘀膠結蝕心發生發展相一致。焦亡過程中，吸入煙草煙霧等外源性致病因素，即外毒致使NLRP3炎性小體的激活及IL-1β釋放，啟動細胞焦亡，濁毒致使肺損，百脈失朝，血滯成瘀，瘀久化毒，毒瘀膠結損肺，最終導致細胞炎癥反應瀑布式發生，深度浸潤肺動脈血管，血管內皮細胞焦亡，動脈內膜增殖，管腔狹窄、閉塞，血管重塑，肺動脈壓力持續增高；肺損百脈不朝，不能輔心行血，毒瘀之邪逆傳心包，心臟炎癥信號不斷放大，觸發心肌異常活動，久伏毒瘀之邪即內源性的危險因素，進一步消耗心肌細胞，導致心臟超負荷活動，新血難續，心臟不養，日久心肌細胞焦亡后凋亡，不可逆性再生，當肺動脈壓力達峰值時，右心室無法射血，壓力負荷升高，血液超載，毒瘀蝕心，心肌細胞持續傷亡的狀態下難以承受過強的雙負荷，最終導致心力衰竭，在其發展過程中，外來濁毒即炎癥乃關鍵始發因素，內生的毒瘀即血管重塑為核心因素，起于肺，終于心，連接點在肺朝百脈，NLPR3炎癥小體介導的細胞焦亡則是肺朝百脈失調，毒瘀蝕心宏觀機制上的微觀表現，引發炎癥反應，產生“蝴蝶效應”，參與了PH右心衰竭的形成發展。

4 活血解毒類中藥在細胞焦亡所致PH右心衰竭治療中的應用

目前PH在一般治療的基礎上多采用靶向藥物治療，并取得一定的效果[34]，但是其無法有效控制PH誘發的心力衰竭，而且長期服藥及不良反應導致患者身體的不耐受，給患者身心造成了極大的傷害，因此尋找更為安全有效的治療藥物成為重中之重。通過抑制細胞焦亡信號轉導的炎癥小體的激活或許可以成為PH右心衰竭治療的干預靶點。細胞焦亡參與了濁毒、瘀血的形成，以期從活血解毒類中藥作為細胞焦亡抑制劑入手，為PH右心衰竭提供新的治療思路。

有藥理學研究表明，多種活血解毒類中藥及組方分別從不同途徑抑制NLRP3炎癥小體的激活及下游炎癥因子的釋放，從而調控細胞焦亡。研究發現，紅景天苷通過 NLRP3/Caspase-1/GSDMD 軸介導細胞焦亡，降低IL-1β、IL-18等炎癥因子釋放，改善帕金森癥狀[35]。另外一項研究發現，丹參酮IIA預處理脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)刺激心肌成纖維細胞構建體外膿毒癥心肌損傷模型后，能有效抑制NLRP3和Caspase-1蛋白表達，減少 IL-1β 和IL-18釋放，顯示丹參酮IIA能通過作用于心臟成纖維細胞NLRP3信號通路觸發細胞焦亡來發揮心臟保護作用[36]。顏亮等[37]在LPS致敏的小鼠巨噬細胞中，以ATP激活NLRP3炎癥小體，表明黃芩苷能抑制Caspase-1活化所致的細胞焦亡。有關研究表明，經四妙勇安湯干預ApoE小鼠后，發現小鼠主動脈Caspase-1、IL-1β、IL-18、GSDMD mRNA等蛋白表達顯著降低，表明其能夠調控TLR4/NLRP3/Caspase-1通路，抑制細胞焦亡從而改善小鼠心功能[38]。另外在LPS誘導SD大鼠心肌炎癥損傷后心肌細胞活力下降，Caspase-1 activity表達顯著升高(P<0.01)，NLRP3、GSDMD、IL-1β、Caspase-1 mRNA表達升高(P<0.01)，予由乳香、沒藥、紅花、姜黃、當歸、丹參、川芎等活血化瘀藥組成的瘀血痹方處理后，能降低HL-1細胞NLRP3、IL-1β、Caspase-1、裂解的GSDMD基因和蛋白的表達，表明NLRP3炎癥小體可能是瘀血痹方抑制細胞焦亡的確切靶點[39]。由此可知，通過對活血解毒類中藥的現代藥理研究表明，其可作為細胞焦亡抑制劑，通過NLRP3炎癥小體抑制炎癥反應的啟動，從而防治PH右心衰竭。因此在臨床治療中，解毒祛瘀、心肺同調法應當貫穿疾病始終，萬變不離其法。筆者團隊自擬解毒祛瘀方(紅花、葛根、虎杖、薤白)治療PH右心衰竭，既往臨床療效顯著，將在后期動物實驗中進一步探索該方在NLRP3介導的細胞焦亡及其下游通路的具體機制，為其治療提供新靶點。再根據患者的具體癥狀，病情嚴重程度，辨證施治，重點關注，靈活對待，以期達到最好的療效。

5 結語

PH是以肺血管重塑、肺動脈壓力持續升高為主要表現的疾病狀態，最終發展為右心衰竭。慢性肺部炎癥是PH右心衰竭的重要病機，NLRP3觸發的經典焦亡通路與其發展密切相關，認為其為PH右心衰竭肺朝百脈失調，毒瘀損肺蝕心的微觀通路，濁毒引發炎癥觸發細胞焦亡，百脈失調致使血液流變異常，瘀血導致肺血管重塑，毒瘀膠結，心肺俱損，誘發右心衰竭。“毒瘀蝕心，肺失百脈”病機與細胞焦亡在PH右心衰竭中的發病機制相一致，故采用活血解毒類中藥作為焦亡抑制劑，以期從多靶點、多途徑、多方面為其治療提供新思路。