雷公藤多苷治療潰瘍性結腸炎的作用機制研究進展▲

秦艷琴 韋熔煌 梁雅琳 蒙華瑩 黃學霞 李 超 謝 勝

(1廣西中醫藥大學研究生學院,廣西南寧市 530200;2廣西中醫藥大學第一附屬醫院脾胃病科,廣西南寧市 530022)

【提要】 潰瘍性結腸炎是一種慢性非特異性炎癥性腸病,臨床上主要采用氨基水楊酸制劑、糖皮質激素、免疫抑制劑等藥物對該病進行治療,但目前的臨床用藥存在易復發、藥物抵抗等問題。雷公藤多苷是中藥雷公藤的一種提取物,是雷公藤的主要活性成分,具有抗炎、免疫抑制等作用,有“中草藥激素”之稱。研究表明,雷公藤多苷對潰瘍性結腸炎有明確療效,其可從調節免疫細胞、抑制炎癥反應、抗細胞凋亡、調節腸道菌群、抑制氧化應激和保護抗氧化系統等方面,發揮其治療潰瘍性結腸炎的作用。本文主要針對雷公藤多苷治療潰瘍性結腸炎的作用機制研究進展進行綜述。

潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis,UC)是一種慢性非特異性炎癥性腸病,具有易復發的特點,其主要臨床表現為反復發作的腹瀉、黏液膿血便伴腹痛、里急后重等癥狀[1],其發病機制復雜。目前研究發現,該病的發生與遺傳因素、免疫反應失調、環境因素、腸道微生態紊亂有關,其中免疫異常是UC的重要發病因素[2]。目前西醫治療常用的藥物包括氨基水楊酸制劑、糖皮質激素、免疫抑制劑等,但存在易復發、藥物抵抗等問題。

雷公藤多苷是中藥雷公藤的一種提取物,是雷公藤的主要活性成分,具有抗炎、免疫抑制等作用,有“中草藥激素”之稱,主要應用于類風濕性關節炎、腎小球腎炎、紅斑狼瘡等免疫性疾病的治療。雷公藤多苷生物活性由二萜類成分、三萜類成分及生物堿類成分協同產生[3]。欽丹萍等[4]的研究表明,雷公藤多苷可用于對激素抵抗或使用其他免疫抑制劑受到限制的UC患者,其能夠有效改善患者腹痛、腹瀉、里急后重等癥狀,明顯減輕黏膜潰瘍、充血、炎癥細胞的浸潤程度。本文通過總結雷公藤多苷對UC的作用機制,為其臨床應用提供理論依據。

1 調節免疫細胞

Th17和調節性T淋巴細胞(regulatory T lymphocyte,Treg)是已知的淋巴細胞亞群,對誘發和加重UC患者腸道損傷具有重要作用[5]。Th17是腸黏膜表面促炎反應的關鍵啟動子,可以產生具有促炎作用的白細胞介素(interleukin,IL)-17A、IL-17F、IL-21、IL-22等[6]。Treg是一種免疫抑制調節細胞,可在腸道固有層中抑制腸道自身免疫炎癥反應[6]。Th17和Treg平衡在調節炎癥免疫反應進而維持腸道穩態方面發揮著重要作用[7]。雷公藤多苷能抑制Th17分化,促進Treg分化,且可重建Th17/Treg平衡,減輕腸道炎癥[8]。巨噬細胞具有抗原提呈、吞噬、免疫防御和炎癥調節等多種功能,自噬能夠調控巨噬細胞極化方向,參與炎性反應的調節[9]。雷公藤多苷能降低UC小鼠結腸巨噬細胞內自噬相關蛋白——微管相關蛋白1輕鏈3Ⅱ/Ⅰ表達,進而抑制細胞自噬,抑制炎癥反應,對結腸組織起到保護作用[10]。

2 抑制炎癥反應

多種細胞因子共同參與了UC的發病過程。如IL家族成員IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IL-17A、IL-17F、IL-18、IL-21、IL-22、IL-23、IL-27在UC患者血清中均顯著升高,在腸道炎癥反應中發揮促炎作用;IL-4、IL-10、IL-13、IL-23為抗炎細胞因子,具有抑制炎癥反應的作用,在活動期UC患者血清中其水平降低[11-12]。腫瘤壞死因子α(tumour necrosis factor α,TNF-α)是一種主要由單核細胞、巨噬細胞和T淋巴細胞產生的促炎癥細胞因子,TNF-α在UC 中的作用是促使中性粒細胞聚集而引起炎癥反應;其可促進IL-8的產生,誘導IL-8趨化因子激活中性粒細胞加劇局部腸道炎癥;其還能夠協同γ干擾素改變腸道上皮的屏障功能[11,13]。由此可推測,促炎細胞因子與抗炎細胞因子失衡可能是UC的一個重要發病機制。研究表明,雷公藤多苷能有效降低IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-8、IL-17A等細胞因子的表達水平,同時上調IL-4、IL-13的表達水平[8,14-17]。

核因子κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)是一種轉錄因子,NF-κB活化可促進促炎細胞因子TNF-α、IL-1β的釋放,加重腸黏膜炎癥,參與UC發病[18]。Toll樣受體(Toll-like receptor,TLR)是啟動炎癥反應及免疫應答的重要模式識別受體,TLR4為其成員之一。UC患者腸上皮固有層細胞中的TLR4表達明顯升高,在UC發病中扮演重要角色[19]。雷公藤多苷可抑制TLR4表達,影響髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)誘發信號通路下游的TNF受體關聯因子6(TNF receptor associated factor 6,TRAF6)表達,從而抑制NF-κB活化,減少炎癥因子TNF-α、IL-1β的釋放,即抑制TLR4/MyD88/NF-κB通路,從而抑制促炎細胞因子釋放,減輕腸道炎癥反應[20]。

巨噬細胞游走抑制因子(macrophage migration inhibitory factor,MIF)是一種重要的促炎介質,來源于活化的T淋巴細胞、巨噬細胞及樹突狀細胞等[21]。MIF能促使活化免疫細胞和巨噬細胞分泌TNF-α、IL-1β、IL-6等多種促炎細胞因子,參與免疫性疾病與炎癥性疾病的進展[21]。鐘宇等[22]研究發現,MIF在UC大鼠模型結腸組織中呈高表達。此外,景姍等[23]發現在UC患者血清中MIF水平亦升高。鐘繼紅等[24]發現,雷公藤多苷可有效降低UC小鼠結腸組織中的MIF水平,進而抑制促炎細胞因子釋放,緩解腸道炎癥。

由此可見,雷公藤多苷可通過平衡促炎細胞因子與抗炎細胞因子水平,發揮抗炎作用;其也可通過調節中間介質因子水平,抑制促炎細胞因子釋放,減輕腸道黏膜損傷。

3 抗細胞凋亡作用

細胞凋亡的啟動與Caspase激活密切相關,細胞受損導致其線粒體外膜被破壞,致使細胞色素C釋放進入胞漿,與Caspase-9等結合形成凋亡小體,進而激活Caspase-3啟動細胞凋亡[25]。Caspase-3在細胞凋亡過程中占據核心地位,被稱為“死亡執行蛋白酶”[26]。B細胞淋巴瘤2(B-cell lymphoma 2,Bcl-2)基因是與凋亡密切相關的原癌基因之一,主要存在于線粒體外膜、核膜及部分內質網中,Bcl-2基因通過抑制Caspase級聯反應進而抑制細胞凋亡,從而延長細胞生存時間[25-26]。步楠等[15]研究顯示,與生理鹽水組相比,UC模型組大鼠腸黏膜細胞凋亡率、Caspase-9、Caspase-3的表達水平明顯升高, Bcl-2表達水平顯著降低;與UC模型組大鼠相比,經雷公藤多苷干預后的大鼠腸黏膜的Caspase-3、Caspase-9表達水平明顯下降,Bcl-2表達水平明顯上升。這表明雷公藤多苷能夠有效抑制腸黏膜細胞線粒體途徑所介導的細胞凋亡,具有抗細胞凋亡作用。

4 調節腸道菌群作用

腸道微生物與宿主之間存在相互作用,腸道菌群失調可能是觸發或加重UC的因素[27]。研究表明,相較于正常的腸道微生物組,UC腸道微生物組的分類多樣性普遍下降,同時厚壁菌門數量下降,變形菌門數量增加[28]。UC患者腸道中致病性大腸埃希菌、脆弱擬桿菌和螺桿菌等致病菌的檢出率明顯高于健康人群[29]。研究表明,在UC小鼠模型中,厚壁菌門數量明顯減少,擬桿菌門數量增加;給予低、中、高劑量雷公藤內酯干預后,UC小鼠腸道微生物群恢復正常,微生物多樣性得到顯著改善[29],在“門”分類水平上,擬桿菌門數量減少,厚壁菌門數量增加在“屬”分類水平上,擬桿菌和毛螺菌屬數量減少[30]。而雷公藤內酯為雷公藤多苷最主要的活性成分之一[31],由此表明雷公藤多苷具有調節UC腸道菌群的作用,即其可通過改善腸道微生物種類,調節腸道菌群結構,進而恢復腸道菌群穩態。

5 抑制氧化應激、保護抗氧化系統

研究表明,UC的結腸黏膜損傷與氧化應激反應密切相關[32]。活性氧簇是有氧代謝的副產品,其包含超氧陰離子(O2-)、過氧化氫、羥自由基等,是氧化應激的分子基礎[33]。在胃腸道中,活性氧簇的主要來源是還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)氧化酶[34]。NADPH氧化酶上調導致活性氧簇過度產生,過多的活性氧簇可介導含NLR家族Pyrin域蛋白3(NLR family Pyrin domain containing protein 3,NLRP3)炎癥小體的激活,從而促進促炎細胞因子IL-1β、TNF-α等釋放,參與UC發病[34-35]。雷公藤多苷能有效降低活性氧簇水平、NADPH 氧化酶活性及NLRP3的mRNA表達水平,通過抑制NADPH氧化酶-活性氧簇-NLRP3炎癥小體信號傳導通路發揮其抑制氧化應激作用,進而抑制炎癥反應[36-37]。

脂質過氧化反應也是主要的氧化應激方式。過氧化過程的最終產物是丙二醛,丙二醛可使細胞膜通透性增加,最終導致細胞結構功能發生改變,其可反映細胞組織中脂質過氧化反應的程度[38]。UC患者的結腸黏膜損傷與活性氧簇觸發的對細胞膜脂質的攻擊相關,并與一氧化氮自由基引發的脂質過氧化反應有關。有研究表明,當UC大鼠結腸組織中一氧化氮值升高時,丙二醛含量也升高[39]。在晚期UC大鼠中,過量的一氧化氮與O2-結合,轉變為過氧化亞硝酸,進一步分解為氧化性更強的羥自由基和亞硝酸鹽自由基,攻擊超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)結構中的巰基,降低SOD清除O2-的能力,對機體產生更大的細胞毒性[40]。SOD是一種抗氧化物酶,具有消除O2-、保護細胞組織免受活性氧自由基的氧化損傷作用[32]。在UC中,一氧化氮和O2-大量產生,造成SOD耗竭及合成減少,SOD水平下降,抗氧化系統遭到破壞,加重了組織損傷[39]。李金儒等[41]研究發現,UC大鼠模型的SOD表達水平低于健康大鼠,一氧化氮、丙二醛水平明顯高于健康大鼠。李軍華等[42]發現,雷公藤多苷能降低UC模型大鼠結腸黏膜組織中一氧化氮、 丙二醛含量,并增加SOD活性,這一結論與周毅駿等[43]的研究結果一致。上述研究表明,雷公藤多苷能有效減弱脂質過氧化反應,抑制氧化應激,并增強抗氧化酶活性,保護抗氧化系統,減輕組織損傷,從而發揮治療UC的作用。

6 小 結

雷公藤多苷可調節免疫細胞及細胞因子、抑制炎癥反應、抗細胞凋亡、調節腸道菌群、抑制氧化應激、保護抗氧化系統,從多方面、多環節、多通路對UC發揮抗炎及免疫抑制等作用,從而達到治療UC的目的。但雷公藤多苷亦可損傷消化系統、生殖系統、血液系統疾病、皮膚黏膜及心血管系統,其中以肝毒性和生殖毒性較為突出,這限制了雷公藤制劑的臨床應用[3]。研究表明,可通過聯合用藥減輕雷公藤多苷肝毒性和生殖毒性,如甘草炮制雷公藤后可有效減輕雷公藤自身毒性,對UC仍有良好的治療效果[44]。可見,雷公藤多苷能有效治療UC,具有較好的臨床推廣應用前景,今后或可作為UC治療的補充藥物。為了促進雷公藤多苷更加安全、有效地應用于臨床,研發高效低毒的雷公藤多苷制劑將成為今后的制藥研究方向。