白芍及白芍總苷治療自身免疫性皮膚病的作用及機制研究進展

楊 陽 陳睿軒 閔 力 馬致潔 梅雪嶺

(1.首都醫科大學附屬北京友誼醫院教育處,北京 100050;2.山西醫科大學藥學院,太原 030001;3.首都醫科大學附屬北京友誼醫院消化內科,北京 100050;4.首都醫科大學附屬北京友誼醫院藥學部,北京 100050;5.首都醫科大學附屬北京友誼醫院皮膚性病科,北京 100050)

白芍為毛茛科植物芍藥的干燥根。性味苦、酸,微寒,歸肝、脾經,具有養血調經,斂陰止汗,柔肝止痛,平抑肝陽的功能,臨床多用于血虛萎黃、月經不調、自汗、盜汗、頭痛眩暈、脅痛、腹痛、四肢攣痛等。白芍總苷(total glucosides of paeony,TGP)是從白芍的干燥根中提取,包括芍藥苷、白花苷、芍藥花苷、羥基芍藥苷、芍藥內酯苷、苯甲酰芍藥苷、羥苯甲酰芍藥苷、芍藥酮、乳花苷、沒食子芍藥苷和丹皮酚等單體成分,具有抗炎、保肝、鎮痛、養血等作用。

皮膚病是人類疾病的第四大常見疾病,影響幾近全世界三分之一的人口[1-2]。據統計,中國皮膚疾病標化患病率為27.3%,且呈逐年增加趨勢,其致健康壽命損失年在所有疾病中位列第四[3]。在皮膚病領域中,相當一部分與自身免疫有關,包括銀屑病、系統性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)、濕疹等,發病過程涉及多種炎癥細胞和炎癥介質激活[4]。中醫治療皮膚病具有悠久歷史,特別是在頑固性、慢性皮膚病的治療中收效顯著[5]。白芍及其提取物TGP作為一種免疫調節劑,是臨床上首個用于治療類風濕關節炎的抗炎免疫藥物[6],能調節機體的細胞免疫及體液免疫,抑制自身免疫反應。使用白芍治療是近年來皮膚病治療領域的熱點,本文擬對白芍及TGP在自身免疫性皮膚病治療中的研究成果及作用機制進行綜述。

1 白芍的用藥史

芍藥為芍藥屬植物,是現代常用的中藥之一,分赤芍和白芍兩種。芍藥歷史悠久,藥用首載于春秋時期的著作《五十二病方》,治療烏喙中毒。《神農本草經》首次記述芍藥四性五味及功效主治,《本草經集注》將其分為白芍和赤芍,《開寶本草》《太平圣仁方》和《滇南本草》等將白芍與赤芍從性質、炮制、入經和功效等方面分別記載,以資區別。目前大部分中醫專著中將白芍和赤芍分別立項論述,對各自功效主治記述較為詳盡。歷代本草和醫籍中以白芍為君藥的古方數以百計,例如桂枝湯、黃芩湯和炙甘草湯等[7-9],長于補陰養血功效。白芍為治肝之品,肝虛、肝郁、肝逆、肝火、肝寒、肝濕熱等證皆可配伍他藥而治之,王保軍[10]通過數學算法發現,白芍配伍中藥的核心組方為:白芍-甘草-延胡索、白芍-當歸-熟地黃和白芍-當歸-川芎。

2 白芍的來源、化學成分及功效

白芍多來源于栽培的芍藥根,按順序去皮、水煮和干燥炮制加工后入藥,現代炮制品主要有酒白芍、炒白芍、麩炒白芍等[11]。白芍藥飲片特征常見表面灰白色或淺棕紅色、光滑、質地致密、不易折斷,形成層環明顯,射線放射狀,目前可根據炮制方法、野生或栽培來源、原植物、花色、品種、芍藥苷含量等方面進行白芍鑒別[12]。研究人員使用高速超高效液相色譜和飛行時間質譜等先進儀器來測量白芍的化學成分,檢測出40種以上組分,包括29種單萜糖苷、8種沒食子酰葡萄糖和3種不同的酚類化合物,其中主要的 生物活性成分包括萜類化合物、黃酮類和揮發油等[13]。

白芍屬于補血藥范疇,性微寒,味苦、酸,具有養血調經、斂陰止汗、疏肝止痛、鎮靜、抑制肝陽等功效[14]。白芍“養血柔肝,緩急止痛。用于頭痛眩暈、胸脅疼痛、胃腸痙攣性疼痛、瀉痢腹痛、月經不調、痛經、崩漏等”,近年來研究[15]顯示,白芍具有明顯鎮痛作用,參與調節機體的體液免疫、細胞免疫及細胞吞噬功能,且其提取物能對實驗動物急性炎癥發揮抗炎作用。

3 白芍的藥理作用及機制研究進展

現代藥理學研究[15]表明白芍主要有抗炎、保肝、鎮痛、養血等藥理作用,其中發揮主要生理活性的物質為單萜糖苷類化學成分——TGP,其中以芍藥苷含量最高,約占3%,此外還包括氧化芍藥苷、芍藥內酯苷、苯甲酰芍藥苷和沒食子酰芍藥苷等,其作用機制主要有調節免疫細胞、促炎因子、抗體產生和抗氧化等(圖1)。

圖1 白芍/白芍總苷的藥理作用機制

3.1 抗炎作用

白芍及TGP臨床用于治療多種炎癥相關疾病,如類風濕性關節炎、胃炎和肝炎等。TGP能改善急性或亞急性炎癥動物模型的炎癥反應,例如二甲苯誘導小鼠耳腫脹、角叉菜膠誘導大鼠足水腫和皮下異物肉芽腫等[16-17]。Wang等[18]發現TGP通過下調炎性因子白細胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)表達水平抑制大鼠模型的炎癥反應。前列腺素和白三烯B4在急性炎癥反應中發揮著重要作用,TGP以劑量依賴性方式抑制巨噬細胞產生白三烯B4,同時抑制A23187刺激巨噬細胞后產生的前列腺素,進而抑制炎癥[19]。炎癥通過產生活性氧和一氧化氮(nitric oxide,NO)等氧化劑來誘發氧化應激,TGP顯著抑制脂多糖誘導的大鼠腹膜巨噬細胞中NO的產生并誘導型一氧化氮合酶的表達[20]。此外,較高濃度TGP抑制脂多糖(lipopolysacharide,LPS)刺激的巨噬細胞產生活性氧,但較低濃度的TGP會以劑量依賴性方式增強活性氧的產生[21]。體內研究[22]表明,TGP和芍藥苷均能有效抑制IgE-抗原復合物誘導的皮膚過敏反應和化合物48/80誘導的小鼠抓撓行為。芍藥苷抑制LPS刺激的TNF-α和IL-1β的釋放,并促進LPS誘導分泌IL-10[23]。曾松等[24]的研究顯示,白芍七物顆粒可降低大鼠模型血小板計數和血清NO含量,提高血小板平均體積,進而達到抗炎作用。王雙等[25]及王曉燕等[26]發現白芍水提物具有一定的抗炎作用,其抗炎機制可能與減少血液和局部組織前列腺素E2(prostaglandin E2,PEG2)水平,進而減少局部組織NO含量有關。研究[27-28]表明,芍藥苷可通過樹突狀細胞抑制T細胞和B細胞的增殖發揮免疫抑制和調節作用。MAPK信號通路在炎癥過程中起著至關重要的作用,研究[23,29]顯示,TGP抑制HaCaT細胞中核轉錄因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)抑制因子αIκBα和NF-κB p65亞基磷酸化,抑制p65核轉位,進而抑制MAPK信號通路激活。

3.2 免疫調節作用

TGP對淋巴細胞增殖和凋亡有雙重調節作用。體外實驗中,TGP對刀豆球蛋白A誘導的小鼠脾細胞增殖具有雙重作用,即低濃度TGP促進增殖,但高濃度時呈劑量依賴性抑制其增殖[30-32]。此外,TGP促進輔助性T細胞(helper T cell,Th)和抑制性T細胞(suppressor T cell,Ts)的分化,并逆轉環孢素A對Th分化的抑制作用和左旋咪唑對Ts分化的抑制作用。高濃度TGP通過下調Th/Ts比值和血清TNF-α濃度抑制免疫激活小鼠的遲發型超敏反應,低濃度TGP則上調Th/Ts比率增強免疫抑制小鼠的遲發型超敏反應[33-34]。此外,芍藥苷通過氧化還原相關機制誘導小鼠T淋巴細胞和Jurkat細胞(人T淋巴細胞白血病細胞)凋亡[35]。樹突狀細胞在免疫初始階段發揮著關鍵作用,TGP可以選擇性阻斷TLR4/5的激活,從而抑制樹突狀細胞的成熟,從而減少體內免疫介導的反應[36]。以上研究表明TGP可能通過抑制淋巴細胞增殖、平衡Th和Ts細胞的分化以及誘導淋巴細胞凋亡抑制過度激活的免疫反應。

TGP對促炎細胞因子產生雙重影響。在體外實驗中,TGP對IL-1和IL-2發揮雙重調控作用[37],低濃度TGP增強LPS刺激小鼠脾細胞或巨噬細胞產生IL-1,高濃度下呈現劑量依賴性方式抑制IL-1分泌[38]。TGP處理后血清IL-6、IL-17和IL-23濃度降低,轉化生長因子-β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)和Foxp3表達濃度升高[39]。TGP主要組分芍藥苷顯著下調促炎細胞因子IL-2的濃度,上調IL-4和TGF-β1的濃度[40]。TGP通過促進 TGF-β和IL-10的表達,上調外周Treg細胞和Treg細胞中的轉錄因子Foxp3[41],同時通過抑制Th17相關細胞因子及Th17特異性轉錄因子下調類維生素A相關孤兒核受體γ表達,進而抑制IL-6和IL-17分泌。亦有研究[42]表明,TGP抑制STAT1和STAT3磷酸化,機制可能與上調miR-124有關。此外,TGP選擇性下調外周Th1細胞的產生和分泌Th1型細胞因子,如TGF-α、IL-12和干擾素-γ(interferon-γ,IFN-γ),具體機制與TGP下調T-bet相關[43]。

TGP對抗體產生雙重影響。TGP對綿羊紅細胞免疫的小鼠脾細胞產生IgM抗體具有雙重作用,即低濃度TGP增強IgM抗體的產生,高濃度抑制IgM抗體的產生[1]。然而,研究[44]表明盡管TGP治療改善大鼠后爪腫脹和關節炎評分,但患有膠原誘導性關節炎的大鼠體內Ⅱ型膠原抗體的濃度并未發生改變。

3.3 抗氧化作用

TGP具有抗氧化作用。Kim等[45]發現TGP保護暴露于H2O2誘導的氧化應激的大鼠皮質細胞的原代培養物。芍藥苷通過抑制氧化應激和Ca2+超載,對PC12細胞中谷氨酸誘導的神經毒性發揮神經保護作用[46]。此外,體內研究[47]也證明了芍藥苷對LPS誘導的肝炎癥反應和糖尿病相關腎損傷產生抗氧化作用。

4 白芍在治療皮膚病中的應用

4.1 特應性皮炎

特應性皮炎(atopic dermatitis,AD)又稱異位性皮炎、特應性濕疹,是一種慢性、復發性、炎癥性皮膚病,屬中醫“奶癬”“四彎風”等范疇。白芍及TGP在治療AD的過程中主要起到抗炎和免疫調節作用。AD模型小鼠經TGP干預治療后,其右耳皮損程度有所改善、抓撓次數顯著降低,皮膚結構損傷與模型組相比明顯減輕,炎性細胞和肥大細胞浸潤減少,血清中IgE和IL-6的濃度降低[48]。劉斌等[49]發現TGP可能通過促進IFN-γ分泌,降低炎癥因子IL-4、IL-5濃度以及抑制IgE表達,提示TGP能夠通過抑制炎癥反應,有效調節炎癥因子,發揮抗AD作用。Lee等[50]的研究顯示,白芍抑制IL-17A產生,誘導Foxp3的表達,并通過增加緊密連接蛋白-1(zonula occludens-1,ZO-1)和閉合蛋白等的表達來改善腸道屏障的完整性,通過增強腸道屏障完整性和改變腸道微生物群組成進而改善特應性皮炎癥狀。

4.2 慢性蕁麻疹

慢性蕁麻疹,即反復發作持續6周以上的蕁麻疹,通常缺乏明確病因、長期持續且難以控制,蕁麻疹產生擾亂患者睡眠的劇烈瘙癢,嚴重影響患者的日常生活和工作,損害患者生活質量。全天華等[51]用含白芍湯劑平胃消疹湯治療30例慢性蕁麻疹患者,患者治療總有效率達93.33%。TGP聯合西替利嗪治療慢性蕁麻疹療效確切,復發率低,無明顯不良反應,其治療作用可能是通過調節患者的免疫功能來實現,因此需長期持續用藥[52]。一項包含30項研究、共涉及2 973例參與者的Meta分析結果[53]表明,TGP作為輔助治療可以為青少年和成人蕁麻疹提供良好的療效,不良事件輕微且可耐受。

4.3 銀屑病

銀屑病是一種慢性炎癥性皮膚病,主要病理特征是角質形成細胞過度增殖、異常分化,并伴隨皮膚炎癥細胞浸潤和血管生成異常。研究[54]表明,TGP通過抑制角質形成細胞增殖、新生血管生成以及免疫調節等作用,緩解治療銀屑病,不良反應較少,患者治療依從性較高,與正常表皮細胞相比,銀屑病患者皮損處角質形成細胞中血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)表達顯著上調,通過誘導血管炎癥反應導致銀屑病樣皮損和Koebner樣銀屑病損害。張苑等[55]的研究顯示,TGP能夠降低銀屑病小鼠皮膚中VEGF mRNA表達,且TGP濃度為125 mg/L時,最大程度抑制HaCaT細胞分泌VEGF,減輕銀屑病皮膚損傷并降低Baker評分,抑制角質形成細胞增殖。除皮膚中的角質形成細胞外,免疫細胞及其細胞因子在銀屑病的發病機制中亦扮演了重要角色。一般認為,銀屑病真皮中樹突狀細胞和巨噬細胞產生TNF-α、IL-23及IL-2等,誘導輔助T細胞分化為多個亞群,如Th17、Th22和Th1,通過分泌IL-17、IFN-γ和TNF-α等炎癥細胞因子,作用于角質形成細胞,導致表皮角化過度、棘層肥厚等典型的銀屑病病理改變[56]。研究[57]顯示,TGP主要成分芍藥苷能夠抑制樹突狀細胞分化、成熟,這為TGP治療免疫性疾病提供了理論基礎。Zhao等[58]的研究顯示,TGP通過下調p-STAT3/p-STAT1表達,抑制Th17細胞分化和Th1細胞募集,進而緩解銀屑病樣皮損的免疫反應。Sun等[59]發現芍藥苷通過減少F4/80+CD68+巨噬細胞和CD11b+Gr-1+中性粒細胞數量,同時抑制巨噬細胞炎癥蛋白2表達和細胞因子,如TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-12和誘導型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)的產生,緩解銀屑病進展。

4.4 SLE

SLE是一種慢性自身免疫病,患者體內產生異常的自身抗體、補體和免疫復合物,常攻擊多器官、多系統,皮膚損害較為常見。白芍作為風濕免疫科常用中藥,臨床療效確切,不僅能明顯改善SLE患者實驗室指標,降低血清免疫因子水平,還能控制疾病活動,激活低表達免疫細胞,其發揮作用的具體物質基礎和分子機制可能與直接調控Toll樣受體(Toll-like receptors,TLRs)、Nod樣受體(Nod-like receptors,NLRs)、NF-κB、TNF等信號通路有關[60]。TGP通過增強SLE患者CD4+T細胞中CD11a啟動子的DNA甲基化來抑制CD11a基因表達。在TGP處理的SLE CD4+T細胞中,CD11a的mRNA和蛋白水平顯著下調[61]。TGP誘導Treg細胞分化抑制SLE患者的自身免疫,具體機制為:TGP通過下調Foxp3啟動子甲基化水平顯著增加SLE CD4+T細胞中Foxp3的表達,進而增加Treg細胞的百分比和數量[62],導致SLE免疫抑制。另有一項Meta分析結果[63]顯示,TGP聯合常規治療在降低SLE疾病活動度和不良反應發生率方面優于常規治療。這些觀察結果為理解TGP治療SLE的機制提供了一些證據。

4.5 白癜風

白癜風是一種常見的獲得性自身免疫性皮膚病,具有影響美觀、病程呈慢性、頑固難治、易反復、藥物治療效果差且部分治療藥物不良反應較大等特點。至今為止,白癜風的病因及病理機制尚不確切。可能與遺傳因素、神經精神因素、自身免疫因素和黑素細胞的自身破壞有關。Yuan等[64]報道芍藥苷通過激活JNK/Nrf2/HO-1信號傳導來改善H2O2誘導的黑素細胞氧化應激,提示TGP在白癜風方面具有潛在的治療應用。另有一項研究[2],基于數據挖掘證明白芍和血鎮痛作用強,用于治療白癜風營血不足、血虛有瘀疼痛之證,常用方劑為桂枝湯加味、歸芪治白湯、桃紅四物湯加味。霍晶等[65]發現,白芍總苷膠囊聯合308準分子激光能通過降低血清IL-17、IL-23濃度,進而緩解老年白癜風患者病情。白芍總苷聯合祛白合劑治療白癜風有一定療效,其機制可能與上調白癜風患者CD4/CD8的比值,改善患者免疫狀態有關[66]。

綜上所述,白芍對多種皮膚病有一定改善作用,其機制主要涉及免疫調節、抗炎癥和抗氧化等。白芍作為一種已在臨床廣泛應用的中藥,對其單體化合物、主要活性成分或方劑治療皮膚病作用及機制進行深入研究,可為皮膚病,特別是免疫性、炎癥性皮膚病的治療提供新思路。對白芍及TGP的深度探索、開發與利用,舊藥新用、一藥多用的實現,對治療皮膚病、提高患者生活質量等具有重要意義。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明楊陽、陳睿軒:收集整理文獻,撰寫論文;閔力、馬致潔:修改論文;梅雪嶺:提出文章思路,總體把關,審定論文。