藥食同源類中藥治療骨髓抑制的用藥規律及潛在機制分析

高一喬，張一鑫，楊玉葉，魏召巍

(新鄉醫學院藥學院藥物分析學教研室,河南 新鄉 453003)

化學治療是腫瘤的主要治療手段之一,但化學治療類藥物在殺死腫瘤細胞的同時,也會對正常細胞造成損傷,誘發多種不良反應,如骨髓抑制、胃腸道反應、肝腎毒性、周圍神經毒性等,其中以骨髓抑制最為常見。臨床數據表明,在化學治療過程中,約80%患者會出現不同程度的骨髓抑制,主要表現為造血功能障礙,進而誘發免疫功能下降、感染等癥狀[1],嚴重影響腫瘤患者的治愈率及生活質量。隨著中西醫結合在腫瘤治療領域的發展,中藥已被證明是防治骨髓抑制的安全、有效手段[2-3]。口服類中藥組方作為一種輔助療法,雖然在多類腫瘤化學治療過程中展現出增效減毒的獨特優勢[4],但仍存在患者用藥依從性差、難以堅持服用等臨床實際困難。藥食同源在我國歷史悠久,早在《黃帝內經太素》便有記載:“空腹食之為食物,患者食之為藥物”。藥食同源類中藥(medicinal and edible herbs,MEHs)多具有平和溫潤、簡便惠民、營養豐富、安全性高等特點,更適于化學治療不良反應的預防及治療,但因其缺少基礎理論研究支持,以致臨床難以推廣和規范管理[5]。近年來,隨著大眾養生保健意識的不斷提高,MEHs及其理念越來越頻繁地出現在大眾視野[6],并于2021年正式進入了依法管理階段[7]。然而,目前尚未有文獻對MEHs治療骨髓抑制進行系統性分析。因此,本研究基于國家衛生健康委員會公布的《按照傳統既是食品又是中藥材的物質目錄管理規定》[8],結合文獻數據庫檢索并整理了2011-2023年國內外公開發表的MEHs治療骨髓抑制的臨床文獻,通過數據分析,歸納MEHs治療骨髓抑制的用藥規律,總結其潛在作用機制,以期為MEHs的臨床選方用藥及作用機制研究提供參考。

1 資料與方法

1.1 處方來源

采用主題詞加關鍵詞的檢索方式,在Web of science、中國知網、萬方數據知識服務平臺、維普中文期刊、中國生物醫學文獻等數據庫中檢索2011-2023年有關中藥治療骨髓抑制的文獻報道,檢索詞包括化學治療、骨髓抑制、中醫、中藥、辨證論治等。

1.2 文獻納入標準

(1)符合上述檢索范圍;(2)中藥內服方緩解化學治療后骨髓抑制(腫瘤類別不限);(3)處方完整且僅為內服用法,并刪去隨癥加減;(4)處方中包含藥食同源名單記載藥物;(5)有固定藥物組成;(6)研究結果表明中藥處方對化學治療所致骨髓抑制有明確的治療藥效。

1.3 文獻排除標準

(1)只有處方名或組方中藥不完整的文獻;(2)研究對象為中成藥、用藥途徑非口服的文獻;(3)處方中不包括藥食同源名單記載藥物的文獻;(4)重復文獻(重復研究的文獻:同一作者、同一處方發表2篇或以上文章的,取發表時間在前的一篇)、綜述、科普、訪談類、個案報道、動物實驗類等文獻。

1.4 數據規范化處理

參考《中藥學》[9]、2020年版《中華人民共和國藥典》[10]中藥名稱進行規范,如當歸尾、當歸身統一為當歸等。

1.5 方劑錄入與統計學分析

按照納入、排除標準篩選出符合要求的文獻,經整理將方內藥物依次錄入Excel表,得到文獻中各味中藥的總體報道次數(中藥總頻數)及某一味中藥的報道次數(單味中藥用藥頻數),同時篩選得到MEHs的總體報道次數(MEHs總頻數)及某一味MEHs的報道次數(單味MEHs用藥頻數)。根據單味MEHs用藥頻數結果,利用IBM SPSS Statistics 25軟件中“組間聯接結合二元測量”的方法對排名前20的MEHs進行系統聚類分析,得到譜系圖后總結歸納得到核心藥物組合。同時,利用SPSS Modeler 18.0統計軟件的Apriori算法功能進行關聯分析,計算得到MEHs用藥組合的最佳支持度(某中藥組合出現的次數與所有中藥組合出現總次數的比值×100%)、置信度(固定君藥時,某佐使中藥出現的概率)以及提升度(君藥對某佐使中藥出現概率提升的倍數),并以支持度>30%、置信度≥80%、提升度≥1倍為篩選條件[11],得到治療骨髓抑制的常見MEHs組合。

將所納入文獻引用格式統一為Refworks格式后,導入CiteSpace軟件,以每篇納入文獻的發表年份、所報道中藥作為“Node”,進行可視化分析,構建藥食同源類中藥頻數共現譜圖,以不同顏色區分文獻發表年份,連接線表示各中藥間配伍關系。

2 結果

2.1 文獻基本情況

按照所述檢索方式,共檢索到1 127篇文獻。根據納入、排除標準最終納入文獻123篇,處方123組,涉及中藥170味,其中MEHs 38味,分別為:黃芪、當歸、茯苓、黨參、炙甘草、甘草、枸杞子、黃精、阿膠、人參、山藥、大棗、雞內金、麥芽、薏苡仁、姜、砂仁、山茱萸、山楂、杜仲、肉蓯蓉、靈芝、魚腥草、西洋參、桔梗、西紅花、益智仁、鐵皮石斛、桃仁、龍眼肉、藿香、玉竹、夏枯草、萊菔子、姜黃、佛手、酸棗仁、百合。

2.2 所納入處方中藥及MEHs頻數分析

對上述123組方劑內中藥的用藥頻數進行統計,得到中藥總頻數為1 422,MEHs總頻數為640。其中用藥頻數排前10位的中藥分別為:黃芪(101次)、當歸(79次)、茯苓(67次)、白術(62次)、黨參(61次)、雞血藤(50次)、熟地黃(47次)、炙甘草(37次)、甘草(33次)、白芍(31次)。用藥頻數排前10位的MEHs分別為:黃芪(101次)、當歸(79次)、茯苓(67次)、黨參(61次)、炙甘草(37次)、甘草(33次)、枸杞子(31次)、黃精(30次)、阿膠(26次)、人參(17次)。二者使用頻次排序靠前的均為黃芪、當歸、茯苓、黨參等,可見,MEHs在治療化學藥物所致骨髓抑制方面具有較為明顯的優勢及應用前景。

2.3 MEHs藥性聚類分析

對MEHs頻數統計前20位的中藥進行聚類分析(圖1),共得到5類核心藥組,按照其中藥藥性及功效命名,分別為:補中益氣組(大棗、姜、當歸、炙甘草)、健脾祛濕組(茯苓、黨參、甘草、薏苡仁)、益氣固腎組(山茱萸、杜仲、山藥、人參)、補腎健脾組(枸杞子、黃精、黃芪)和運脾化積組(麥芽、山楂、阿膠、雞內金、砂仁)。

圖1 MEHs聚類分析樹狀圖

2.4 MEHs關聯分析

按照所述統計分析方法,篩選出5組常見MEHs組合(支持度大小排名前5),結果見表1。5組常見治療化學藥物所致骨髓抑制的MEHs組合中,黃芪均作為君藥,與其配伍的佐使藥物及出現概率分別為當歸(88.61%)、茯苓(80.00%)、茯苓-當歸(86.36%)、黨參-茯苓(81.40%)、黨參-當歸(85.71%)。

表1 MEHs關聯分析

2.5 MEHs年度頻數共現分析

利用CiteSpace軟件對納入文獻所報道的MEHs進行年度頻數共現可視化分析,結果顯示,近10 a來,黃芪、當歸、地黃、雞血藤、白術、黨參、甘草、茯苓、白芍等MEHs始終為化學治療所致骨髓抑制中藥防治研究領域的熱點,且不同中藥之間譜線連接密集、配伍復雜,難以直觀發現關鍵配伍信息及配伍規律(圖2)。因此,有必要對相關研究進行整體性歸納,梳理研究脈絡,為后續研究提供參考。

圖2 MEHs頻數共現譜圖

3 討論

通過對納入文獻的歸納總結,MEHs抗化學治療所致骨髓抑制的潛在機制主要涉及促進造血干細胞(hematopoietic stem cells,HSCs)增殖、延緩HSCs衰老等。

3.1 MEHs促進HSCs增殖

3.1.1 MEHs調控造血相關因子表達

肖彬等[12]研究發現,黃芪多糖能夠刺激人粒單系祖細胞集落形成單位的生成,促進骨髓造血。ZHANG等[13]研究證實,黃芪中的芒柄花素可通過誘導促紅細胞生成素(erythropoietin,EPO)的分泌來增強骨髓造血功能,緩解由環磷酰胺引起的貧血癥狀。黃芪皂苷可通過升高血清白細胞介素(interleukin,IL)-2、IL-4水平以及降低血清IL-6水平來改善化學治療引起的骨髓抑制[14]。此外,黃芪甲苷及毛蕊異黃酮配伍可上調EPO、IL-4、轉化生長因子-β等相關細胞因子的表達,促進化學治療所致骨髓抑制小鼠骨髓干細胞的增殖[15]。張磊[16]研究發現,枸杞多糖可通過降低骨髓微環境中活性氧水平、促進骨髓單個核細胞表面黏附分子的表達來保護HSCs免受氧化損傷,降低HSCs凋亡,并促進其增殖。有研究指出,懷山藥提取物可通過提高骨髓造血微環境中基質金屬蛋白酶(matrix metalloprotein,MMP)-2和MMP-9的表達,促進骨髓有核細胞增殖,修復化學治療所致骨髓造血微環境損傷,進而促進血液生成[17]。葉婷婷[18]研究發現,人參皂苷Rg2可通過調控Cd74、Igkc等骨髓淋巴系相關譜系基因表達,維持造血微環境穩態并促進骨髓造血功能恢復。ZHU等[19]通過動物實驗發現,靈芝多糖可增加骨髓抑制小鼠血清中IL-1β、IL-6、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、粒細胞集落刺激因子和γ-干擾素(interferon-γ,IFN-γ)的表達水平,刺激造血生長因子分泌,改善造血微環境,增強HSCs活性;CHEN等[20]研究發現,姜黃素可上調骨髓中乳腺癌1號基因(breast cancer 1,BRCA1)、BRCA2和切除修復交叉互補基因1的表達,激活骨髓造血細胞DNA修復,減弱卡鉑誘導的骨髓抑制。

3.1.2 MEHs對酪氨酸蛋白激酶2(janus kinase 2,JAK2)/信號轉導及轉錄活化因子 5(signal transducer and activator of transcription 5,STAT5)信號通路的影響

李秀等[21]研究發現,黃芪多糖能夠促進骨髓非受體型JAK2及STAT5 mRNA的表達,激活JAK2/STAT5信號通路,促進紅系細胞增殖分化成熟,提高骨髓細胞增殖率。崔運浩等[15]研究證實,黃芪中的黃芪甲苷及毛蕊異黃酮能夠促進JAK2和STAT5的磷酸化修飾蛋白表達,下調細胞因子信號通路抑制因子3 mRNA表達,從而激活JAK2/STAT5信號通路,促進骨髓造血功能的修復;進一步實驗發現,黃芪甲苷及毛蕊異黃酮可通過上調細胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)4水平,提高G1/S-特異性周期蛋白-D1 mRNA的表達,降低半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶(cysteinyl aspartate specific proteinase,caspase)-3水平,促進化學治療后骨髓抑制小鼠骨髓干細胞的增殖和分化。同時,黃芪甲苷也可促進轉錄因子GATA 結合蛋白 1(GATA binding protein 1 gene,GATA1)的表達[22],為骨髓干細胞紅系分化發育創造條件。

3.1.3 MEHs對磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylin-ositol-3-kinase,PI3K)/蛋白激酶 B(protein kinase B,AKT)信號通路的影響

孔惠敏等[23]研究發現,當歸多糖可通過Toll 樣受體 4(Toll-like receptor 4,TLR4)激活PI3K/AKT信號通路,降低細胞線粒體膜電位去極化和caspase-3活性,減少造血細胞凋亡;ZHANG等[24]研究發現,復方阿膠漿中的地黃苷等3種單體成分能夠通過細胞外基質受體相互作用改善骨髓微環境,調節細胞內PI3K/AKT信號通路,促進骨髓HSCs增殖;朱志健等[25]使用黃芪甲苷配伍阿魏酸干預順鉑誘導的骨髓抑制大鼠模型,結果發現,其能夠激活PI3K/AKT信號通路,促進骨髓間充質干細胞的增殖并降低其凋亡。崔運浩等[26-27]研究發現,黃芪多糖及當歸多糖合用能夠通過介導PI3K/AKT信號通路,上調pPI3K、pAKT和GATA1蛋白的表達,促進骨髓干細胞的增殖與分化。

3.1.4 MEHs對絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)及相關信號通路的影響

許卓[28]研究發現,黃芪多糖聯用當歸多糖可升高血小板生成素和IL-2表達、下調IFN-γ水平,進而激活大鼠MAPK信號通路,促進骨髓造血細胞增殖。HAN等[29]研究發現,人參皂苷化合物能通過絲裂原活化細胞外信號調控的激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)信號通路調控細胞凋亡,促進細胞進入正常的細胞周期。ZHAO等[30]研究發現,靈芝多糖可與巨噬細胞上Toll樣受體4受體結合,激活ERK和應激活化蛋白激酶,誘導IL-1表達,進而緩解化學治療引起的骨髓抑制。

3.2 MEHs干預HSCs衰老相關信號通路

3.2.1 MEHs對β-連環蛋白(β-catenin)信號通路的影響

研究發現,當歸多糖能夠通過調節β-catenin信號通路,下調β-catenin、磷酸化糖原合成酶激酶-3β、T細胞因子-4蛋白的表達,上調糖原合成酶激酶-3β蛋白表達,抑制HSCs過度衰老,同時下調叉頭框蛋白O1的表達水平,減少化學治療藥物所誘導的HSCs凋亡[31-32]。此外,人參皂苷Rg1也可通過調控該信號通路并阻礙氧化應激介導下的DNA損傷[33-34],從而延緩造血干/祖細胞及骨髓間充質細胞的衰老。

3.2.2 MEHs對核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)信號通路的影響

研究發現,人參皂苷Rg1可通過調節 NF-κB信號通路中相關蛋白如沉默信息調節因子(silent information regulator,SIRT)1、SIRT6等,發揮對該信號通路的調控作用[35-37];阿膠中的地黃苷[38]等成分也可通過調控該信號通路延緩造血干細胞的衰老。

3.2.3 MEHs對腫瘤蛋白53(tumor protein 53,p53)/細胞周期蛋白依賴性激酶抑制蛋白(cell cycle-dependent kinase inhibitor,p21)信號通路的影響

有研究證明,當歸多糖[39]、黨參多糖[40]及人參皂苷Rg1[41-42]可通過改善衰老造血干細胞的周期阻滯,降低p53-p21信號通路中細胞周期相關因子如p21、p53及細胞周期蛋白依賴性激酶4/6(cyclin-dependent kinase 4/6,CDK4/6)等蛋白的表達水平,緩解HSCs的衰老。

3.2.4 MEHs對B淋巴細胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)/Bcl-2相關X蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bax)信號通路的影響

崔運浩[22]研究證實,黃芪中的黃芪甲苷及毛蕊異黃酮能夠上調抗細胞凋亡因子Bcl-2和Bcl-2基因相關啟動子mRNA的表達;另一研究中也發現,黃芪多糖與當歸多糖可通過促進Bcl-2 mRNA表達、降低Bax和caspase-9 mRNA表達,發揮對造血細胞凋亡的調控作用[27]。此外,HAN等[29]、李義波等[40]同樣證實了黨參多糖及人參皂苷能夠通過調控Bcl-2/Bax信號通路來減少HSCs的凋亡。

4 結論

目前,“藥從食來,食具藥功,藥具食性”等藥食同源觀點日漸興盛。MEHs不僅可以平穩發揮其藥效,同時兼具良好口感和適應性,在緩解骨髓抑制等慢性疾病的輔助治療中具有明顯優勢。本文經統計分析發現,臨床MEHs緩解化學治療所致骨髓抑制的相關報道主要集中在黃芪與當歸、茯苓、黨參等藥味的配伍組合,并通過促進造血干細胞增殖、延緩造血干細胞衰老等機制發揮藥效。因此,后續可將上述MEHs組合作為切入點,從質量控制、物質基礎、作用機制等多個角度進一步開展系統性研究,深入開發MEHs在治療骨髓抑制等疾病中的功效及臨床應用價值。