从气虚络瘀论特发性肺纤维化自噬机制

张 珊，马 君

(1.山东中医药大学第一临床医学院，山东 济南 250014；2.山东中医药大学附属医院肺病科，山东 济南 250014)

特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis, IPF)是一种原因不明的慢性进行性间质性肺疾病，病理特征为肺泡上皮细胞损伤、成纤维细胞增殖和活化、细胞外基质过度沉积，导致肺组织结构破坏及功能的丧失[1]。据调查，IPF发病率与病死率逐年上升[2]，且预后差，IPF患者5年生存率低于恶性肿瘤患者[3]。本病临床缺乏有效的治疗手段，许多治疗方法存在弊端，如糖皮质激素和免疫抑制剂疗效有限且不良反应大，作为长期治疗用药效果不理想[4]。目前获批应用于临床的抗纤维化药物吡非尼酮和尼达尼布有助于改善患者的临床症状，但无法完全阻止肺功能的下降和逆转纤维化的病理改变[5]。肺移植是目前为止治疗终末期肺纤维化唯一有效的治疗方法，但器官捐赠手续复杂、费用昂贵等限制其应用。研究[6]已经发现IPF的部分发病机制，但目前尚未完全阐明。随着研究不断深入，学者们发现自噬水平在肺纤维化的发生发展过程中具有重要作用[7]。中医药在调控自噬以治疗疾病方面具有独特优势[8]。中医理论认为IPF的关键病机在于“气虚络瘀”，气虚无力推动新陈代谢，形成病理产物堆积，进而壅滞肺络，自噬作用与中医学“气”的功能相当，IPF患者自噬不足，无法及时清除损伤衰老细胞、折叠错乱蛋白质及细胞因子等，导致细胞外基质沉积。运用中医理论阐释IPF自噬机制并通过调控自噬以防治本病可能成为新的重要靶点。

1 IPF与自噬

1.1 自噬的含义 自噬是一个将细胞内不需要的或错误折叠的蛋白质、损伤及衰老的细胞器或其他病原体等吞噬进入囊泡，与溶酶体融合成自噬溶酶体，实现降解其所包裹的内容物并重新利用和更新的过程，是维持细胞稳态的重要机制。其过程主要分为4个阶段：始于自噬前体的形成及延伸，继而在多种自噬相关蛋白的介导调控下形成自噬体，自噬体外膜与溶酶体相合形成自噬溶酶体，自噬溶酶体将自噬体包含的底物降解供细胞再利用。这个过程需要多种蛋白及信号通路调控。

1.2 自噬在IPF发病中的作用 自噬功能障碍介导了多种疾病的发生发展，包括IPF在内的多种肺系疾病[9]。研究[10]发现，IPF患者肺组织中LC3-Ⅱ和Atg5蛋白水平比正常组织中的水平明显降低。自噬可能通过肺肌成纤维细胞活化、细胞外基质沉积、肺泡上皮细胞衰老等途径参与肺纤维化过程[11-12]。Araya等[11]发现，敲除Atg后，自噬水平降低，出现肺组织肌成纤维细胞转化，胶原蛋白沉积，部分恢复自噬水平后，肌成纤维细胞转化减少，胶原沉积也减少，说明自噬不足可以促进成纤维细胞转化为肌成纤维细胞从而促进肺纤维化。肺泡上皮细胞衰老是肺纤维化过程中的重要病理变化，衰老的细胞通过释放衰老相关分泌表型促进成纤维细胞向肌成纤维细胞转化并分泌细胞外基质，致胶原沉积，肺纤维化形成。研究[12]报道，肺纤维化小鼠中p62蛋白与泛素化蛋白表达增加，表明肺组织中自噬水平下降，同时p21蛋白增多，这是细胞衰老的标志物，证明肺中自噬水平不足导致肺上皮细胞加速衰老，进而导致肺纤维化。

2 IPF与气虚络瘀

2.1 肺络理论 “络”是人体内气血运行的旁支，“络”从经脉别出，逐层分支，错综交横，网络全身，无处不到，对人体生命活动与内环境稳定具有重要作用。《灵枢·脉度》云：“经脉为里，支而横者为络。”言其为经脉分支，纵横交错，遍布全身。《针经指南》：“络有一十五，有横络三百余，有丝络一万八千，有孙络不知其纪。”言其分支众多，细小密集。人体之肺络包括气管、支气管、肺泡及肺循环通路上的各级血管、毛细血管、淋巴系统等，为肺脏发挥功能的基本结构单位[13]，可以通过调控气血津液运行输注，使肺脏发挥正常的主气司呼吸、宣发肃降、朝百脉、主治节等生理功能。但络体细小，又多分支，曲折迂回，一旦外邪客络，易失畅达，气血津液输布受阻，致有形之瘀血痰浊阻滞肺络，发为本病。

2.2 气虚络瘀是IPF的关键病机 根据IPF临床症状可将其归为中医学“咳嗽”“喘证”“肺痹”“肺痿”范畴。“本虚标实”是IPF的特点。“本虚”指肺、脾、肾气虚，IPF发生的根本原因为正气亏虚，“标实”指痰瘀阻络。因先天不足、后天失养或年高体虚等使外邪入侵，气虚无力交争使邪滞体内，导致气血津液等运行受阻，壅滞络脉，继而成毒、成痰、成热、成瘀，最终肺络失于濡养而不用。从发病年龄来看，IPF的平均发病年龄约为66岁，发病率随年龄增加而上升[14]。《素问·阴阳应象大论》：“年四十，而阴气自半也。”IPF患者普遍存在气虚。从临床表现来看，IPF患者主要表现为进行性加重的呼吸困难、咳嗽、口唇爪甲发绀、杵状指等。肺脏功能正常、肺络通畅无阻时，能够吸入清气，宣发于全身，并将体内浊气呼出体外；能维持精血津液的正常运行输布，使其逐层渗灌，布散精微于四肢百骸。若气虚邪侵，影响精气血津液运行，进而邪毒入络，使肺络血行迟滞，继而生痰、生瘀，导致肺络痹阻，则表现为呼吸困难、咳嗽、口唇爪甲发绀、杵状指等。从病变部位来看，IPF病变可累及肺泡上皮、细支气管、肺部血管、淋巴管等，与肺络范畴相一致。从病程来看，该病起病隐袭，病程绵长，“初病气结在经，久则血伤入络”，IPF晚期肺泡壁增厚，纤维组织侵蚀，肺间质增厚，气体交换受阻，病程日久，痰热瘀毒等痹阻肺络，气机宣降、辅心行血功能失常，络息成积而失其用，与“久病入络”相符；“大凡经主气，络主血，久病血瘀”，IPF发展到一定程度会出现口唇发绀、杵状指等血瘀的表现，与“久病血瘀”相符。从病理特征来看，IPF病理特征主要为成纤维细胞灶大量形成，细胞外基质沉积于肺间质，呼吸膜增厚，导致弥散功能障碍，类似病理产物积聚所致“肺络瘀阻”，造成气体交换失常。从凝血机制来看，细胞外基质是构成血管基底膜的必需物质，IPF细胞外基质大量沉积，导致肺毛细血管正常结构被破坏，造成微循环障碍而形成血瘀。凝血-纤溶系统失衡所致高凝状态普遍存在于IPF患者中[15]，而血瘀证的发生与凝血-纤溶系统失衡密切相关[16]。因此，IPF病机特点可概括为“气虚络瘀”。

3 自噬与IPF气虚络瘀的相关性

自噬过程是由一系列细胞因子、蛋白及其相关信号通路协调控制，不同信号通路之间又相互联系、协调作用，如同一个复杂的网络系统。肺络逐层分支、纵横交错、沟通上下内外、网络全身，与自噬信号通路异曲同工。

气化是脏腑功能活动对精气血津液等物质与能量的代谢与转化过程，即现代医学中大分子物质通过三羧酸循环以生成能量的新陈代谢过程[17]。细胞通过自噬可将细胞器等降解转化为核苷酸、氨基酸等，进入三羧酸循环生成三磷酸腺苷等能量物质为机体供能[18]。由此，自噬与气的气化功能相当。气具有抵御邪气入侵，驱邪外出以保护机体的作用。自噬可以清除异常产生的细胞器、错误蛋白或其他病原体等大分子物质以保护受损细胞，维持内环境稳态，这与气的防御功能机制一致[19]。研究[20]发现，正常状态下，自噬保持在基础水平以维持稳态。当外界环境因素改变如缺氧、营养缺乏，自噬可被过度激活，活性达基础自噬水平的10倍，导致功能细胞器被大量降解[21]，这与气化太过导致机体代谢亢盛相通[22]。随着年龄增加或疾病等因素影响，自噬水平下降[23]，衰老损伤细胞器、蛋白质等无法被清除或被降解转化为能量重新利用，在胞内过度积聚，导致结构功能损伤。这与气化不及导致精气血津液转化不利，能量供应不足，以及抵御邪气能力下降，无法及时清除有害物质相一致。据此，自噬与中医学“气”的功能密切相关。“瘀”是体内血液停滞凝聚所形成的病理产物，内伤因素及外邪均可导致“瘀”的产生，“瘀”不能及时被清除，积聚留滞体内，壅遏脉道，阻于脏腑则影响脏腑正常生理功能。IPF初起本虚，邪气侵袭，影响精气血津液的运行输布，气机阻滞，血行不畅，津液不化，痰瘀丛生，久留不去，涩滞成瘀，壅塞肺络，进一步影响气的功能，使正气更虚，痰热瘀毒等病理产物大量生成，致肺络瘀阻。在IPF形成和发展过程中，各种病理因素引起肺泡上皮细胞损伤，引起炎症反应，释放大量细胞因子，从而导致肌成纤维细胞活化增殖、细胞外基质沉积，IPF患者由于自噬水平下降，不能及时降解利用或清除损伤-修复过程中异常产生的物质，导致病理产物堆积，最终出现肺结构功能的破坏，形成肺纤维化。这与中医学“气虚络瘀”的病机高度一致。

综上所述，IPF患者自噬水平下降，无法及时清除或降解转化并重新利用体内产生的损伤衰老细胞、折叠错乱蛋白质及细胞因子等异常大分子物质，造成细胞外基质沉积，肺部结构功能破坏，形成纤维化。即中医学中气虚无力推动精血津液的正常运行，气机阻滞，津液不化，血行不畅，继而成痰、成瘀、成毒，气虚不及，不能清除或转化利用所生之痰浊瘀毒，病理产物堆积，胶着留滞，渐损肺络，致肺叶焦枯而不用。

4 补气活血通络法治疗IPF的机制与调整自噬水平有关

针对IPF“气虚络瘀”的病机要点，确立“补气活血通络”为治则。气为血之帅，《医林改错》：“元气既虚，必不能达于血管，血管无气，必停留而为瘀。”补气可以改善IPF发生时自噬不足的状态，增强其功能水平，避免大量病理产物积聚。《灵枢·经脉》：“经脉者，所以能决死生，处百病，调虚实，不可不通。”傅山认为：“久病不用活血化瘀，何除年深坚固之疾，破日久闭结之瘀滞？”活血通络可以直接清除已经产生的病理产物，给邪以出路，减少对气的消耗，以免络瘀加重气虚，形成恶性循环。已有部分实验研究用补气活血通络的中药干预肺纤维化取得了一定进展。实验发现，黄芪主要活性成分之一的黄芪甲苷可使LC3Ⅱ/LC3Ⅰ的水平明显升高，降低白细胞介素-1β、白细胞介素-18的表达，表明其通过增强自噬活性以减轻炎症反应从而发挥抗纤维化的作用[24]。潘怡等[25]研究发现，在小鼠肺纤维化病理过程中，mTOR蛋白表达上升，自噬被抑制，运用具有补气活血通络作用的补阳还五汤可通过下调mTOR蛋白的水平，解除其对自噬的抑制，从而改善肺纤维化。刘杨等[26]通过研究补肺汤(由黄芪、党参、丹参、补骨脂、桑白皮、百部组成)与自噬关系及其对肺纤维化的影响发现，补肺汤可显著增强自噬相关蛋白ATG5、p62等的表达，提高自噬水平，减少胶原沉积以干预肺纤维化。可见，中医补气活血通络法能够提高不足的自噬以增强对积聚产物的降解利用，从而防治肺纤维化。

5 小结

西医学中的自噬机制与中医学“气”的功能密切相关。基于“补气活血通络法”的微观机制，运用中医学理论调整机体的自噬水平从而干预IPF有望成为其新的防治靶点。自噬对人体的作用机制仍未彻底探明，以中医取类比象的方式进行阐释有助于临床应用，并为中医药实验研究提供新思路。然而，中医药抗肺纤维化机制复杂，一类中药可通过多种作用靶点来发挥作用，且不同机体对中药的具体反应各异，需要更进一步的研究来阐明。