王保芹,李泽庚
1 江苏省连云港市中医院 江苏连云港 222000 2 安徽中医药大学 安徽合肥 230038
支气管哮喘是由多种细胞和细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病,临床以反复发作性喘息、气急、胸闷或咳嗽为主要症状。目前哮喘的发病机制尚未完全阐明,其发病机制较为复杂,多种发病机制相互作用,气道炎症形成机制、气道高反应性、气道重构以及神经因素等均是哮喘发病的重要环节。中医药治疗支气管哮喘有其独特的优势,但其具体治疗支气管哮喘的作用机制不明确,本文将从以下几个方面对近年来中医药治疗哮喘的作用机制进行探讨。
目前已知参与哮喘发病机制调节的炎症介质已达50余种,主要有花生四烯酸代谢产物、白三烯和前列腺素类,它们可调节支气管舒缩、气道分泌、血浆渗出、气道反应性及气道结构。罗世杰[1]等探讨热喘平口服液对豚鼠哮喘模型的平喘作用机制,用热喘平口服液干预豚鼠哮喘模型,用药7天后检测血清神经源性气道炎性介质P物质(SP)、血栓素B2(TXB2)、白三烯B4(LTB4)、6-酮-前列腺素F1α(6-keto-PGF1α)的含量;结果得出热喘平口服液能发挥解痉、平喘的药理效应与降低血清中 SP、TXB2、LTB4含量,升高6-keto-PGF1α水平有关,提示该药的作用机制与调节血清炎性介质有关。陈贺[2]等研究证实复方川贝颗粒干预豚鼠哮喘模型可减少嗜酸粒细胞浸润、降低血清中LTB4和TXB2含量,这可能是该方治疗哮喘的作用机制之一。
血小板激活因子(PAF)是一种作用广泛的炎性介质,可导致气道平滑肌痉挛、微血管渗漏、粘液分泌亢进、支气管壁炎性细胞浸润及持续性气道高反应性等多种支气管哮喘的病理变化,有研究表明哮喘急性发作期和缓解期患者血中PAF均有升高,急性发作期升高更为明显,提示哮喘的发作与PAF相关[3]。内皮素(ET- 1)是一种促炎物质,是目前发现的最强的缩血管因子之一,对支气管和血管均有收缩作用,可引起肺动脉、肺毛细血管、肺静脉强烈收缩,有研究表明哮喘急性期ET-1显著增高,重度哮喘更加明显,轻度哮喘ET-1水平仍较正常人高[4]。韩超[5]等研究翘芩清肺剂对哮喘模型大鼠的平喘作用机制,用翘芩清肺剂干预哮喘模型大鼠,4周后测定血清PAF、WBC、EOS及肺泡灌洗液(BALF)中ET含量的变化,结果得出翘芩清肺剂能有效减轻哮喘模型的哮喘程度(P<0.05)及明显延长病鼠的哮喘潜伏期(P<0.01),降低病鼠的PAF,WBC,EOS含量及ET水平,提示翘芩清肺剂发挥有效治疗哮喘的作用机制可能与降低 PAF,WBC,EOS 及ET水平密切相关。
支气管哮喘是多种细胞参与的气道慢性炎症,急性发作时呼吸道上皮细胞、巨噬细胞在过敏源及炎症因子刺激下激活NO合成酶(NOS),使NO生成增多,NO在哮喘的发生机制中具有双相调节作用,低浓度时可介导支气管平滑肌的松弛和血管的舒张反应,NO生成增多会扩张支气管黏膜血管,增强毛细血管渗出,导致气道黏膜水肿,加重气道阻塞,引起气道高反应性而导致和(或)加重哮喘发病,可以认为哮喘时NO的主要作用系细胞毒性分子作用[6-7]。王力宁[8]等研究发现六味地黄颗粒能明显抑制哮喘大鼠肺组织NOS的合成与释放,进而减少NO的合成,这可能是六味地黄颗粒用于治疗哮喘并减轻气道炎症的重要机制之一。王晓红[9]等研究发现温阳益气平喘方可减少哮喘大鼠嗜酸性粒细胞浸润,降低肺组织NO的含量,减少NO细胞毒性分子作用,从而能减轻哮喘大鼠气道炎症和延缓气道重塑等病理过程。
气道慢性炎症是导致哮喘反复发作的原因之一,气道慢性炎症主要为嗜酸粒细胞(EOS)浸润,而IL-5在嗜酸性粒细胞介导的炎症反应中发挥重要作用,另有研究表明EOS凋亡的减少是哮喘支气管和肺组织炎症浸润和哮喘反复发作的重要机制[10-11]。王明明[12]实验研究得出中药补肺益肾方可通过降低气道IL-5水平,促进EOS凋亡,从而达到抑制气道重塑、减轻气道炎症的目的,这可能是其防治哮喘的机制之一。哮喘是多种细胞参与的慢性气道炎症,患者气道炎症是活化淋巴细胞、嗜酸细胞和肥大细胞的浸润,其中活化的T淋巴细胞具有调节肥大细胞、嗜酸细胞气道内幕集和活化的功能,进而加重气道炎症[13]。李丁蕾[14]等研究表明金龙固本补肺健脾合剂可通过下调CD4、CD8表达,促进支气管哮喘患者体内CD4+、CD8+T细胞凋亡,有效改善哮喘缓解期患者的临床症状,减少哮喘发作次数。
气道重构是哮喘的重要病理特征,重构在形态上表现为支气管黏膜上皮脱落,基底膜网状层增厚,黏膜下胶原沉积,血管增生及外膜新血管形成,黏膜腺肥大,支气管平滑肌增生[15]。有研究表明支气管哮喘患者气道重塑与血清中 MMP、TIMP 水平呈正相关[16]。霍博雅[17]等观察中药止喘汤对哮喘大鼠气道重构的干预,并探讨其对基质金属蛋白酶-9(MMP-9)及金属蛋白酶抑制剂-1(TIMP-1)表达的影响,结果发现中药干预后大鼠气道壁明显变薄,MMP-9、TIMP-1表达减少,与哮喘组比较有统计学意义(P<0.01),表明中药可能是通过调节MMP-9和TIMP-1的表达而达到干预大鼠气道重塑的目的。钟李英[18]等采用中医分期序贯治疗干预哮喘大鼠模型,利用免疫组化、Western Blot和实时荧光定量PCR方法检测哮喘大鼠气道重构时肺组织中基质金属蛋白酶MMP-9及其抑制剂TIMP-1表达,结果得出哮喘时MMP-9及TIMP-1表达均升高,中药分期序贯治疗可能通过降低哮喘大鼠肺组织中MMP-9及其抑制剂的表达,调节两者比值,达到阻止气道重构的作用。
TGF-β1是一种具有强烈致纤维化作用的细胞因子,能刺激气道平滑肌细胞分裂与增殖,导致平滑肌增生和肥大,在气道重构的过程中起着关键作用[19]。桑勉[20]等采用茵陈蒿汤干预哮喘模型大鼠,同时设西药组、模型组和空白对照组,4周后检测血清中TGF-β1的含量,结果发现中药干预组与西药组均可降低血清TGF-β1的含量,疗效相当(P>0.05),表明茵陈蒿汤加减方能通过减低大鼠血清中 TGF-β1的含量阻断气道重塑的发生,从而达到预防和缓解哮喘的治疗目的。
α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)是肌纤维细胞亚类之一,也是平滑肌的主要标志物,可反映平滑肌数量及其收缩能力,具有收缩潜能和较强的胶原合成能力,可导致管腔收缩狭窄,导致哮喘发作,并且α-SMA随气道重塑的加剧表达增加[21]。白凌军[22]等通过实验研究得出屏哮饮能抑制α-SMA的表达,改善哮喘小鼠早期气道重塑。也有相关研究表明地龙、黄芪、穿山龙均能抑制慢性哮喘模型小鼠肺组织中α-SMA的表达,提示抑制α-SMA的表达可能是这些中药抑制哮喘气道重构的重要机制[23-25]。
研究发现T淋巴细胞免疫调节作用失常与支气管哮喘时气道的变态反应炎症有非常密切的联系,T淋巴细胞可分为Th1和Th2两个亚群,而哮喘的发作与Th1/Th2 分泌的细胞因子发生失衡密切相关[26]。IL-4是哮喘炎症过程中起主导作用的因子,IL-4等产生增加是导致血清IgE水平增加的重要原因,IL-4血清水平升高与哮喘严重程度密切相关,IL-4主要由Th2细胞分泌,在哮喘发作期,Th2亚群数目增多,激活的Th2亚群释放高水平的IL-4、IL-5等细胞因子,IL-5水平增高,会引起嗜酸细胞趋化、增殖、活化,L-13是一个重要的介导变态反应的Th2型细胞因子,与哮喘的发生关系密切[27-28]。俞亚丽[29]等研究表明IFN-α/IL -4的失衡参与哮喘发病过程,而止咳平喘合剂作用于哮喘的机制可能是通过下调IL-4的水平和提高IFN-α的含量,纠正Th1/Th2细胞因子的失衡,进而减轻气道炎症,延缓哮喘进程。金璇[30]等通过实验研究探讨清肺平喘胶囊治疗哮喘的作用机制,用清肺平喘胶囊干预哮喘大鼠模型,后检测BALF和血清中IL-4、IL-13、IgE、MDA含量,结果表明清肺平喘胶囊可降低脂质过氧化物IL-4、IL-13、IgE、MDA相关细胞因子的表达,减少炎性介质IgE的增加,这可能是该药有效地阻止哮喘炎症的发生,减轻气道炎症及缓解气道高反应性发展的机制之一。高定一[31]等研究证实小青龙汤合香砂六君子汤可有效降低哮喘小鼠气道反应性与Th2型细胞因子水平并改善肺部炎症细胞浸润,提示其抗哮喘的机制可能与抑制Th2型免疫反应有关。
相关研究表明黏附分子是参与支气管哮喘发病的重要机制之一,内皮细胞黏附分子-1(VCAM-1)又称诱导性细胞黏附分子,它表达于白细胞表面,在哮喘发作的起始阶段可以作用于中性粒细胞、单核细胞及淋巴细胞,诱导炎性反应细胞向气道炎性反应部位移行;细胞间黏附分子-1(sICAM-1)则广泛分布于血管内皮、白细胞、成纤维细胞等部位,白细胞可以与其相互作用,并激活白细胞释放多种活性物质,增加气道的高反应性,引起哮喘发作或气道高反应性[32]。经鑫爱[33]等实验研究表明哮喘模型组大鼠ICAM-1蛋白表达显著增高,加味麻杏石甘汤发挥其解痉平喘的功效、控制哮喘的发作和减轻气道炎症可能与该方可减少哮喘大鼠的气道EOS细胞浸润、抑制ICAM-1蛋白的表达有关。窦迎婷[34]等通过研究发现中药疏风通络方能显著抑制哮喘大鼠黏附分子ICAM-1和VCAM-1的表达,阻抑嗜酸性粒细胞跨膜迁移,从而抑制气道EOS的浸润,减轻气道炎症反应,这可能是其有效治疗哮喘的作用机制之一。马婷[35]实验研究证实平喘合剂能明显降低血清sICAM-1水平,其治疗哮喘的作用机制与抑制气道炎症、降低气道高反应性等有关。
综上可知目前中医药治疗哮喘的实验研究已经上升到分子水平、细胞水平,研究内容涵盖了哮喘发病机制的多个环节,诸多研究成果可为中医药有效治疗哮喘提供科学的临床依据,为以后中医药治疗哮喘的临床和科研研究提供了宝贵的经验。但仍存在一些不足,首先诸多研究对象都是支气管哮喘大鼠或豚鼠模型,缺乏支气管哮喘“证”的研究模型,中医药治疗的精髓是辨证论治,药证合拍方可发挥中医药的治疗效果,在以后的研究过程中应当建立哮喘大鼠“证”的研究模型,这样得出的结果会更有临床及科研价值。其次哮喘实验研究样本量不足,影响研究结果,在以后的研究中应当增加样本量。最后中医药对哮喘作用机理的研究多停留在某一个点或某一个环节,揭示全身作用机制的研究较少,中医药具体作用于哮喘机制及有效发挥治疗效果的途径不甚明确。在以后的研究过程中应当从揭示全身作用机制入手,在哮喘的急性发作期、慢性持续期、缓解期各个阶段运用中医药干预,从而更好地探讨中医药治疗哮喘的作用机理,为中医药在防治哮喘方面的优势和途径开辟新的领地。