成 洁,廖承成
(云南中医药大学第一临床医学院,云南 昆明 650500)
带状疱疹后遗神经痛(postherpetic neuralgia,PHN)是带状疱疹最常见的并发症,其发病率占带状疱疹患者的5%~30%[1]。目前临床上常用的治疗方法包括使用钙离子通道调节剂、三环类抗抑郁药、阿片类镇痛药、利多卡因等[2]。一线药物如抗抑郁药和抗惊厥药临床疗效肯定,但由于其存在不良反应,并不适用于所有的PHN患者,尤其是老年患者[3]。中医治疗PHN副作用小,疗效及预后良好[4-5]。八桂止痛膏是刘复兴教授治疗各种皮肤疼痛症如带状疱疹、PHN等的自拟方[6],临床应用疗效较好[7]。本文通过采用网络药理学方法[8],筛选八桂止痛膏中治疗PHN带状疱疹后遗神经痛的有效成分,预测其作用靶点和作用机制,为临床用药提供依据。
八桂止痛膏由桂枝、透骨草、三棱、莪术、八角枫、昆明山海棠、大黄组成。方中桂枝为君药,性温,味辛、甘,《长沙药解》言桂枝“入肝家而行血分,走经络而达营郁……舒筋脉之急挛,利关节之壅阻,入肝胆而散遏抑,极止痛楚,通经络而开痹涩……”,说明桂枝能温通经脉、通利关节、止痛。大黄与透骨草同为臣药,大黄味苦,气大寒,《本草新编》云:“散坚聚,止疼痛,败痈疽热毒,消肿胀,俱各如神。”透骨草性温,味辛、甘,《滇南本草》言:“子,治痰火筋骨疼痛,泡酒用之良,其根、梗,洗风寒湿痹,筋骨疼痛,暖筋透骨,熬水洗之”,故透骨草能加强桂枝作用。三棱、莪术同为佐药,三棱性平,味苦,莪术性温,味微苦、辛。《医学衷中参西录》中对三棱、莪术解:“其行气之力,又能治心腹疼痛,胁下胀疼,一切血凝气滞之证。” 八角枫、昆明山海棠同为使药,昆明山海棠味辛、苦,性微温,具祛风除湿、解毒杀虫、舒筋接骨等功效;八角枫散瘀止痛、舒筋活络、祛风除湿。全方共奏通络止痛、行气活血之功。
2.1 八桂止痛膏的活性成分及PHN相关靶点收集 将八桂止痛膏中的桂枝、透骨草、三棱、莪术、大黄输入到TCMSP数据库,以分子量小于<500,油水分配系数为1~4,药物相似物≥0.18为标准[9],筛选出八桂止痛膏中经皮吸收的主要活性成分及靶点;在BATMAN-TCM数据库补充检索八角枫、昆明山海棠的活性成分和靶点,将检索条件设置为“score cutoff≥20,P-value cutoff<0.05”。筛选结束后整合上述信息,并统一在UniProt数据库将靶点名称转换为对应的基因名称。结果共收集八桂止痛膏药物活性成分41种,其中桂枝5种、透骨草5种、三棱3种、莪术5种、大黄17种、八角枫1种、昆明山海棠5种,去重后得到活性成分共34种。筛选八桂止痛膏中化学成分的靶点,利用Excel合并去重后得到241个靶点。以“postherpetic neuralgia”为关键词,分别在Drugbank、GeneCards、OMIM和TTD数据库中检索与PHN相关的靶点,利用Excel合并去重后,得到PHN相关靶点147个。
2.2 八桂止痛膏-PHN相关网络的构建与分析 将中药、活性成分及靶点利用Excel制作文件,将数据输入Cytoscape 3.9.1 软件中,构建“中药-活性成分-靶点”网络图。该网络图共包含282个节点,525条相互作用关系,Degree排序居前10位的化合物(具体度值)为槲皮素(138)、山奈酚(54)、八角枫碱(43)、刺芒柄花素(32)、大黄素(30)、芦荟大黄素(22)、香豆素343(19)、天竺葵素(14)、大黄素甲醚(12)、花旗松素(11)。将八桂止痛膏的241个中药活性成分预测靶点与147个PHN相关靶点基因导入Veeny 2.1.0在线工具,得到交集靶点26个,同时绘制韦恩图。将得到的交集靶点上传STRING数据库,最后得到八桂止痛膏活性成分靶点和PHN靶点的蛋白质互作(protein-protein interaction,PPI)网络图。导出该网络的tsv文件,并将其导入Cytoscape 3.9.1 软件中进行可视化分析,结果显示图中共有26个节点,节点形状越大,颜色越鲜明,表示度值越大,度值越大则表明其在网络中越关键,Degree排名前5位的靶点分别为TNF、PTGS2、NR3C1、ESR1、EGFR。
2.3 GO及KEGG富集分析结果 应用Metascape数据库对八桂止痛膏与PHN交集的26个靶点进行GO及KEGG富集分析,通过微生信在线作图平台对结果进行可视化网络处理。26个交集靶点进行GO富集分析获得条目433个,其中细胞组分28个,生物过程368个,分子功能37个。GO富集分析结果提示,Biological process分析主要包括调节管径、细胞对有机化合物的反应、对异种生物刺激的反应、调节离子运输、调节激素水平、G蛋白偶联5-羟色胺受体信号通路、对雌二醇的反应等;Cellular component分析主要包括膜筏、突触膜、树突、神经元细胞体等;Molecular function分析主要包括G蛋白偶联受体活性、肾上腺素能受体活性、血红素结合、细胞因子活性、类固醇结合、钠离子跨膜转运蛋白活性等。KEGG富集分析获得通路48条,主要涉及钙信号通路、神经活性配体-受体相互作用、唾液分泌、心肌细胞的肾上腺素信号传导、cGMP-PKG信号通路、血管平滑肌收缩、化学致癌-受体激活、类固醇激素生物合成、T细胞受体信号通路等。
PHN发病机制尚未完全明确,可能与炎症、神经炎症、外周及中枢机制、细胞免疫、大脑情绪调控及相关蛋白共同参与有关[10-11]。从“中药-活性成分-靶点”网络图中可以知道,槲皮素、山奈酚、八角枫碱等可能是八桂止痛膏治疗PHN的有效成分。槲皮素具有抗炎、抗肿瘤、抗氧化、抗菌、抗病毒等作用[12-13],而调节炎症是槲皮素最核心、最显著的作用[14]。槲皮素是选择性COX-2抑制剂,能促进小鼠脾淋巴细胞的增殖,又能抑制其T、B细胞的增殖,抑制T细胞分泌TNF-α、IL-6、TNF-γ,有良好的抗炎活性,且能调节免疫反应[15]。山奈酚是一种黄酮类化合物,其作用主要有抗炎、抗氧化、抗缺血损伤、抗抑郁、抗痴呆等[16]。山奈酚及其衍生物可显著降低TNF-α、IL-6等炎症相关因子的表达。八角枫碱具有镇痛、抗炎、肌肉松弛等作用[17-18]。
PPI网络图提示TNF-α、前列素内环氧化物合成酶 2(PTGS2)、糖皮质激素受体基因(NR3C1)等可能是关键靶点基因。TNF-α具有参与免疫应答、介导炎症反应等多重作用,当血清中TNF-α水平异常升高时,细胞免疫受抑制,导致疱疹病毒活化、扩散,引发疼痛[19]。细胞受刺激时,PTGS2通过影响花生四烯酸代谢产生前列腺素,引发疼痛和炎症反应。NR3C1参与炎症反应、细胞增殖和组织分化。有研究表明,NR3C1与抑郁症、慢性疼痛等有关[20]。
GO富集分析发现,八桂止痛膏主要参与细胞对有机化合物的反应、离子运输、激素水平调节、对雌二醇的反应等多个生物过程。KEGG富集分析结果表明,八桂止痛膏主要影响钙信号通路、神经活性配体-受体相互作用、心肌细胞的肾上腺素信号传导、血管平滑肌收缩等。有研究表明,对于躯体感觉神经系统病变或疾病引起的神经性疼痛如三叉神经痛、PHN等,主要治疗方法包括服用作用于钙通道、钠通道和下行调节抑制途径的药物,表明钙通道在PHN中起关键作用[21]。Qiu等[22]通过生物学信息分析发现,PHN主要参与神经活性受体-配体相互作用、JAK-STAT信号和钙通道活性等通路。此外,T细胞受体信号通路也值得关注。机体感染水痘-带状疱疹病毒后,辅助性T细胞活化和增殖作用明显,炎性因子分泌量增加,会抑制机体抗病毒应答机制,减弱细胞免疫反应,降低CD8+、CD3+、CD4+等T细胞亚群水平[23]。Sutherland等[24]通过对PHN患者手术切除的神经节中获得的福尔马林固定石蜡包埋切片进行分析,最后得出结论:带状疱疹后数年和PHN期间,T细胞在人神经节中持续存在。PHN临床治疗关键是维持正常T细胞亚群水平[25],这为临床诊治提供了参考方向。从富集结果来看,有一些通路可能是会被忽略的,如炎症性肠病涉及通路等,但有研究发现,这些疾病之间存在一定的内在联系[26-27],可为临床研究PHN与哪些疾病之间存在联系提供参考。对KEGG富集的48条通路研究时发现,IL-17信号通路、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路参与其中。IL-17是T细胞诱导的炎症反应的早期启动因子,可以通过促进释放前炎性细胞因子来放大炎症反应,IL-17与受体结合后,可通过MAPK和核转录因子κB(NF-κB)途径发挥其生物作用,这也为探究MAPK、NF-κB信号通路与PHN之间的联系提供了思路。
八桂止痛膏有抗炎、抗病毒、止痛等功效,可主治各种皮肤痛症及病毒性皮肤病、皮肤包块等,如带状疱疹及PHN、皮肤软组织挫伤、外伤肿胀及类风湿性关节炎等。但在使用时应注重其加减变化,寒痛甚者可加草乌、川乌、威灵仙等,热痛甚者可加冰片、生栀子、生大黄等,皮损肥厚者可加乌梅、蜈蚣等[6]。
八桂止痛膏中含有多种有效活性成分,可通过多靶点、多通路治疗PHN,且大量文献分析发现大多数靶点和PHN治疗相关,为本课题前期实验结果[28]和后续临床开发提供了参考。在临床应用中,可结合八桂止痛膏的中药配伍特点及网络药理学治疗靶点,探索其更广泛的适应证,从而减轻疼痛,提高患者生活质量。