中医外治法干预哮喘相关信号通路研究进展

唐 双,张素杰,宋嘉懿,王 强

(1. 天津中医药大学,天津 300193;2. 云南中医药大学第三附属医院/昆明市中医医院,云南 昆明 650000;3. 天津中医药大学第二附属医院,天津 300250)

支气管哮喘是儿童和成人中最常见的慢性、非传染性呼吸道疾病之一,患病人口规模庞大,在中国大约有4.57亿20岁或以上的成年哮喘患者,由于环境和生活方式的快速变化,中国的哮喘患病率可能会迅速增加[1]。哮喘的特征是不同的呼吸症状及不同程度的气流限制,同时具有特异性临床表现,如气道炎症、气道重塑。目前抗炎和支气管扩张剂治疗是西医主要治疗手段,但同时伴有一系列不良反应,不能完全满足患者需要[2]。中医治疗对于哮喘是一种有效的补充和替代疗法,研究发现中药活性成分通过调节免疫平衡机制或信号通路对哮喘具有多层次作用[3]。除了中药汤剂之外,各种中医外治法在哮喘的临床治疗中也取得了积极效果,本文通过综述近年来中医外治法治疗哮喘的相关研究,以期为哮喘的治疗策略提供新的思路。

1 针刺疗法

针灸是中医不可分割的一部分,千年来一直用于治疗多种疾病,包括过敏性疾病、感染、自身免疫性疾病和免疫缺陷综合征等。针灸通过细针刺激经络上特定身体部位的穴位,通过“气”与“血”的功能调节来解锁经络和相应的附属物,达到临床治疗效果。针灸正在成为中国和许多西方国家流行的替代疗法,且针刺已被证明有益于治疗呼吸道炎症[4-5],在哮喘动物模型和人类中均具有抗炎作用,主要影响包括减少炎症细胞的数量、调节适应性免疫系统[6]、改善气道重塑[7]等,目前针灸对哮喘的影响背后的机制尚不完全清楚,多项试验研究旨在证实先前关于针灸治疗哮喘疾病的可能机制,并进一步分析针刺的效果。

1.1TGF-β1信号通路 转化生长因子-β(TGF-β)是一种多功能细胞因子,是TGF-β家族的经典生长分化因子,在炎症免疫应答中发挥重要作用,参与包括免疫系统、细胞生长、增殖和分化等各种细胞行为的调节。TGF-β1是TGF-β家族3种亚型中的一个,同时具有促炎和抗炎活性,高水平TGF-β1与许多纤维化疾病有关,故常被用来表示所有组织的纤维化及重塑区域,在哮喘患者的气道细胞中检测到TGF-β1表达和信号转导的增加,表明了其在哮喘发展中的潜在作用[8]。TGF-β1多态性与TGF-β1水平升高相关,并与哮喘的严重程度、潜在的气道炎症和气道重塑相关[9]。韩君萍等[10]通过针刺“大椎”“肺俞”“风门”等穴位,观察肺组织、肺泡灌洗液(BALF)及血清中TGF-β1蛋白表达水平,治疗后针刺组哮喘大鼠肺组织炎性细胞浸润程度明显改善,BALF及血清中TGF-β1表达水平均降低,差异具有统计学意义(P<0.05),表明针刺可以通过调节TGF-β1信号通路,抑制哮喘的气道炎症反应。刘慧慧等[11]针刺哮喘大鼠“足三里”“大椎”“肺俞”等穴位后,针刺组BALF及血清中TGF-β1表达量较模型组降低,气道重塑得到抑制,表明TGF-β1蛋白参与哮喘气道炎性反应,且针刺能通过抑制气道TGF-β1的表达,下调Smads及α-SMA的表达来抑制气道重塑,减轻了哮喘气道炎性反应。TGF-β1表达抑制后,type-I胶原蛋白及Smads蛋白表达相对量较高,认为针刺通过TGF-β1/Smads通路来控制哮喘进展,这也为临床上针刺治疗哮喘提供理论支持。李鸿章等[12]针刺“肺俞”“大椎”“风门”等穴治疗哮喘大鼠,药物组予以氨茶碱注射液,治疗后发现大鼠气管壁及平滑肌厚度均显著降低,表明针刺能有效干预气道重塑,同时对各组肺组织中TGF-β1阳性表达对比研究,针刺组较药物组的阳性表达率更低,效果更加显著。以上说明针刺能够通过TGF-β1信号通路抑制气道重塑进展,减轻气道炎症反应。

1.2核因子-κB(NF-κB)信号通路 NF-κB是一种转录因子,由IκBs、p65和p50组成,大多数炎症反应通过NF-κB信号通路传导[13],且在调节与气道相关的炎症、免疫应答方面有关键作用[14],在组织损伤或感染时释放促炎因子,如白细胞介素-1(IL-1)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)。促炎因子激活NF-κB信号通路,促进炎症因子、趋化因子和黏附分子的分泌[15],加重气道上皮细胞增生和气道重塑。Wei等[16]取“大椎”“风门”“肺俞”等穴治疗针灸组哮喘小鼠,假针灸组予针刺不相关穴位“环跳”;周期治疗后HE染色发现,针灸组气道周围和内部的炎症细胞浸润和黏液分泌减弱,对2组大鼠BALF、肺组织及血清的对比研究发现,NF-κB家族成员p65显著下降,而P65是生产T细胞白细胞介素-17(IL-17)所必需成分之一[17],针灸导致IKK α和p65d的表达显著下降,在一定程度上说明了针灸通过抑制NF-κB活性在抑制Th17功能中的可能作用。

1.3IL-33/ST2信号通路 IL-33/ST2信号通路在小鼠过敏性炎症模型中发挥重要作用。IL-33通常在多种病原体诱导的细胞或组织损伤时释放,提示免疫系统感染或创伤,如哮喘患者气道上皮细胞核中IL-33水平同样升高[18]。Dong等[19]将大鼠分为正常对照组、卵清蛋白(OVA)诱导哮喘组、针刺治疗组、假针治疗组,针刺组取 “大椎”“风门”“肺俞”等穴,假针灸取“环跳”穴,治疗后针刺组比OVA诱导哮喘组有更少的炎性细胞浸润和黏液分泌,且TNF-α、IL-33、IL-1B炎症细胞因子水平显著降低、sST2表达增加,而sST2抑制IL-33与ST2L的结合,并负向调节IL-33,说明针刺通过IL-33/ST2信号通路调节炎症细胞和细胞因子,平衡Th1/Th2炎症反应,减轻哮喘大鼠的肺部炎症,但目前基于针刺对IL-33/ST2信号通路影响的研究依然不充分。

1.4PI3K/AKT信号通路 PI3K/AKT通路是NF-κB的上游激活剂,在哮喘中嗜酸性粒细胞、T和B淋巴细胞的细胞因子释放和免疫应答中起关键作用[20]。通过抑制AKT或PI3K激活,能抑制炎症细胞浸润、黏液生成和气道高反应性[21]。杨金华等[22]同取 “大椎”“风门”“肺俞”等穴针刺治疗哮喘大鼠,通过观察大鼠肺组织中AKT蛋白表达量,发现针刺组有效抑制气道炎性细胞浸润及气管壁增厚,AKT蛋白表达显著降低,表明两者关系呈正相关;针刺能够有效抑制AKT活性,而AKT作为P13K下游重要信号因子,且受P13K的激发调节,AKT活性降低导致P13K活性降低,抑制气管平滑肌增殖,改善气道重塑,这与之前的研究结论一致[23]。目前基于PI3K/AKT信号通路探讨针刺治疗哮喘的临床研究较少,具体机制尚未阐明和验证。

1.5MAPK信号通路 丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是一种广泛存在于哺乳动物体内的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,可被一系列细胞外信号刺激激活,如炎症因子、生长因子等。ERK通路是MAPK家族的重要通路,磷酸化后可被激活,哮喘患者的气道中ERK 1/2的持续激活可能会加重气道炎症反应和气道重塑。“三穴五针法”[24](大椎、风门、肺俞)通过抑制ERK1/2磷酸化,减轻哮喘大鼠气道炎症反应,抑制气道平滑肌增殖,减轻哮喘发作。但ERK1/2的上下游激酶研究较少,ERK通路在“三穴五针法”治疗过敏性支气管哮喘过程中的调节作用亦尚不明确。

2 艾灸疗法

《医学入门·针灸》云“药之不及, 针之不到, 必须灸之”,艾灸疗法是中医常用的治疗手段之一,具有特殊的治疗效果,多项哮喘大鼠的临床研究表明艾灸具有一定抗炎的作用[25]。

2.1PI3K信号通路 PI3K信号通路参与机体多种免疫细胞的分化、活化,在气道变应性疾病的病理生理过程中起着重要作用,研究发现模型组小鼠PI3K及RORγt水平增高,Foxp3水平降低,通过“俞募配穴”法(肺俞、中府)艾柱灸哮喘小鼠发现,小鼠肺组织Th17的激活因子RORγt水平下调,Treg的转录因子Foxp3水平升高,PI3K信号通路活性得到抑制,气道炎症反应程度及哮喘严重程度减轻[26]。其他相关研究也表明,应用PI3K信号通路抑制剂LY294002后减轻了IL-25诱导的哮喘样AHR和气道炎症,这表明PI3K是IL-25的主要下游信使,且通过靶向该途径可能会在短期内减轻哮喘症状,在长期内减少气道重塑[27]。

2.2JAK/STAT信号通路 JAK/STAT信号通路由酪氨酸激酶相关受体、酪氨酸蛋白激酶JAK及转录因子STAT组成,是多种细胞因子和生长因子在细胞内传递信号的共同途径,介导包括细胞增殖、分化、免疫调节等多种生物学反应,JAK将STAT磷酸化后引起神经化学反应,诱发支气管哮喘。STAT-6及Th2免疫应答与哮喘发病密切相关,气管黏膜中Th2型细胞合成IL-4并激活STAT6,刺激杯状细胞增殖、分化,增加气道黏液分泌,诱发气道炎症。CCL1、CCR8是重要的趋化因子和受体,在哮喘发病机制中起重要作用,通过艾灸“肺俞”(双)“大椎”“风门”(双侧)后,哮喘小鼠肺组织中STAT6 mRNA、CCL1、CCR8阳性表达明显减少(P均<0.05),炎性细胞浸润程度减轻[28-29]。这一研究结果表明艾灸治疗哮喘的作用机制可能与CCL1、CCR8表达下调及STAT6基因的转录相关。目前基于JAK/STAT信号通路治疗疾病的研究在不断地发展,特别是在抗炎、抑制细胞增殖生长等方面的研究不断深入,艾灸同针刺一样具有良好的抗炎效果,利用中医外治法治疗哮喘等呼吸系统疾病作用重大,但目前基于此通路治疗呼吸系统疾病的研究较少,还需要不断细化拓展。

3 穴位贴敷疗法

穴位贴敷疗法在哮喘治疗中的应用最早记录于清代《张氏医通》,根据治疗目的将不同处方制成的草药膏外敷于穴位。作为非侵入性疗法,常被用作预防措施,其经皮给药更加安全,可避免药剂在胃肠及肝脏的首过代谢,并规避“峰谷现象”。根据中医理论,哮喘与肺、脾和肾及免疫功能有关,穴位贴敷可能通过吸收草药和刺激经络来调节机体免疫、细胞因子等发挥治疗作用。

3.1TGF-β1/Smad 3信号通路 TGF-β1是TGF-β家族3种亚型之一,是气道重塑的重要中介,Smads蛋白是TGF-β受体作用的胞内激酶底物,参与调控细胞的增殖、转化、合成、分泌和凋亡[30]。有研究发现,哮喘小鼠肺组织中TGF-β1和Smads等蛋白表达均明显升高,对双侧“肺俞”“心俞”“膈俞”等穴位贴敷后发现(药物组成:细辛、生甘遂、白芥子、延胡索),炎性细胞浸润及气道平滑肌水肿明显缓解,抑制了气道重塑程度、TGF-β1及Smad3蛋白表达降低,这可能与穴位贴敷抑制TGF-β1/Smad 3信号通路密切相关[31]。穴位贴敷是一种安全、简便廉验的防治哮喘方法,在临床上得到了广泛应用,如三伏贴、三九贴等。

3.2NF-κB信号通路 NF-κB信号转导是公认的介导炎症的细胞保护靶点之一,与炎症的发生和发展密切相关。有研究采用“冬病夏治”穴位贴敷疗法(大椎、肺俞、肾俞)治疗哮喘豚鼠,检测NF-κB途径相关的蛋白的表达水平,包括p65、p-p65、IκB和p-IκB等,结果穴位贴敷组豚鼠较哮喘模型组豚鼠p-p65/p65和p-IκB/IκB的比率均显著降低(P<0.01)。贴敷治疗抑制了细支气管、血管周围和肺泡区域的细胞聚集,减轻气道炎症和胶原沉积,下调血清中的IL-4、IL-5、IL-13和IgE水平,证实了其抗炎机制是通过降低p65和IκB的磷酸化来实现的[32]。因此,使用“冬病夏治”穴位贴敷可能是一种有希望的治疗方法,然而,目前对其潜在机制仍知之甚少。

4 穴位埋线疗法

穴位埋线疗法是治疗支气管哮喘的一种有效手段,通过持续稳定的刺激通经络、调气血,达到“阴平阳秘,精神乃至”的状态。在中医经络腧穴理论指导下,将可被人体吸收的生物材料埋入特定穴位,在机械与生物化学的共同刺激作用下,产生短期速效和长期持续的疗效,并可改善哮喘患者机体免疫状态与气道功能[33],提高机体免疫功能[34],达到辅助治疗疾病的效果。

4.1p38 MAPK信号通路 p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)是MAPK家族成员之一,受到如炎症细胞因子、生长因子的刺激和激活后,磷酸化的p38 MAPK促进致炎因子如TNF-α和IL-1β的产生发挥生物学效应[35],这与气道炎症、支气管哮喘的关系十分密切。通过抑制免疫细胞激活,下调炎性因子表达,抑制p38 MAPK磷酸化(p-p38 MAPK),可减轻气道炎症,抑制气道重塑[36]。哮喘急性发作的关键是嗜酸性粒细胞(EOS)在小气道及肺泡的大量浸润,穴位埋线后哮喘大鼠肺组织中细胞间黏附分子(ICAM)表达及EOS含量明显降低,p-p38 MAPK及IL-4表达下调,EOS凋亡加速,提示穴位埋线可通过抑制p-38 MAPK信号通路过度激活,减少肺组织炎性细胞浸润,达到抗炎效果[37]。但由于诸多医家临床经验不一,不同的选穴方法、操作手法成为影响临床疗效的重要因素。

4.2IKBα/NF-κB信号通路 NF-κB信号通路包括IKKβ、IKBα和NF-κB3个关键因子,IKBα在IKKβ的刺激下激活,形成磷酸化p-IKBα,导致IKBα泛素化并降解,则NF-κB与IKB解离,NF-κB过度激活后向细胞核转移并调节基因转录,产生炎症因子,启动炎症反应,在哮喘的气道炎症发生机制中有重要作用。在对哮喘大鼠“肺俞”“膻中”两处穴位进行埋线后BALF中EOS含量显著下降,炎性细胞浸润程度明显减轻;同时,哮喘大鼠肺组织升高的IKBα通过负反馈调节抑制NF-κB活化;埋线疗法疗效持久,长期抑制NF-κB 活化,最终气道炎症逐渐消失[38]。

5 推拿疗法

推拿是医者利用手或肢体的某一部位作用于患者某一部位的按压、推、抓、卷、捏等,可产生生物效应,改善相应的临床症状。研究表明,推拿具有抗炎作用,可改善过敏性疾病[39],并且增强当前常规疗法对哮喘患儿的效果,提高机体免疫功能[40]。研究表明,推拿手法应用于哮喘治疗可有效地促进血清脂氧素(LX)A4的产生,从而促进脾虚哮喘大鼠炎症缓解,改善Th1/Th2失衡,促进炎症消退[39]。

IL-4可诱导Th2淋巴细胞分化,抑制Th1效应,是Th1/Th2免疫反应失衡的因子[41],IL-4在细胞膜与相关受体结合形成磷酸化STAT6(p-STAT6), 其进入细胞核后参与调控相关靶基因,促进Th2的分化,加重炎性反应[42]。在应用IL-4/STAT6途径特异性抑制剂后,总细胞、嗜酸性粒细胞、嗜中性粒细胞以及淋巴细胞的数量减少,表明抑制IL-4/STAT6途径的可缓解支气管哮喘和气道炎症[43]。李雪等[44]以膻中和肺俞为中心,采取“推胸法”和“推背法”的特色推拿手法治疗咳嗽变异性哮喘(CVA),发现CVA大鼠血液中IL-4表达水平降低,肺组织p-STAT6含量减少,抑制了Th2型细胞活化而IL-4的产生;这一研究结论提示推拿手法通过调节IL-4/STAT6信号通路下调IL-4表达、降低p-STAT6含量,从而调节Th1/Th2免疫平衡,显著缓解了CVA大鼠咳嗽、搔鼻症状。

6 小 结

哮喘是一种慢性呼吸道疾病,在全世界范围内造成了严重的临床负担,目前西医针对支气管哮喘疾病的靶向治疗已卓有成效,但这些治疗方法在提高患者生活质量的同时也带来了不良反应、药物耐受等负面影响。中医药治疗哮喘具有多成分、多靶点、多途径等诸多优势,且从方药或单体中药治疗哮喘作用机制的研究在不断丰富、深入;中医外治法是中医治疗的特色疗法,具有简便廉验、不良反应小等特点。信号通路是哮喘发病的重要信号转导机制,基于外治法研究哮喘具体作用机制是新方向之一。不足的是目前中医外治法治疗哮喘机制的研究不足,除了在针刺方面研究较多外,其他外治法的相关机制研究匮乏,且作用机制依然不明确,不能得到医学界公认,存在局限性;同时,中医外治法干预哮喘相关信号通路的研究多涉及动物模型,没有明确证候分型,不能依据具体的中医证候选择相关动物模型,未能体现出中医理论。因此今后应在结合中医理论基础上,开展更多系统、深入的机制研究,以满足现代中医学理论发展需要。

利益冲突:所有作者均声明不存在利益冲突。