中医药调控重症急性胰腺炎并发急性肺损伤相关信号通路的研究进展*

陈 欢 宁 博 张 洁 李彩玲 李 云 杜晓泉

（1.陕西中医药大学，陕西 咸阳 712046；2.陕西中医药大学附属医院，陕西 咸阳 712000）

重症急性胰腺炎（SAP）又称急性出血坏死型胰腺炎，与急性水肿型胰腺炎并属于急性胰腺炎（AP），临床表现为胰腺组织水肿、坏死及自我消化，并伴有持续48 h 以上的全身器官功能障碍［1］。SAP 约占AP 的5%～10%，病死率可达30%以上［2］。急性肺损伤（ALI）是SAP 最常见的并发症，也是SAP 患者病死率高的主要原因之一，若不及时进行干预则易进展为更为危重的急性呼吸窘迫综合征（ARDS）［3］。现代医学对于SAP 并发ALI 发病机制尚未完全阐明，考虑可能与胰腺坏死、肺泡损伤、菌血症等因素有关，治疗上多采用控制感染、胃肠减压、胸腔穿刺、吸氧及补液等对症支持治疗方法［4］。目前中医药治疗SAP 并发ALI 受到广泛关注，其中药复方及提取物在治疗SAP、减轻ALI 方面具备明显优势。大量研究发现多条信号通路参与了SAP引起肺泡内皮细胞增殖、分化和凋亡从而导致ALI的生物学过程。本文基于SAP 并发ALI 的细胞信号通路及生物标志物，对中医药治疗SAP 并发ALI 机制研究进行进一步总结，以期为中医药治疗提供新的治疗靶点及理论依据。

1 SAP中医病因病机

中医学并无SAP 病名记载，根据其临床表现可归属于中医学“胰瘅”“脾心痛”“腹痛”等范畴，如《黄帝内经·厥病篇》“腹胀胸满，心尤痛甚，胃心痛也。厥心痛，痛如以锥针刺其心，心痛甚者，脾心痛也”。多数学者认为胆结石、饮食不洁、情志失常及外邪内侵是SAP发生的主要原因，其基本病机为湿、热、瘀、毒结于中焦，致中焦气机运行不畅，腑气不通，不通则痛。SAP病位多为少阳、阳明合病，可累及肺、脾胃、肝等多个脏腑，治疗上多采用通腑攻下、清热解毒、活血化瘀等治法。其中，“通腑”是治疗SAP的关键所在［5］。

2 中医药调控SAP并发ALI相关信号通路

通过检索近年SAP 并发ALI 相关文献发现，中医药可通过调控核转录因子-κB（NF-κB）、丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、酪氨酸蛋白激酶2（JAK2）/转录激活因子（STAT3）、核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（NLRP3）炎性小体、Notch、卷曲螺旋蛋白激酶（Rho/ROCK）等多条信号通路发挥治疗作用。其作用机制可能与减轻炎症反应、抑制氧化应激及细胞凋亡等方面有关。

2.1 NF-κB信号通路

NF-κB 信号通路是目前研究最广的经典促炎症信号通路之一。核因子κB是一种诱导型转录因子，由p50、p52、RelA（p65）、RelB 和c-Rel 5 个相关蛋白组成［6］。一般情况下NF-κB 以失活状态存在于细胞质中，但当抑制蛋白（IκB）在外界信号刺激下发生磷酸化后，对NF-κB 的抑制作用解除，NF-κB 被激活进入细胞核内，促使白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-1β（IL-1β）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等炎症因子的释放及炎症反应的发生，导致SAP 并发ALI 的发生发展［7］。大量研究表示，中医药可通过抑制NF-κB 信号通路激活，降低下游促炎因子成熟、释放，进而减轻胰腺组织及肺组织炎症反应，从而发挥对SAP 并发ALI的保护作用。

重楼皂苷Ⅶ是百合科重楼的有效成分，具有抗炎、抗菌及免疫调节等多种药理作用。万朝辉等［8］运用重楼皂苷Ⅶ干预SAP 相关ALI大鼠，结果发现，重楼皂苷Ⅶ组与模型组相比动脉血OI 明显升高，血清脂肪酶（LPS）、血清淀粉酶（AMY）水平明显降低，且IL-6、IL-1β、TNF-α 及肺组织中p-NF-κB p65（Ser536）和IκBα蛋白表达明显降低，重楼皂苷Ⅶ可抑制NF-κB 信号通路从而改善SAP 大鼠肺功能。刘冠达等［9］研究发现，金银花提取物对SAP 大鼠ALI 具有一定保护作用，其可升高SAP 大鼠的PaO2和OI，降低PaCO2；其作用机制可能与金银花提取物通过抑制NF-κB 信号通路激活，从而抑制胰腺组织及肺组织中促炎细胞因子白细胞介素-1（IL-1）、IL-6 和TNF-α 及p-IκBα、p-p65 蛋白的过度表达有关。马丹等［10］通过实验研究发现复方丹参注射液可通过激活圆柱瘤蛋白（CYLD）从而抑制NF-κB 通路活性缓解SAP 大鼠肺部炎症损伤。CYLD 是一种肿瘤抑制因子，对NF-κB 信号通路具有负调节作用。丙二醛（MDA）是监测肺组织氧化程度的一项指标，超氧化歧化酶（SOD）是一种重要的抗氧化酶，其活性可反映机体对活性氧（ROS）的清除能力，当ROS 的活化超过组织正常氧化能力范围时，可导致SOD 的表达降低，进而诱发过度的氧化应激反应，ROS 升高的同时也可诱导NF-κB 活化［11］。陈加链等［12］采用血必净注射液（红花、当归、赤芍、川芎、丹参等中药提取物）对108 例SAP 并发ALI 的患者进行随机分组治疗，结果显示观察组有效率（88.9%）明显优于对照组（70.4%），观察组SOD、MDA、PaO2及OI水平升高，TNF-α、IL-6 水平降低，血必净注射液可改善SAP 患者氧化应激状态，减轻肺损伤。综上，NF-κB信号通路已成为SAP 并发ALI 的潜在靶点，可针对其加强相关动物实验及临床研究，为研发新型靶向药物提供理论指导。

2.1.1 TLR4/NF-κB 信号通路 Toll 样受体4（TLR4）是Toll 样受体（TLRs）12 种亚型中研究最多的亚型，也是SAP炎症反应激活的关键。TLR4与脂多糖（LPS）结合，可激活NF-κB 信号通路，促使炎症因子转录、合成，进而导致过度炎症反应，形成“瀑布式效应”［13］。

荜茇明宁碱是从长胡椒科中提取的一种具有抗炎、抗氧化应激及抗癌作用的生物碱。胡谦［14］运用荜茇明宁碱对SAP 相关ALI大鼠进行干预，结果发现：荜茇明宁碱可通过抑制TLR4/NF-κB 信号通路降低髓过氧化物酶（MPO）、ROS、IL-1β 及TLR-4、IκB、P65 蛋白表达，并升高SOD 水平，从而抑制炎症反应及氧化应激反应，且荜茇明宁碱在药物剂量为10 mg/kg、成模24 h 时抑制作用最为明显。董小鹏等［15］通过实验研究发现血必净注射液对TLR4/NF-κB 信号通路具有一定的抑制作用，可下调SAP 大鼠TLR4、NF-κB 及炎症因子TNF-α 蛋白表达，从而对SAP 大鼠肺组织产生保护作用。

2.1.2 PI3K/Akt/NF-κB 信号通路 磷脂酰肌醇-3 激酶（PI3K）是一种异二聚体，蛋白激酶B（Akt）是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，是PI3K 的下游因子，当外界刺激因子作用于P13K 细胞表面时，Akt 发生磷酸化被激活生成p-Akt进入胞内，活化后的Akt可调节其下游的NFκB，从而发生细胞增殖、分化及凋亡。已有研究证实通过使用抑制剂抑制PI3K/Akt 信号通路，可降低SAP大鼠血清细胞炎症因子水平，减轻SAP 并发ALI 的病理过程［16］。

王泽普等［17］研究者们通过实验研究发现紫草素可下调SAP 大鼠PI3K、磷酸化PI3K（p-PI3K）、NF-κB表达水平，降低大鼠血清中TNF-α、IL-6 的含量，其作用机制可能与抑制肺组织PI3K/Akt/NF-κB 信号通路活化有关。胡涛等［18］通过实验发现SAP 模型组大鼠精神萎靡、呼吸急促、浅快，而橘皮苷组症状较模型组明显改善，其原因可能与橘皮苷对PI3K/Akt/NF-κB 信号通路产生抑制作用从而减轻SAP大鼠肺损伤及气道炎症状态，并可降低PI3K、NF-κB p65 mRNA及蛋白表达量有关，其中，橘皮苷用量40 mg/kg 时抑制作用最佳。

2.2 MAPK信号通路

MAPK 是丝氨酸/苏氨酸激酶家族的成员，主要包括细胞外信号调节激酶（ERK）、P38MARK 和氨基末端激酶（JNK）3 条通路，MAPK 调控着细胞的生长、分化及炎症反应等重要的生理、病理过程［19］。P38MARK是MAPK 家族中调控炎症反应最主要的成员，作为一种信号传导酶，可将细胞外信号传导至细胞内中进行基因的转录、翻译，其可促使炎症因子IL-1、IL-6、TNF-α 大量释放，这些炎症因子可增强肺内皮细胞通透性并形成肺水肿，从而加重肺损伤［20］。JNK 作为MAPK 信号通路的主要亚型之一，可通过介导炎症反应并参与细胞分化、凋亡及细胞应激等活动，参与SAP并发ALI 的疾病进程。正常情况下，JNK 存在于真核细胞胞质中，但当受到外界因子刺激后，其迅速磷酸化进入细胞核内，上调其下游的NF-κB，从而激活NFκB 信号通路释放炎症因子，而产生的炎症因子可通过炎症反应的正反馈机制再次激活NF-κB，二次加重肺损伤。ERK 是最早发现的MAPK 家族信号分子，其作用机制亦是通过调控NF-κB 通路活化从而参与SAP并发ALI的病程进展。

淫羊藿苷是淫羊藿的主要活性成分，具有抑制氧化应激及炎症反应的药理作用。谷文浩等［21］运用淫羊藿苷干预SAP 相关ALI大鼠，结果发现：淫羊藿苷可有效改善SAP 大鼠胰腺组织及肺组织病理损伤，降低胰腺淀粉酶的释放，并降低大鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α 等因子含量。其作用机制可能是淫羊藿苷可通过下调磷酸化JNK 和磷酸化NF-κB 活化表达进而抑制JNK/NF-κB 信号通路有关。余霞等［22］将96 只大鼠随机分为3 组，其中观察组大鼠给予4.8 g/kg 的柴胡清胰活血方，结果显示：观察组大鼠较模型对照组及正常对照组血清AMY、LIP、PaCO2及IL-1β、TNF-α 含量明显降低，PaO2、OI 明显升高。实验提示柴胡清胰活血方可抑制JNK/P38MAPK信号通路，并促使水通道蛋白（AQPs）表达升高，增强肺组织清除体内液体的能力。杨桂菊等［23］研究发现黄芪多糖可有效改善SAP大鼠肺组织出血、水肿及炎症细胞浸润情况，抑制p38MAPK、p-p38MAPK 的表达，降低肺组织中MPO 水平，并逆转热休克蛋白27（HSP27）的上调表达。实验表明黄芪多糖可通过p38MAPK 信号通路抑制HSP27表达，从而减轻大鼠肺组织损伤。朱晓琳等［24］运用黄芩素干预SAP 相关ALI 大鼠，结果发现黄芩素组大鼠的炎症反应、氧化应激及肺组织细胞凋亡明显减弱。其原因与黄芩素抑制p38MAPK 信号通路，降低大鼠血清IL-6、TNF-α 炎症因子含量及促凋亡蛋白Bax、pp38MAPK 的表达，并提高肺组织中SOD 及抗凋亡蛋白Bcl-2表达有关。综上所述，抑制MAPK 相关信号通路可减轻肺组织损伤及炎症反应的发生，MAPK 家族信号通路在SAP 并发ALI 的中扮演着重要的角色，可为中医药治疗SAP并发ALI提供新靶点、新思路。

2.3 JAK2/STAT3信号通路

JAK/STAT 信号通路是许多炎症细胞因子及生长因子信号转导的关键性通路，其广泛地参与了人体内细胞的增殖、分化、凋亡及免疫调节等生理病理活动。JAK 蛋白家族由JAK1、JAK2、JAK3 及络氨酸蛋白激酶2（TYK2）4 个成员组成，STAT 转录因子家族由STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STA5a、STAT5b 及STAT6 组成。其中，JAK2 与STAT3 密切相关。JAK2 广泛分布于体细胞胞浆中，是STAT3 最重要的上游蛋白，同时也是JAK2/STAT3信号通路的发起者。当JAK2被各种细胞因子激活后，随即发生自磷酸化，并为STAT3分子产生对接位点，诱导STAT3 磷酸化，磷酸化后的STAT3 以二聚体的形式从胞质易位至细胞核内进行靶基因的表达，从而完成相关细胞因子介导的信号传导过程［25］。IL-6 是一种促炎细胞因子，可选择性优先激活JAK2/STAT3 通路。SAP 可通过上调IL-6 表达导致JAK2/STAT3 信号通路激活，进一步活化细胞黏附分子-1（ICAM-1）促进NF-κB 表达，从而诱导肺损伤加重。研究［26］表明，JAK2/STAT3 信号通路的活化可广泛发生在SAP 大鼠整个胰腺组织及肺组织的炎症细胞中，在SAP 病情变化过程中，JAK2抑制剂和STAT3抑制剂可有效降低血清炎症因子水平，抑制肺组织中相关蛋白表达，从而缓解ALI。

杨舒珺［27］采用L-精氨酸腹腔注射制备SAP 相关ALI 小鼠模型，观察瑞香素对小鼠胰腺组织、肺组织及JAK2/STAT3信号通路的影响。结果发现：瑞香素组在HE 染色下的肺泡结构及免疫荧光下的肺组织切片中炎症细胞数量明显减少，肺组织中细胞凋亡程度明显减轻，且胰腺组织的间质水肿及中性粒细胞浸润也明显好转。其作用机制可能与瑞香素抑制JAK2/STAT3通路，降低小鼠血清中IL-6、TNF-α、淀粉酶、脂肪酶及MPO 的含量，并下调p-JAK2，p-STAT3 蛋白的表达有关。大黄为记载中最早用于治疗胰腺炎的中药，具有抗菌、抗炎等作用。李孝全等［28］研究发现大黄可明显降低SAP 大鼠肺泡巨噬细胞中TNF-α、NO 的水平，并抑制p-JAK2 蛋白、p-STAT3 蛋白及一氧化氮合成酶（iNOS）mRNA 的过度表达，从而促进肺泡巨噬细胞凋亡缓解肺损伤。研究表明，大黄在SAP 中的治疗作用与JAK2/STAT3通路失活密切相关。

2.4 NLRP3炎症小体相关通路

NLRP3 炎性小体是一种多蛋白炎性复合体，由NOD 样受体NLRP3、前半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1（pro-caspase-1）及凋亡相关斑点样蛋白（ASC）组成。NLRP3 炎症小体可在内外危险信号、损伤相关分子模式（DAMPs）、病原体相关分子模式（PAMPs）等刺激下被激活，如ROS、三磷酸腺苷及嘌呤能受体7（P2X7）。激活后的NLRP3 炎症小体与ASC 发生同型相互作用，并将pro-caspase-1 前体转化为活性的Caspase-1，进而促使炎症因子IL-1β 及IL-18 的成熟、释放，加重肺损伤［29］。

杨勇等［30］研究发现丹参提取物可减轻SAP 相关ALI 大鼠腹水量及肺组织病理损伤，其作用机制可能是丹参提取物通过抑制NLRP3 炎症小体通路进而抑制其所介导促炎症因子IL-6及TNF-α的释放，并下调NLRP3、Caspase-1、ASC 蛋白表达有关。另外发现，丹参提取物可降低大鼠肺组织ROS 水平，减轻大鼠氧化应激反应。姜囡［31］进行了大黄素干预SAP相关ALI大鼠NLRP3/Caspase-1 信号通路的实验研究，结果发现大黄素可抑制NLRP3/Caspase-1 通路缓解SAP 相关肺损伤，大黄素组SAP 大鼠NLRP3、Caspase-1、ASC 及IL-8、IL-1β 的蛋白及mRNA 表达明显降低，且大鼠肺组织中中性粒细胞特异性抗体Ly6G 及中性粒细胞迁移蛋白iCAM 水平均明显下降。罗亚岚［32］同样进行了大黄素对SAP相关ALI大鼠NLRP3相关信号通路影响的研究，结果显示大黄素可通过拮抗NLRP3 炎症小体上游的P2X7 受体，进而抑制NLRP3 炎症小体的活化，从而有效降低相关蛋白的表达及炎症因子的活化释放，从而减轻炎症反应，保护肺组织。

2.5 Notch信号通路

Notch信号分子是一种重要的跨膜信号受体蛋白，其胞外的4 种受体Notch（1-4）及相应配体广泛分布于肺组织中，可调节肺组织细胞增殖、分化及单核细胞、T 细胞的功能［33］。在哺乳动物体内，Hes 家族是Notch信号通路的靶向受体，其中与Hes1、Hes5 关系最为密切。Notch2可广泛作用于肺泡内皮细胞及血管内皮细胞，促进肺组织发育，Hes1 为其下游受体，当其被激活时，Hes1 表达上调，促进炎症因子释放，进而加重炎症反应［34］。

赵伟等［35］研究发现橘皮苷可通过抑制Notch 信号通路，降低大鼠免疫应激反应，从而减轻胰腺组织损伤。腹炎消是由大黄、桃仁、连翘等组成的中药复方，具有清热解毒，通里攻下、消痈散结的功效。陈玉梅等［36］进行腹炎消干预SAP 并发ALI 的实验研究，将60只造模成功的SAP 大鼠随机分为模型组、DAPT 组（Notch 通路抑制剂）、腹炎消+DAPT 组及腹炎消高、低剂量组，结果发现：腹炎消+DAPT 组在改善肺功能、淀粉酶活性及胰腺肺组织病理损伤方面明显优于其他组。推测腹炎消可抑制Notch2/Hes-1 信号通路，降低IL-6、TNF-α、ICAM-1 水平及Notch2、Hes-1 相关蛋白及mRNA 的过度表达而发挥治疗作用。Notch/Hes 信号通路与SAP 并发ALI 密切相关，但目前对于该通路相关研究较少，建议后期该领域研究者加强该通路研究。

2.6 其他信号通路

Rho/ROCK 信号通路：毛焕等［37］研究发现：柴芩双解汤能降低SAP 大鼠肺组织RHoA、ROCK2 mRNA 及蛋白表达水平，降低PaCO2、iNOS、环氧化酶（COX-2）及MPO 水平从而改善肺功能抑制氧化反应及肺组织病理损伤。其机制与抑制Rho/ROCK 信号通路有关。李淑敏等［38］研究发现：百令胶囊可通过抑制Rho/ROCK 信号通路相关蛋白及mRNA 表达，改善大鼠肺功能，降低氧化损伤。

Nrf2/ARE 信号通路：核因子E2 相关因子（Nrf2）是一种抗氧化应激的转录因子，作用于人体肺、肝等多个器官，作为抗氧化反应原件（ARE）的正调节因子，与ARE 可发挥相互作用进而促使抗氧化基因转录表达并诱导抗氧化酶产生清除肺组织中ROS 的产生，从而增强机体的抗氧化能力［39］。杨永康等［40］研究发现丹参提取物可激活Nrf2/ARE 信号通路，修复SAP 相关ALI 大鼠肺功能。表明丹参提取物可降低肺组织ROS、MDA水平，增加SOD、OI、W/D含量及Nrf2蛋白表达。

3 总结与展望

综上所述，NF-κB、MAPK、JAK2/STAT3、NLRP3炎症小体、Notch、Rho/ROCK、Nrf2/ARE 等多条信号通路均是中医药治疗SAP 并发ALI 的作用途径。中医药可通过此系列信号降低炎症反应、减轻氧化应激并抑制细胞凋亡，从而改善胰腺组织及肺组织损伤。此外发现，中医药治疗SAP 相关ALI 所涉及的信号通路彼此之间存在相互促进或抑制的关系，如在该病中PI3K/Akt 信号通路发挥作用的机制主要为Akt 激活其下游因子NF-κB，进而影响NF-κB 炎症通路。MAPK 信号通路包括的P38MAPK、JNK、ERK3 种亚型均可作用于NF-κB 信号通路而存在交叉影响。同时，大黄素、丹参提取物及垂盆草提取物等中药单体可调控多条信号通路治疗SAP 并发ALI，进一步体现了中医药多途径、多靶点的特点。

虽然中医药对SAP 并发ALI 相关信号通路已有广泛研究，但仍存在以下问题。1）目前中医药对SAP 并发ALI 的治疗多侧重于中药单体，而对于相关中医复方、针灸等中医特色治疗研究相对较少。我们应该充分利用现代技术及科研方法深入挖掘中医药资源，获取更多有效的中医治疗药物及治疗手段。2）大多数研究以动物实验为主，而相关临床研究较少，因此未对中医药治疗SAP 并发ALI 的临床研究予以总结。建议后期进行大样本、多中心的随机对照试验研究，研发适用于临床患者的新药物。3）关于中药药物毒性及远期疗效相关研究证据不足，仍需进一步探索其药代动力学变化，借助分子生物学及网络药理学等方法从多方面对中药进行研究，为开发新型药物奠定理论基础。