胡 怡,武思仙,刘 栋,张 宇∗
(1.天津中医药大学,天津 301617; 2.天津市中医药研究院附属医院,天津 300120)
银屑病是一种由多基因遗传决定、多环境因素影响的皮肤病,具有慢性、长期性、免疫性的特点[1],其全球发病率约为2% ~3%,我国发病率逐年上升[2]。当前银屑病确切病因及发病机制尚未完全阐明,主要认为与血管新生、角质形成细胞(KC) 增殖、角化不全、免疫失调等因素有关[3]。银屑病在任何年龄段均可发作,常合并其他系统异常,对患者的生活质量与身心健康造成严重影响。银屑病暂无完全治愈方法,近年来多种生物制剂已经广泛运用于临床,并取得了不错的疗效,但因其不良反应以及价格高昂等缺陷,应用尚存在一定的局限性。因此,探索不同信号通路有利于银屑病的治疗。
作为治疗银屑病的补充疗法,当代中医药的开拓创新证明了其在治疗银屑病的有效性[4]。中药单体及其有效成分、中药复方均与银屑病具有分子靶点对应关系[5]。针灸作为中医特色疗法,具有调节机体免疫细胞、免疫分子、免疫应答的作用,对银屑病的治疗起到一定的帮助[6]。中医在治疗银屑病方面积累了充足的经验,从中医药中发掘备选疗法对银屑病治疗具有重要意义。
JAK-STAT 是一条受多种生长因子和细胞因子影响的信号转导通路,由酪氨酸激酶相关受体、Janus 激酶和转录因子(STAT) 组成,参与机体细胞的凋亡、增殖、分化以及免疫调节等众多重要的生物学过程[7]。其中酪氨酸激酶受体在胞浆近膜区有特定功能区段,可与JAK 结合,当受体与配体结合后,JAK 被激活。Janus 激酶家族是一类非受体型蛋白酪氨酸激酶,包括Janus 激酶1 (JAK1)、JAK2、JAK3、酪氨酸激酶2 (TYK2)。在结构上它们有7 个同源结构域,分别为JH1 ~JH7,其中JH1 具有激酶催化功能;JH2 与激酶功能相关,但不具有直接的催化活性; JH3 ~JH7 与细胞因子受体有关。STAT 是一类胞浆蛋白,位于JAK 下游,包括 STAT1 ~ STAT4、STAT5a、STAT5b、STAT6。各种STAT 蛋白具有相同的特征性结构,其中最重要是均具有一个同源区2 (SH2)。STAT 蛋白可以通过一分子的SH2 结构域与另一分子连接形成二聚体。同时SH2 结构域也是多种STAT 抑制剂的重要靶点[8]。SOCS、PIAS 是JAK-STAT 通路中重要的调节因子,SOCS 可阻止STAT 蛋白活化,PIAS 可结合磷酸化STAT 蛋白,阻止其二聚化[9-10]。JAK 通过磷酸化来分解目标蛋白质上的酪氨酸残基,从而抑制目标蛋白的活性。当细胞膜上的细胞因子受体接受细胞外配体传递的信号后,细胞内JAK 蛋白自磷酸化形成二聚体并磷酸化STAT 蛋白导致STAT 蛋白二聚体化,移位到细胞核中,直接调节基因表达,从而影响细胞的增殖、分化和凋亡[11]。许多与皮肤病相关的细胞因子依赖于JAK-STAT 通路,包括IFN-α/β、IFN-γ、IL-6、IL-12、IL-22、IL-23 等[12]。故JAK/STAT 信号转导通路是许多皮肤病治疗的潜在靶点。
人体内细胞因子根据其受体结构及自身特点可分为Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型细胞因子主要包括IL-2 家族、IL-6 家族、IL-3 家族、IL-12 家族、造血生长因子家族等; Ⅱ型细胞因子包括IFN 家族、IL-10 家族、IL-20 家族[13-14]。JAK 根据结合受体的不同而发挥不同功能,JAK1、JAK2、TYK2 在体内广泛分布,而JAK3 仅在造血组织中特异性表达,并被IL-2 家族的细胞因子激活; JAK1 可被众多细胞因子,特别是IL-2、IL-6、Ⅱ型细胞因子激活; JAK2 对造血因子(EPO) 和激素产生特异性应答; 而TYK2 主要参与Ⅱ型细胞因子反应[15]。不同STAT 蛋白能够特定的细胞外信号激活,STAT1 对IFN 的激活具有特异性,STAT3 优先被IL-6家族细胞因子激活,STAT4 被IL-12 激活,STAT6 由IL-4激活,STAT5 由IL-2 和IL-3 家族白细胞介素、激素、造血生长因子激活等[16]。
近年来文献表明,银屑病的发生与IL-2、IL-6、IL-17、IL-23、TNF-α、IFN-γ 等细胞因子有关[17-19]。IL-2 与T 细胞、B 细胞的分化有关,可以促进KC 增殖,进而使表皮细胞过度增殖与异常分化[20]。IL-6 调控表皮和真皮细胞的生长和分化,其异常升高将导致Th17/Treg 平衡失调[21]; IL-23 可以诱导KC 增殖,促进新生血管生成,募集中性粒细胞与巨噬细胞[22]; IFN-γ 能够通过诱导KC 表达角质蛋白17,促使KC 过度增生[23]。JAK-STAT 通路虽然没有TNF-α和IL-17 的相关受体,但可以通过抑制其上游的JAK-STAT依赖细胞因子(即IL-23) 来间接抑制这些细胞因子的产生[24]。
综上所述,JAK-STAT 通路与银屑病的发生、发展密切相关。因此,JAK-STAT 通路或成为银屑病治疗的重要靶点。
3.1 中药单体、有效成分 多种中药单体或有效成分可通过调节JAK-STAT 通路参与银屑病的发生发展,主要为苷类、生物碱类,它们通过调节JAK-STAT 通路而纠正银屑病免疫失调,减轻炎症反应,进而控制病情。
厚朴酚为木脂素类化合物,提取自厚朴,具有抗炎、抗菌、抗过敏等作用[25]。蔡肇栩等[26]研究发现,厚朴酚能抑制咪喹莫特诱导银屑病小鼠血清IL-17、IL-23 水平,从而降低TNF-α、JAK/STAT (JAK2/STAT3)、NF-κB 等蛋白表达,进而对小鼠银屑病皮损具有良好的改善作用。
麻黄具有抗炎、抗菌、抗过敏等作用,可应用于多种临床疾病的治疗[27]。麻黄的主要成分为盐酸麻黄碱、盐酸伪麻黄碱、盐酸甲基麻黄碱等生物碱[28]。李艳等[29]研究发现,麻黄可降低咪喹莫特诱导银屑病小鼠血清VEGF、NO、TNF-α、IL-6 水平,抑制JAK3、p-JAK3、STAT3、p-STAT3表达,升高SOCS3 蛋白表达,改善小鼠的银屑病样症状。
雷公藤多苷提取自雷公藤,具有抗炎、免疫抑制、调节免疫等作用[30]。胡幸[31]研究发现,雷公藤多苷可降低银屑病小鼠血清TNF-α、IL-17、IL-23 水平及银屑病皮损组织JAK1、STAT3 蛋白表达,抑制JAKs-STAT 信号通路的活化,进而改善皮损炎症。
人参皂苷是人参中提取的天然化合物,具有抗炎、调节免疫作用[32]。王雾等[22]发现,人参皂苷可降低咪喹莫特诱导银屑病小鼠血清p-JAK1、p-JAK2、p-STAT3 表达,降低炎症因子IL-23、IL-17 水平,抑制JAK1/2STAT3活化。
氧化苦参碱是提取自苦参、山豆根等的活性生物碱,具有抗病毒、抗炎、免疫调节等作用[33]。王丹妮等[34]研究表明,氧化苦参碱可通过降低炎症因子TNF-α、IFN-γ、IL-6、IL-8 水平,升高SOCS1 表达来抑制JAK1、STAT3 表达,阻碍JAK/STAT 信号通路激活,进而抑制KC 增殖,调节T 淋巴细胞活化、平衡,从而达到治疗银屑病的目的。
丹皮酚是牡丹皮、徐长卿的主要有效成分,具有抗炎、抗肿瘤、代谢调节、镇痛等作用[35]。张丽雯[36]发现丹皮酚可降低咪喹莫特诱导的银屑病小鼠皮损microRNA-155、STAT3、IL-17、IL-23、IFN-γ 水平,升高SOCS1 表达,从而干预JAK/STAT 及其下游IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ 等细胞因子来发挥免疫效应。
紫草素为萘醌类化合物,提取自紫草,具有抗菌、抗炎、抗癌等作用[37]。紫草素能够通过STAT3 信号通路抑制IFN-γ 诱导的IL-17 过度分泌,并阻断JAK2/STAT3 信号通路,抑制银屑病小鼠模型皮损部位VEGF 表达,也可抑制树突状细胞分泌细胞因子IL-23,抑制Th17 特异性免疫应答,从而发挥治疗银屑病的作用[38-40]。
此外,吕瑞华等[41]发现商陆皂苷甲能有效降低银屑病模型小鼠外周血IL-17、IL-22、IL-6、TNF-α 水平。陈星宇等[42]实验发现白芍总苷可降低银屑病患者外周血IL-17、IL-22、IL-23 水平。热比姑丽·伊斯拉木等[43]研究表明土大黄提取物调节咪喹莫特诱导银屑病小鼠模型IL-23/IL-17轴。徐嘉智[44]、苏阳[45]等研究发现,洋金花提取物可抑制银屑病小鼠IL-17、TNF-α、NF-κB 等细胞因子水平,从而降低IL-23、IL-8、IL-6 水平,还可升高IL-10 水平。Di等[46]研究表明,落新妇苷能抑制咪喹莫特诱导的银屑病小鼠的Th17 细胞分化,减少IL-17 释放,削弱Th17 细胞的JAK/STAT3 信号转导。中药单体或有效成分对银屑病JAKSTAT 通路的调节作用见表1。
表1 中药单体或有效成分对银屑病JAK-STAT 通路的调节
3.2 中药复方 楮芍凉血汤、清热利湿饮、蜈蚣败毒饮等可通过JAK-STAT 通路参与银屑病的发生、发展,其功效主要包括清热、利湿、凉血、解毒、祛风、止痒等。
楮芍凉血汤由楮桃叶、白芍、黄芩、黄连、连翘、金银花、生地黄、细辛、白花蛇舌草、威灵仙组成,具有清热凉血、祛风解毒的功效[47]。王洋洋等[48]实验发现,楮芍凉血汤可降低银屑病患者JAK3、STAT3 基因及蛋白表达,从而阻断JAK/STAT 信号通路的活性,达到缓解银屑病皮损症状的目的。
复方青黛胶囊由乌梅、建曲、贯众、青黛、白鲜皮、马齿苋、酒五味子、焦山楂、土茯苓、紫草、白芷、丹参、蒲公英、粉萆薢组成,具有消斑化瘀、清热解毒、祛风止痒的功效。研究表明,复方青黛胶囊可抑制JAK3 基因表达,降低IL-2、IL-6、IL-8、IL-18、IL-17、IL-22、IL-23、IL-1β、IFN-γ 等水平,从而发挥治疗银屑病的作用[49-51]。
清热利湿饮由龙胆、当归、黄芩、土茯苓、柴胡、金银花、山栀、生地黄、牡丹皮、泽泻、车前子、甘草组成,具有清热凉血、解毒利湿、活血祛风之效[52]。研究表明,清热利湿饮可以减少炎症因子IL-6、IL-8、IL-10 等分泌,抑制JAK1、JAK2、p-STAT3 表达,从而治疗银屑病[53-54]。
蜈蚣败毒饮由土茯苓、紫草、蜈蚣、乌蛇、甘草、鬼箭羽组成,具有解毒化瘀之效。安月鹏等[55-56]研究发现,蜈蚣败毒饮可以降低银屑病小鼠模型血清及皮损中miR-155水平,升高SOCS1、Foxp3、IL-10、TGF-β 水平,抑制JAK2/STAT3 的表达,从而发挥治疗银屑病的作用。
加味凉血消风散由连翘、生地、女贞子、丹皮、白花蛇舌草、水牛角、僵蚕、地骨皮、紫荆皮、桑叶、玄参、炙甘草、旱莲草组成,具有清热凉血解毒、熄风止痒的作用,其能抑制银屑病患者外周血JAK3、STAT3 基因及蛋白表达,从而阻断JAK3/STAT3 信号通路活性; 同时可以降低抑凋亡基因及蛋白Bcl-2 表达,升高促凋亡基因及蛋白p53 表达,诱导细胞凋亡,达到治疗目的[57]。
健脾解毒汤为刘红霞教授经验方,由萆薢、连翘、茯苓、土茯苓、黄柏、苦参、炒白术、白花蛇舌草、当归、丹参、薏苡仁、甘草组成,具有健脾解毒、疏风止痒的功效[58]。刘朝霞等[59]研究发现,健脾解毒汤可降低银屑病小鼠皮损组织STAT3、STAT5 表达,抑制STAT3、STAT5 磷酸化,干扰细胞因子传导,阻止KC 的过度增殖分化和炎性反应浸润,从而发挥治疗银屑病的作用。
凉血消银颗粒剂由紫草、赤芍、白花蛇舌草、丹参、槐花、生地、白茅根、水牛角、鸡血藤、丹皮、熟地黄组成,具有清热凉血、活血化瘀的功效。研究表明,凉血消银颗粒剂可以降低银屑病模型小鼠血清TNF-α、IL-1、IL-6、IL-23 水平,升高SOCS1 表达,从而缓解银屑病症状[60]。
此外,张诚昊等[61]研究发现,山海棠合剂可降低银屑病患者外周血清IL-12、IL-23 水平。韩盈盈等[62]发现,当归饮子可降低喹莫特诱导银屑病样模型小鼠血清IL-17A、IL-23A、IL-6、IL-1β 水平。胡辉莹等[63]表明,润燥止痒胶囊可降低银屑病样皮损大鼠血清IL-6、TNF-α、IL-17 水平,升高IL-10 水平。郭斐斐等[64]研究发现,龙胆泻肝汤可降低银屑病模型大鼠血清IL-17、VEGF 水平。中药复方对银屑病JAK-STAT 通路的调节作用见表2。
表2 中药复方对银屑病JAK-STAT 通路的调节
3.3 中医外治法 体内外实验结果表明,针灸、艾灸、火针、热敏灸可通过JAK-STAT 通路参与银屑病的发生、发展,其主要具有抗炎、调节免疫的作用。
艾灸能够刺激人体的免疫系统,其温热功效能影响免疫细胞、免疫因子,改善免疫功能[65]。蒙玉娇等[66]研究发现,艾灸可以降低咪喹莫特诱导的银屑病模型小鼠血清IL-17A 水平,抑制皮损组织TNF-α、IL-1β、IL-6 mRNA 表达,提示艾灸可降低炎性因子水平,抑制炎性反应,调节免疫功能,进而促进银屑病皮损的改善。
火针具有激发经气、扶正祛瘀、通经活络的作用[67]。冯放等[68]研究发现,火针可降低咪喹莫特诱导的银屑病模型小鼠皮损组织IL-17、IL-22、TNF-αmRNA 表达,抑制p-STAT3 表达,进而抑制STAT3 通路活化,减轻炎性细胞浸润,改善银屑病皮损。
此外,陈楚等[69]研究发现,热敏灸可降低咪喹莫特诱导的银屑病模型大鼠外关穴筋膜JAK3、p-JAK3、STAT3、p-STAT3 蛋白表达。黄梅等[70]研究发现,针灸可改善寻常型银屑病患者皮损PASI 评分,降低血清IL-6、TNF-α 水平。中医外治法对银屑病JAK-STAT 通路的调节作用见表3。
表3 中医外治法对银屑病JAK-STAT 通路的调节
银屑病病因与发病机制尚未完全阐明,暂无完全治愈方法,探索不同信号通路有利于银屑病的治疗。JAK-STAT通路受多种因子影响,是治疗银屑病的新兴途径,通过调节JAK-STAT 通路各环节成分可改善相关基因表达,进而减轻银屑病症状,当前已有多种治疗银屑病的JAK 抑制剂正在进行临床试验,如托法替尼、索西替尼、itacitinib adipate等。中医药治疗银屑病具有作用广、靶点多、不良反应小等独特优势。当前,多种中药单体及有效成分、中药复方及外治疗法被证实对多种细胞因子具有直接或间接影响,可调节JAK-STAT 通路多个环节。
尽管中医药对JAK-STAT 通路治疗银屑病已开展广泛研究,但部分机制仍不明确,仍需要深入探索,为中医治疗银屑病提供更多理论支持。同时,中医药防治银屑病仍存在不足之处,如临床研究样本量少; 缺少统一的中医诊疗标准; 专家验方缺乏大数据分析等[71]。为此,应提高分析临床样本的能力,对治疗的长期疗效进行进一步研究,将实验研究逐步扩展至临床研究,建立统一的诊疗标准,促使研究成果向临床转化。