药食同源类中药治疗骨髓抑制的用药规律及潜在机制分析

高一乔，张一鑫，杨玉叶，魏召巍

(新乡医学院药学院药物分析学教研室,河南 新乡 453003)

化学治疗是肿瘤的主要治疗手段之一,但化学治疗类药物在杀死肿瘤细胞的同时,也会对正常细胞造成损伤,诱发多种不良反应,如骨髓抑制、胃肠道反应、肝肾毒性、周围神经毒性等,其中以骨髓抑制最为常见。临床数据表明,在化学治疗过程中,约80%患者会出现不同程度的骨髓抑制,主要表现为造血功能障碍,进而诱发免疫功能下降、感染等症状[1],严重影响肿瘤患者的治愈率及生活质量。随着中西医结合在肿瘤治疗领域的发展,中药已被证明是防治骨髓抑制的安全、有效手段[2-3]。口服类中药组方作为一种辅助疗法,虽然在多类肿瘤化学治疗过程中展现出增效减毒的独特优势[4],但仍存在患者用药依从性差、难以坚持服用等临床实际困难。药食同源在我国历史悠久,早在《黄帝内经太素》便有记载:“空腹食之为食物,患者食之为药物”。药食同源类中药(medicinal and edible herbs,MEHs)多具有平和温润、简便惠民、营养丰富、安全性高等特点,更适于化学治疗不良反应的预防及治疗,但因其缺少基础理论研究支持,以致临床难以推广和规范管理[5]。近年来,随着大众养生保健意识的不断提高,MEHs及其理念越来越频繁地出现在大众视野[6],并于2021年正式进入了依法管理阶段[7]。然而,目前尚未有文献对MEHs治疗骨髓抑制进行系统性分析。因此,本研究基于国家卫生健康委员会公布的《按照传统既是食品又是中药材的物质目录管理规定》[8],结合文献数据库检索并整理了2011-2023年国内外公开发表的MEHs治疗骨髓抑制的临床文献,通过数据分析,归纳MEHs治疗骨髓抑制的用药规律,总结其潜在作用机制,以期为MEHs的临床选方用药及作用机制研究提供参考。

1 资料与方法

1.1 处方来源

采用主题词加关键词的检索方式,在Web of science、中国知网、万方数据知识服务平台、维普中文期刊、中国生物医学文献等数据库中检索2011-2023年有关中药治疗骨髓抑制的文献报道,检索词包括化学治疗、骨髓抑制、中医、中药、辨证论治等。

1.2 文献纳入标准

(1)符合上述检索范围;(2)中药内服方缓解化学治疗后骨髓抑制(肿瘤类别不限);(3)处方完整且仅为内服用法,并删去随症加减;(4)处方中包含药食同源名单记载药物;(5)有固定药物组成;(6)研究结果表明中药处方对化学治疗所致骨髓抑制有明确的治疗药效。

1.3 文献排除标准

(1)只有处方名或组方中药不完整的文献;(2)研究对象为中成药、用药途径非口服的文献;(3)处方中不包括药食同源名单记载药物的文献;(4)重复文献(重复研究的文献:同一作者、同一处方发表2篇或以上文章的,取发表时间在前的一篇)、综述、科普、访谈类、个案报道、动物实验类等文献。

1.4 数据规范化处理

参考《中药学》[9]、2020年版《中华人民共和国药典》[10]中药名称进行规范,如当归尾、当归身统一为当归等。

1.5 方剂录入与统计学分析

按照纳入、排除标准筛选出符合要求的文献,经整理将方内药物依次录入Excel表,得到文献中各味中药的总体报道次数(中药总频数)及某一味中药的报道次数(单味中药用药频数),同时筛选得到MEHs的总体报道次数(MEHs总频数)及某一味MEHs的报道次数(单味MEHs用药频数)。根据单味MEHs用药频数结果,利用IBM SPSS Statistics 25软件中“组间联接结合二元测量”的方法对排名前20的MEHs进行系统聚类分析,得到谱系图后总结归纳得到核心药物组合。同时,利用SPSS Modeler 18.0统计软件的Apriori算法功能进行关联分析,计算得到MEHs用药组合的最佳支持度(某中药组合出现的次数与所有中药组合出现总次数的比值×100%)、置信度(固定君药时,某佐使中药出现的概率)以及提升度(君药对某佐使中药出现概率提升的倍数),并以支持度>30%、置信度≥80%、提升度≥1倍为筛选条件[11],得到治疗骨髓抑制的常见MEHs组合。

将所纳入文献引用格式统一为Refworks格式后,导入CiteSpace软件,以每篇纳入文献的发表年份、所报道中药作为“Node”,进行可视化分析,构建药食同源类中药频数共现谱图,以不同颜色区分文献发表年份,连接线表示各中药间配伍关系。

2 结果

2.1 文献基本情况

按照所述检索方式,共检索到1 127篇文献。根据纳入、排除标准最终纳入文献123篇,处方123组,涉及中药170味,其中MEHs 38味,分别为:黄芪、当归、茯苓、党参、炙甘草、甘草、枸杞子、黄精、阿胶、人参、山药、大枣、鸡内金、麦芽、薏苡仁、姜、砂仁、山茱萸、山楂、杜仲、肉苁蓉、灵芝、鱼腥草、西洋参、桔梗、西红花、益智仁、铁皮石斛、桃仁、龙眼肉、藿香、玉竹、夏枯草、莱菔子、姜黄、佛手、酸枣仁、百合。

2.2 所纳入处方中药及MEHs频数分析

对上述123组方剂内中药的用药频数进行统计,得到中药总频数为1 422,MEHs总频数为640。其中用药频数排前10位的中药分别为:黄芪(101次)、当归(79次)、茯苓(67次)、白术(62次)、党参(61次)、鸡血藤(50次)、熟地黄(47次)、炙甘草(37次)、甘草(33次)、白芍(31次)。用药频数排前10位的MEHs分别为:黄芪(101次)、当归(79次)、茯苓(67次)、党参(61次)、炙甘草(37次)、甘草(33次)、枸杞子(31次)、黄精(30次)、阿胶(26次)、人参(17次)。二者使用频次排序靠前的均为黄芪、当归、茯苓、党参等,可见,MEHs在治疗化学药物所致骨髓抑制方面具有较为明显的优势及应用前景。

2.3 MEHs药性聚类分析

对MEHs频数统计前20位的中药进行聚类分析(图1),共得到5类核心药组,按照其中药药性及功效命名,分别为:补中益气组(大枣、姜、当归、炙甘草)、健脾祛湿组(茯苓、党参、甘草、薏苡仁)、益气固肾组(山茱萸、杜仲、山药、人参)、补肾健脾组(枸杞子、黄精、黄芪)和运脾化积组(麦芽、山楂、阿胶、鸡内金、砂仁)。

图1 MEHs聚类分析树状图

2.4 MEHs关联分析

按照所述统计分析方法,筛选出5组常见MEHs组合(支持度大小排名前5),结果见表1。5组常见治疗化学药物所致骨髓抑制的MEHs组合中,黄芪均作为君药,与其配伍的佐使药物及出现概率分别为当归(88.61%)、茯苓(80.00%)、茯苓-当归(86.36%)、党参-茯苓(81.40%)、党参-当归(85.71%)。

表1 MEHs关联分析

2.5 MEHs年度频数共现分析

利用CiteSpace软件对纳入文献所报道的MEHs进行年度频数共现可视化分析,结果显示,近10 a来,黄芪、当归、地黄、鸡血藤、白术、党参、甘草、茯苓、白芍等MEHs始终为化学治疗所致骨髓抑制中药防治研究领域的热点,且不同中药之间谱线连接密集、配伍复杂,难以直观发现关键配伍信息及配伍规律(图2)。因此,有必要对相关研究进行整体性归纳,梳理研究脉络,为后续研究提供参考。

图2 MEHs频数共现谱图

3 讨论

通过对纳入文献的归纳总结,MEHs抗化学治疗所致骨髓抑制的潜在机制主要涉及促进造血干细胞(hematopoietic stem cells,HSCs)增殖、延缓HSCs衰老等。

3.1 MEHs促进HSCs增殖

3.1.1 MEHs调控造血相关因子表达

肖彬等[12]研究发现,黄芪多糖能够刺激人粒单系祖细胞集落形成单位的生成,促进骨髓造血。ZHANG等[13]研究证实,黄芪中的芒柄花素可通过诱导促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)的分泌来增强骨髓造血功能,缓解由环磷酰胺引起的贫血症状。黄芪皂苷可通过升高血清白细胞介素(interleukin,IL)-2、IL-4水平以及降低血清IL-6水平来改善化学治疗引起的骨髓抑制[14]。此外,黄芪甲苷及毛蕊异黄酮配伍可上调EPO、IL-4、转化生长因子-β等相关细胞因子的表达,促进化学治疗所致骨髓抑制小鼠骨髓干细胞的增殖[15]。张磊[16]研究发现,枸杞多糖可通过降低骨髓微环境中活性氧水平、促进骨髓单个核细胞表面黏附分子的表达来保护HSCs免受氧化损伤,降低HSCs凋亡,并促进其增殖。有研究指出,怀山药提取物可通过提高骨髓造血微环境中基质金属蛋白酶(matrix metalloprotein,MMP)-2和MMP-9的表达,促进骨髓有核细胞增殖,修复化学治疗所致骨髓造血微环境损伤,进而促进血液生成[17]。叶婷婷[18]研究发现,人参皂苷Rg2可通过调控Cd74、Igkc等骨髓淋巴系相关谱系基因表达,维持造血微环境稳态并促进骨髓造血功能恢复。ZHU等[19]通过动物实验发现,灵芝多糖可增加骨髓抑制小鼠血清中IL-1β、IL-6、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、粒细胞集落刺激因子和γ-干扰素(interferon-γ,IFN-γ)的表达水平,刺激造血生长因子分泌,改善造血微环境,增强HSCs活性;CHEN等[20]研究发现,姜黄素可上调骨髓中乳腺癌1号基因(breast cancer 1,BRCA1)、BRCA2和切除修复交叉互补基因1的表达,激活骨髓造血细胞DNA修复,减弱卡铂诱导的骨髓抑制。

3.1.2 MEHs对酪氨酸蛋白激酶2(janus kinase 2,JAK2)/信号转导及转录活化因子 5(signal transducer and activator of transcription 5,STAT5)信号通路的影响

李秀等[21]研究发现,黄芪多糖能够促进骨髓非受体型JAK2及STAT5 mRNA的表达,激活JAK2/STAT5信号通路,促进红系细胞增殖分化成熟,提高骨髓细胞增殖率。崔运浩等[15]研究证实,黄芪中的黄芪甲苷及毛蕊异黄酮能够促进JAK2和STAT5的磷酸化修饰蛋白表达,下调细胞因子信号通路抑制因子3 mRNA表达,从而激活JAK2/STAT5信号通路,促进骨髓造血功能的修复;进一步实验发现,黄芪甲苷及毛蕊异黄酮可通过上调细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)4水平,提高G1/S-特异性周期蛋白-D1 mRNA的表达,降低半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶(cysteinyl aspartate specific proteinase,caspase)-3水平,促进化学治疗后骨髓抑制小鼠骨髓干细胞的增殖和分化。同时,黄芪甲苷也可促进转录因子GATA 结合蛋白 1(GATA binding protein 1 gene,GATA1)的表达[22],为骨髓干细胞红系分化发育创造条件。

3.1.3 MEHs对磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylin-ositol-3-kinase,PI3K)/蛋白激酶 B(protein kinase B,AKT)信号通路的影响

孔惠敏等[23]研究发现,当归多糖可通过Toll 样受体 4(Toll-like receptor 4,TLR4)激活PI3K/AKT信号通路,降低细胞线粒体膜电位去极化和caspase-3活性,减少造血细胞凋亡;ZHANG等[24]研究发现,复方阿胶浆中的地黄苷等3种单体成分能够通过细胞外基质受体相互作用改善骨髓微环境,调节细胞内PI3K/AKT信号通路,促进骨髓HSCs增殖;朱志健等[25]使用黄芪甲苷配伍阿魏酸干预顺铂诱导的骨髓抑制大鼠模型,结果发现,其能够激活PI3K/AKT信号通路,促进骨髓间充质干细胞的增殖并降低其凋亡。崔运浩等[26-27]研究发现,黄芪多糖及当归多糖合用能够通过介导PI3K/AKT信号通路,上调pPI3K、pAKT和GATA1蛋白的表达,促进骨髓干细胞的增殖与分化。

3.1.4 MEHs对丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)及相关信号通路的影响

许卓[28]研究发现,黄芪多糖联用当归多糖可升高血小板生成素和IL-2表达、下调IFN-γ水平,进而激活大鼠MAPK信号通路,促进骨髓造血细胞增殖。HAN等[29]研究发现,人参皂苷化合物能通过丝裂原活化细胞外信号调控的激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)信号通路调控细胞凋亡,促进细胞进入正常的细胞周期。ZHAO等[30]研究发现,灵芝多糖可与巨噬细胞上Toll样受体4受体结合,激活ERK和应激活化蛋白激酶,诱导IL-1表达,进而缓解化学治疗引起的骨髓抑制。

3.2 MEHs干预HSCs衰老相关信号通路

3.2.1 MEHs对β-连环蛋白(β-catenin)信号通路的影响

研究发现,当归多糖能够通过调节β-catenin信号通路,下调β-catenin、磷酸化糖原合成酶激酶-3β、T细胞因子-4蛋白的表达,上调糖原合成酶激酶-3β蛋白表达,抑制HSCs过度衰老,同时下调叉头框蛋白O1的表达水平,减少化学治疗药物所诱导的HSCs凋亡[31-32]。此外,人参皂苷Rg1也可通过调控该信号通路并阻碍氧化应激介导下的DNA损伤[33-34],从而延缓造血干/祖细胞及骨髓间充质细胞的衰老。

3.2.2 MEHs对核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)信号通路的影响

研究发现,人参皂苷Rg1可通过调节 NF-κB信号通路中相关蛋白如沉默信息调节因子(silent information regulator,SIRT)1、SIRT6等,发挥对该信号通路的调控作用[35-37];阿胶中的地黄苷[38]等成分也可通过调控该信号通路延缓造血干细胞的衰老。

3.2.3 MEHs对肿瘤蛋白53(tumor protein 53,p53)/细胞周期蛋白依赖性激酶抑制蛋白(cell cycle-dependent kinase inhibitor,p21)信号通路的影响

有研究证明,当归多糖[39]、党参多糖[40]及人参皂苷Rg1[41-42]可通过改善衰老造血干细胞的周期阻滞,降低p53-p21信号通路中细胞周期相关因子如p21、p53及细胞周期蛋白依赖性激酶4/6(cyclin-dependent kinase 4/6,CDK4/6)等蛋白的表达水平,缓解HSCs的衰老。

3.2.4 MEHs对B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)/Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bax)信号通路的影响

崔运浩[22]研究证实,黄芪中的黄芪甲苷及毛蕊异黄酮能够上调抗细胞凋亡因子Bcl-2和Bcl-2基因相关启动子mRNA的表达;另一研究中也发现,黄芪多糖与当归多糖可通过促进Bcl-2 mRNA表达、降低Bax和caspase-9 mRNA表达,发挥对造血细胞凋亡的调控作用[27]。此外,HAN等[29]、李义波等[40]同样证实了党参多糖及人参皂苷能够通过调控Bcl-2/Bax信号通路来减少HSCs的凋亡。

4 结论

目前,“药从食来,食具药功,药具食性”等药食同源观点日渐兴盛。MEHs不仅可以平稳发挥其药效,同时兼具良好口感和适应性,在缓解骨髓抑制等慢性疾病的辅助治疗中具有明显优势。本文经统计分析发现,临床MEHs缓解化学治疗所致骨髓抑制的相关报道主要集中在黄芪与当归、茯苓、党参等药味的配伍组合,并通过促进造血干细胞增殖、延缓造血干细胞衰老等机制发挥药效。因此,后续可将上述MEHs组合作为切入点,从质量控制、物质基础、作用机制等多个角度进一步开展系统性研究,深入开发MEHs在治疗骨髓抑制等疾病中的功效及临床应用价值。