中药白及在治疗慢性创面修复中的应用进展

陈 悦 郭丹丹 钱佳燕 高贝贝 翁嘉晨 曹丽敏 陈思琪 黄子慧

(南京中医药大学附属南京市中西医结合医院,南京,210014)

中图分类号:白及为兰科植物白及Bletillastriata(Thunb.)Reichb.f.的干燥块茎。性苦、甘、涩,微寒,归肺、肝、胃经,具有收敛止血、消肿生肌之效。《神农本草经》中曾提及白及可主痈肿恶疮败疽[1]。《本草汇言》云:“白及……止血、消痈之要药也……封填破损,痈肿可消,溃败可托,死肌可去,脓血可洁,有托旧生新之妙用也。”[2]现代药理学研究表明,白及含白及多糖(Bletilla Striata Polysaccharide,BSP)、联苄类、菲类、糖苷类和酯类等有效成分,且具有止血、抗炎、抗病原微生物、抗氧化、免疫调节、促进表皮生长因子增殖等作用,均对创面修复产生不同方面、不同程度的促进作用。现代临床亦常采用白及及其衍生制剂治疗外伤性溃疡、糖尿病性溃疡、烧伤性溃疡、烫伤性溃疡、结核性溃疡等疾病。可见从古至今,白及都为治疗慢性创面之要药。

慢性创面是指超过30 d未愈合或无愈合倾向的伤口,具有病程长、易复发、并发症多、治疗难度大、治疗费用高昂、致残率高等特点[3-4]。我国慢性难愈性创面患者占外科住院患者的1.5%～3.0%,发达国家慢性难愈性创面的发病率为1%～2%[5-6]。随着人口老龄化、糖尿病、周围血管疾病等发病率的增加,慢性创面的发生率、治疗难度亦在逐渐上升,给患者及社会带来巨大经济负担,给临床治疗带来了极大挑战。

在中医学并无“慢性创面”的病名,分析其病因及临床症状等要素,在中医范畴中与“慢性创面”相对应的病名大致有“溃疡”“疮疡”“席疮”“顽疮”以及“臁疮”“瘰疬”“鼠瘘”中迁延难愈者。其病因多样:外感内伤、饮食情志、痰饮瘀血、虚劳外伤等均可致病。究其病机,慢性创面的发生不外乎外邪入侵与素体本虚。外邪炽盛,有形之邪侵犯肌表,卫气不固,营气不从,局部气血经络阻滞,精微无以至,日久则肉腐成脓,甚则溃破。素体本虚,脏腑失和,气血生化乏源,气血亏则无力托毒外出、日久酿脓化腐;肌肤失养,精微物质无法到达病所鼓舞生机、推陈出新而迁延不愈。临床常见正邪交杂,气血阴阳失衡,虚、瘀、毒胶结之病患。综合分析这些病因病机,可归纳其发病机制为:邪盛正衰、脏腑失和、气虚血凝、经络不通。

目前针对慢性创面的常规治疗方式主要以治疗创面的原发疾病及影响创面愈合的伴随疾病为基础,佐以局部创面治疗。局部创面治疗多为手术修复技术或局部换药技术。其中局部中药换药可将药物直接作用于创面,发挥“扶正祛邪”的功效,促进创面局部经络、气血循行,从而达到促进血管新生、肉芽组织形成、控制炎症等目的,为创面的修复创造有利条件[7]。其疗效显著,操作简便,价格低廉,在临床上应用最为广泛。而白及凭借其用药历史悠久、临床治愈率高、用药操作简单等优势,在治疗慢性创面领域逐渐获得临床认可与广泛推广。国内外学者就其在慢性创面中的应用展开大量研究,并获得了一定成效。本文通过收集整理近年相关文献,对白及的化学成分、药理作用、临床应用进行综述,以期为其在临床慢性难愈性创面领域的进一步应用和开发提供理论基础。

1 中药白及促进慢性创面愈合的相关药理作用

创面愈合主要分为4个阶段:止血期、炎症期、增殖期和重塑期[8]。在创面修复的过程中,众多病理因素会干扰愈合,造成慢性创面,乃至慢性难愈性创面的产生。包括创面局部的血供异常、过度炎症刺激、持续创伤、反复感染,以及患者的基础疾病如糖尿病、静脉淤积、动脉闭塞等都会延缓或终止愈合进程[9]。

我们通过查阅国内外文献,对白及有关创面修复的药理作用进行总结,主要包括止血、抗炎、抗病原微生物、抗氧化反应、促表皮生长因子表达及分泌胶原蛋白等,分析发现其在创面愈合的止血期、炎症期、增殖期和重塑期都发挥相应作用,共同促进了创面微环境的改善及创面愈合。

1.1 止血作用 伤口愈合的第1阶段是止血期,有效止血可为后续的创面愈合重塑打下良好的基础。“白及涩而收,得金秋之令,故能入肺止血”,可见白及具有优异的止血功效。BSP是白及主要的有效成分之一,有学者研究发现BSP在外用时与凝血酶、立血止等比较,对肝等实质性器官出血有更好的收敛止血作用[10]。在BSP机制研究中发现BSP可能通过激活内外源性凝血系统,调节6-酮前列腺素F1α(6-keto-prostaglandin F1α,6-keto-PGF1α)和血栓素B2(Thromboxane B2,TXB2)的水平,调整机体内组织型纤溶酶原激活物(Tissue-type Plasminogen Activator,t-PA)/纤溶酶原激活物抑制物-1(Plasminogen Activator Inhibitor-1,PAI-1)比值,激活腺苷二磷酸(Adenosine Diphosphate,ADP)受体信号通路,激活嘌呤能受体P2Y1(Purinergic Receptor P2Y,P2Y1)和蛋白激酶C(Protein Kinase C,PKC)受体来促进血小板的分泌、变形和聚集,以发挥其止血功能[11-13]。

1.2 抗炎作用 炎症期和止血期几乎重叠出现。在创面愈合的早期,中性粒细胞和巨噬细胞会产生大量的炎症介质,导致炎症反应过度,而当炎症细胞、炎症介质无法正常消退或转型时,就会导致创面愈合延迟,因此抗炎在创面治疗中具有极其重要的地位。

白细胞介素6(Interleukin-6,IL-6)和肿瘤坏死因子-α(Tumor Necrosis Factor-α,TNF-α)是与炎症相关的关键细胞因子,有研究表明BSP在炎症期能够降低内毒素水平,有效控制IL-6和TNF-α等炎症介质的表达,限制炎症细胞对真皮的穿透,达到避免新生细胞、皮肤和皮下组织损伤的目的[14]。超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)为抗氧化金属酶,可作用于超氧阴离子自由基的专一歧化反应催化剂,对减轻局部炎症反应具有重要作用。而LIU等[15]在探究白及对大鼠术后腹膜粘连(Postoperative Peritoneal Adhesions,PPAs)的影响时发现BSP可提高创面组织中SOD的含量以减轻大鼠PPAs的炎症反应。此外,BSP能够双向调节炎症反应,在创面炎症初期激动炎症细胞的早期聚集,促进IL-1β和TNF-α的表达,引起炎症细胞对感染物质的变态反应,吞噬搬运坏死组织以利于再生和修复[16]。在增殖期通过调节巨噬细胞的传递和激活来减少炎症细胞向创面浸润,发挥抗炎作用[17]。

1.3 抗病原微生物作用 许多慢性伤口的形成都与细菌生物膜有关。细菌生物膜是细菌吸附于伤口表面,形成细菌的生物保护屏障,能增加细菌的防御能力和耐药性,并且释放外毒素,引起炎症,导致持续感染以至于伤口迁延难愈。糖尿病足等慢性创面的活检中有60%都发现了细菌生物膜的存在[8]。

白及对细菌、真菌、病毒等病原微生物具有抑制作用。秦亚东等[18]分析发现白及属药用植物抗菌活性成分二氢菲类、菲类、联菲类化合物能有效抑制白色念珠菌、发癣菌的产生,并对金黄色葡萄球菌有很强的杀灭效果,在对皮肤或软组织感染性疾病的治疗上发挥有效作用[19]。WANG和MENG[20]发现菲类化合物还具有很强的体内抗病毒作用,其通过减少病毒基质蛋白基因转录,在创面愈合的炎症阶段抗病原微生物方面起到很大作用。康庄等[21]发现白及凝胶体可有效提高肺外淋巴结核药物浓度,有效抑制或清除耐药结核杆菌。

1.4 抗氧化作用 创面愈合与活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)的含量息息相关,创面组织中的吞噬细胞会释放ROS,ROS发挥着杀菌、信号转导、调节炎症等作用,适量的ROS可以预防创面感染,促进创面愈合,而过量的ROS会导致氧化应激反应增加,蛋白质变性,细胞代谢异常,影响胶原蛋白合成,从而形成慢性难愈性创面[22]。因此,抗氧化对于慢性创面的愈合具有促进作用。

SONG等[23]围绕BSP提取残留液展开体外抗氧化活性研究,分析结果显示BSP提取残留液具有良好的抗氧化活性,并且有助于降低炎症指标水平,促进烧伤后的皮肤再生,显示出巨大的伤口促愈潜力。NADPH氧化酶4(NADPH Oxidase 4,NOX4)是生物体内产生ROS最为密切的一组具有氧化活性的蛋白酶复合体,孔令姗[24]发现BSP的抗氧化作用可能与阻断NOX4的上调有关。

1.5 免疫调节作用 免疫系统的功能状态在很大程度上影响着创面的愈合情况,例如中性粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞等免疫细胞能通过其抗感染、清除坏死创面组织、释放炎症介质等作用促进创面愈合。白及也具有良好的免疫调节作用。李浩宇等[25]研究发现BSP能使二氧化硅诱导的矽肺大鼠CD4+/CD8+比值逆转,调节其免疫系统。马小双等[26]发现BSP可以保护2型糖尿病小鼠免疫器官,增加小鼠脾脏和胸腺的湿重。邱红梅等[27]通过实验发现BSP可显著提升脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)诱导的小鼠B淋巴细胞增殖能力,对机体的特异性和非特异性免疫反应均有促进作用。

1.6 促进成纤维细胞和表皮生长因子的增殖 胶原蛋白是细胞附着、生长和分化的天然基质,在伤口愈合的各个阶段都具有相当关键的作用,受伤后,暴露的胶原蛋白促进血小板聚集并激活伤口相关的趋化因子,促进细胞增殖和分化。CHEN等[28]实验表明BSP可以增加细胞外基质胶原蛋白I和Ⅲ的分泌,从而促进肌腱愈合。ZHANG等[29]发现BSP在全层皮肤缺损损伤模型中可以增强小鼠皮肤成纤维细胞L929细胞的增殖和迁移,BSP显著加速了体内伤口愈合过程。

血管内皮生长因子(Vascular Endothelial Growth Factor,VEGF)和表皮生长因子(Epidermal Growth Factor,EGF)等生长因子可由多种体内细胞分泌而成,生长因子的高表达有利于新组织形成初期的血管再生和角化细胞迁移,有利于创面组织产生及上皮组织增殖。WANG等[30]发现BSP能诱导人脐血管内皮细胞增殖和VEGF的表达,分别在72 h后达到对照组的156%和147%。由此表明,白及中活性成分有促进EGF增殖及胶原合成的作用,对加快创面愈合增殖期进程及修复慢性难愈性创面有积极作用。

2 中药白及应用于慢性创面的常见外用制剂

中药白及作为创面治疗剂已有相当长的历史,现代临床上白及的药用形式十分丰富,包括白及粉、白及凝胶,以及以BSP为基础的各种敷料,均在促进创面愈合方面发挥出了巨大的作用。

2.1 白及粉 白及在临床中常加工成粉末作为止血要药应用于手术等创面,因其粉末的剂型可有利于止血,吸收创面渗出物,形成有利于创面恢复的条件。张晨[31]发现白及粉能显著增加创面组织中血小板内皮细胞黏附分子(CD31)蛋白和VEGF mRNA表达量,提高创面愈合率,其机制可能与白及中富含黏多糖,其疏松的结构能够吸收创面的分泌物,有助于缩短炎症反应时间,形成利于肉芽组织中血管新生的微环境有关。周萍[32]发现对于Ⅲ～Ⅳ期压疮的患者使用白及-三七粉可有效减少创面渗出物并加速创面愈合。姬庆平等[33]在烧烫伤或整形患者的供皮区术中应用白及粉,其出血量大大减少,且能降低患者的疼痛感。

2.2 复方中药制剂

2.2.1 白竭散 白竭散是中医验方,由白及和龙血竭组成,常用于治疗肛肠科术后创面经久难愈。现代临床研究表明白竭散能促进创面局部血管形成,减轻炎症反应,从而显著提高创面愈合率。白竭散通过增加创面VEGF、CD31及第Ⅷ因子关联抗原血管性血友病因子(von Willebrand Factor,vWF)的蛋白表达;促进毛细血管新生;提高创面愈合速度[34]。杨明[35]发现白竭散能抑制局部创面组织中TNF-α和IL-6的表达,起到减轻创面炎症反应的作用。李明月[36]通过实验证实了白竭散能促进创面胶原蛋白的表达,减少肛瘘术后瘢痕的形成,并提高愈合质量。

2.2.2 复方五凤草液 复方五凤草液是我科经验方,由白及、猫爪草、五凤草组成。课题组前期实验证实了其可有效控制创面结核杆菌数量,提高创面肉芽组织转化生长因子-β(Transforming Growth Factor-β,TGF-β)的表达,促进角质蛋白细胞释放VEGF因子,刺激血管生长因子的表达,从而促进结核性创面的愈合[37]。其机制可能与促进Ml巨噬细胞表型指标Arg-1表达、抑制M2巨噬细胞表型指标iNOS的过度表达,调控Ml、M2巨噬细胞平衡,降低CXC趋化因子的表达水平有关[38-39]。

2.3 BSP相关的复合材料

BSP的多元结构使其具有良好的溶胀能力和水蒸气透射能力,可以去除多余的渗出物,且具有优异的止血消炎抑菌特性、良好的生物相容性和透气性[14]。对外,避免了因外界细菌感染而造成的二次损伤;对内,有利于形成一个适宜创面愈合的流体环境,加快创面愈合的速度,提高创面愈合质量,促进内皮细胞黏附与贴壁生长。因此,以BSP为基础的敷料在临床上被广泛开发和推广。

2.3.1 凝胶制剂 LUO等[40]用高碘酸盐氧化二醛白及多糖制备出的水凝胶具有吸收创口液体和补充干燥伤口水分的双向调节功能,在体内实验中表现出良好的抗炎和促愈作用。赵宁等[41]以BSP为基质材料制备的O/W型乳胶剂能促进药物在皮肤上的分散以及皮肤的水合程度。王斯韬等[42]制备的BSP水凝胶具有良好的经皮促渗透和创口愈合作用。王晓等[43]发现白及胶能促进创面肉芽组织形成、毛细血管新生和胶原纤维的生成,有效促进创面愈合。王布雷[44]制备的BSP水凝胶可有效抵御创面细菌感染、降低炎症反应、缩短伤口愈合时间,其机制可能与凝胶促进巨噬细胞向M2型极化,降低炎症介质TNF-α和IL-6的表达水平,提高抑炎因子IL-10和生长因子TGF-β1的分泌,促进成纤维细胞增殖有关。

王俊杰等[45]发现对临床Ⅰ、Ⅱ期压疮患者使用BSP水凝胶能显著改善压疮症状,可有效控制感染,改善创面微环境,使创面始终处于利于组织生长、愈合的湿润环境中,加速愈合。雷霆等[46]研究结果表明白及胶可以促进糖尿病溃疡的创面肉芽组织生长,加速局部修复愈合。

2.3.2 白及创面敷料 BSP可与其他药用高分子材料通过物理共混的方式制备成医药止血敷料。有研究表明,将壳聚糖(Chitosan,CS)、海藻酸钠、海藻酸钙以及BSP采用物理共混方式制备的新型辅料材料能够促进伤口快速愈合,并具有良好的生物相容性[47]。黄黎明等[48]发现复方白及涂膜剂可明显缩短深Ⅱ度和Ⅲ度局部皮肤烧烫伤大鼠模型的创面结痂天数和脱痂时间,其机制可能与BSP能降低LPS、Toll样受体4(Toll-like Receptor 4,TLR4)和相关致炎细胞因子的表达有关[49]。LUO等[14]通过体内实验发现使用BSP的组比对照组提前3 d完成创面闭合,并且可以加快疤痕脱落的速度。DING等[50]制备的白及复合敷料,其上层为壳聚糖-银纳米颗粒,起到抑制伤口细菌感染的作用,下层为壳聚糖和BSP,起到促进细胞增殖的作用,促进创面愈合。

2.3.3 纳米载体材料 BSP还可以作为难溶性药物的纳米载体材料应用于制剂领域,表现出作为载体材料的优良性能。王晓等[43]研究显示BSP作为外源性重组人表皮生长因子载体,能起到抗炎,促进创面新生毛细血管和胶原纤维形成,使细胞增殖能力增强,缩短伤口愈合时间的作用。DING等[50]通过修饰BSP,使其对巨噬细胞产生核酸的亲和力,以其作为载体,可以起到抗炎和治疗免疫系统疾病的作用。

2.3.4 白及止血海绵 王巍等[51]制备的白及止血海绵是一种优良的可吸收性止血材料,对大鼠断尾出血模型具有显著的止血作用。陈俊可[52]制备了BSP修饰的氧化石墨烯复合海绵(Bletilla Striata Polysaccharide Graphene Oxide Composite Sponge,BGCS),实验表明BGCS具有良好的止血效果,其凝血机制可能与刺激血小板、诱导红细胞聚集、加速纤维蛋白形成有关。雷霆等[46]制备的三七/白及胶海绵可有效降低糖尿病足溃疡(Diabetic Foot Ulcers,DFU)模型大鼠溃疡创面组织的炎症细胞浸润,促进胶原纤维沉积、毛细血管和肉芽组织生长,其作用机制可能与Wnt/β-连环素(β-catenin)通路中β-catenin、Rspo3的mRNA表达上调和糖原合成酶激酶-3β(Glycogen Synthase Kinase-3β,GSK-3β)mRNA表达的下调相关。

2.3.5 白及成膜材料 BSP可与海藻酸钠、甲基纤维素钠、聚乙烯醇、甲壳胺等药用高分子材料复配制备新型复合膜,起到灵活控制药物的释放速度,根据临床需要达到缓释和速释的目的[53]。黎国梓和冯彰建[54]将甲基纤维素钠和白及胶制备成双层膜,具有速释的止痛消炎作用。李源[55]制备的BSP和CS的复合膜可起到抗氧化和抗菌的作用。

3 讨论

中药白及是一味具有丰富药理活性的天然药物,在创面修复领域具有极高的研究潜力,值得广大研究人员和临床工作者进行进一步的开发应用[56-57]。目前有关白及在创面治疗中的研究多为临床试验,且主要考察患者使用白及相关制剂的治愈情况,但是白及的化学成分复杂,药理活性多样,目前学者们研究较多的仍是BSP,并未对白及的其余化学单体成分进行深入的有关促进创面愈合的研究,今后应扩大研究白及在创面治疗中的其他药理活性,将药理活性研究从总提取物转向各种化学单体的研究,进而发现一些新的活性成分,探究白及是否能解决慢性创面的其他关键难题。

另外,对于白及新型敷料的开发仍有广大前景,通过查阅大量文献发现目前对于BSP敷料的开发仍偏重于其止血作用以及良好的吸附功能,BSP一些其余的生物活性尚未被开发用于制备具有相关功能的生物材料,如抗氧化应激、抗衰老活性等,这一部分的药理活性仍然具有巨大的开发应用价值。此外,对于白及应用于伤口敷料的研究也只涉及表面制造工艺,药物的体内生物利用度和最佳治疗效果的性能——药效评价还有待更加深入的研究。我们认为无论是BSP与新型生物材料开发,还是白及分子水平机制研究,都有可能成为日后白及研究的热点。

综上所述,未来应加大对中药白及在创面修复方面的研究与开发,并将新型材料与中药白及相结合,发挥中药多靶点、多层次的优势,开创未来中医药在慢性创面治疗领域的新篇章。

利益冲突声明:无。