張曉華 趙 霞(南京中醫(yī)藥大學(xué),江蘇 南京 210029)
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·綜述·
小兒哮喘中醫(yī)復(fù)方研究的現(xiàn)狀及與藥物遺傳學(xué)的相關(guān)性探討*
張曉華趙霞△
(南京中醫(yī)藥大學(xué),江蘇 南京 210029)
隨著全球氣候環(huán)境的變化,支氣管哮喘的發(fā)病率和病死率有增不減,是世界范圍內(nèi)的難題,嚴重威脅人類的健康。研究哮喘的發(fā)病機制和診治策略也是一個被廣泛關(guān)注和亟待解決的問題。辨證施治、配伍用藥、方證相關(guān)等原則是中醫(yī)用藥的精髓,在完備的理論下化裁出治療方藥,經(jīng)過幾千年臨床治療的驗證,其療效是毋庸置疑的。然而,中藥復(fù)方成分的復(fù)雜,給本身藥效的評價及藥理的闡釋帶來一定的困難,阻礙了中醫(yī)藥的發(fā)展和推廣運用,藥理遺傳學(xué)是一門新興的學(xué)科,與中醫(yī)的理念相吻合,是揭示復(fù)方作用機理的比較理想的思維方式和方法。
哮喘中藥復(fù)方基因藥物遺傳學(xué)
從古至今,中醫(yī)學(xué)對哮喘有諸多記載,可見哮喘是一種古老的疾病,而且是常見多發(fā)病,小兒哮喘是人類哮喘的早發(fā)階段,防治不當(dāng)將會嚴重影響兒童的生長發(fā)育及身心健康,因此,把握住小兒哮喘防治關(guān)意義重大。小兒哮喘發(fā)作時應(yīng)祛痰降氣平喘,攻邪治標(biāo);未發(fā)作時圖其本固,治當(dāng)益肺健脾補腎,預(yù)防哮喘的復(fù)發(fā),所謂正氣存內(nèi),邪不可干。發(fā)作時分辨寒熱虛實而隨證施治;緩解期調(diào)整臟腑功能,去除生痰之因,標(biāo)本兼治[1]。中醫(yī)辨證治療哮喘,其理清晰,其法得當(dāng),但中藥治療哮喘藥效評價及藥理作用存在的問題限制了中醫(yī)藥的推廣運用。恰當(dāng)精準的中藥藥效評價及藥理研究需緊跟當(dāng)代生命科學(xué)的發(fā)展步伐,繼承并發(fā)揚中醫(yī)藥的特色優(yōu)勢,是中醫(yī)藥邁向世界的關(guān)鍵因素。
基于對哮喘疾病的發(fā)病認識,圍繞其發(fā)病機理對中藥復(fù)方進行藥效評價及藥理的研究,是現(xiàn)代復(fù)方研究的主流思路。
1.1抑制炎細胞浸潤,降低炎性介質(zhì)的作用氣道的慢性炎癥被認為是哮喘的本質(zhì),因此,抑制炎細胞的浸潤,降低炎性介質(zhì)是中藥干預(yù)的主要作用靶點。
哮喘風(fēng)寒束肺,治當(dāng)溫肺散寒,化痰定喘,以溫肺化飲的小青龍湯加減,現(xiàn)代藥理學(xué)研究[2]提示小青龍湯具有抗炎止咳平喘作用,療效確切。楊紅等系統(tǒng)評價小青龍湯治療哮喘的隨機對照試驗(RCT)文獻,結(jié)果提示緩解哮喘患者氣道炎癥等是小青龍湯顯效的藥理學(xué)作用機制之一[3]。外感風(fēng)熱等病邪引起的熱性哮喘,可選用辛涼宣泄平喘的麻杏石甘湯加減治療,有研究顯示麻杏石甘湯能使哮喘大鼠氣道炎細胞包括嗜酸性粒細胞、淋巴細胞和中性粒細胞的浸潤減少,以及氣道平滑肌的增生減低[4];IgE在哮喘小鼠中的表達量通常高于正常小鼠,麻杏石甘湯能有效降低IgE在哮喘小鼠支氣管肺泡灌洗液(BALF)中的表達量;分泌型免疫球蛋白A(SIgA)是呼吸道的防御屏障,對入侵呼吸道的微生物有清除作用,增加呼吸道黏膜SIgA的水平,有助于增強呼吸道的黏膜功能,麻杏石甘湯能增加哮喘小鼠呼吸道低含量的SIgA水平;單核細胞趨化蛋白3(MCP-3)是一種單核/巨噬細胞趨化因子,嗜酸性粒細胞趨化蛋白(Eotaxin)是嗜酸性粒細胞特異性趨化因子,募集炎癥細胞到達氣道,引起氣道的慢性炎癥,麻杏甘石湯可以降低它們在肺組織的濃度,起到抑制肺部慢性炎癥的作用,由此推斷麻杏石甘湯在緩解哮喘小鼠氣道炎癥方面具有良好療效[5]。
1.2對TH1/TH2細胞亞群的作用TH1型細胞在體內(nèi)免疫過程中能釋放對哮喘患兒具有保護作用的細胞因子,如白介素(IL)-2、干擾素-γ(IFN-γ)、腫瘤壞死因子-β(TNF-β)、IL-3等;Th2型細胞的作用則相反,該細胞分泌的細胞因子 (如IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IL-13等)通過影響T細胞的分化,進而參與到氣道的慢性炎癥形成及哮喘的發(fā)病。哮喘急性發(fā)作時,Th2型免疫反應(yīng)異常增強,Th1型免疫反應(yīng)則減弱。
在哮喘的分子生物學(xué)發(fā)病機制中,不同類型細胞因子的變化,反映的是Th1/Th2的變化。羅丹東、郅琳等應(yīng)用不同的哮喘模型,觀察小青龍湯治療哮喘的作用,測定BALF中炎性細胞總數(shù)及嗜酸性粒細胞數(shù)目,IL-4和IFN-γ水平變化,結(jié)果顯示小青龍湯組BALF中炎細胞的數(shù)目顯著下降,IL-4水平下降,IFN-γ水平上升,增強了Th1型反應(yīng),削弱了Th2型反應(yīng)[6-7]。射干麻黃湯治療哮喘的作用機制之一是提高IFN-γ/IL-4比例,逆轉(zhuǎn)失衡的Th1/Th2比值[8]。韓鳳芹通過測定BALF中IFN-γ、IL-13的濃度變化,評價麻杏石甘湯治療哮喘小鼠的療效,實驗結(jié)果顯示,麻杏石甘湯組小鼠BALF中IFN-γ的濃度高于模型組[9];IL-13作為Th2細胞的一個關(guān)鍵細胞因子,參與哮喘的氣道炎癥與氣道重塑,可能成為哮喘治療的靶標(biāo)[10],而麻杏石甘湯組BALF中IL-13水平同樣低于模型組,該研究結(jié)果提示麻杏石甘湯治療哮喘的機制可能是通過調(diào)節(jié)Th1/Th2細胞亞群而發(fā)揮治療作用。王慧珠等研究玉屏風(fēng)介導(dǎo)哮喘的治療,同樣是通過作用于IL-4,從而間接抑制了Th2型細胞免疫應(yīng)答[11]。
1.3從基因水平的研究哮喘是由遺傳因素和環(huán)境因素共同作用導(dǎo)致的一種復(fù)雜性疾病,基因?qū)ο淖饔迷絹碓揭鹑藗兊年P(guān)注。
陳清閣等研究在OVA刺激后的哮喘小鼠模型中,小青龍湯選擇性上調(diào)磷酸酶基因,下調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶-9,推測其可能是小青龍湯治療哮喘的機制之一,固本防哮飲是全國著名兒科專家江育仁教授經(jīng)驗方,臨床運用多年,研究表明該復(fù)方臨床應(yīng)用安全、有效[12]。黃爭光研究了固本防哮飲對哮喘易感基因ORMDL3的影響,發(fā)現(xiàn)固本防哮飲能下調(diào)ORMDL3的表達,推測其可能為固本防哮飲的藥物作用機制之一[13]。
基于以上哮喘的研究現(xiàn)狀,復(fù)方的藥理研究主要是從哮喘的表型、免疫學(xué)發(fā)病機制、分子生物角度去闡釋的,從基因水平的研究還只是少數(shù),但是哮喘的遺傳因素越來越受關(guān)注,并從遺傳角度研究藥理也初露端倪。
近年來,運用全基因組關(guān)聯(lián)研究技術(shù),一些哮喘易感基因的發(fā)現(xiàn),擴大了我們對哮喘普遍和獨特的生物通路的理解,深化了對哮喘復(fù)雜的發(fā)病機理的認識。
2007年,Moffatt等利用哮喘全基因組關(guān)聯(lián)研究,首次報道血清類黏蛋白1樣蛋白(ORMDL3)與哮喘的易感性密切相關(guān)[14]。有研究顯示ORMDL3誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激狀態(tài)下的未折疊蛋白反應(yīng),是哮喘炎癥反應(yīng)的內(nèi)源性誘因[15]。2008年,Ober等用歷史悠久的歐洲哈特族作為研究對象,測定了全基因組的50000個單核苷酸多態(tài)性的基因型,據(jù)此完成基因構(gòu)圖[16]。他們發(fā)現(xiàn)編碼YKL-40的基因CHI3L1的一個啟動子SNP(-131CC)不僅與血清YKL-40的水平有關(guān),而且與哮喘及肺功能具有相關(guān)性。李基明等檢測兒童外周血YKL-40水平,總IgE水平和嗜酸性粒細胞比例結(jié)果顯示哮喘患兒與健康兒童相比,血清YKL-40的水平顯著升高,推斷其可作為初步診斷兒童哮喘的分子標(biāo)記物[17]。目前認為IL-33是一種雙功能蛋白,一是發(fā)揮促炎細胞因子的作用,與IL-1相關(guān)受體蛋白ST2結(jié)合,誘導(dǎo)TH2相關(guān)的細胞因子IL-4、IL-5、IL-13產(chǎn)生;二是作為核因子,具有轉(zhuǎn)錄監(jiān)管屬性,在無刺激時,IL-33居于細胞核內(nèi),當(dāng)有感染或者損傷時,IL-33釋放到細胞質(zhì)參與到Toll樣受體信號通路、NF-κB信號通路,在各種傳染病和炎性疾病的損害時扮演重要的角色。IL-33還可以耦合IL-1RL1對不同類型的炎細胞產(chǎn)生影響[18-24]。
但是,哮喘的某些易感基因無法重復(fù),其原因可能與種族、地域或者環(huán)境因素相關(guān),內(nèi)因與外因相互影響,進而增強或者減弱哮喘癥狀的發(fā)生發(fā)展。新的哮喘易感基因的發(fā)現(xiàn)表明哮喘發(fā)病可能是由許多基因微效作用所引起,而不是少數(shù)幾個基因的強作用結(jié)果[25]。這可能需要使用系統(tǒng)生物學(xué)的方法對基因相互作用的網(wǎng)絡(luò)進行深入分析。
在抗哮喘治療的臨床療效中,高的個體差異和低的個體內(nèi)變異表明遺傳是決定藥物反應(yīng)的重要因素,為遺傳藥理學(xué)的研究提供理論基礎(chǔ),繼而挖掘遺傳因素對藥效學(xué)和藥動學(xué)的影響[26]。該學(xué)科融合了臨床醫(yī)學(xué)、藥物治療學(xué)、臨床藥理學(xué)、分子生物學(xué)和遺傳學(xué)等多個學(xué)科的內(nèi)容,更加科學(xué)的指導(dǎo)臨床醫(yī)生執(zhí)行醫(yī)療決策。借助于藥物遺傳學(xué)研究,我們有可能找到適合于特定人群或個體的藥物或藥物的組合,準確預(yù)測療效,預(yù)防不良反應(yīng),從而實現(xiàn)基因水平的個體化治療[27]。西醫(yī)治療哮喘的藥物中,β2-腎上腺素受體(ADRB2)基因的突變使患者對β2受體激動劑的治療反應(yīng)不同,白三烯C4合成酶(LTC4S)、5-脂氧合酶(Alox5)基因的多態(tài)性使白三烯調(diào)節(jié)劑對部分患者無明顯療效,糖皮質(zhì)激素受體基因(NR3C1)多態(tài)性是臨床患兒對糖皮質(zhì)激素耐藥的緣由[28]。從遺傳角度研究藥物的治療反應(yīng)越來越受到人們的重視。
西醫(yī)遺傳藥理學(xué)關(guān)注機體遺傳變異如何影響患者藥物反應(yīng),進而指導(dǎo)個體化用藥。而個體化醫(yī)療與中醫(yī)的辨證論治不謀而合,中醫(yī)治療疾病強調(diào)因人、因地、因時制宜。與西藥相比,中藥復(fù)方用藥是中醫(yī)臨床治病的特色與靈魂。中藥復(fù)方組方技術(shù)即中藥復(fù)方配伍規(guī)律是指導(dǎo)遣方用藥的命脈。與西藥相比,中藥為具有自然界原生物體遺傳信息的多成分有機整體,在初生、次生代謝酶系,特別是CYP450家庭酶的作用下合成,進入人體內(nèi)能被人體以CYP450家庭酶為主的酶系按“網(wǎng)通虹勢”規(guī)律代謝,并與人體內(nèi)的初生代謝酶系(受體)按作用定律產(chǎn)生“反治互補”的藥理效應(yīng),體現(xiàn)多重遺傳譜學(xué)性特點。以“網(wǎng)通虹勢”多重遺傳譜學(xué)為主線;以“數(shù)理特征化”為表達語言;以系統(tǒng)動物指標(biāo)與數(shù)學(xué)建模,有效成分辨別技術(shù)為核心研究內(nèi)容;以信息優(yōu)化處理軟件及數(shù)據(jù)庫建設(shè)為輔助手段,以獲取最優(yōu)有效成分群組合形式為歸縮,建立基于單味中藥有效成分群基礎(chǔ)上的中藥復(fù)方組方技術(shù)研究平臺。微觀用生物遺傳多態(tài)性規(guī)律研究方法研究中藥多成分在人體的“網(wǎng)通虹勢”代謝及多重遺傳譜動效作用的特征規(guī)律-生物體間多重遺傳譜效動力學(xué)規(guī)律,宏觀用多元正態(tài)分布函數(shù)構(gòu)建多味中藥與人體疾病證候的多元正態(tài)效應(yīng)函數(shù)模型,全面揭示中藥復(fù)方的藥理作用機制[29-30]。由于目前中藥材分子生物學(xué)研究薄弱,要完整從微觀角度闡明中藥材的遺傳多態(tài)性和道地性時機還不成熟,但可以利用人體遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、生物數(shù)學(xué)、藥物動力學(xué)研究成果以及生物物理學(xué)原理,先從人體藥物代謝與受體及基因多態(tài)性對中藥多成分代謝與效應(yīng)差異性研究入手。
中藥復(fù)方藥效的發(fā)揮是錯綜復(fù)雜的機制,客觀地講,應(yīng)用現(xiàn)代的科學(xué)手段是能夠揭示中藥復(fù)方的作用機制的,關(guān)鍵是怎樣才能全面準確地揭示[31]。研究復(fù)方發(fā)揮作用的基礎(chǔ)是對一個疾病的發(fā)病有深度的認識,哮喘以及哮喘相關(guān)的性狀充分說明哮喘是一個復(fù)雜的疾病,其發(fā)病與遺傳和環(huán)境密切相關(guān)。如果哮喘易感基因是致病序列,接近疾病的起源,追溯疾病的源頭,再尋找下游影響哮喘發(fā)病的因素,整合導(dǎo)致疾病的各種因素,有助于闡明對疾病發(fā)生、發(fā)展及嚴重性起重要作用的生物學(xué)通路。遺傳藥理學(xué)為哮喘的治療指明方向,從而為哮喘的臨床用藥提供全面有效的指導(dǎo)思路。全基因組關(guān)聯(lián)技術(shù)是挖掘易感基因的重要方法,加以合理運用,將會對哮喘的發(fā)病、遺傳藥理學(xué)有更多的幫助。有效建立藥物遺傳學(xué)與中藥復(fù)方的相關(guān)性,利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段,結(jié)合現(xiàn)代分子學(xué)發(fā)病機理,探討中醫(yī)藥對支氣管哮喘多環(huán)節(jié)、多因子介導(dǎo)的慢性變應(yīng)性炎癥的影響,系統(tǒng)研究中醫(yī)藥治療哮喘療效機制,中醫(yī)的辨證論治與整體調(diào)理有其優(yōu)勢,依據(jù)科學(xué)研究結(jié)論進行醫(yī)療決策,提高中醫(yī)藥治療哮喘的認可度。
[1]趙霞.小兒哮喘中醫(yī)診療指南[J].中醫(yī)兒科雜志,2008,4 (3):4-6.
[2]張保國,劉慶芳.小青龍湯現(xiàn)代研究與新用[J].中成藥,2012,34(2):340-344.
[3]楊紅,劉建平,李宇航,等.小青龍湯治療哮喘隨機對照試驗的系統(tǒng)評價[J].北京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報:中醫(yī)臨床版,2008,15(1):25-29.
[4]虞琳.麻杏石甘湯對哮喘大鼠氣道上皮 STAT6和黏蛋白表達的調(diào)控[J].醫(yī)學(xué)研究雜志,2014,43(5):40-44.
[5]韓鳳芹.麻杏石甘湯對哮喘模型小鼠支氣管黏膜和肺組織免疫的影響[J].時珍國醫(yī)國藥,2012,23(6):1398-1399.
[6]羅丹東.小青龍湯對小鼠支氣管哮喘模型氣道炎癥及細胞因子的影響[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進展,2010,10(4):655-657.
[7]郅琳,胡久略.小青龍湯對支氣管哮喘小鼠肺泡灌洗液中炎性細胞及IL-4,IFN-γ水平的影響[J].中國實驗方劑學(xué)雜志,2012,18(21):265-267.
[8]趙紅,王長海,魏亞強.射干麻黃湯對哮喘大鼠氣道炎癥及外周血Th1/Th2平衡的影響[J].中國中醫(yī)急癥,2010,19 (3):466-468.
[9]韓鳳芹.麻杏石甘湯對哮喘小鼠模型肺功能和Th1/Th2細胞因子失衡的影響[J].湖北中醫(yī)雜志,2012,34(1):64-66.
[10]Jennifer L.IL-13 in asthma and allergic disease:Asthma phenotypes and targeted therapies[J].J Allergy Clin Immunol,2012,130(4):829-842.
[11]王慧珠.玉屏風(fēng)散抗OVA致小鼠過敏性哮喘的作用研究[J].中國中藥雜志,2013,38(7):1052-1055.
[12]陳清閣.小青龍湯對支氣管哮喘小鼠磷酸酶基因和基質(zhì)金屬蛋白酶-9的作用[J].上海醫(yī)學(xué),2011,34(9):692-695.
[13]黃爭光.固本防哮飲對哮喘易感基因ORMDL3的調(diào)控作用[J].中華中醫(yī)藥雜志,2014,29(7):2318-2321.
[14]Miriam F,Moffatt.Genetic variants regulating ORMDL3 expression contribute to the risk of childhood asthma[J].Nature,2007,448(26):470-473.
[15]Gerard Cantero-Recasens.The asthma-associated ORMDL3 gene product regulates endoplasmic reticulum-mediated calcium signaling and cellular stress[J].Human Molecular Genetics,2010,19(1):111-121.
[16]Carole Ober,Zheng Tan,Ying Sun,et al.Effect of variation in CHI3L1 on serum YKL-40 level,risk of asthma,and lung function[J].NewEnglandJournalofMedicine,2008,358(16):1682-1691.
[17]李基明.CHI3L1基因單核苷酸多態(tài)性與兒童哮喘易感性的相關(guān)性研究[J].中國當(dāng)代兒科雜志,2015,17(2):144-148
[18]Virginie Carriere.IL-33,the IL-1-like cytokine ligand for ST2 receptor,is a chromatin-associated nuclear factor in vivo[J].PNAS,2007,104:282-287.
[19]Rahim Farahani,Roya Sherkat.Cytokines(interleukin-9,IL-17,IL-22,IL-25 and IL-33)and asthma[J/OL].Advanced Biomedical Research,2014[2014-5-28]http://www. ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4063088/.
[20]Foo Y Liew.Disease-associated functions of IL-33:the new kid in the IL-1 family[J].Nature,2010,10:103-110.
[21]Rahul Kakkar.The IL-33/ST2 pathway:therapeutic target and novel biomarker[J].Nature,2008,7:827-840.
[22]Tjota MY,Hrusch CL.Signaling through FcRγ-associated receptors on dendritic cells drives IL-33-dependent Th2-type responses[J].The Journal of Allergy and Clinical Immunolo-gy,2014,134(3):706-713.
[23]Jang TY,Kim YH.Interleukin-33 and mast cells bridge innate and adaptive immunity:from the allergologist's perspective[J].International Neurourology Journal,2015,19(3):142-150.
[24]Molly D Smithgall.IL-33 amplifies both Th1-and Th2-type responses through its activity on human basophils,allergenreactive Th2 cells,iNKT and NK Cells[J].International Immunology,2008,20:1019-1030.
[25]李飛.支氣管哮喘遺傳學(xué)的研究進展與展望[J].中華哮喘雜志,2010,4(4):282-287.
[26]Stacey M Miller,Victor E Ortega.Pharmacogenetics and the development of personalized approaches for combination therapy in asthma[J].Current Allergy and Asthma Reports,2013, 13(5):443-452.
[27]劉春濤.藥物遺傳學(xué)與支氣管哮喘治療的未來[J].中國哮喘,2008,2(2):89-91.
[28]朱琳,鄧婕,宋洪濤.抗哮喘藥的藥物基因組學(xué)研究進展[J].中國醫(yī)院藥學(xué)雜志,2011,31(10):856-859.
[29]賀福元.中藥有效成分群組方技術(shù)研究若干基礎(chǔ)瓶頸問題及數(shù)理特征化思路的提出[J].中藥材,2009,32(1):1-7.
[30]賀福元.中藥復(fù)方對人體作用本質(zhì):“網(wǎng)通虹勢”的多重遺傳譜效動力學(xué)[J].中國實驗方劑學(xué)雜志,2011,17(2):240-247.
[31]王雁梅.中藥復(fù)方藥理學(xué)研究思考[J].時珍國醫(yī)國藥,2009,20(8):2096-2097.
R725.6
A
1004-745X(2016)05-0854-04
10.3969/j.issn.1004-745X.2016.05.031
國家自然科學(xué)基金項目(81473723)
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2015-12-01)