沈金峰,胡良偉,胡芳,晏子友,李云生,鐘森,朱慧萍
(1.龍巖市第一醫(yī)院,福建龍巖364000;2.江西中醫(yī)藥大學(xué),江西南昌330006;3.龍巖市中醫(yī)院,福建龍巖364000;4.溫嶺市第一人民醫(yī)院,浙江溫嶺317500)
我國(guó)慢性腎臟病的患病率約10.8%,其中約有1%的患者最終會(huì)發(fā)展為終末期腎臟病,需依靠血液透析來(lái)維持生命[1]。慢性腎臟病不僅影響人民群眾生命健康,同時(shí)給國(guó)家和社會(huì)帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),因此防治慢性腎臟病具有重要意義。中醫(yī)古籍并無(wú)慢性腎臟病的病名記載,依據(jù)其臨床表現(xiàn)可歸屬于中醫(yī)學(xué)“關(guān)格”“溺毒”等范疇。大蒜作為藥食同源植物,具有廣泛藥理學(xué)作用。《本草綱目》記載大蒜“納肛中,能通幽門(mén),治關(guān)格不通”,可用于關(guān)格病癥(慢性腎臟?。┑闹委?。隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展,大蒜及其提取物在腎臟疾病中的作用被廣泛關(guān)注和重視。大量研究表明,大蒜素具有保護(hù)腎組織及改善腎臟病并發(fā)癥的作用。以下從大蒜的作用、大蒜素的藥理作用、大蒜素在腎臟疾病中的運(yùn)用進(jìn)行綜述,以期為大蒜及其提取物治療腎臟疾病的臨床及藥理研究提供參考。
大蒜(Allium sativumL.)起源于中亞及地中海,在公元前3000年已有大蒜栽培方式的記載,人類栽種及食用大蒜至今已有五千多年的歷史。大蒜現(xiàn)已成為人們?nèi)粘I钪谐S玫氖卟思罢{(diào)味品。大蒜在中國(guó)主要產(chǎn)于山東、河南等地。大蒜作為世界性的藥食同源食物,具有廣泛的藥理作用。大蒜為百合科蔥屬植物的鱗莖,其性辛、溫,入脾、胃、肺經(jīng)?!侗静菥V目》記載大蒜:“搗汁飲,治吐血心痛。煮汁飲,治角弓反張。同鯽魚(yú)丸,治膈氣。同蛤粉丸,治水腫。同黃丹丸,治痢瘧、孕痢。同乳香丸,治腹痛。搗膏敷臍,能達(dá)下焦,消水,利大小便。貼足心,能引熱下行,治泄瀉暴痢及干濕霍亂,止衄血。納肛中,能通幽門(mén),治關(guān)格不通”??梢?jiàn)大蒜具有調(diào)節(jié)心、腎、脾等臟腑的功能?!峨S息居飲食譜》記載大蒜可“除寒濕,辟陰邪,下去暖中,消谷化肉,破惡血,攻冷積。治暴瀉,治腹痛,通關(guān)格便秘,辟穢解毒”,可見(jiàn)大蒜具有溫陽(yáng)散寒、調(diào)理脾胃腎、解毒的功效。現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)大蒜具有抗炎、抗菌、抗病原微生物、抗氧化、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等多種生物學(xué)活性[2]。
大蒜素(alicin)是一種從大蒜鱗莖中獲得的二烯丙基三硫化物(diallyl trisulfide),收錄于2015年版《中華人民共和國(guó)藥典》,其分子式為C6H9S3,結(jié)構(gòu)式為CH2=CH-CH2-S-S-S-CH2-CH=CH2。目前對(duì)大蒜素的研究較深入,發(fā)現(xiàn)其具有廣泛的藥理作用:(1)保護(hù)心血管系統(tǒng)。大蒜素具有保護(hù)心肌、降低血壓、調(diào)節(jié)血脂、預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化、抗心律失常、抑制心肌纖維化、抗心肌缺血等作用,其主要機(jī)制是通過(guò)抗炎、抗氧化、抗凋亡等方式發(fā)揮作用[3]。(2)抗腫瘤。大蒜素具有抑制食管癌、胃癌、腺樣囊性癌、肝癌、胰腺癌、結(jié)腸癌細(xì)胞、乳腺癌、黏液表皮樣癌等作用,其作用機(jī)制主要通過(guò)干預(yù)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與細(xì)胞生長(zhǎng)及促進(jìn)細(xì)胞凋亡[4]。(3)廣譜抗菌和消炎作用。大蒜素對(duì)革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽(yáng)性菌、真菌、結(jié)核桿菌、耐藥菌如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌等均有抑制作用,其主要機(jī)制是通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性抑制菌體巰基酶、損傷菌體膜系統(tǒng)、抑制菌體的生物被膜等發(fā)揮作用[5]。(4)治療內(nèi)分泌疾病如糖尿病等。大蒜素可通過(guò)促進(jìn)糖代謝、保護(hù)胰島β細(xì)胞、控制炎癥因子表達(dá)、調(diào)節(jié)胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙等途徑促進(jìn)胰島素合成與分泌,改善胰島素抵抗,從而發(fā)揮治療糖尿病的功效[6]。
近年來(lái),有關(guān)大蒜及其有效成分治療腎臟疾病的研究逐漸增加,在中國(guó)期刊網(wǎng)上分別以“大蒜”和“腎”為關(guān)鍵詞查閱文獻(xiàn),其中大蒜素抗腎臟疾病研究論文達(dá)40余篇,這些文獻(xiàn)報(bào)道了大蒜素在慢性腎臟病、糖尿病腎病、藥物性腎損傷、急性腎損傷等腎臟疾病中的作用。
3.1 大蒜素在慢性腎臟病中的作用相關(guān)數(shù)據(jù)表明,中國(guó)約有1.2億慢性腎臟病(chronic kidney disease,CKD)患者[1]。由于慢性腎臟病發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜,缺乏特效藥物,慢性腎臟病的防治被逐步重視。相關(guān)研究提示大蒜素具有保護(hù)腎臟作用。郭洋洋及其研究團(tuán)隊(duì)等[7-9]發(fā)現(xiàn)大蒜素可改善慢性腎衰大鼠腎臟組織病變并抑制細(xì)胞凋亡,增加腎組織超氧化物歧化酶(SOD)活性,降低丙二醛(MDA),從而降低大鼠血液尿素氮(BUN)、血清肌酐(SCr)、血尿酸(UA)及蛋白尿。大蒜素可能通過(guò)改善貧血、電解質(zhì)紊亂及調(diào)節(jié)血脂而對(duì)慢性腎功能衰竭(chronic renal failure,CRF)大鼠起到一定的保護(hù)作用[8]。該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)大蒜素可通過(guò)下調(diào)纖溶酶原激活物抑制劑1(PAI-1)表達(dá)及上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶1(MMP-1)表達(dá)抑制腎臟組織炎癥反應(yīng),從而改善腎臟組織病變[9]。許靜等[10]發(fā)現(xiàn)大蒜素可改善CRF大鼠腎功能及腎臟血流動(dòng)力學(xué),其機(jī)制可能與大蒜素能改善血脂水平有關(guān)。楊雅楠[11-12]的研究發(fā)現(xiàn),大蒜素可能通過(guò)減輕氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng),從而改善CRF大鼠腎功能,抑制腎臟組織病變;同時(shí)還發(fā)現(xiàn)大蒜素能有效改善CRF大鼠腎臟組織的細(xì)胞凋亡狀況,顯著上調(diào)腎臟組織Bcl-2表達(dá)、下調(diào)Bax表達(dá),顯著提高Bcl-2/Bax表達(dá)比值,降低核因子κB(NF-κB)的表達(dá)。許寧寧[13]的研究發(fā)現(xiàn),大蒜素對(duì)CRF大鼠腎臟組織具有一定的保護(hù)作用,并認(rèn)為保護(hù)腎組織的機(jī)制與抑制氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡有關(guān)。上述研究表明大蒜素可通過(guò)抗氧化應(yīng)激、抑制細(xì)胞凋亡、抗炎等機(jī)制延緩慢性腎臟病的進(jìn)展。
3.2 大蒜素在急性腎損傷中的作用急性腎損傷(acute kidney injury,AKI)是一種以腎功能急劇下降為特征的臨床綜合征,常伴隨心臟、肝臟等重要器官損傷[14]。在世界范圍內(nèi),住院人群的AKI檢出率為21%[15]。由于AKI發(fā)病機(jī)制較復(fù)雜,涉及多種細(xì)胞器、信號(hào)通路和分子相互作用,目前尚未發(fā)現(xiàn)能有效改善AKI的治療方法,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)治療AKI仍以對(duì)癥支持治療為主。腎臟缺血再灌注損傷是AKI最常見(jiàn)的機(jī)制。寧金卓等[16]的研究發(fā)現(xiàn)大蒜素可降低MDA、Bax、細(xì)胞色素C(Cyt-C)、caspase-3水平,提高SOD活性,從而減輕腎缺血再灌注損傷大鼠腎臟組織的損傷,發(fā)揮保護(hù)腎臟作用。另有研究表明,大蒜素能降低腎缺血再灌注損傷大鼠腎臟組織中Bax與Bcl-2表達(dá),顯著降低Bax/Bcl-2比值,提高SOD、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性并顯著降低MDA含量,顯著下調(diào)NF-κB蛋白表達(dá),抑制腎小球細(xì)胞凋亡,從而降低血清中BUN、SCr、UA含量,改善腎臟組織病變,保護(hù)腎臟[17-18]。
藥物性腎損害是急性腎損傷的常見(jiàn)病因,順鉑(DDP)是臨床中常用的抗腫瘤藥物,因其具有腎毒性而受到一定的使用限制[19]。研究表明,大蒜素能夠清除超氧化物陰離子等自由基,減少脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng),減輕DDP引起的氧化應(yīng)激,從而拮抗順鉑腎毒性[20]。大蒜素注射液能減輕順鉑所致的嘔吐癥狀,減輕順鉑所致的腎毒性,增強(qiáng)患者的體力狀況,提高其生活質(zhì)量[21]。另有研究表明,大蒜素可能通過(guò)降低MDA及提高SOD從而減輕順鉑所致腎毒性[22]。大蒜素不僅可以改善順鉑引起的腎損害,還能減輕甘油引起的腎損傷。研究表明,大蒜素可能通過(guò)降低MDA及提高SOD從而減輕甘油引起的腎毒性[23]。上述研究表明大蒜素對(duì)AKI的防治機(jī)制亦主要通過(guò)抗氧化應(yīng)激、抑制細(xì)胞凋亡、抗炎等途徑。
3.3 大蒜素在腎纖維化中的作用腎纖維化(renal fibrosis,RF)以炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、成纖維細(xì)胞增生、細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)沉積及正常腎臟組織被瘢痕組織所代替為主要病理學(xué)特征[24],是CKD進(jìn)展至終末期腎臟?。╡nd stage renal disease,ESRD)的病理基礎(chǔ),同時(shí)也是AKI轉(zhuǎn)向CKD的重要因素,阻止腎纖維化可抑制AKI向CKD進(jìn)展[14]。我國(guó)流行病學(xué)研究表明,每年約有300萬(wàn)的AKI成年患者住院,其中50%的患者可進(jìn)展至CKD,因此阻抑腎纖維化具有重要意義[25]。研究表明大蒜素可通過(guò)調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)、纖溶酶原激活物抑制劑(PAIs)抑制炎癥反應(yīng),從而改善腎纖維化,保護(hù)大鼠腎組織[26]。李希敏等[27]發(fā)現(xiàn)大蒜素可通過(guò)降低組織轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(TGF-β1)表達(dá),從而抑制Smad2、Smad3磷酸化,減少細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)的生成,進(jìn)而減輕大鼠的腎間質(zhì)纖維化,改善腎功能。黃燕萍等[28]發(fā)現(xiàn)大蒜素可通過(guò)降低血清腫瘤壞死因子α(TNF-α)和α平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA)水平從而抑制腎臟纖維化,減輕腎臟病理學(xué)損害,改善IgA腎病纖維化大鼠癥狀。上述研究表明大蒜素可通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)因子水平來(lái)改善炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、成纖維細(xì)胞增生、細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)沉積,從而延緩腎臟纖維化。
3.4 大蒜素在糖尿病腎病中的作用糖尿病腎病是糖尿病最常見(jiàn)和最嚴(yán)重的并發(fā)癥之一,也是導(dǎo)致糖尿病患者死亡的主要因素。糖尿病腎病目前已成為我國(guó)終末期腎臟?。‥SRD)的首要病因。因此,開(kāi)展防治糖尿病腎病藥物的研究具有重大意義。黃虹等[29-30]發(fā)現(xiàn)大蒜素可能通過(guò)抑制JAK2/STAT3信號(hào)通路活化,從而抑制高糖誘導(dǎo)的HK-2細(xì)胞分化;同時(shí)大蒜素還可以通過(guò)調(diào)節(jié)Bcl-2和Bax蛋白的表達(dá),上調(diào)Bcl-2/Bax比值,抑制高糖誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞凋亡,從而保護(hù)腎組織。大蒜素不僅可降低糖尿病大鼠腎臟組織中的氧化應(yīng)激反應(yīng)[31],還可降低糖尿病腎病大鼠腎組織TGFβ1、Ⅰ型膠原及p-ERK1/2的表達(dá),從而保護(hù)腎臟[32]。另有研究表明,大蒜素能通過(guò)降低糖尿病大鼠的血糖,改善腎功能,降低Vimentin和α-SMA的蛋白表達(dá),升高CK-18蛋白表達(dá),改善糖尿病腎間質(zhì)纖維化的病理改變[33]。另一研究[34]表明,大蒜素可能通過(guò)GLUT1/PKC途徑來(lái)延緩和抑制糖尿病腎病的發(fā)生和發(fā)展,且其效應(yīng)隨著大蒜素濃度的增高而加強(qiáng)。上述研究表明大蒜素可通過(guò)調(diào)控相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)通路,減輕炎癥,從而保護(hù)糖尿病腎病患者的腎組織。
3.5 大蒜素對(duì)腎細(xì)胞癌的作用腎細(xì)胞癌(renal cell carcinoma)是常見(jiàn)的泌尿系統(tǒng)腫瘤。腎細(xì)胞癌分子靶向治療多針對(duì)腫瘤相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)通路從而抑制腫瘤的生長(zhǎng),其靶向治療藥物目前主要有上游靶向腫瘤內(nèi)mTOR的抑制劑、中間環(huán)節(jié)靶向腫瘤細(xì)胞分泌的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A(VEGF-A)的單克隆抗體、下游靶向血管內(nèi)皮細(xì)胞受體(VEGFR/PDGFR)等酪氨酸激酶抑制劑[35]。研究表明大蒜素能通過(guò)抑制腫瘤細(xì)胞增殖、誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡、阻滯細(xì)胞于G1/S期和G2/M期而發(fā)揮抗腫瘤的作用[36]。莫金水等[37]發(fā)現(xiàn)大蒜素具有抑制人腎癌細(xì)胞株ketr-3的作用,具體作用機(jī)制目前尚不明確。研究發(fā)現(xiàn)腎癌組織中Bcl-2,VEGF和低氧誘導(dǎo)因子1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)的蛋白表達(dá)水平增高,用大蒜素治療后可下調(diào)HIF-1α蛋白水平,降低Bcl-2和VEGF的表達(dá);用大蒜素處理的RCC-9863細(xì)胞中,大蒜素可以通過(guò)抑制HIF通路,從而部分抑制人腎細(xì)胞癌的進(jìn)展[38-39]。
此外,有研究表明大蒜素可以舒張腎臟腎動(dòng)脈血流[40],對(duì)真菌性尿路感染也具有一定改善作用[41]。
隨著對(duì)大蒜素藥理作用研究的深入,大蒜素在腎臟疾病中的作用也被逐漸重視,其在防治腎臟疾病方面顯示出一定的潛力。大蒜素干預(yù)腎臟疾病的機(jī)制錯(cuò)綜復(fù)雜,并非只對(duì)某一單獨(dú)環(huán)節(jié)進(jìn)行切斷干預(yù)。目前大蒜素防治腎臟疾病的藥理作用機(jī)制已深入至分子水平。腎臟疾病往往與多器官疾病相關(guān),如心腎綜合征、尿毒癥心肌病、糖尿病心肌病等,基于大蒜素廣泛的生物活性及藥理學(xué)作用,大蒜素有望用于多器官病變的防治。然而,至目前為止,有關(guān)大蒜素治療腎臟疾病的臨床研究極少報(bào)道,這可能與大蒜素的氣味較濃、易揮發(fā)、不易保存的特點(diǎn)相關(guān),這些問(wèn)題期待今后的相關(guān)研究能解決。今后有關(guān)大蒜素的研究應(yīng)在中醫(yī)理論的指導(dǎo)下,借助現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的研究成果,深入系統(tǒng)研究大蒜素防治腎臟疾病及其并發(fā)癥的作用機(jī)制和作用環(huán)節(jié),研制出適合臨床長(zhǎng)期使用的新劑型,以期充分發(fā)揮中醫(yī)藥優(yōu)勢(shì),提高中醫(yī)藥防治疾病的療效。