中药单体减轻对乙酰氨基酚诱导肝损伤的研究

陈 玲，龚先琼

（1.福建中医药大学，福建 福州 351012；2.福建中医药大学附属厦门中医院肝病中心，福建 厦门 361009）

对乙酰氨基酚（acetaminophen，APAP）是一种世界范围内广泛使用的解热镇痛药，在治疗剂量内是安全的，过量使用可导致严重的肝损伤。APAP 是一种剂量依赖型肝损伤药物，APAP 过量是西方国家药物性肝损伤最常见的原因，半数以上急性肝衰竭病例是由APAP 过量引起的[1]。N-乙酰半胱氨酸（Nacetylcysteine，NAC）是目前唯一临床上被批准的治疗APAP 中毒的解毒剂，其通过促进谷胱甘肽（glutathione，GSH）合成发挥作用，可将APAP 过量的死亡率降低20%～28%[2]。但是NAC 发挥作用较为局限，其有效性仅限于早期阶段，且对干预的时间有严格要求，所以寻找新的治疗方法或药物成为迫切的需要。中药作为天然药物，具有治疗范围广，毒副反应小等优势，为治疗药物性肝损伤提供了新的思路，本文将对中药单体减轻APAP 诱导肝损伤的相关研究作一综述。

1 APAP 在肝内转化成有毒的代谢产物

APAP 进入肝脏后，90%在UDP-葡糖醛酸基转移酶和硫酸基转移酶的催化作用下经葡糖醛酸化和硫酸化途径形成无毒代谢物，后经胆道和肾脏排出体外，10%的药物在细胞色素P450 酶，特别是CYP2E1 的作用下，转化为一种能与巯基结合的高毒性的反应性中间体N-乙酰基-对-苯醌亚胺（NAcetyl-p-benzoquinone imine，NAPQI）。正常情况下，NAPQI 可以与GSH 结合而被解毒[3]。随着APAP 过量，葡萄糖醛酸化和硫酸化途径变得饱和，产生过量的NAPQI，消耗GSH 储备，导致NAPQI 积累，通过半胱氨酸残基与线粒体蛋白发生共价结合形成APAP 蛋白加合物[4]。APAP 诱导的肝毒性是由NAPQI直接引起的，但随后的基因调控会加重肝脏毒性，涉及代谢障碍、氧化应激和炎症反应调节等多个途径。

2 APAP 诱发肝损伤的作用机制

2.1 线粒体的结构和功能损伤 线粒体是真核生物进行氧化代谢产生能量的场所，也是APAP 代谢场所，NAPQI 的作用位点。过量的NAPQI 与线粒体膜蛋白共价结合形成的蛋白加合物，破坏了线粒体膜结构，使线粒体膜通透性增加及电位改变，干扰线粒体电子传递链，导致电子从线粒体逃逸。同时，NAPQI 也可以与ATP 合酶α 亚基结合抑制ATP 合成。另一方面，GSH 的耗竭使线粒体内氧化机制失衡，产生大量活性氧（reactive oxygen species，ROS）、氧化线粒体DNA（mitochondria DNA，mtDNA），进一步激活人体免疫系统释放核酸内切酶G（endonuclease G，Endo G），并转移至核内使DNA 碎片化[5，6]。最终使线粒体结构和功能破坏共同导致细胞的坏死。

2.2 氧化应激 研究表明[4]，APAP 引起的肝损伤与c-jun N 末端蛋白激酶（c-JunN-terminalproteinkinase，JNK）的持续激活，并移位至线粒体放大线粒体的氧化应激机制密切相关。来自电子传递链的逃逸电子与氧反应形成超氧阴离子（O2-），进一步歧化生成H2O2，或与NO 发生反应形成过氧亚硝基，是一种强氧化剂，H2O2和过氧亚硝酸盐的过量均可能使抗氧化防御系统崩溃。另一方面，H2O2可启动凋亡信号调节激酶1 的自我激活，进而激活JNK，p-JNK 易位至线粒体并与SH3 同源相关的BTK 结合蛋白结合使其磷酸化，这种相互作用导致线粒体内Src 失活，导致电子传递链功能障碍，导致ROS 释放，后者通过上游丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activatedproteinkinases，MAPK）途径再次激活JNK，JNK 的持续激活放大线粒体活性氧，形成一个自我维持的激活环[7，8]。

2.3 炎症反应 急性炎症反应是“二次打击”过程中第二次打击发生的原因，Toll-样受体（toll-like receptors，TLRs）是触发APAP 晚期肝毒性的直接因素，其在激活先天免疫系统中起着主导作用[9]。TLR是损伤相关分子模式（damage-associated molecular patterns，DAMPs）的重要调节因子，能够识别组织损伤过程中的应激或死亡细胞释放。研究表明[10]，在APAP 引发的肝损伤中，Toll-样受体4（toll-like receptors 4，TLR4）表达增加，激活核因子（NF-κB）信号传导途径，进而促进NF-κB 通路介导的炎症因子和炎症介质（TNF-α、IL-1β 和IL-6）的产生，最终导致肝损害加重。

2.4 内质网应激及细胞凋亡 内质网应激是APAP引发肝损伤过程中的晚期效应，张谢等[11]的研究表明，APAP 过量代谢产生的有毒物质，可以提高内质网应激信号通路相关蛋白GRP78、PDI 等表达，并提高半胱天冬酶3（Caspase3）的活性，激发内质网应激和细胞凋亡。细胞凋亡是急性肝功能衰竭的主要原因，APAP 可以上调促凋亡蛋白Bax 表达，下调抗凋亡蛋白Bcl-2 的表达，Bax 在细胞凋亡过程中转移到线粒体，通过释放细胞色素c 使线粒体膜通透性改变诱导细胞凋亡[10，12]。

3 减轻APAP 诱导肝损伤的中药单体分类

3.1 苷类化合物

3.1.1 人参 味甘、微苦，有大补元气、补脾益肺、养血生津、安神益智的功效。其主要活性成分人参皂苷（Ginsenoside，GS）具有抗肿瘤、抗疲劳、抗氧化、降糖等作用。在APAP 诱导的小鼠急性肝损伤动物模型实验中，与APAP 模型组相比，人参皂苷Rg5（GRg5）预处理可以显著抑制APAP 引起的肝细胞坏死、炎性细胞浸润和凋亡等肝损伤，并可增加Bal-2蛋白表达，降低Bax 蛋白表达，表明G-Rg5 可能通过抑制细胞凋亡发挥抗APAP 诱导的肝毒性的肝脏保护作用[13]。在APAP 诱导急性肝损伤的体外实验中，Ning C 等[14]发现人参皂苷Rg1（G-Rg1）通过激活核转运因子（nuclear transport factor 2，Nrf2）信号通路发挥抗氧化作用，经G-Rg1 处理后，增加了Nrf2 的蛋白表达水平，Nrf2 转移到细胞核并与抗氧化反应原件（antioxidant response element，ARE）结合，上调其下游的抗氧化基因表达，包括GCLC、GCLM、NQO1 和HO-1 等，减少氧化损伤。故人参皂苷可通过抑制细胞凋亡或激活Nrf2 信号通路抗氧化发挥肝脏保护作用。

3.1.2 红景天 味甘，有健脾益气、清肺止咳等功效。其主要活性成分红景天苷（salidroside，SALD）具有抗炎、抗氧化、调节免疫等多种药理作用。在C57BL/6 小鼠的体外实验模型中，Western blot 结果提示APAP 模型组Kelch 样环氧氯丙烷相关蛋白1（Kelch-like ECH-associated protein1，Keap1）及Nrf2蛋白表达水平降低，进而抑制其下游抗氧化酶HO-1、NQO1 和GCLC 蛋白表达，破坏线粒体氧化应激机制，诱导肝损伤，而SALD 治疗组中上述蛋白表达水平显著升高，表明SALD 可能通过调控Keap1-Nrf2 信号通路发挥抗氧化作用来保护APAP 诱导的肝损伤[15]。正常情况下，Nrf2 与Keap1 偶联存在于细胞质中，当Nrf2 被激活进入细胞核，与ARE 结合而调节其下游基因表达，实现抗氧化能力[16]，表明红景天苷可能是通过调控Keap1-Nrf2 信号通路减轻APAP 诱导的肝损伤。

3.1.3 栀子 味苦，有泻火除烦，清热利湿等功效。栀子苷（geniposide，GP）是从栀子果实中提取的一种环烯醚萜苷，具有抗炎的作用。Yang S 等[17]实验结果表明，GP 预处理可显著抑制TLR4 表达和NF-κB 激活，减轻TNF-α 和IL-1β 的释放，从而证明，GP 可通过抑制TLR4/NF-κB 信号通路，有效保护肝细胞免受APAP 肝毒性作用。

3.1.4 桔梗 味苦、辛，有宣肺、祛痰等功效。桔梗皂苷（platycodon grandiflorum saponins，PGS）使其主要活性成分，具有抗肿瘤、抗炎的作用。在APAP 诱导小鼠急性肝损伤模型中，一方面，PGS 通过抑制NFκB 的mRNA 及蛋白表达，有效减少TNF-α、IL-1β的分泌；另一方面，PGS 激活AMPK，使磷脂酰肌醇激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）磷酸化，从而抑制Caspase3 的活性，降低凋亡级联反应，证实了PGS通过激活AMPK/PI3K/Akt 信号通路和抑制NF-κB信号通路保护肝脏[18]。

3.2 多糖类化合物

3.2.1 桑葚 味甘、酸，有补肝益肾等功效。其提取物桑葚总多糖（MFP）具有抗炎的作用。研究表明，MFP剂量依赖性的改善了APAP 诱导的HepG2 细胞死亡；免疫印迹分析表明，相对于模型组，MFP 可明显升高抗氧化酶HO-1 和G6PD 的蛋白表达。同时下调NF-κB 通路中NF-κB p65 蛋白表达水平，抑制其下游炎症因子TNF-α，IL-1β 和IL-6 的转录，说明MFP 可以通过NF-κB 信号通路减轻APAP 诱导的肝脏毒性[19]。

3.2.2 茯苓 味甘、淡，有健脾行气、利水渗湿的功效。主要活性成分茯苓多糖具有降糖、降压等作用。在产前对乙酰氨基酚（300 mg/kg）诱导肝损伤胎鼠模型中观察到，与模型组相比，经茯苓多糖给药后胎鼠肝细胞内成纤维细胞生长因子21（FGF21）浓度明显升高，有促进细胞增殖、修复的作用；另一方面，蛋白激酶B（AKT）磷酸化水平升高，抑制激活半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶系（caspases），证实茯苓多糖通过激活AKT 通路抗细胞凋亡[20]。

3.2.3 五味子 味酸、甘，有收敛固涩、补肾宁心等功效。其提取物五味子多糖（schisandra chinensis polysaccharide，SCP）具有抗氧化的作用。车金营等[21]研究表明，SCP 可以抑制JNK 磷酸化，降低GSH 的消耗水平；同时下调Bax、caspase-3 蛋白表达及升高Bcl-2 蛋白表达，证实SCP 通过调控JNK 信号通路及抑制细胞凋亡相关信号通路发挥肝保护作用。王瑶等[22]通过比较SCP 和五味子的另一种主要活性成分木脂素（SCL）对APAP 诱导小鼠急性肝损伤的保护作用，结果发现在APAP 模型中SCP 的治疗效果更显著，主要通过调节Nrf2-NO-1 抗氧化通路，提高血清中相关酶（SOD、GST、HO-1）的含量发挥肝保护作用。综上，五味子多糖可以通过抑制细胞凋亡通路或调控Nrf2-NO-1 抗氧化通路减轻APAP诱导的急性肝损伤。

3.2.4 当归 味辛，有补血活血、调经止痛的功效。其提取物当归多糖（angelica sinensis polysaccharide，ASP）具有抗氧化的作用。Cao P 等[23]发现，在体内实验中，H＆E 染色显示ASP 减少了暴露于过量APAP的大鼠肝细胞的变性和细胞质空泡化的数量，在体外试验中，ASP 显著提高了暴露于过量APAP 的大鼠原代肝细胞的存活率；进一步研究表明ASP 可增加GSH 含量，提高Bcl-2 蛋白表达和下调caspase-3、Bax 蛋白表达，提示ASP 通过改善氧化应激和抑制细胞凋亡相关信号通路减轻肝脏损伤。

3.3 其他类化合物

3.3.1 黄芩 味苦，有清热燥湿，泻火解毒的功效。其主要活性成分包括黄芩苷和黄芩素，具有抗氧化、护肝的作用[24]。Shi L 等[25]研究表明，黄芩苷和黄芩素可调节Nrf2 的激活，并增加其下游抗氧化基因的表达，同时也可诱导细胞外调节蛋白激酶（ERK）1/2 和蛋白激酶C（PKC）的持续磷酸化，而ERK1/2 和PKC都是调节黄芩苷或黄芩素激活Nrf2 的关键，从而证明黄芩苷和黄芩素通过调节Nrf2 信号通路减轻APAP 诱导的肝毒性。

3.3.2 厚朴 味苦、辛，有燥湿消痰、下气除满的功效。其主要活性成分和厚朴酚（honokiol，HO）具有抗氧化的作用。Yu FL 等[26]研究表明，HO 可以促进Nrf2及其靶酶如GCLC，GCLM 和GST 的活化，引起GSH的表达上调，说明HO 通过激活Nrf2 信号通路减轻APAP 诱导的肝损伤。

3.3.3 荷叶 味苦，清暑化湿，升发清阳，凉血止血的功效，其提取物荷叶总生物碱（total alkaloids from lotus leaves，TAL）具有抗氧化作用。在APAP 诱导小鼠急性肝损伤模型中，与对照组相比，TAL 可以下调肝组织中TNF-α、IL-1β、IL-6 等炎症因子的含量，提高肝组织中SOD、CAT、GSH-Px 等抗氧化酶的活性，表明TAL 可能通过提高机体抗氧化能力和激活AMPK/Nrf2 通路减轻APAP 诱发的急性肝损伤[27]。

4 总结

对乙酰氨基酚是目前引起药物性肝损伤最常见的药物之一，而NAC 作为唯一被批准的用于APAP过量的解毒剂，作用比较局限，其有效性仅限于早期阶段。随着中药药理研究的不断深入，中药治疗药物性肝损伤已显现出多种优势。但由于中药的多组分、多靶点及协同作用，未来在研究中药减轻APAP 诱导肝损伤的具体分子机制仍具有极大的挑战性，需要进一步明确中药的每种单体的作用，以及各种单体之间的相互作用或协同作用。探讨中药单体治疗APAP 诱导肝损伤具有现实意义，相信会成为未来研究的潜在热点。