抗肝纤维化药物及柴胡抗肝纤维化作用研究进展

2013-04-16 10:32彭红英江西南华医药有限公司南昌330006
江西中医药 2013年12期
关键词:抗肝星状胞外基质

★ 彭红英 (江西南华医药有限公司 南昌330006)

肝纤维化(hepatic fibrosis,HF)是指肝细胞发生坏死及炎症刺激时,肝脏中胶原蛋白等细胞外基质(extra cellular matrix,ECM)的增生与降解失去平衡,导致肝脏内纤维结缔组织异常沉积的病理过程。轻者称为纤维化,重者伴有肝小叶结构改建、假小叶及结节形成,称为肝硬化[1]。

肝纤维化是慢性肝病发展到肝硬化的必经阶段,已有大量研究表明,肝纤维化在去除损伤因素后是可以逆转的[2],而肝硬化则基本为不可逆,因此,早期肝纤维化的防治研究具有特别重要的意义。

1 肝纤维化的发生机制

目前的研究认为肝星状细胞(hepatic stellate cell,HSC)激活是肝纤维化过程的中心环节,激活的肝星状细胞(HSC)是产生细胞外基质(ECM)并造成肝纤维化(HF)的主要因素[3]。当各种损伤因素(肝炎病毒、乙醇、药物与毒物、血吸虫、代谢和遗传、胆汁淤积、自身免疫性肝病等)作用于肝脏,受损肝细胞通过产生并释放氧自由基、脂质过氧化物、蛋白酶、细胞因子和生长因子等,直接或间接地损害邻近的肝脏细胞[4],并引起肝Kupffer 细胞、肝窦内皮细胞、血小板和肝细胞分泌多种细胞因子,包括血小板衍生生长因子(PDGF)、转化生长因子β(TGF-β)、肿瘤坏死因子α(TNF -α)、干扰素C(C -NT)、IGF(胰岛素样生长因子)、内皮素-1(ET -1)、连接蛋白和促有丝分裂原,这些细胞因子与某些化学递质共同作用于静息状态的肝星状细胞(HSC),使其被激活[5]。被激活的HSC 分泌大量的细胞外基质,并表达α -平滑肌肌动蛋白(alpha -smooth muscle actin,α -SMA)、Ι 型胶原、间质金属蛋白酶-2(matrix metalloproteinases -2,MMP -2)和金属蛋白酶组织抑制剂-1(tissue inhibitor ofmetalloproteinase-1,TIMP-1)等促纤维化因子,对肝纤维化的发生和发展起着重要的作用[6]。另外,多种来源的间质细胞对细胞外基质的积累也起了一定的作用,其中包括肝门成纤维细胞、骨髓产生细胞和来自于上皮间充质转化的成纤维细胞[7]。

2 抗肝纤维化的作用机制研究[8]

2.1 控制炎症

最初的肝损伤引起炎症反应,而炎症介质可以刺激肝星状细胞活化,促进肝纤维化的发生、发展。因此,在炎症发生的初期,控制炎症反应,可以防止炎症进一步发展至肝纤维化。白介素作为非常重要的细胞因子家族,既是重要的炎症介质,又是重要的免疫调节因子,通过调节肝脏炎症及免疫作用而影响肝纤维化的进程。已有的研究证明,IL -1、IL -6、IL-8 具有明确的促肝纤维化作用,而IL -2、IL-10 则具有抗肝纤维化作用[9]。因此,肝炎初期患者可以采用IL-1、IL-6、IL-8 拮抗剂以及IL -2、IL -10 控制炎症进一步转化为肝纤维化。已知的糖皮质激素、α -干扰素、肝炎疫苗等均可以对肝炎有控制作用。

2.2 抑制肝星状细胞活化和增生

由于肝星状细胞的激活是肝纤维化发生的中心环节,针对肝星状细胞活化和增殖的信号通路及细胞因子都可能有效抑制肝纤维化的发生发展[10]。一个可能的途径是减少氧应激,因氧应激可以激活HSC,尤其是在酒精性肝病、HCV 感染和铁沉积病。抗氧化剂可以减少HCV 感染患者HSC 的活化,在实验性铁沉积中可以阻断肝纤维化的发生。抗氧化剂包括维生素E、水飞蓟宾、硫腺苷甲硫氨酸等。水飞蓟宾具有细胞保护和抑制Kupffer 细胞活性、减少肝脏损伤的作用。硫腺苷甲硫氨酸是谷氨酰胺合成的底物,具有肝脏保护作用和抗氧化特性,可以缓解酒精、胆管阻塞及CCL4所致的肝硬化。

TGF-β 及其受体拮抗剂、TGF -β 中和抗体、可溶性TGF-βⅡ型受体及针对TGF-βⅡ型的iRNA 等在动物实验中均可抑制肝星状细胞活化、降低肝脏胶原等细胞外基质含量、减轻肝纤维化程度。其他抑制HSC 活化的药物有:IFN -γ 在HSC 培养及肝纤维化动物模型中均可以下调HSC 的激活;瘦素(Leptin)在活化的HSC 表面具有表达,它可影响脂质代谢及创伤愈合,并很早就已注意到缺乏Leptin 的动物较少发生肝脏损伤和纤维化,因此深入了解Leptin 在HSC 中的作用可能产生新的治疗肝纤维化的策略。

2.3 抑制细胞外基质合成和促进细胞外基质降解

细胞外基质(ECM)主要成分包括[11]:Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型及Ⅳ型胶原;糖蛋白;蛋白多糖等。肝纤维化时大量ECM 在组织间隙沉积以胶原为主,尤以Ⅰ型胶原为主,这些间质成分的改变不但激活HSC,也影响肝细胞的功能。黄氏等[12]发现阿魏酸钠可抑制细胞外胶原的合成,从而缓解肝纤维化的进程。

ECM 的降解主要依靠各种降解酶的作用,基质金属蛋白酶(MMPs)是肝脏细胞外基质的主要降解酶,通过调节MMPs 活性,有助于促进肝纤维化的逆转。由于肝纤维化时ECM 在组织间隙沉积以胶原为主,因此胶原溶解酶活性增加是纤维降解的一个主要机制。Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维是由基质金属蛋白酶(MMPs)所降解,而MMPs 活性受到金属蛋白酶组织抑制剂-1(TIMP-1)的调节[13]。TGF -β1拮抗药通过抑制TIMP-1 的活性,增加间质胶原酶的活性而促进基质的降解。

2.4 诱导活化的肝星状细胞凋亡

随着肝损伤、肝纤维化恢复,通过诱导凋亡来清除活化的肝星状细胞也是治疗肝纤维化的重要环节。有研究证实应用精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸-丝氨酸(RGDS)四肽破坏整合素介导的细胞、细胞间质功能,可以诱导肝星状细胞凋亡。

2.5 促进肝细胞再生,保护肝细胞功能

在肝纤维化形成过程中,肝细胞的相对体积和绝对数量均明显减少。因此,促进肝细胞再生也是治疗肝纤维化的重要途径之一。肝细胞生长因子(HGF)在动物实验中显示出较强的抗纤维化作用,其机制包含促进肝细胞再生和抑制TGF -β 表达、促进胶原酶生成二个方面。联合尿激酶型纤溶酶原激活物(uPA)和HGF 基因治疗实验性大鼠肝纤维化,可起到保护肝细胞和减少肝脏胶原沉积的作用[14]。

3 抗肝纤维化药物研究进展

3.1 中医药抗肝纤维化作用

中医学认为肝纤维化基本病机为正虚血瘀,中医药治疗肝纤维化以肝、脾、肾三脏为主,以“扶正补虚,活血化瘀”为治疗根本,基本治法为益气养阴、活血化瘀、疏肝健脾、滋养肝肾、清热利湿等[15]。刘氏等[16]在2011 年通过对近5 年来肝纤维化中医证治用药规律进行总结,调查结果表明:治疗肝纤维化使用频率较高的药物分别是丹参、黄芪、柴胡、白术,如果按归类则补虚药使用频率最高,其次为活血化瘀药。肝纤维化的用药有着自身的规律和特点,治疗肝纤维化的过程中,在遵循中医辨证论治的前提下,应当重视对补虚药和活血化瘀药的使用。同时,一些已经被证实有抗肝纤维化作用的单味中药的加入,能更有效的治疗肝纤维化这一病症。曹氏等[17]通过实验发现活血化瘀方药确能减少免疫型大鼠的胶原纤维数量,肝纤维化症状减轻,证明活血化瘀中药组方确有明显保护肝细胞、抗肝纤维化的作用。有报道丹参、黄芪、柴胡、白术等中药具有很好的抗肝纤维化疗效,其机制主要以减少转化生长因子β1(TGF-β1)及血小板衍生因子(PDGF)的表达、抑制肝星状细胞(HSC)增殖和活化、诱导活化HSC 凋亡、降低对基质金属蛋白酶(MMPs)的抑制、抑制细胞外基质(ECM)生成等方面为主[18]。

通过实验研究证明,可减轻CCL4诱导的肝纤维化模型肝纤维化程度的单味中药及复方还有:秋水仙碱[19]、鳖甲[20-21]、氧化苦参碱[22]、当归赤芍汤[23]、小柴胡汤[24]等。

大量的临床实践和实验研究表明,中医药治疗肝纤维化疗效肯定,副作用少,但临床实践中辨证标准难以统一,现有方药及治则、治法研究比较局限,主要停留在活血化瘀及扶正祛瘀上,其他不同治法还需开展广泛深入的研究。直至目前,大多数的中医治法和中药(包括单味和复方)抗肝纤维化的作用机制仍未完全阐明,药理成分尚不十分清楚,作用靶点并不十分明确,因此需要进行更深入的研究观察。

3.2西药抗肝纤维化进展

拉米夫定是第一个批准用于治疗慢性乙型肝炎(CHB)的核苷类药物,可以减轻肝坏死反应,但长期服用拉米夫定后,部分病例产生病毒变异,易致耐药率升高,造成病毒学和生化学突破,故常与其他药物合用。陈氏等[25]利用阿德福韦酯联合拉米夫定治疗拉米夫定治疗失效的慢性乙型肝炎,结果表明,阿德福韦酯联合拉米夫定治疗对拉米夫定耐药的慢性乙型肝炎患者有效。已证实的有肝细胞保护作用的药物有熊去氧胆酸、多烯磷脂酰胆碱、腺苷蛋氨酸、前列腺素E1及硒、锌、镁离子协同维生素E 等,它们在各种慢性肝病中能保护肝细胞且抑制其凋亡。

研究表明,已被广泛应用于抗肝炎病毒治疗的干扰素(IFN - α)对肝纤维化也有较好的疗效。Moreno 等发现IFN-α 可减轻实验性胆汁性肝纤维化的纤维形成,提示IFN -α 可能具有直接抗肝纤维化作用。许多实验也已经证实,α -干扰素(INF-α)抗肝纤维化疗效和肝组织学改善与肝功能生化指标及肝组织内炎症坏死改善有关[26]。

目前肝纤维化多建议使用中药调理,西药的副作用太大,容易加重肝脏负担而导致肝纤维化久治不愈。但中药因其作用机制不明确,使其在临床上的广泛使用受到限制。

3.3 中西医结合治疗肝纤维化

中西医结合治疗肝纤维化起步慢,从现在的研究结果显示,中药与西药联用其效果明显优于单用中药或西药。程氏[27]等用α1型基因工程干扰素和汉丹冲剂(汉防己、丹参、败酱草等)治疗慢性肝炎早期肝硬化,结果显示HBeAg、HBV -DNA 转阴率为62.5%,肝功能恢复正常,血清前胶原下降,肝组织学对比肝纤维化组织明显改善或消失。樊氏等[28]通过临床研究发现拉米夫定加中药健脾活血方药可以明显改善慢性乙型肝炎患者肝纤指标,起到抗纤维化的作用。柳氏[29]等用能量合剂、强力宁针、抗肝纤散(柴胡、白术、丹参等)治疗48 例肝纤维化患者,结果好转率达93.7%。因此,加强对肝纤维化的中西药联用协同作用的探讨是今后研究方向。

4 柴胡用于抗肝纤维化的作用机制及研究进展

柴胡具疏肝利胆、疏气解郁、散火之功效,临床研究柴胡具有较好的抗肝纤维化作用。单味柴胡具有抗肝纤维化作用,柴胡与其他中药配伍也有较好的抗肝纤维化,作用可优于柴胡单独给药。例如,柴胡与黄芪配伍[30]、柴胡桂枝汤[31]、柴胡疏肝散合丹参[32]等,均通过实验或临床研究证实具有较好的抗肝纤维化作用。同时有研究认为,柴胡皂苷是柴胡发挥疏肝解郁功效的主要物质基础[33]。郑氏等[34]通过体外培养肝星状细胞,观察柴胡对肝星状细胞胶原蛋白分泌的影响。实验中选择48 小时细胞存活率>90%的药物浓度作为下述实验浓度,ELI SA法检测细胞上清液中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原含量,结果:与对照组比较,柴胡组细胞上清液中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原含量明显降低(P <0.01)。可见,柴胡可抑制肝星状细胞胶原蛋白的分泌,确具有抗肝纤维化的作用。吴氏[35]为了探讨小柴胡汤化裁治疗乙型肝炎肝硬化的临床疗效,将142 例患者随机分为2 组,治疗组69 例口服小柴胡汤化裁治疗,对照组73 例采用西医护肝、降酶、抗肝纤维化及对症支持治疗。2 组患者治疗前后肝功能指标与肝纤维化指标检测结果比较,部分病例3 年后随访死亡与重要并发症发生情况比较,治疗组均优于对照组。可见,小柴胡汤化裁对乙型肝炎肝硬化有较好的疗效。黄氏[36]通过实验研究了柴胡总皂苷对CCL4诱导的肝纤维化大鼠的保护作用,结果:柴胡总皂苷组与模型组相比,肝细胞体积有所增大,脂肪变化、坏死明显减轻;纤维组织轻度增生,仅见细薄的纤维素。与正常组相比,模型组血清ALT、AST 含量明显增高,ALB 明显降低,具有显著性差异(P <0.01);柴胡总皂苷组均能明显降低ALT、AST 含量,提高肝脏合成ALB 的能力,与模型组相比,P <0.05 或P <0.01,说明柴胡总皂苷对肝功能具有保护作用。任氏等[37]通过实验研究表明SS-d 可以剂量依赖性地抑制模型组血清中HA、LN 和PCIII 肝纤维化指标的升高(P ﹤0.05),同时也可以剂量依赖性地下调模型鼠肝组织中TGF-β1mRNA 和蛋白的表达水平。说明SS -d具有较好的抗肝纤维化作用,其作用机制可能与提高SOD 活性、减少氧自由基的生成、抑制TGF -β1信号通路的活化有关。

5 结论

肝纤维化发生机制复杂,已有的抗肝纤维化药物多为中药,一些预防和治疗肝纤维化有效的中药复方制剂,体现了中医药在抗肝纤维化方面的优势,但也因缺乏足够的循证医学证据而限制了其在临床的广泛应用。与肝纤维化对应的动物实验肝纤维化模型多为CCL4中毒模型,人类多为乙型肝炎病毒感染性和酒精性肝纤维化,不足以推断这些中药对人类的抗肝纤维化作用,因此建立多种病因的肝纤维化模型势在必行。

与此同时,中药抗肝纤维化的主要成分的作用机制并不明确,使用频率较高的中药-柴胡具有较好的抗肝纤维化作用,其主要作用成分柴胡皂苷的作用机制则有待于进一步研究。

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