基于ERAD-ERSIA 稳态探讨健脾益肾法干预癌症恶病质骨骼肌萎缩

王理槐，孙银辉，陈 晟，刘正艺，胡宇翔，万 多，田雪飞*

1.湖南中医药大学中西医结合学院，湖南 长沙 410208；2.湖南中医药大学第一附属医院，湖南 长沙 410007

目前，恶性肿瘤已是危害我国人民健康的最主要因素之一。 癌症恶病质（cancer cachexia, CC）是一组全身性的低合成、高分解代谢的恶性肿瘤晚期综合征的总称，全球发病率为60%～80%，死亡率则高达80%，不但严重影响患者生存期和生活质量，还影响抗癌治疗的有效进行，且无特效方法逆转，其关键特征是骨骼肌消耗[1-2]。 已证实肿瘤炎症微环境中炎症介质高表达与CC 发展密切相关，然而炎症导致骨骼肌消耗的具体机制尚不明确[3]。目前，认为核因子κB（nuclear factor of kappa B, NF-κB）介导的泛素-蛋白酶体途径是炎症介质促进肌肉蛋白降解的主要机制之一，但选择性阻断该途径之后，骨骼肌萎缩改善却不到30%[4]。

内质网应激（endoplasmic reticulum stress, ERS）由错误折叠或未折叠蛋白的积累和聚集诱导，这将会导致未折叠蛋白反应，调节细胞内蛋白质稳态，从而缓解内质网压力。 而内质网相关性降解（endoplasmic reticulum-associated degradation, ERAD）途径，是一种通过降解无法重新折叠的蛋白质，以增强细胞存活能力的机制，当持续的ERAD 无法有效恢复内质网的正常功能，导致细胞内环境的稳态被打破，从而激活了内质网应激诱导的凋亡（endoplasmic reticulum stress induced apoptosis, ERSIA），最终导致细胞死亡的发生[5-7]。 因此，为了维持细胞的正常功能，由内质网介导的ERAD-ERSIA 途径在细胞内紧密联系并相互影响，在维持机体细胞内蛋白质稳态与质量控制方面具有重要作用[8]。 在当前已有的研究中，已发现ERAD-ERSIA 稳态失衡与多种疾病之间存在密切联系[9-10]。CC 发生的确切机制尚不明确，西医无特效逆转方法，而中医药改善CC具有一定优势[11-13]。 基于“脾在体合肉，主四肢；肾在体合骨”，以及明代李中梓的“脾肾互赞”理论，一些学者提出健脾益肾法干预CC 骨骼肌萎缩的治疗思路，并进行了相关的中医理论和临床研究。然而，目前对健脾益肾法在干预CC 的机制研究还缺乏深入的探讨[14-16]。

1 减少骨骼肌消耗是逆转CC 的有效途径

目前，发现引起CC 的主要原因为宿主免疫系统产生致炎细胞因子介导的代谢异常，尤其是体循环中肿瘤炎症微环境介导的异常分解代谢作用导致组织蛋白分解加快[17]。 抑制肿瘤患者机体的炎症反应被视为改善CC 的重要途径之一。 近年来，通过对代谢控制的分子基础研究，部分药物在治疗CC的临床研究中取得一定疗效[18-19]。 此外，改善CC 的临床策略还包括利用食欲刺激剂、代谢调节剂和营养支持相关药物。 然而，这些方法通常只能短时间内维持脂肪储备和增加体质量，并未能有效维持骨骼肌的含量，因此对延长患者的生存时间无明显的影响[20-22]。骨骼肌作为人体最大的组织，占体质量的40%，是肿瘤患者内源性蛋白质丢失的主要场所，认为骨骼肌蛋白消耗增加是导致CC 的主要原因之一[23-25]。 提高肌肉组织含量能改善CC[26]，但现阶段对于CC 骨骼肌萎缩作用确切机制仍不清楚，尤其是在调控肌细胞凋亡方面少有研究。 且现有治疗骨骼肌萎缩的方式存在作用范围局限、疗效不佳、缺乏特异性等不足，临床实用性较差。

2 肌蛋白降解和肌细胞凋亡是CC 骨骼肌消耗的重要原因

肌肉消耗是CC 患者最重要的临床特征，表现为肌肉蛋白分解代谢增加和肌细胞凋亡增加。 目前，认为骨骼肌的蛋白质降解最重要的机制是ATP-泛素-蛋白酶体途径[27-28]。 既往研究认为，肿瘤组织产生蛋白质降解诱导因子（proteolysis-inducing factor, PIF）及细胞因子IL-1、IL-6、TNF-α，通过NFκB 途径激活ATP-泛素-蛋白酶体途径，导致蛋白质分解[29]。 详见图1。 但近年研究发现，钙蛋白酶系统是肌蛋白降解的限速步骤[29]。

图1 NF-κB 介导的泛素-蛋白酶体途径导致CC 肌肉萎缩

CC 患者肌萎缩的另外一个表现就是肌细胞凋亡增加[30-31]。 目前认为细胞凋亡有3 条途径[32]：（1）外源性途径，也被称为凋亡的死亡受体途径（death receptor, DR）。 当自然杀伤细胞或巨噬细胞产生死亡配体时启动，其明确的死亡受体有TNFR1、CD95、DR3、DR4 等。（2）细胞凋亡的内在途径，也被称为线粒体途径。当线粒体膜与外界通透性增加，导致线粒体通透性转变孔（mitochondrial permeability transition pore, mPTP）打开，促凋亡蛋白（包括细胞色素C、第2 个线粒体衍生的胱天蛋白酶激活剂/IAP 直接结合蛋白、丝氨酸蛋白酶A2）能够通过其途径从线粒体泄漏到细胞质中，并激活细胞凋亡。（3）ERS 凋亡途径。 内质网应激反应性凋亡途径（ERSIA）是一种最近提出的新凋亡途径，ER Ca2+稳态改变、蛋白质错误折叠、糖基化拮抗剂、氧化-还原反应、肿瘤微环境（炎症、缺氧、酸中毒）等ERS 诱导剂均可引起ERSIA 反应。 无论哪种凋亡途径，最终都是以效应性因子Caspase-3、Caspase-6、Caspase-7 激活，凋亡启动因子Caspase-2、Caspase-8、Caspase-9、Caspase-10 启动为特征，进而使DNA 双链断裂，最终使细胞结构全面解体[33]。 凋亡导致肌消耗的机制是CC 研究热点[34-35]，当前大多都是基于前两条途径的研究，而ERS 途径在CC 中的机制尚不甚清楚。 因此，从ERSIA-ERAD 稳态进一步探讨CC 骨骼肌细胞凋亡的机制，可能为CC 的发生发展机制提供线索及治疗靶点。

3 ERAD-ERSIA 稳态在CC 骨骼肌萎缩中的研究价值

3.1 ERAD-ERSIA 稳态的作用

内质网对细胞内外的环境变化十分敏感。蛋白质的正确折叠可被许多原因影响，这将引起内质网腔内大量堆积未折叠或错误折叠蛋白。当错误折叠的蛋白质在内质网中堆积超过可接受的水平时，内质网蛋白质稳态的丧失会触发一种称为未折叠蛋白反应（unfolded protein response, UPR）[36]的细胞内信号转导途径。 UPR 是通过双链RNA 依赖的蛋白激酶样内质网激酶（doublestranded RNA-activated protein kinase like ER kinase, PERK）、活化转录因子6（activating transcription factor 6, ATF6）、I型内质网跨膜蛋白激酶（inositol-requiring enzyme Ⅰ,IREⅠ）3 种单次传递的内质网跨膜蛋白以启动，它们具有检测错误折叠蛋白的内质网管结构域的作用，以下调分泌蛋白转录的方式减少未折叠蛋白质的积累，缓解内质网压力[37]，并通过ERAD 途径提高去除不能被重新折叠的错误蛋白的能力[38]。

目前，已经鉴明的ERAD 组成成分包括Derlins、Hrd1p、Hrd3p、HERP 以及泛素偶联酶7（ubiquitinconjugating enzyme 7, UBC7），其中Hrd1 是关键核心蛋白。YE 等[39]报道，在蛋白自身的泛素化修饰及含缬酪肽蛋白三磷酸腺苷酶p97ATPase 的推动作用下，错误折叠蛋白在跨内质网膜转运中起重要作用。首先，通过一种目前尚未知的机制，Hrd1 识别并结合错误折叠的蛋白质，并形成一个更大的复合物，其由E3 泛素连接酶、硒蛋白（VCP/P97-interacting membrane protein, VIMP）、p97 和Derlin-1 组成。 经过泛素化修饰的错误折叠蛋白，在p97ATPase 的作用下，通过跨膜通道被转运至细胞质蛋白酶体中进行降解[40]。 详见图2。

图2 未折叠蛋白通过ERAD 途径降解示意图

ERAD 是将错误折叠的蛋白限制在内质网内进行重新折叠或逆向转运至细胞质中进行降解的过程；当ERS 持续存在且未能有效恢复内质网正常功能时，细胞将启动ERSIA 程序[41]。 ERAD-ERSIA信号稳态不仅是缓解ERS 的关键机制，而且也是预防ERSIA 的关键机制。

3.2 ERAD-ERSIA 稳态失衡可能是CC 骨骼肌萎缩的潜在机制

在缺氧、炎症和免疫抑制等刺激下，肿瘤细胞内的内质网负责调控蛋白质合成代谢的功能处于应激状态,UPR 介导的ERS 研究成为当前肿瘤领域的研究热点，其探究可帮助了解恶性肿瘤的发生、发展、转归机制，并有助于制订干预策略。UPR介导的ERAD-ERSIA 稳态失衡与诸多恶性肿瘤的发生发展密切相关。 UPR 介导恶性肿瘤的生长，且UPR 的激活不但参与调控肿瘤细胞对放疗、化疗、靶向治疗、免疫治疗的耐受性，还影响肿瘤细胞炎症微环境，调控细胞存活、血管生成、侵袭转移等生长代谢的生物学行为。 CC 作为恶性肿瘤的代谢综合征，其发生发展机制也与ERS 相关。 研究表明，ERS 诱导的ERAD-ERSIA，在肿瘤炎症微环境中，细胞因子（如TNF-α、IL-6）介导的骨骼肌消耗过程中也发挥重要作用[42-43]，证实在CC 发展过程中，ERS 反应在骨骼肌中持续发生，并且适度的ERS 有助于骨骼肌生成。 然而，过强的ERS 可能导致骨骼肌萎缩甚至细胞死亡。表明从ERS 角度探索CC 发生发展机制的前景，但其发挥调控的核心蛋白和具体信号通路知之甚少。同时，目前仅有少量研究，探索ERAD 作为机体内天然抗凋亡机制在细胞中发挥促生存作用。 CC 内质网应激状态下，激发天然ERAD过程增强肌细胞抗凋亡功能的机制，其激发ERAD的作用靶点有待进一步深究。

4 临床多运用健脾益肾法干预CC

中医学中并无“恶病质”这一病名，但其与中医学“虚劳”病证所描述的症状表现极为相似。《素问·玉机真藏论》云：“大骨枯槁，大肉陷下，胸中气满，喘息不便，其气动形，期六月死……”其中，“大骨枯槁”和“大肉陷下”是CC 的典型表现。 《素问·痹论》云：“脾主身之肌肉，肾主身之骨髓。”可见，CC 的发生总病机与脾肾亏虚，精气血津生成障碍，不能濡养肌骨有关[44]。 因此，基于脾肾互赞理论的脾肾互补、固护正气的治法，是改善CC 骨骼肌消耗症状的一种重要治疗法则。

4.1 脾肾亏虚，肌骨萎弱

温补学派认为“脾为五脏之根本，肾为五脏之化源。”CC 多为久病虚极，脏腑功能虚衰，脾胃运化无权，纳食不化，以至气血精微物质匮乏，无以润养四肢经络脏腑，后天不能充养先天，肾精不足而脾阴亏虚，出现食欲减退、饥不欲食等症状；肾阳不足不能温煦中焦，湿从寒化则更伤脾阳，患者因而日渐消瘦、大肉削下、大骨枯槁、肌骨萎弱[45]。 此外，癌症后期，痰、饮、湿、瘀等病理产物停聚，再作为致病因素作用于机体，“脾主运化，肾主藏精”功能失司加剧，形成恶性循环，最终出现正气衰弱、气血阴阳耗伤，机体CC 状态进一步加重[46]。

4.2 脾肾互赞，肌丰骨健

中医脾肾学说起源于《黄帝内经》《难经》，其按照五行之间的生克、制化、乘侮关系，通过五脏配以五行，对脾肾的生理和病理关系进行了详细论述[47]。生理上，脾肾相互滋生，互相促进。“肾者主水，受五脏六腑之精气而藏之。”两者也相互制约，《素问·五脏生成》云：“肾之合骨也，其荣发也，其主脾也。 ”《素问·水热穴论》云：“肾者胃之关也，关门不利，故聚水而从其类也。 ”病理上，肾病日久及脾，脾病日久及肾，相互影响，互为因果，脾肾同患。 《圣济总录》云：“弗治，脾传之肾，病名曰疝瘕，少腹冤热而痛，出白，一名曰蛊，夫脾受风邪，传于肾经，邪热内烁，故其证少腹冤热而痛，真精不守，故其证溲出白液，病名曰蛊。”以上论述虽仅为理论和治法层面的描述，并未给出切实方药，但仍为后世中医脾肾理论的形成奠定了基础。

明代李中梓总结归纳历代医家思想，形成了以“脾肾互赞”为中心的学术思想理念。《医宗必读·虚劳》云：“脾、肾者，水为万物之元，土为万物之母，二脏安和，一身皆治，百疾不生。 ”提出脾肾二脏先后天互根，有相赞之功能，为生人之根本。临床辨证治疗上，多以脾肾并治为主，脾气健运，同胃纳运相得，升降相因，中焦气机调畅，则饮食得化，精微得生，精气充盛而藏于肾，故肾气实，元气充。 肾为水火之脏，肾水安定则不生湿土，肾火温煦则脾阳益旺，脾胃纳化有权，脾肾互赞，则筋骨强健、肌肉壮满。 因此，中医治疗CC 的核心法则在于补脾益肾、补气养血以固护正气，同时兼以祛邪。 以肾虚为主者，治以补肾兼补脾，用先天化生后天；以脾虚为主者，治以补脾兼补肾，健脾胃以养五脏，以后天充养先天。通过改善患者饮食代谢、恢复脾肾之气，以此提高临床疗效、改善患者临床症状、延长生存期。中医药治疗CC 的临床观察也多围绕益气健脾、补益肝肾等中医治法展开。

5 基于ERAD-ERSIA 稳态研究健脾益肾法改善CC 骨骼肌萎缩的思路

CC 是一种具有破坏性且通常不可逆的综合征。根据肿瘤的不同类型，CC 会影响50%～80%的癌症患者，并导致患者体质量减轻，影响后续抗癌治疗的依从性。 迄今为止，尚未找到完全逆转CC的有效干预措施，因此，探索CC 潜在的分子机制，并寻求有效的干预策略具有重要意义[48-49]。 骨骼肌萎缩被认为是CC 发展的重要原因之一，因此，探索改善癌性肌肉萎缩的线粒体机制，并寻找干预肌肉萎缩作用靶点的有效药物，已引起研究者们的关注。 据研究发现，中医药可以通过促进线粒体生成和改善线粒体氧化磷酸化功能，从而改善癌因性肌肉萎缩的情况。 中医学健脾益肾法为CC 的有效干预方法[50]。

如前所述，已有研究初步证实CC 的发生机制与ERAD 核心蛋白表达下调相关。可以推测，CC 状态下肌细胞内质网中错误折叠蛋白聚集，内质网处于应激状态，ERAD 途径不能被正常激活或被阻断，ERAD-ERSIA 稳态失衡，从而激活肌细胞凋亡，可能是CC 形成的又一机制。 中医学认为，肌细胞的ERSIA 属于“阴”的范畴，而肌细胞的ERAD 则属于“阳”的范畴。“阴平阳秘，阴阳平衡”则ERADERSIA 稳态，机体代谢正常。 CC 状态时，肌细胞ERSIA 加剧，ERAD 减弱，ERAD-ERSIA 稳态被打破，即“阴阳失衡”。“健脾阳，温肾阳”是纠正阴阳失衡改善CC 的重要治法。 健脾益肾法可能是通过上调肌细胞炎症微环境中ERAD 核心蛋白的泛素连接酶活性，促进ERAD 底物泛素化与逆转运，加速错误折叠蛋白降解，逆转ERAD-ERSIA 稳态失衡，促进肌细胞抗凋亡缓解CC。 这可能是今后CC 研究的重要方向。 详见图3。 该方向开展的研究有助于丰富CC 中医病机和“脾肾互赞”理论指导下的健脾益肾法干预CC 的科学内涵，为CC 治疗寻找新的治疗靶点和治疗药物提供科学依据。

图3 基于ERAD-ERSIA 稳态的健脾益肾法改善CC 骨骼肌萎缩的研究思路

6 验案举隅

林某，女，61 岁。

初诊：2023 年9 月18 日。 主诉：肝癌化疗后乏力2 d。 患者2021 年5 月于当地医院就诊，经影像及病理检查，确诊为肝癌（腺癌CNLC Ⅳ期，PS 评分3 分）。 后患者定期于我院行肿瘤综合治疗。 其间，患者出现乏力、纳差，多次发生骨髓抑制，基础情况不佳。现因乏力明显、纳差，入我科就诊。现在症：乏力，纳差，腹痛，脐周、剑突下明显，活动尚可，口干苦欲饮水，眼干，睡眠情况一般，小便调，大便未解2 d。舌淡，裂纹舌，舌苔少，脉弦。体质量指数（body mass index, BMI）为15.11，疼痛（pain score, PS）评分3 分。血常规：血红蛋白92.00 g/L。C 反应蛋白：3.45 mg/L。肝功能：总蛋白68.30 g/L，白蛋白33.60 g/L。肾功能：肌酐46.00 μmol/L。西医诊断：肝癌；恶病质。中医诊断：肝癌；虚劳（脾肾亏虚证）。 治以温阳补肾、益气健脾。 方予附子理中丸合参苓白术散加减：附片6 g，干姜10 g，白术10 g，茯苓10 g，炙甘草10 g，厚朴10 g，木香10 g，白参20 g，当归10 g，黄芪20 g，白扁豆10 g，山药10 g，莲子10 g，砂仁5 g，薏苡仁20 g，大枣10 g，火麻仁10 g，熟地黄10 g，酒黄精10 g，山茱萸10 g，僵蚕10 g，醋延胡索10 g，麸炒枳壳10 g，大黄3 g，枸杞子10 g，盐菟丝子15 g，盐补骨脂15 g，黄芩3 g。15 剂，每日1 剂，水煎煮，分早晚温服。 服4 剂后，患者乏力、腹痛症状均缓解，纳食增多，复查血常规：血红蛋白100.00 g/L。

二诊：2023 年10 月23 日。 乏力较前改善，食欲明显改善，腹部隐痛，口干明显。舌淡，裂纹舌，舌苔少，脉弦。BMI：15.56，PS 评分2 分。血常规：血红蛋白119.00 g/L。 C 反应蛋白：2.22 mg/L。 肝功能：总蛋白84.40 g/L，白蛋白48.20 g/L。 肾功能：肌酐44.00 μmol/L。 继续予以温阳补肾、益气健脾之附子理中丸合参苓白术散加减：附片6 g，干姜10 g，白术10 g，茯苓10 g，炙甘草10 g，厚朴10 g，木香10 g，白参20 g，当归10 g，黄芪20 g，白扁豆10 g，山药10 g，莲子10 g，砂仁5 g，薏苡仁20 g，大枣10 g，火麻仁10 g，熟地黄10 g，酒黄精10 g，山茱萸10 g，僵蚕10 g，醋延胡索10 g，麸炒枳壳10 g，大黄3 g。15 剂，煎服法同前。服3 剂后，患者腹痛、口干缓解，PS 评分1 分，实验室结果较初诊明显改善。

三诊：2023 年11 月20 日。 乏力持续改善，纳可。 舌脉同前。 BMI：15.33，PS 评分1 分。 血常规：血红蛋白101.00 g/L。C 反应蛋白：6.19 mg/L。肝功能：总蛋白70.60 g/L，白蛋白43.70 g/L。 肾功能：肌酐41.00 μmol/L。 仍予附子理中丸合参苓白术散加减，去薏苡仁、大枣、火麻仁、醋延胡索、麸炒枳壳、大黄，白参改为党参20 g，附片增至10 g，白术增至20 g，加山慈菇20 g，醋莪术20 g，醋三棱20 g，醋鳖甲20 g。 15 剂，煎服法同前。 患者住院过程中乏力、体质量减轻情况未明显加重，纳可，实验室结果大致同前。

按：患者发现肝癌两年余，初诊入院BMI：15.11。根据《肿瘤恶液质临床诊断与治疗指南（2020 版）》[51]，西医诊断为癌症CC，归属中医学中“虚劳”范畴。患者纳差，乏力明显，面色黧黑，舌淡脉弦，口干时时欲饮，辨为脾肾亏虚证。《素问·痹论》云：“脾主身之肌肉，肾主身之骨髓。 ”CC 的主要特征之一是骨骼肌萎缩，根据脾肾之生理特性及明代学者李中梓提出的“脾肾互赞”理论，认为健脾益肾法是治疗CC骨骼肌萎缩的关键法则，治以温阳补肾、益气健脾之附子理中丸合参苓白术散加减。 方用干姜、附子温肾暖脾，温阳助气化以为君；辅以熟地黄、酒黄精、山茱萸、枸杞子滋肝益肾，菟丝子、补骨脂、白参、山药、黄芪健脾益肾共为臣药，取“善补阳者，当阴中求阳，则阳得阴助而生化无穷”之意；砂仁、白术、白扁豆、茯苓、莲子、薏苡仁燥湿醒脾，当归、大枣补血润肠，大黄、火麻仁通便；炙甘草、木香、厚朴、枳壳、延胡索、僵蚕、黄芩益气、行气、散满、止痛、解毒、清热共为佐使。诸药合用，脾肾双补，气血同调。 一诊后，患者乏力大幅减轻，纳差明显缓解。二诊，辨证同前，检验结果示C 反应蛋白、总蛋白、白蛋白、肌酐等指标明显改善，提示CC 骨骼肌萎缩得以遏制，当守前方减少温肾助阳之品以防温补太过以致伤津耗气，故原方去枸杞子、菟丝子、盐补骨脂，口苦消失，去黄芩。 三诊，患者精神及营养状态继续改善，结合实验室指标评估患者CC 缓解显著，亦为瘀毒内结之肝癌提供了坚实的治疗基础，故为求标本兼治，临证又加醋三棱、醋莪术、醋鳖甲、山慈姑等活血、化瘀、止痛、软坚、散结解毒；腹部隐痛改善，去薏苡仁、麸炒枳壳、醋延胡索；便结改善，去大黄、大枣、火麻仁；与此同时，使用党参、加量附片、白术，增强健脾补肾之功。 前期研究表明，ERSIA 促骨骼肌细胞凋亡、ERAD 促骨骼肌细胞生存，其生理特性分属中医“阴”“阳”[12-13]。 癌为阴毒，阴胜则阳病，阴毒偏胜、脾肾亏虚，加之CC 的消耗特性，脾肾之阳耗损加重，则精气血津生成代谢障碍，不能濡养肌骨。 脾在体合肉，肾在体合骨生髓，故以健脾益肾为法补益脾肾、化生肌骨。

7 结语

恶性肿瘤的增殖、侵袭和转移是当前研究的热点，值得通过研究ERS 来探究。已经确认ERS 相关途径与恶性肿瘤密切相关，并具有巨大的研究潜力。 CC 是恶性肿瘤发展过程中一组代谢综合征，特别是在晚期恶性肿瘤中表现更为突出，对规范抗肿瘤治疗和预后产生重要影响。 目前，骨骼肌萎缩被广泛认为是导致CC 加剧的主要因素。 尽管在炎症通路研究方面，对CC 骨骼肌萎缩已取得一些进展，但其具体机制仍不明确。 本文通过分析CC骨骼肌萎缩的研究现状和困境，结合中医健脾益肾法临床干预CC 的确切疗效，以ERS 为切入点，从理论层面探讨了健脾益肾法调控ERS 干预CC 骨骼肌萎缩的研究思路。后续将进行相关临床和实验研究来验证这一思路，为改善CC 提供新的治疗靶点和临床干预策略。