青蒿琥酯对急性肺损伤的保护作用

青蒿琥酯对急性肺损伤的保护作用 摘要：青蒿琥酯（Artesunate）为抗疟疾首选药物，近年来其抗炎功效逐渐受到重视，其可以通过TLR4--NF-κB信号通路和PPAR-γ相关信号通路降低炎症因子TNF-α、IL-1、IL-6等，起到抗炎的效果。本文探讨青蒿琥酯在由于炎症因子失调所引起的急性肺损伤（ALI）中可能存在的保护作用，旨在为老药新用提供新的思路。 关键词：青蒿琥酯；急性肺损伤；信号通路

急性肺损伤(Acute Lung Injury，ALI)是造成临床上急性呼吸窘迫症(Acute Respiratory Distress Syndrome，ARDS)的原因。由于其诱发因素复杂、发病率较高且危害性较大的疾病，中国上海市15家成人ICU 2001年3月至2002年3月ARDS病死率也高达68.5%，临床上尚无根治此病的方法。青蒿琥酯为1972年我国科研人员首次从菊科植物黄花蒿中分离得到的青蒿素的衍生物，有着良好的抗疟疾活性。目前,青蒿琥酯毒性低,抗疟疾作用强,已替代了传统抗疟药喹啉治疗疟疾的地位,被WTO批准为在世界范围内治疗脑型疟疾和恶性疟疾的首选药物。【1】近年，发现青蒿琥酯在免疫抑制、通过非半胱天冬氨酸途径诱导细胞凋亡、减轻高脂血症和免疫抑制及抗炎症反应方面都有一定的效果。本文就青蒿琥酯在抗炎的方面探讨其在急性肺损伤中的保护作用。为老药新用提供新的思路。

1 急性肺损伤的发病机理 肺泡毛细血管膜是由两层独立的细胞构成——毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞。在ALI中，这层屏障的完整性由于上皮还是两者同时的损伤而被破坏。这种破坏在急性期的后果包括血管通透性增加、肺泡充盈、失去扩散能力和广泛的由Ⅱ型肺泡上皮细胞损伤导致的变态反应。虽然目前ALI的细胞和分子机制仍在被广泛的探讨，但是最近的研究成果表明，肺部的损伤是由于促炎因子和抗炎因子的协调不平衡导致的。中性粒细胞中性粒细胞被认为在ARDS的发病中起了重要作用。在疾病早期的肺的组织学检查显示血管，细胞间质和肺泡中中性粒细胞的数量增加。活化的中性粒细胞释放一系列产物（例如：氧化剂，蛋白酶，血小板活化因子和白细胞介素），这些产物造成肺泡上皮损伤并且维持炎症。在上皮和上皮和内皮的组合损伤使血管漏出持续并且表面活性物质的丧失导致了肺泡单位不能扩张。这里需要指出的是这些被中性粒细胞启动的损伤因素可以被促炎因子上调的细胞分泌的抗蛋白酶，抗氧化剂和抗炎细胞因子所中和。最后，是破坏因子和保护因子之间的平衡来决定ARDS的组织损伤的程度和临床严重程度。

2急性肺损伤的常用药物治疗 2.1液体管理 高通透性肺水肿是ALI/ARDS的病理生理特征，肺水肿的程度与ALI/ARDS的预后呈正相关，因此，通过积极的液体管理，改善ALI/ARDS患者的肺水肿具有重要的临床意义。 研究显示液体负平衡与感染性休克患者病死率的降低显著相关，且对于创伤导致的ALI/ARDS患者，液体正平衡使患者病死率明显增加。应用利尿剂减轻肺水肿可能改善肺部病理情况，缩短机械通气时间，进而减少呼吸机相关肺炎等并发症的发生。但是利尿减轻肺水肿的过程可能会导致心输出量下降，器官灌注不足。因此，ALI/ARDS患者的液体管理必需考虑到二者的平衡，必需在保证脏器灌注前提下进行。

2.2糖皮质激素 全身和局部的炎症反应是ALI/ARDS发生和发展的重要机制，研究显示血浆和肺泡灌洗液中的炎症因子浓度升高与ARDS病死率成正相关。长期以来，大量的研究试图应用糖皮质激素控制炎症反应，预防和治疗ARDS。早期的3项多中心RCT研究观察了大剂量糖皮质激素对ARDS的预防和早期治疗作用，结果糖皮质激素既不能预防ARDS的发生，对早期ARDS也没有治疗作用。但对于过敏原因导致的ARDS患者，早期应用糖皮质激素经验性治疗可能有效。此外感染性休克并发ARDS的患者，如合并有肾上腺皮质功能不全，可考虑应用替代剂量的糖皮质激素。 持续的过度炎症反应和肺纤维化是导致ARDS晚期病情恶化和治疗困难的重要原因。糖皮质激素能抑制ARDS晚期持续存在的炎症反应，并能防止过度的胶原沉积[64]，从而有可能对晚期ARDS有保护作用。小样本RCT试验显示，对于治疗1周后未好转的ARDS患者，糖皮质激素治疗组的病死率明显低于对照组，感染发生率与对照组无差异，高血糖发生率低于对照组。然而，最近ARDSnet的研究观察了糖皮质激素对晚期ARDS(患病7-24d)的治疗效应，结果显示糖皮质激素治疗(甲基泼尼松龙 2mg/kg.d，分4次静脉点滴，14d后减量)并不降低60d病死率，但可明显改善低氧血症和肺顺应性，缩短患者的休克持续时间和机械通气时间。进一步亚组分析显示，ARDS发病>14d应用糖皮质激素会明显增加病死率。可见，对于晚期ARDS患者不宜常规应用糖皮质激素治疗。 3 青蒿素的抗炎作用机理 3.1通过LPS--TLR4--NF-κB信号通路抑制炎症 TLR4是最早发现的哺乳动物TLRs，在人体内多种细胞中能够广泛表达，主要分布于单核/巨噬细胞，冠状动脉内皮细胞，肾小管上皮细胞等，在人脑内主要分布于脑室周围血管丛，小胶质细胞，星形胶质细胞等。TLR4的配体分为内源性配体和外源 性配体，内源性配体包括热休克蛋白，高迁移率族蛋白、纤连蛋白-EDA、胎球蛋白-A氧化修饰的 低密度 脂 蛋 白 等，外源性配体包括脂多糖 (LPS)、微生物核酸等，已知TLRs的内源性配体是 损伤后的细胞释放的分子或细胞外基质分解产物， 因此不需要外来病原入侵就可激活天然免疫炎症反应。 核因子NF-κB是一种二聚的转录因子，属于“Rel”家族,在非激活状态下NF-κB二聚体与其抑制分子（I-κB）组成三聚体复合物，此时不具有调节基因转录的能力以无活性的方式存在于胞浆中，在多种因素（如病原体、细胞因子、炎症介质、氧化应激等）刺激下NF-κB被活化进入核内发挥作用。活化的NF-κB调控的基因主要包括：细胞因子（TNF-α、IL-1、IL-6、干扰素等）；粘附分子（细胞间粘附分子等）；病毒蛋白生长因子、酶等。 其过程为TLR4与其特异性配体结合后在细胞内募集MyD88，通过其特异的接头蛋白（MAL）与MyD88桥接，接受信号蛋白IL-1受体相关激酶（IRAK），与肿瘤坏死因子受体相关因子6（TRAF6）相互作用，进而活化NF-κB的诱导激酶，磷酸化I-κB激酶，使NF-κB从I-κB/NF-κB的复合物中释放出来迁移到细胞核内，导致相关基因的转录、翻译、最终导致炎症因子大量释放 Lina Lai等人将青蒿琥酯作用于小鼠肝纤维化模型，发现其明显减轻了内毒素，TNF-α，IL-6；显著下调了α-SMA、TLR4、MyD88、TGF-β1的蛋白和mRNA的表达并有效抑制了NF-κB p65进入细胞核。TLR4的表达下调意味着LPS能够引起的炎症反应姜将大幅下降，而TLR4的下游募集蛋白MyD88的表达减少将进步的减少炎症反应。由于促炎因子本身既是TLRs的配体又是这条信号通路的最后表达产物，其表达减少会大大抑制促炎正反馈环路的运行，达到抗炎的目的。 3.2 通过PPAR-γ的信号通路抑制炎症 过氧化物酶增殖物激活受体(peroxisome proliferater activated receptor，PPAR)是一类配体激活的核转录因子超家族成员，一系列研究表明，PPAR-γ可通过抑制炎症介质的生成和炎症信号通路起到抑制炎症反应的作用。 相关的炎症信号通路包括① JAK-STAT等途径；PPAR-g活化后，与维甲酸类X受体(retinoid X receptor，RXR)结合形成一个异二聚体。PPAR-g-RXR异二聚体招募并结合协同活化因子CBP和p300。减少了能够与STAT1结合的协同活化因子，从而竞争性的抑制了STAT1的活化，进而阻断了与STAT相关的促炎症细胞因子(TNF-a，IL-1，IL-6)的生成。② NF-kB途径；PPAR-g 可以直接与NF-kB的亚基p65/p50结合，形成转录抑制复合物，通过抑制NF-kB DNA合成，从而抑制其表达。PPAR-g 还可以通过竞争性结合协同活化因子p300和CBP从而达到抑制NF-kB的转录的目的。③活化T细胞核因子(nuclear factor of activated Tcell，NFAT)； PPAR-g 与NFAT之间通过蛋白质-蛋白质相互作用来抑制NFAT的DNA结合和转录活性。从而抑制了T细胞在炎症中的活化，并下调IL-2 启动子，发挥抑制炎症的作用。④ AP-1途径；PPAR-g 通过与AP-1竞争结合协同活化因子CBP及p300，从而抑制AP-1信号转导途径（与PPAR-g 影响JAK-STAT途径相类似）。 陈晶等人发现，在非酒精性脂肪炎大鼠肝组织中，用青蒿琥酯处理的实验组中结果与正常组相比,在模型组中不仅PPARγ蛋白表达(1.67±1.01)明显减少,青蒿琥酯低中剂量组与模型组相比,PPARγ蛋白表达增多,SREBP-1c蛋白表达明显减少,并且呈剂量依赖性(均P<0.05),青蒿琥酯高剂量组PPARγ为(3.21±1.02)，与模型组相比,差异均有高度统计学意义(P<0.01)。青蒿琥酯能明显改善大鼠肝组织脂肪变、炎症程度和肝纤维化程度。

4 青蒿琥酯抗炎的实例 4.1青蒿琥酯在吸烟诱导小鼠肺损伤中的保护作用 在David S.W.NG等人的试验中指出青蒿琥酯能有效减少支气管肺泡灌洗液中炎性细胞总数，细胞因子和趋化因子的水平，肺蛋白酶表达。青蒿琥酯表现的保护作用可能与印制磷酸肌醇激酶3（PI3K）和P44/22丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路，增大Nrf2的表达和过氧化氢酶的活动，以及NADPH氧化酶2（NOX2）的下调有关。

综上所述，青蒿琥酯可以通过多种途径下调炎症因子的表达，可能可以在由促炎-抗炎因子不平衡引起的急性肺损伤中起到一定的保护作用。为临床用药起到一定的参考价值。