DOI:10.20047/j.issn1673-7210.2025.34.30
中图分类号:R563
凌雨彤, 帅志昊, 王梦雨, 张艳霞
| 【作者机构】 | 北京中医药大学第二临床医学院; 北京中医药大学东方医院呼吸热病科 |
| 【分 类 号】 | R563 |
| 【基 金】 | 国家自然科学基金资助项目(82360906)。 |
肺间质纤维化(pulmonary interstitial fibrosis,PIF)是发生在多种间质性肺疾病终末期,以成纤维细胞异常增殖、细胞外基质过度沉积和肺泡结构破坏重塑为特征的病理改变[1]。PIF发病率和死亡率较高,现行治疗方案存在效果有限、价格昂贵、不良反应较多等问题,亟须探寻新的治疗靶点与策略[2]。作为肺内最丰富的先天免疫细胞,巨噬细胞构成肺部免疫稳态核心,参与损伤后的免疫应答。近年来,巨噬细胞极化、自噬及凋亡等机制异常激活是PIF发病的关键环节,可驱动肺泡上皮细胞损伤、成纤维细胞增殖分化和细胞外基质沉积,最终导致纤维化改变[3-4]。
中医多将PIF归属于“肺痿”“肺痹”等范畴,其病位在肺或肺络,病性总属本虚标实,虚损、痰湿、瘀血贯穿病情始终。近年来,中医药凭借其多成分、多靶点的调控特性及安全性高、简便廉验的优势,在PIF的临床治疗中展现出良好前景。同时,中医药可通过调控巨噬细胞活性发挥抗纤维化的作用机制。基于此,本文采用系统评价的研究方法,梳理中医药靶向调控巨噬细胞治疗PIF的相关文献,旨在总结该领域的研究进展,以期为后续PIF的基础研究和临床应用提供参考价值。
PIF发病与巨噬细胞异常活化密切相关,主要表现为极化、自噬及凋亡过程的紊乱。①极化失衡是核心机制:在辅助性T(T helper,Th)1细胞的驱动下,经典激活的M1型巨噬细胞通过释放促炎性细胞因子在PIF早期主导炎症损伤;在Th2细胞因子作用下,替代激活的M2型巨噬细胞在PIF后期异常极化,通过分泌促纤维化因子过度驱动组织修复。M1/M2型极化失调导致炎症损伤与修复严重失衡。②自噬功能显著紊乱:一方面表现为自噬体减少或自噬体与溶酶体融合受阻引发的自噬不足;另一方面表现为溶酶体破坏及自噬体累积导致的异常自噬活性。③凋亡调控失常:凋亡不足使异常的巨噬细胞持续释放炎症及促纤维化因子;凋亡过度则激活炎症级联反应。三者协同作用,通过诱导上皮-间充质转化及细胞外基质过度沉积,造成PIF病理改变。见图1。
图1 巨噬细胞在PIF中的作用机制(由Figdraw绘制)
LPS:脂多糖;IFN:干扰素;GM-CSF:粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子;TNF:肿瘤坏死因子;IL:白细胞介素;MMP:基质金属蛋白酶;ROS:活性氧;Arg:精氨酸酶;TGF:转化生长因子;FGF:成纤维细胞生长因子;VEGF:血管内皮生长因子;Caspase:胱天蛋白酶;ECM:细胞外基质;PIF:肺间质纤维化。
巨噬细胞具有高度的异质性和可塑性,可在不同微环境信号刺激下极化为M1和M2两种功能表型。巨噬细胞极化在PIF病理进程中起重要作用。M1型巨噬细胞具有促炎活性,在PIF早期炎症损伤阶段占主导地位,该表型通过释放促炎性细胞因子、基质金属蛋白酶、活性氧等成分,激活炎症反应,并介导组织损伤[5]。肿瘤坏死因子(tumour necrosis factor,TNF)-α和白细胞介素(interleukin,IL)-1β 等炎症因子直接诱导纤维化进展。基质金属蛋白酶通过调节细胞外基质重塑,加重纤维化改变。活性氧则参与调节肺泡上皮细胞凋亡和衰老、肌成纤维细胞分化及细胞外基质变化。M2型巨噬细胞具有抗炎和免疫调节作用,主要参与PIF后期肺组织异常修复的过程[5]。该表型通过分泌转化生长因子(transforming growth factor,TGF)-β、成纤维细胞生长因子、外泌体等促纤维化因子,促进炎症消退及组织修复,但驱动纤维化病理进程。TGF-β 是核心促纤维化因子,M2型巨噬细胞可通过TGF-β/Smad信号通路促进肺泡上皮细胞转化为肌成纤维细胞,诱导上皮-间充质转化改变及胶原纤维大量产生[6]。成纤维细胞生长因子作为诱导PIF的关键细胞因子,可协同促进成纤维细胞增殖。此外,巨噬细胞来源的外泌体通过细胞间信号传导诱导肌成纤维细胞增殖,促进纤维化进展[7]。由此可见,PIF的病理本质是M1型巨噬细胞介导的炎症损伤与M2型巨噬细胞介导的组织修复过程严重失衡。M1/M2型巨噬细胞异常极化及其引发的级联反应是促进纤维化进展的关键机制。
自噬是细胞应对各种刺激时,通过溶酶体降解受损或衰老的细胞器及有害物质,从而维持细胞稳态的生理过程。该过程由自噬相关基因针对不同环节进行精密调控。自噬启动阶段,重组人自噬效应蛋白Beclin1通过介导自噬蛋白定位于自噬前体结构,推动自噬进程。微管相关蛋白1轻链3(microtubule-associated protein 1 light chain 3,LC3)被视为自噬体标志物,在自噬形成时,LC3-Ⅰ通过泛素化生成LC3-Ⅱ,并被招募到自噬体膜表面,最后与包裹内容物一起被溶酶体降解。选择性自噬接头蛋白(p62/SQSTM1)是自噬降解的标志物,其与泛素化的错误折叠蛋白结合,运输至自噬溶酶体中进行底物降解。在PIF中,巨噬细胞自噬活性显著紊乱,成为该病发生和发展的重要机制。研究显示,特发性肺纤维化患者肺组织中自噬受到抑制,表现为关键自噬蛋白Beclin1和LC3数量减少,p62和泛素化蛋白数量增多,提示自噬体形成减少和降解受阻[8]。此外,研究显示,硅肺患者肺泡巨噬细胞吞噬入侵的二氧化硅后出现溶酶体损伤,导致自噬体过度累积,最终引起肺泡巨噬细胞坏死或凋亡[9]。无论是自噬功能失调或受到抑制,巨噬细胞自噬缺陷可促进TGF-β1信号传导,造成细胞外基质沉积、上皮-间充质转化发生及肺泡上皮细胞功能障碍,并抑制成纤维细胞凋亡,共同加剧肺纤维化进展[10]。
细胞凋亡是由基因调控的程序性死亡,通过清除多余或构成潜在危害的细胞以维持内环境稳态,主要分为内源性和外源性两种途径。内源性途径由细胞内环境扰动引起线粒体释放细胞色素c触发,该途径受B细胞淋巴瘤因子2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)家族蛋白调节。外源性途径则是当细胞受到外界信号刺激时,凋亡相关因子等细胞表面受体与其配体结合启动。两者最终激活胱天蛋白酶(cysteine aspartic acid specific protease,Caspase)级联反应,引起蛋白质分解及染色质浓缩,执行细胞凋亡。巨噬细胞凋亡的精准调控对维持肺内免疫稳态至关重要。在PIF中,巨噬细胞凋亡状态显著失衡,主要表现为凋亡抵抗或过度凋亡。相关研究在特发性肺纤维化患者和博莱霉素诱导的小鼠模型中发现,肺泡巨噬细胞凋亡活性减弱,其机制涉及执行凋亡的关键蛋白Casepase-3裂解减少,抗凋亡蛋白Bcl-2水平升高,线粒体释放细胞色素c过程受阻[11-12]。上述凋亡抵抗导致异常存活的巨噬细胞持续释放促炎因子/促纤维化因子,驱动纤维化进程。然而,实验研究显示,肺泡巨噬细胞过度凋亡可导致线粒体过量产生活性氧,凋亡细胞分泌大量炎症因子和促纤维化因子,引发炎症级联反应,最终刺激成纤维细胞增殖活化及过量胶原蛋白分泌[13]。上述争议实则揭示巨噬细胞凋亡在PIF中的双重角色,适度凋亡有助于清除异常细胞,减轻炎症反应;而凋亡抵抗或过度凋亡均可破坏免疫稳态,共同促进纤维化进程。
PIF的基本病机为正气虚损、痰瘀阻络,与巨噬细胞功能紊乱存在一定的生物学关联。正气不足可视为巨噬细胞稳态失衡的内在根源;痰瘀痹阻则对应于巨噬细胞异常活化导致的病理产物积聚。因此,针对性调节巨噬细胞功能状态,纠正过度极化、增强保护性自噬、调控凋亡平衡是恢复肺内环境稳态,改善纤维化的关键策略。中医药具有整体调节优势,其益气阴、化痰瘀、通肺络之总体治法,可通过调控巨噬细胞的上述核心功能环节发挥治疗PIF的作用。
2.1.1 单味中药及其有效成分
单味中药及其活性成分在调控巨噬细胞极化中的作用机制日益明确。依据其药理特性,主要可分为皂苷类、生物碱类、萜类、黄酮类及其他类型成分。这些成分通过多靶点、多通路调控巨噬细胞功能表型,旨在恢复M1/M2型动态平衡,不仅在抑制炎症反应及延缓纤维化中展现出显著潜力,而且体现中医“调和阴阳”的治疗理念。
2.1.1.1 皂苷类 皂苷类中药成分如黄芪总黄酮、三七皂苷R1等分别通过调节TGF-β1/Smad信号通路,以及负反馈调节SOCS3/STAT3、PI3K/Akt信号通路在不同疾病阶段调控巨噬细胞表型,抑制过度极化引发的炎症风暴及胶原纤维沉积[14-15]。研究显示,三七皂苷R1具有阶段依赖性调控特点,PIF早期通过调控SOCS3/STAT3信号通路抑制M1型极化,晚期则主要通过阻断PI3K/Akt信号通路抑制M2型极化,既符合PIF疾病演变的动态特征,又为临床分期用药提供依据[15]。
2.1.1.2 生物碱类 生物碱类化合物如新对叶百部碱、贝母碱等成分主要通过干预PI3K/Akt、p38MAPK/Akt/STAT6等关键信号通路,抑制M2型巨噬细胞异常极化及成纤维细胞活化,下调促纤维化因子表达[16-17]。该类成分信号通路明确、靶向性强,提示在抗纤维化治疗中具有较好的作用潜力,为中药“祛邪”机制的现代阐释提供支持。
2.1.1.3 萜类 中药中的萜类化合物如龙胆苦苷、桔梗皂苷E在调控巨噬细胞极化及抗纤维化方面表现出多通路干预特点。该类成分主要通过干预TGF-β1、JAK/STAT等核心节点,抑制巨噬细胞向促纤维化表型极化,降低TNF-α、IL-1β、TGF-β1等细胞因子水平,从而干预纤维化进程[18-19]。萜类成分的多靶点调节特性符合中医整体观念,适用于对PIF复杂免疫微环境的调控,也为其进一步开发为抗纤维化药物提供依据。
2.1.1.4 黄酮类 黄酮类化合物如槲皮素、淫羊藿次苷Ⅱ等则通过调节TGF-β/Smad、Wnt/β-catenin等关键信号通路抑制巨噬细胞极化及转化,减弱M2型巨噬细胞浸润,下调平滑肌肌动蛋白α、TGF-β1、IL-1β、TNF-α 等促纤维化因子表达,在减轻肺损伤和纤维化改变方面发挥重要作用[20-21]。该类成分在抗炎、抗氧化基础上的免疫调节作用,尤其适用于肺纤维化中氧化应激与免疫紊乱共存的病理状态。
2.1.1.5 其他类型 其他类型的中药成分如牛蒡子苷、昆布多糖及麻黄-五味子药对,展现出调控巨噬细胞极化以改善PIF的潜力,其作用机制涉及阻断TGF-β1/Smad、TLR4/NLRP3等信号通路,具有阶段依赖性调控和多通路调节特性[22-24]。这类成分不仅拓宽中药抗纤维化药物来源,而且为基于病理阶段的精准干预提供新思路。如昆布多糖可在PIF早期调控M1型极化发挥抗炎作用,并在晚期抑制M2型极化及TGF-β1表达[22]。另有关于麻黄-五味子药对的研究显示,炎症期麻黄、五味子可抑制TNF-α 的分泌,阻断下游NF-κB、STAT信号通路,抑制M1型极化,减轻早期损伤,该阶段麻黄作用更显著;纤维化期则通过阻断TGF-β1/Smad信号通路,抑制M2型过度极化,减轻纤维化改变,该阶段五味子贡献突出[24]。提示针对PIF不同病理阶段,选择侧重抑制M1或M2型极化的中药成分,实现符合中医病机演变规律的“分期论治”,可能构成更精准的治疗策略。
2.1.2 中药复方
中药复方药味丰富、配伍精良,可通过多层次、多靶点、多途径调控巨噬细胞极化,有效改善纤维化病变。根据功效主治,目前应用的靶向巨噬细胞抗纤维化方剂可大致分为养阴润肺、活血通络、补益肺肾、宣肺解毒等类别。
2.1.2.1 养阴润肺类 该类方剂适用于阴虚燥热证的PIF患者,其机制侧重于调节免疫微环境,通过“养阴润肺”间接抑制纤维化病变。麦门冬汤是经典的养阴类方剂,功能滋养肺胃、降逆下气,临床被广泛应用于肺纤维化的防治。马先等[25]基于动物实验和网络药理学验证,该方可通过调节巨噬细胞极化,下调特发性肺纤维化大鼠模型中TGF-β1、平滑肌肌动蛋白α、IL-4等促纤维化因子表达,从而延缓纤维化进展。
2.1.2.2 活血通络类 活血通络类复方如扶正化瘀方及名老中医王灿辉的养肺活血方,紧扣“痰瘀阻络”病机,通过活血化瘀、通络散结以改善肺部炎症浸润,抑制胶原沉积。现代研究显示,该类方剂能抑制M1/M2型巨噬细胞极化,改善PIF动物模型的肺组织炎症和纤维化病变,其机制可能与干扰TGF-β/Smad、NF-κB/TNF-α、Notch信号通路相关[26-27]。
2.1.2.3 补益肺肾类 补益肺肾类如李建生教授制订的金水缓纤方、治疗尘肺病的保金尘肺方,秉承“扶正固本”的理念,适用于肺肾两虚、正气不足的PIF患者。研究显示,该类复方可通过阻断JAK/STAT、ERK、mTORC2/Akt/IRF4等信号通路,抑制M2型巨噬细胞极化,从而改善PIF大鼠肺损伤和纤维化改变[28-29]。该类复方通过调节M1/M2型巨噬细胞平衡,维持免疫稳态,进而抑制胶原纤维沉积,与中医“扶正以祛邪”的观念相契合。
2.1.2.4 宣肺解毒类 该类方剂可体现中医宣肺解毒以祛邪通络的治法,直接针对邪气诱发的炎症风暴,快速减轻炎症损伤,阻断纤维化进程,适用于外邪侵袭、毒热内蕴所致的PIF急性加重期。代表方剂为具有宣肺止咳、化痰通络功效的宣肺止嗽合剂和中国抗击新型冠状病毒感染名方宣肺败毒汤,其可通过调控M1/M2型极化平衡,减少炎症因子分泌和胶原纤维沉积,从而减轻博莱霉素诱导的肺纤维化,具体机制涉及抑制IL-6/STAT3信号通路[30-31]。提示宣肺解毒类复方可快速抑制炎症风暴,调节M1/M2表型平衡,体现中医“急则治其标”,也为中西医结合防治PIF急性加重提供用药依据。
中医药通过双向调节巨噬细胞自噬活性以恢复自噬稳态,在PIF的治疗中展现出动态调节优势。在促进保护性自噬方面,多种中药单体通过不同信号通路增强自噬活性,从而缓解纤维化进程。薯蓣皂苷是从薯蓣科药用植物中分离得到的天然甾体皂苷,可通过抑制Akt/mTOR信号通路,促进肺泡巨噬细胞自噬及对受损线粒体的清除,以保护线粒体功能[32]。实验研究显示,中药鸡内金可显著增强硅肺大鼠模型中肺泡巨噬细胞自噬,上调Beclin1、LC3等自噬相关基因表达,并下调炎症因子、纤连蛋白、Ⅰ型胶原蛋白、基质金属蛋白酶和诱导型一氧化氮合酶表达,从而抵抗炎症损伤及纤维化改变[33]。在抑制巨噬细胞过度自噬方面,中医药显示出关键的调控作用,如冬虫夏草菌丝提取物通过减少小鼠模型中肺泡巨噬细胞的募集及自噬小体数量,下调LC3B、Beclin1、p62等自噬蛋白表达,抑制过度自噬以延缓PIF进程[34]。提示中医药可根据PIF不同阶段巨噬细胞的自噬状态进行精准调控,体现其“双向调节”的独特优势。
中医药可通过干预巨噬细胞凋亡的不同环节发挥抗纤维化作用。一方面,中药单体及复方可通过抑制肺泡巨噬细胞过度凋亡以减轻炎症损伤,如薯蓣皂苷通过抑制硅肺小鼠肺泡巨噬细胞中线粒体依赖性凋亡途径,减少活性氧、炎症因子和促纤维化因子的产生,从而减轻肺部炎症及纤维化[13];维吾尔族治疗肺部疾病的常用方剂祖卡木颗粒具有多成分、多靶点的免疫炎症调节作用,可通过干扰Bcl-2与Beclin1蛋白的结合,抑制Caspase-3活化,抑制肺泡巨噬细胞过度凋亡,从而延缓肺部损伤进展[4]。蔓荆子-旋覆花药对在PIF不同阶段表现出时相特异性调节作用,升浮药蔓荆子主要在PIF早期炎症阶段抑制M1型极化及相关凋亡,沉降药旋覆花则在纤维化阶段调控M2型极化及凋亡进程,体现中医“升降相因”治法在调控免疫稳态中的科学内涵[35]。另一方面,中医药在改善PIF病理进程中巨噬细胞的凋亡抵抗方面展现出潜在优势,肺维康颗粒可通过阻断PI3K/Akt/mTOR信号传导,下调抗凋亡蛋白Bcl-2表达,改善M2型巨噬细胞凋亡抵抗及极化,发挥抗纤维化效应[36]。
中医药靶向巨噬细胞治疗PIF的作用机制为临床精准施治提供重要依据。临床针对正气虚损者,可采用补益类中药,旨在通过调控M1/M2型巨噬细胞平衡,恢复免疫稳态,增强机体抗病能力,发挥扶正固本之功。研究显示,该类方药能改善特发性肺纤维化患者的临床症状,提高总体效果,并通过下调炎症因子IL-6、TNF-α 的表达,减轻体内巨噬细胞介导的炎症反应[37]。针对痰瘀阻络者,临证可采用具有化痰、活血、解毒功效的中药,通过抑制M2型巨噬细胞极化,减少胶原纤维沉积,直接祛瘀通络;通过促进巨噬细胞保护性自噬,抑制异常凋亡,清除受损细胞,有助于化痰散结。临床研究显示,该类中药可提高特发性肺纤维化患者的治疗总有效率,改善肺功能、胸部高分辨率CT评分,其机制与抑制患者体内炎症因子和促纤维化因子,调节机体免疫失衡状态相关[38]。
本文系统梳理中医药通过调控巨噬细胞在治疗PIF中的潜在作用机制。中药单体及复方可通过抑制M1/M2型巨噬细胞极化,降低激活的巨噬细胞水平,进而下调炎症因子及促纤维化因子表达,减轻成纤维细胞活化和胶原纤维沉积;通过调控Beclin1、LC3-Ⅱ、LC3-Ⅰ、p62等自噬相关基因的表达,激活肺泡巨噬细胞保护性自噬或抑制过度自噬,恢复自噬稳态,从而减轻肺部炎症损伤和纤维化病变;可通过改善巨噬细胞凋亡抵抗或抑制其过度凋亡发挥抗纤维化作用,其机制涉及干扰Bcl-2的活性,调控Caspase蛋白激活及活性氧水平。
综上所述,中医药通过靶向调节巨噬细胞极化,维持自噬-凋亡平衡,恢复免疫系统稳态,是其减轻PIF炎症损伤和纤维化进程的核心机制。然而,该领域研究仍有一定的问题亟待探讨:①中药整体调节优势体现不足。目前研究多聚焦于中药单体或有效成分,对中药复方整体效应及煎煮过程中成分间相互作用的研究相对缺乏,难以充分还原中药在临床实践过程中的药理作用。②多靶点网络研究缺失。中医药“多组分、多通路、多层次”的协同作用是其核心优势,但现有研究多局限于对单一通路和靶点的探讨,缺少对巨噬细胞相关信号网络及整体调控机制的深入探究。③巨噬细胞自噬与凋亡机制争议。一方面主张中医药通过促进自噬延缓纤维化;另一方面认为中医药通过抑制自噬活性发挥抗纤维化作用,凋亡研究亦存在类似分歧。提示自噬、凋亡和极化均为细胞的动态过程,过度激活或抑制可引发一系列损伤,只有保持适当水平活性才能维持肺内稳态。
鉴于上述观点,未来研究可着力于:运用网络药理学、系统生物学等技术解析巨噬细胞相关各靶点和通路间的关联;结合PIF不同病理阶段特点,动态评估巨噬细胞各功能状态的平衡阈值及交互作用,从整体角度把握PIF的发病机制和中药调控机制;探索将巨噬细胞相关生物标志物作为动态监测PIF病情及效果的微观指标,实现精准用药调整;深化中药复方药效及配伍机制研究,开发精准调控巨噬细胞的抗纤维化中药;开展高质量临床试验,验证靶向巨噬细胞的中药对PIF的有效性及安全性,以期为后续科研工作提供循证依据,并为PIF的防治提供新治疗策略。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。
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