单味中药及其提取物在肺纤维化治疗中的研究进展

葛春蕾，张兴彩，李珂珂

(1.山东中医药大学，山东 济南 250014； 2.山东中医药大学附属医院，山东 济南 250014)

随着社会进步，人民生活水平提高，空气污染及不良生活习惯等问题导致肺纤维化发病率日渐升高，肺纤维化是一种进行性加重的以呼吸困难，低氧血症为主要特征的疾病，病死率高，有研究显示，美国≥65岁成人IPF患者的中位生存期为3.8年，同时还可伴有多种并发症，如肺癌、肺动脉高压、静脉血栓栓塞等，预后不良。目前国际上比较认可的治疗方法包括使用糖皮质激素、抗酸制剂及免疫抑制剂等，但其临床疗效有待进一步观察，且不良反应众多。中药主要来源于天然的动植物、矿物及其加工品等，有效成分多，在整体调控的原则下，通过中医中药特有的配伍理论，兼顾多项病理因素，运用补气祛瘀化痰等治则，治疗肺纤维化，疗效较佳。多项临床研究显示，中药制剂在治疗肺纤维化方面具有独特的优势。

肺纤维化在古代中医文献中无相应的病名，根据其临床症状可将其归属为“肺痿”“咳嗽”“肺痹”等范畴。肺为娇脏，外合皮毛，开窍于鼻，故六淫等邪气侵袭多易犯肺，损伤肺气，致肺气亏虚；《难经·二十二难》曰:“气主呴之，血主濡之。”气是血液生成和运行的动力，气虚不能推动血行，血液凝滞为瘀，阻于肺络，影响肺主气司呼吸的功能，故憋喘明显；清代李用粹的《证治汇补》中提出：“肺为贮痰之器，脾为生痰之源”，脾主运化水液，上输于肺，通过肺的宣发肃降输布于全身，若肺气亏虚，不能行水，水道不通，津液停聚化为痰；痰瘀互结，胶着难去，肺气失于宣发肃降，故发为咳喘。痰瘀相互影响，相互转化，壅塞于肺，进一步损伤肺气，肺气更虚，形成恶性循环，崔红生等[1]认为本病初起以痰瘀为主，至慢性迁延期，虚实夹杂，而以气虚痰浊血瘀为主，末期疾病日久，由肺及肾，本虚至极而以肺肾两虚，痰瘀阻络为主。综上，气虚、痰阻、血瘀在本病的发病机制中发挥了重要的作用。近年来，单体中药及其提取物在肺纤维化治疗中的研究取得了一定进展，现从气虚、血瘀、痰凝三个方面对单味中药及其提取物在肺纤维化中的研究进展作一综述。

1 补益药及其提取物

补益药具有补虚扶弱等功效，本类药物多性味甘温或甘平，主归肺、脾、肾经，通过补益脏器纠正脏器的虚衰，现代药理学研究认为，本类药物具有增强免疫、促进代谢、抗氧化、强心、抗肿瘤、抗休克及改善消化等功效。补益类药物众多，此仅以黄芪、冬虫夏草为代表阐述其在抗纤维化方面的研究进展。

1.1 黄芪

黄芪为多年生草本，为豆科黄芪属植物，味甘，性微温，现代药理学研究表明，黄芪具有大补肺脾、益气固表、补气升阳、利水消肿、托毒生肌、增强免疫力、改善心血管功能、抗氧化等功效。黄芪的化学成分众多，主要含皂苷类、黄酮类、多糖类及氨基酸类等。

大量研究表明，氧化应激在肺纤维化形成过程中发挥了重要的作用。正常情况下，机体的氧化/抗氧化机制维持在平衡状态，若该状态失衡，机体产生的自由基不能得到及时的清除，通过干预信号通路传导、抑制炎性因子释放等多种途径加重肺泡炎症反应，参与肺纤维化的发生发展；超氧化物歧化酶(SOD)为体内的抗氧化因子，具有抑制自由基对组织细胞的伤害，修复受损细胞的能力，丙二醛(MDA)为体内的致氧化因子，是脂质过氧化的产物，反应了机体氧化损伤的程度，杨军等[2]研究发现，黄芪煎液及其有效成分能够增强博来霉素诱导的肺纤维化大鼠模型中肺组织中SOD的活力，减轻MDA对肺组织的损伤，增强机体抗氧化能力，发挥抗纤维化的作用。黄芪糖蛋白通过上调肺组织中SOD含量，降低MDA表达水平增强机体抗氧化能力，同时通过抑制肺组织中TGF-β1、HYP的表达，减少细胞外基质的沉积，阻抑肺纤维化的发展[3]。

此外，黄芪及其提取物还可通过干预信号通路传导干预肺纤维化的发展。转化生长因子(TGF)-β1在肺纤维化发生发展中的重要作用已经得到了国内外研究者的一致认可。栾智华等[4]研究证明黄芪糖蛋白(HQGP)明显降低TGF-β1在肺组织中的表达，减少细胞外基质(ECM)的过度沉积，减轻纤维化小鼠的肺泡炎和纤维化程度。徐昌君等[5]研究黄芪总黄酮对特发性肺纤维化miRNA-21、let-7 d及TGF-β/smad信号干预作用的实验中发现，相比较于模型组，黄芪总黄酮组中肺组织中的miRNA-21表达水平降低，且信号蛋白smad7表达下调，EMT过程标记物α-SMA表达降低，E-钙粘蛋白表达升高，这说明黄芪总黄酮通过抑制miRNA-21表达，抑制smad信号，阻断EMT过程，从而达到减缓肺纤维化发展的目的。

血管内皮生长因子(VEGF)能够刺激新生血管的生成，新生血管通过为成纤维细胞合成细胞外基质和胶原纤维提供营养物质，以加速肺纤维化的发展，而VEGFR2是VEGF的主要功能受体, 其与VEGF相结合介导血管的生成,黄芪甲苷能显著降低博来霉素诱导的肺纤维化大鼠模型中VEGF和VEGFR2基因的表达，减少肺脏局部病理血管的生成，抑制肺纤维化发展[6]。

此外，细胞自噬有利于维持细胞自身稳态，受损的蛋白或细胞器通过溶酶体降解得以重新利用，而炎症刺激产生的TGF-β1能够激活PI3K/Akt/mTOR信号通路，使小鼠的自噬活性减低，徐昌君[7]在实验过程中观察到模型组中TGF-β1表达升高，自噬活性被抑制，同时伴随肺组织中α-SMA表达升高，E-钙粘蛋白表达降低，EMT过程明显，肺纤维化程度高，而黄芪干预组能明显逆转这种现象，且中高剂量组作用更明显。这说明黄芪甲苷能够减轻肺组织的炎症反应，下调TGF-β1的表达，同时抑制PI3K/Akt/mTOR信号通路抑制小鼠肺组织的自噬活性，抑制EMT过程的发生，发挥抗纤维化作用。同时，黄芪甲苷较地塞米松组抑制成纤维细胞形成及胶原蛋白沉积的作用更显著，更能减少肺组织中α-SMA、COL1、COL3的表达[8]。

1.2 冬虫夏草

冬虫夏草又名冬虫草，为冬虫夏草菌与蝙蝠蛾科幼虫的复合体，味干性平，归肺肾经，如《本草从新》：“甘平保肝益肾，止血化痰，已劳嗽”。现代药理学研究认为冬虫夏草具有抗氧化、抗炎、增强机体免疫力、抗肿瘤、调节神经系统、降糖降脂等作用。

研究证明冬虫夏草菌丝通过增加TH1细胞的数量以降低TGF-β的含量，调控肿瘤坏死因子α(TNF-α)及白介素1β(IL-1β)等肺组织炎性因子的表达，减轻肺泡炎症程度，同时还可抑制Ⅰ型胶原的过度沉积[9]，促进细胞外基质的降解，减缓肺纤维化的进程[10]。中国被毛孢菌丝(HSM)是刘锡等分离出来的无性型阶段冬虫夏草，寿旗扬等[11]研究HSM干预博来霉素诱导的肺纤维化大鼠作用机制的实验中，HSM干预组肺组织中TGF-β1、TNF-α、IL-1β含量较对照组显著降低，同时肺指数、羟脯氨酸含量降低，而抗纤维化因子IFN-γ表达增强，肺组织纤维化程度减轻。由于天然冬虫夏草产量低，故多采用人工培育的虫草菌液代替天然虫草，研究证实人工虫草菌液降低NF -κB的活化，抑制TNF-α、iNOS的基因转录，降低肺组织中氧化活性物质的释放，减轻肺泡炎症，保护肺组织细胞，发挥抗氧化的作用[12]。王少杰等[13]亦发现，人工虫草菌液增加肺组织中抗纤维化因子IFN-γ的含量，抑制IL-4等产生的促纤维化效应，调整Ⅰ型/Ⅱ型细胞因子平衡，发挥Ⅰ型细胞因子的抗纤维化作用。

2 活血类中药及其提取物

活血类中药大多具有通利血脉、促进血行，消散瘀血的功效，本类药物多具辛味，辛散行滞，行气活血，使血脉通畅，瘀滞消散，从而达到消痈、通痹、祛瘀生新的功效。现代药理学研究表明，本类药物大多具有改善血液循环、促进损伤组织修复、减轻炎症反应、改善结缔组织代谢、调节免疫、抗菌消炎的作用。

2.1 川芎

川芎为伞形植物川芎的干燥根茎，味辛性温，中医认为川芎具有活血行气，祛风止痛的作用，川芎中主要含有川芎嗪、阿魏酸等有效成分，现代药理学研究显示川芎具有改善微循环、保护心脑血管、抗氧化、清除氧自由基、拮抗组织纤维化、调节平滑肌敏感性、预防血栓形成等多种作用。

基质金属蛋白酶(MMPs)能够降解细胞外基质，减少细胞外基质的沉积，明胶酶A(MMP-2)和明胶酶B(MMP-9)为MMPs大家族中的一员，两者作用多有不同，MMP-2表达增强能够引起基底膜损伤，促进肺纤维化的发生，王增欣等[14]发现川芎嗪可通过降低MMP-2表达，降解细胞外基质，发挥抗纤维化的作用。杜旌畅等[15]学者研究发现川芎挥发油可提高含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3/9含量, 降低TGF-β1含量, 诱导成纤维细胞凋亡, 减少胶原蛋白合成。

2.2 丹参

丹参为唇形科植物丹参的干燥根和根茎，味苦微寒，归心、肝经，具有活血、止痛、祛瘀、通经、凉血、除烦、消痈等作用，善治胸痹心痛，脘腹胁痛，心烦不眠，月经不调，疮疡肿痛诸症。丹参的化学成分主要包括丹参酮、丹参酚、丹参醇等，现代药理学研究认为，丹参具有抑制肿瘤细胞生长，提高耐缺氧能力，预防血栓形成，抗肝纤维化以及抗炎、镇痛、抗过敏等作用。

燕小宁等[16]研究证实丹参可抑制博来霉素诱导肺纤维化大鼠肺组织中的VEGF的表达，减少肺间质中胶原纤维的形成，发挥抗纤维化的治疗作用。国内外多项研究已经证明，TGF-β1受体是参与肺纤维化形成的重要的细胞因子，Smad2促进TGF-β1信号通路的激活，进而促进肺纤维化的形成，Smad7则能够抑制TGF-β1信号通路的激活，邵笑等[17]发现丹参酮ⅡA通过下调TGF-β1以及Smad2的表达，同时增强Smad7的表达，发挥抗纤维化作用。尿激酶型纤溶酶元激活物(u PA)主要参与细胞外基质的降解过程，PAI是丝氨酸蛋白酶抑制物超家族的一员，能够抑制u PA的活化，二者协调平衡维持正常的组织功能，若二者平衡失调则易致肺纤维化的发生发展，田淑霞[18]在研究丹参酮干预肺纤维化的机制的实验中发现丹参酮能显著降低肺组织中PAI的表达，调节两种活性物质之间的平衡，促进细胞外基质的降解，从而干预肺纤维化的进展。

体内NO氧化反应生成过氧化物会损伤细胞正常功能，而一氧化氮合酶(iNOS)为促进NO生成的限速酶，徐华等[19]利用丹参酮ⅡA干预iNOS信号通路的激活，诱导iNOS表达降低，发现其下游TNF-α、IL-1β及IL-6表达水平下降，肺纤维化程度较模型组明显减轻，这证明丹参酮ⅡA通过调控iNOS信号通路抑制其下游细胞因子的释放，阻抑肺纤维化进程。超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽(GSH)均具有维持氧化/抗氧化平衡的作用，实验观察，中药(丹参、川芎嗪)治疗肺纤维化小鼠的血清SOD、GSH水平较模型组明显升高，较对照组无明显变化，病理学观察，中药治疗组及泼尼松组肺泡炎性程度及纤维化程度较模型组减轻，而中药治疗组效果更明显，这表明，丹参、川芎嗪通过提高SOD、GSH表达水平，增加血清中抗氧化物质，维持氧化/抗氧化平衡干预肺纤维化的进展[20]。

2.3 当归

当归为伞形科植物当归的干燥根，其味甘性辛、温，具有补血活血，调经止痛，润肠通便的功效；现代药理学研究表明当归具有增强免疫、抗血栓、抗氧化、抗肿瘤及抗炎的作用。

研究表明，当归通过增加肺组织中SOD的含量减轻组织中氧化反应产生的过多的氧自由基导致的肺部炎症反应，还可下调肺组织中TGF-β1的表达，干预肺纤维化的发展[21-22]。阿魏酸为当归的有效成分之一，临床研究发现，阿魏酸钠治疗组的尘肺患者其血气分析指标较对照组明显改善(PO2、SaO2升高，PCO2降低)，肺纤维化指标Co I、Ⅲ型前胶原肽(PIIIP)水平降低，明显改善尘肺患者临床症状，同时，抑制内皮素(ET)在肺组织中的表达，减少胶原蛋白的沉积，抑制成纤维细胞增殖也可能是其抗纤维化机制之一[23]。

2.4 三七

三七为五加科植物三七的干燥根及根茎，味甘、苦，性温，归肝、胃经，效可散瘀止血，消肿定痛，为治瘀血诸证之佳品。三七的有效成分主要有三七总皂苷、人参皂苷、三七素等，现代药理学研究认为三七具有抗血小板凝集、保护心肌细胞、提高免疫以及抗衰老、镇痛、消炎等作用。

三七总皂苷(PNS)的抗纤维化机制可能与TGF-β1信号通路有关，研究发现，三七总皂苷能够降低TGF-β1诱导的肺纤维化大鼠组织中α-SMA的含量，抑制肺成纤维细胞的增殖分化，抑制上皮-间质转化过程，还可减少Ⅰ型、Ⅲ型胶原蛋白的合成，增加肺组织中MMP-9的表达，以减少细胞外基质的沉积，发挥抗纤维化作用[24-25]。HA是存在于肺间质中的一种主要的氨基聚糖，其能够影响肺泡与血液间的气体交换，降解后的HA片段还可诱导Ⅰ型、Ⅲ型胶原的合成[26]；LN为构成基底膜的成分，可诱导细胞的增殖，诱发炎症反应，二者均能促进肺纤维化发生、发展。组织蛋白酶K(Cat K)和组织蛋白酶B(Cat B)均为木瓜蛋白酶家族成员之一，Cat K主要调节细胞外基质的降解过程，Cat B具有抗原提呈、降解基质、介导细胞凋亡及血管增殖调节等作用，组织中含量过多的Cat B能介导细胞炎性坏死与凋亡的发生；研究发现，博来霉素诱导的肺纤维化大鼠肺组织中Cat B含量增多，PNS干预组的肺组织中Cat B 含量降低，且肺纤维化程度减轻，这可能是其潜在的作用机制[27]。同时孙晓芳等[28]还发现PNS能够上调Cat k的表达，显著降低肺组织中HA和LN的表达，抑制肺纤维化的发展。胰岛素样生长因子 (IGF) -1为旁分泌成纤维细胞的激活剂[29-30]，是TGF-β介导的众多信号传导途径中对于纤维化过程起重要作用的辅助因子。三七皂苷Ig1作为三七总皂苷的有效成分之一，通过抑制肺纤维化组织中IGF -1和信号传导蛋白Smad3mRNA的表达，减轻肺纤维化程度，发挥良好的抗纤维化作用，且其疗效与其剂量浓度成正比[31]。

2.5 姜黄

姜黄为姜科植物姜黄的干燥根茎，味辛、苦，性温，效可破血行气，通络止痛，善治气滞血瘀诸痛症及风湿肩臂疼痛；现代药理学研究发现姜黄具有抑制血小板凝集、抗氧化、抗炎、降血脂、降压、护肝及抗肿瘤的作用。

姜黄主要通过干预TGF-β1信号通路及抗氧化方面发挥抗纤维化的作用。薛爱芹等[32]研究证明，姜黄素能够从蛋白水平调控TGF-β1的表达，下调肺组织蛋白中TGF-β1的表达，延缓肺纤维化的发展进程，其作用与泼尼松组无明显差异。姜黄素通过上调TGF-β2诱导的肺纤维化细胞中过氧化物酶体增殖物活化受体-γ(PPAR-γ)的表达，减少胶原蛋白的合成以及α-SMA的表达，同时诱使血小板衍生生长因子β(PDGF-β)表达下调，抑制细胞增殖，从而使其下游通路PI3K/AKT、ERK、JNK信号转导通路受到抑制，阻碍肺纤维化的进展[33]。

弥漫性的肺泡炎症是肺纤维化的主要病理特点之一，炎症不仅累计肺泡，同时还通过损伤肺血管内皮细胞，加速疾病的发展，研究发现，姜黄素可增加内皮型一氧化氮合酶(e NOS)的活性，既能激活基质金属蛋白酶-9(MMP-9)，促进骨髓内皮祖细胞的分化与动员，同时还能够修复损伤血管的弹性，恢复血管内皮细胞的功能，减轻肺泡炎症[34]。从细胞凋亡的角度上，研究证实，肺纤维化过程中存在异常细胞凋亡的现象，姜黄素可以通过减少肺组织中凋亡相关因子Bcl-xl、Bax、Caspase-3 蛋白含量，抑制肺泡上皮细胞的过度凋亡，以达到治疗肺纤维化的目的[35]。由于姜黄素水溶解性小, 稳定性差, 生物利用率低, 靶器官浓度低，黄贵东等[36]则将姜黄素通过乳化交联法制备成姜黄素明胶微球，提高姜黄素在肺组织中的浓度，具有良好的肺靶向性，治疗效果显著提高。

2.6 虎杖

虎杖为蓼科植物虎杖的干燥根茎和根，味微苦，性微温，功善利湿退黄、清热解毒、散瘀止痛、止咳化痰；现代药理学研究证明，虎杖具有抗感染、抗炎、抗氧化应激、抗肿瘤、抑制纤维化以及免疫调节等作用。

徐云云等[37]研究发现虎杖苷能够减少百草枯中毒小鼠肺组织中MDA、SOD的含量，抑制氧化应激反应，减轻小鼠肺组织的炎症损伤，其治疗效果与姜黄素相当，且具有一定的剂量依赖性。TNF-α具有刺激细胞产生超氧化物的细胞毒性作用，PDGF具有促进细胞增殖分化，抑制ECM降解的作用，碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)具有促进细胞增殖的作用，研究证实，虎杖苷可减少bFGF、TNF-α、PDGF等促纤维化因子的合成，通过抑制细胞增殖、胶原合成、细胞外基质沉积及氧化应激引起的炎症刺激等方面延缓壹期矽肺纤维化的发展，且作用效果与药物浓度成正比[38-39]。另外，虎杖苷能够抑制TGF-β1诱导的A549细胞中波形蛋白(间质细胞标志蛋白)的表达，上调E-钙粘蛋白的含量，通过抑制上皮-间质转化过程，干预肺纤维化的发展[40]。MMPs及TIMPs是参与降解细胞外基质的重要成分，金晓滢等[41]发现，大鼠肺纤维化细胞中基质金属蛋白酶(MMPs)和基质金属蛋白酶组织抑制因子(TIMPs)的高表达，而虎杖干预后，大鼠肺泡炎及肺纤维化程度均有不同程度的降低，这表明，虎杖可能通过下调MMPs和TIMPs的表达，促进细胞外基质的降解过程，从而延缓肺纤维化的进展。

2.7 红花

红花为菊科植物红花的干燥花，于夏季花由黄变红时采摘，阴干或晒干，功善活血通经、散瘀止痛，其主要化学成分包含红花黄色素、黄色素、新红花苷、红花苷等成分，现代药理学研究发现，红花具有扩张血管、提高耐缺氧能力、抑制血小板凝集及抗炎、镇痛、镇静等作用。

体外研究发现，红花黄色素能够降低细胞的增殖活力，减弱正常的肺泡上皮细胞向间质细胞转化的倾向，从而缓解博来霉素诱导的肺纤维化程度[42]。胡谋波等[43]通过病理观察发现，红花通过降低肺组织中胶原含量来对抗硬皮病所诱发的肺间质纤维化。在以TGF-β1诱导NIH/3T3细胞为模型的实验中，通过基因沉默以及TFG-βRⅠ激酶抑制剂特异性阻断TGF-β RII介导信号通路，羟基红花黄色素A(HSYA)所产生的降低p38MAPK、Smad2的磷酸化水平及抑制Smad2d核左移的疗效消失，且具有明显的剂量依赖，这表明，TGF-βⅡ型受体可能是HSYA减轻TGF-β1诱导的肺纤维化的作用靶点[44]。藏红花素显著抑制博来霉素诱导的TNF-α和TGF-β1表达，发挥抗氧化、抗炎和抗纤维化作用[45]。

3 化痰类中药及其提取物

元代王珪云：“痰为百病之母”“百病多由痰作祟”，痰既是一种病理产物，也是一种致病因素，随气机运行，致病范围广泛，化痰药大多味苦、辛，能泄能燥，可行可散，功擅泄肺、化痰、降气、平喘；现代药理学研究表明，本类药具有平喘、抗病毒、抗病毒、消炎、改善血液循环、免疫调节等作用。

3.1 半夏

半夏为天南星科植物半夏的干燥块茎，其味辛性温，有小毒，功擅燥湿化痰、降逆止呕、消痞散结，现代药理学研究认为，半夏具有祛痰、镇吐、抗肿瘤、促进胆汁分泌、镇静、降压、降血脂的作用。

刘晓明等[46]实验研究证明半夏、川贝母能够增加博来霉素诱导肺纤维化大鼠肺组织中Nrf2的含量，Nrf2可调控抗氧化基因的表达，促进抗氧化物质的合成，以达到保护损伤细胞的作用，且其作用效果与吡非尼酮组无显著差异，半夏抗氧化能力强于川贝母。

3.2 川贝母

川贝母为百合科植物川贝母、暗紫贝母、甘肃贝母、梭砂贝母、太白贝母或瓦布贝母的干燥鳞茎，味苦、干，性微寒，尤善治内伤久咳，燥痰、热痰等症。现代药理学研究认为，川贝母具有降压、解痉、止泻、扩瞳、镇静及催眠等作用。

朱雪[47]比较化痰类中药在肺纤维化大鼠模型抗氧化活性中发现，川贝母显著增加肺组织中SOD及GSH的含量，半夏及川贝母可显著降低MDA的含量，发挥抗氧化作用。

4 总结及展望

肺纤维化的病理过程主要分为弥漫性的肺泡炎症及慢性期的肺纤维化，活血、化痰类中药通过减少肺组织炎性因子的分泌、增加抗氧化物的表达、减少致氧化因子含量等方面发挥抗氧化作用，减轻肺泡炎症，阻止疾病进一步发展；至肺纤维化期，补益、活血、化痰类中药除发挥抗氧化作用外，尚可通过干预TFG-β1信号通路、VEGF信号通路等多条途径减少胶原蛋白合成，抑制细胞外基质的沉积，促进细胞外基质降解，还可抑制上皮-间质转化，减少肺肌成纤维细胞合成，上调抗纤维化因子的表达，发挥抗纤维化作用。上述大量研究表明，补益、活血、化痰类中药及其提取物在阻抑肺纤维化发展过程中疗效显著，甚至优于单纯西药治疗，且无明显不良反应，但目前大多数的研究以动物实验为主，临床实验研究较少，未来应着重促进基础研究及临床应用之间的转化，同时如何将研究成果与中药组方原则相结合，使疗效最大化，这都是对临床研究者的一大考验。另外，化痰类中药在肺纤维化治疗中的研究较少，且多通过抗氧化机制发挥作用，是否其亦通过干扰信号通路、参与细胞凋亡等其他潜在机制发挥作用，以及如何在肺纤维化的治疗中进一步发挥中药与西药的协同作用、联合用药的具体作用机制等都是未来肺纤维化中西医结合治疗中的一大研究方向。