王 瀚 马紫童 刘仁慧

（首都医科大学，中医络病研究北京市重点实验室，北京 100069）

哮喘是一种常见的慢性气道疾病，诱发因素包括外来致敏原、药物刺激、环境及情绪变化等。据以往流行病学调查发现，我国约有4 500万成年人患有哮喘，发病率高达4%以上，其中约1 300万人伴有气流受限的症状，严重威胁着公民的生命安全与健康［1］。气道炎症反应、气道高反应性和气道重塑是哮喘的主要病理学特征［2］，其中气道重塑作为一种特殊病理特征，指在炎症的刺激下，气道自身结构、气道壁细胞的结构、组分和功能发生病理性改变，具体表现为气道上皮细胞（AECs）的损伤与修复、上皮下纤维化（SEF）、上皮细胞间充质转化（EMT）、气道平滑肌细胞（ASMCs）异常增殖与迁移以及气管壁血管异常增生等［3］，这些变化在哮喘病程中占据核心地位，可进一步引发慢性阻塞性肺病（COPD）及肺纤维化（PF），故治愈难度极大［4］。随着近年来研究的深入，气道重塑的病理机制与细胞的生理功能变化被广泛揭示，其中细胞凋亡与自噬活性的改变在此过程中扮演着重要角色，如参与调控气道细胞的增殖与分化、诱导各种生长因子、调节蛋白的释放以及介导炎症反应等［5-6］，而基于凋亡/自噬研究气道重塑机制，对于防治顽固性哮喘、改善气道重塑具有重要意义。中药防治哮喘具有独特的优势，近年来研究发现中药通过调控凋亡/自噬在气道重塑的改善中发挥重要作用。

1 细胞凋亡/自噬平衡参与气道重塑过程

目前的研究显示，哮喘引发的AECs炎性浸润可促进转化生长因子-β（TGF-β）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、干扰素-γ（IFN-γ）、Fas配体、白介素-1β（IL-1β）等因子的释放，导致AECs损伤进而引发Bcl-2对Caspase蛋白的激活失调，凋亡抑制蛋白家族（IAPs）发生功能障碍，由此导致AECs凋亡活性增加，加速AECs的脱落并加重气道重塑［5，7-8］。同时，Dickinson JD等［9］研究指出哮喘炎症引发的IL-13大量释放能够导致哮喘AECs自噬体数目增加和自噬微管蛋白轻链-3（LC-3）-Ⅱ水平升高；另有研究表明［6］自噬标志物卵泡抑素样蛋白（FSTL）-1和Beclin-1在哮喘小鼠气道中表达上调。由此可见，AECs在哮喘发病时的凋亡与自噬活性均有所增强。

ASMCs在哮喘病程中往往存在明显的异常增殖现象，除某些生长因子的诱导作用外，细胞凋亡受到抑制是其中一个重要因素［10］。据报道哮喘发生时ASMCs中Bcl-2/Bax比例升高，Caspase-3表达减少，此外Th17型细胞因子、IL-18、嗜酸性粒细胞趋化因子、单核细胞炎症蛋白-1A等也能够促使ASMCs凋亡活性下调［11］。目前关于ASMCs在哮喘中自噬活性变化的研究信息较少，有报道指出气道炎症中释放的过量活性氧（ROS）可诱导自噬［12］；另有报道显示气道重塑的加重可导致ASMCs自噬功能下降［13］。故ASMCs的自噬活性受到多方面因素的共同调节，其整体自噬功能强弱可能取决于不同基因表达水平的变化。

由此可见，气道重塑的发病及发展通常涉及AECs、ASMCs等多种细胞凋亡与自噬功能的变化，且不同细胞或处于同一细胞的不同状态下凋亡与自噬的活性各有差异。因此不难推断，通过调节不同细胞的不同凋亡与自噬过程有助于维持其自身稳态，极大程度上缓解气道重塑现状，有望成为哮喘治疗的新方法。

2 中药调节细胞凋亡，改善气道重塑

2.1 中药提取物 对于细胞凋亡活性的调控是目前中药防治气道重塑研究的主体内容。鉴于哮喘病程中ASMCs的异常增殖，近年来研究主要集中于对ASMCs的增殖抑制与促凋亡作用，此外还包括对哮喘模型和COPD模型支气管肺组织凋亡的影响等。He S等［14］研究显示，雷公藤中的重要化合物雷公藤甲素能够下调香烟烟雾提取物诱导的ASMCs中Cyclin-D1和CDK4等细胞周期蛋白表达，诱导G0/G1期细胞周期停滞，提示具有抗ASMCs增殖与促凋亡的双重作用。陈伟等［15］发现甘草次酸能够明显抑制哮喘小鼠的气道炎症反应，缓解气道重塑，上调肺组织Bax、Caspase-3以及下调Bcl-2的mRNA和蛋白表达水平。张涛［16］发现甘草次酸能改善哮喘模型豚鼠肺组织TGF-β1与Smad-7的表达失衡，有效减轻气道重塑。邹文静［17］利用屋尘螨滴鼻建立小鼠哮喘模型，发现三七皂苷R1合用地塞米松治疗可减少哮喘小鼠支气管肺泡灌洗液中脱落的AECs数目与损伤相关因子IL-33、胸腺基质淋巴细胞生成素的含量，并抑制AECs凋亡百分比及Caspase-3蛋白表达，表明三七皂苷R1可减少AECs凋亡，从而促进气道上皮损伤的修复。Lin L等［18］发现熊果酸能够抑制内质网对凋亡的相关调控，同时通过抑制内源性和外源性凋亡途径以及下调磷酸化的Smad2与Smad3表达，缓解CSE引发的COPD和气道重塑。马晓辉［19］证实虫草菌液对CSE诱导的COPD气道上皮细胞16HBE的衰老具有抑制作用，并推测其可能通过抗凋亡途径P53/BCL-2/HSP90/HIF-1α抑制16HBE细胞衰老的发生，进而有效缓解气道阻塞。青蒿琥酯是抗疟药青蒿中重要的倍半萜有效成分，陆娟娟［20］通过观察青蒿琥酯对COPD模型动物的影响，发现其能通过兴奋PPAR-γ受体抑制CSE引起的Cyclin D1高表达，并阻止ASMCs的增殖，发挥抗气道重塑的作用。

2.2 中药复方制剂 通过凋亡调控改善气道重塑的复方立法以补益肺肾为主。石蕾等［21］发现哮喘大鼠经补肾益气平喘方（黄芪、白术、淫羊藿、补骨脂、熟地黄、麻黄、苦杏仁、甘草）不同浓度给药后，肺组织Bcl-2/Bax比值显著降低，EOS和炎性细胞凋亡明显上调，说明该方可通过促进肺组织与炎性细胞凋亡，改善哮喘的炎症与气道重塑。赵俊鹏等［22］发现芪黄补肺汤（黄芪、太子参、熟地黄、枸杞子及女贞子等）能够显著降低气道EOS浸润，增加Cyt-C含量；诱导ASMCs凋亡，改善气道平滑肌层增厚，提示该方可促进ASMCs调亡，抑制气道重塑的发生。周巍［23］观察玉屏风散、四物汤及其合方对COPD大鼠气道重塑的影响，发现经给药后BEAS-2B细胞凋亡数目下降，TGF-β1表达和Smad2/3蛋白磷酸化水平明显降低，且合用后更为明显，表明玉屏风散、四物汤及合方可抑制BEAS-2B细胞凋亡并有效缓解COPD进程。陈晶晶等［24］观察哮喘平（蛤蚧、山药、白术、木蝴蝶、苏子、麻黄等）降低哮喘大鼠肺组织中凋亡相关基因Bcl-2表达，升高Bax表达，提示该方通过促进肺组织凋亡治疗哮喘。

此外，药对配伍作为中医临床用药的一大特色，在凋亡调控防治气道重塑方面也有广泛应用。防风和乌梅药对源于名医经验方“过敏煎”中的君臣配伍，贺前松［25］发现该配伍可降低哮喘小鼠ASMCs中Cyclin-D1、Bcl-2 mRNA及蛋白表达，升高P27kip1、Caspase-3表达，降低肺组织基质金属蛋白酶-9（MMP-9）、基质金属蛋白酶组织抑制物（TIMP）-1的表达及MMP-9/TIMP-1的比值，抑制ASMCs增殖并诱导凋亡，从而缓解气道重塑与炎症。马紫童等［26］观察“阴阳双补”药对淫羊藿和女贞子合用布地奈德对大鼠肺组织凋亡水平的影响，发现用药后肺组织凋亡水平显著上调，Caspase-9、Xiap、Fas mRNA表达增加，NF-κB mRNA表达降低，对于哮喘气道炎症及气道重塑的改善作用明显，且二药合用效果优于单用激素或单味药的使用。窦锡彬等［27］观察木姜子和忍冬藤配伍的乙醇提取物对血小板源性生长因子诱导的ASMCs增殖、凋亡的影响，发现中药能增加细胞增殖抑制率，并下调TGF-β 1、血管内皮生长因子、Bcl-2等蛋白表达，上调Caspase-3的表达，提示该配伍治疗气道重塑的作用与诱导凋亡有关。

3 中药调节细胞自噬亡，改善气道重塑

3.1 中药提取物 近年来也有报道证实中药能够改变机体自噬活性以缓解气道重塑，但研究对象和内容相对局限，且不同研究结果之间差异较大。紫云英苷是中药紫云英的主要药效成分之一，Cho I H等［28］发现紫云英苷能够缓解哮喘引起的气道上皮组织中ROS与波形蛋白水平升高，其中BEAS-2B细胞中ROS被抑制可减少氧化应激触发的自噬体的形成；通过阻断H2O2诱导的Beclin-1与LC3-A/B的高表达以降低自噬活性，保护气道上皮组织，缓解SEF与EMT。Tan WSD等［29］将RFP-GFP-LC3B转染的人支气管上皮细胞BEAS-2B暴露于CSE，发现穿心莲内酯可通过p62-Nrf2正反馈回路上调Nrf2，在降低氧化应激反应同时增加总抗氧化能力；在提高LC3B-Ⅱ水平的同时增强BEAS-2B的自噬活性，提示其对支气管上皮细胞的作用与诱导自噬有关。Song G等［30］证实大黄活性成分大黄酚能降低哮喘大鼠肺细胞中LC3-B、Atg-5和Beclin-1的表达，抑制自噬以减轻哮喘炎症和气道重塑。

3.2 中药复方制剂 五虎汤是治疗风热壅肺咳喘的常用组方，由麻黄、苦杏仁、石膏、细茶叶、甘草5味药组成。陈罗枚［31］通过观察五虎汤对呼吸道合胞病毒与OVA共同诱导的哮喘小鼠树突状细胞自噬活性的变化及对气道重塑的影响，发现用药后肺组织LC3Ⅰ、α-SMA、TGF-β蛋白表达降低，气道基底膜增厚与充血缓解，肺间质增生明显减少，表明五虎汤可改善树突细胞自噬，降低自噬相关蛋白的表达以及减慢气道重塑进程。颜培正［32］发现小青龙汤、温阳化饮方和黄芪能提高哮喘寒饮蕴肺证大鼠肺组织自噬活性，改善哮喘症状，增加自噬相关蛋白Atg表达，抑制mTOR通路。潘怡［33］发现补阳还五汤作为中医临床治疗“气虚血瘀”的经典名方，能够缓解博来霉素所致肺纤维化模型小鼠肺组织病理程度，提高肺组织中LC3-Ⅱ表达并减少p62的表达，抑制PTEN/mTOR通路以激活自噬。戴晨［34］发现益肺散结方（黄芪、白术、防风、桑白皮、浙贝母、白芥子、莪术、三七）能改善肺纤维化小鼠模型肺内细支气管上皮增生，管腔狭窄及管壁增厚，减少肺间质胶原纤维沉淀，上调肺组织LC3B、Beclin-1表达，下调p62、p-PI3K、p-AKT、p-mTOR表达，表明该方通过增强细胞自噬活性，促进细胞外基质的分解，减缓肺纤维化疾病进程。吴林娜等［35］发现清金化痰汤（由黄芩、栀子、桔梗、麦冬、贝母等11味药组成）能下调COPD大鼠气道上皮细胞Beclin-1、LC3-Ⅰ、LC3-Ⅱ蛋白表达及LC3-Ⅱ/Ⅰ，下调炎症因子IL-6、IL-8水平，提示该方调节气道上皮细胞自噬以抑制COPD急性发作。

4 中药调节凋亡与自噬，改善气道重塑

4.1 中药提取物 Yang L等［36］通过观察淫羊藿中活性成分淫羊藿苷对大鼠ASMCs增殖、凋亡及自噬的影响，发现淫羊藿苷对ASMCs的细胞周期具有调节作用，表现为S期缩短，G2期延长，并抑制Cyclin E1、Cyclin A1蛋白表达，上调凋亡蛋白Caspase-3与自噬标志物LC3-Ⅱ表达，证明淫羊藿苷在促进细胞凋亡和自噬的同时能够抑制ASMCs的增殖，对于气道重塑治疗具有潜在作用。王振兴［37］发现黄芪甲苷针对PM2.5引发的肺损伤具有良好的作用，通过AMPK/mTOR/ULK-1信号通路调控肺损伤细胞的自噬-凋亡-炎症轴，在激活自噬的同时抑制Bcl2-Bax/Caspase-3/Caspase PARP 1凋亡通路并抑制下游NF-κB通路的表达，减轻炎症反应与肺组织损伤。此外，赖琦［38］的研究显示黄芪甲苷能够促进CSE诱导的RAW 264.7炎症细胞模型中自噬小体的形成，同时上调自噬基因ATG5、ATG7、LC3 mRNA的表达以激活自噬，对于COPD慢性炎症改善效果明显。吉其舰［39］实验证明人参皂苷Rg1同样能够恢复肺组织损伤模型中肺上皮细胞稳态，其主要通过减少Caspase-3的表达并促进Nrf2的表达，抑制炎性分子p-p65的释放，增强肺上皮细胞自噬水平，从而减少LPS导致的肺上皮细胞凋亡与损伤。

4.2 中药复方制剂 Wang X等［40］发现平喘宁（由麻黄、细辛、苏子等组成）能调节哮喘模型大鼠AECs自噬相关蛋白表达，抑制肺组织LC3、P62、Beclin-1、Atg3、Atg5和Atg7的表达，激活PI3K/AKT/mTOR途径，抑制HMGB1/TLR4/NF-κB途径。孟芝等［41］继续研究发现平喘宁可诱导ASMCs凋亡，下调PKC表达，上调FKHR与Bad的蛋白表达水平，提示其具有调节自噬与凋亡的双重活性以改善气道重塑。张碧海等［42］发现平喘颗粒（由淫羊藿、炙麻黄、黄芪等组成）能够抑制雷帕霉素诱导的哮喘大鼠气道上皮细胞16HBE中Beclin-1、Caspase-3与PI3K过度表达，降低LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值，调节PI3K-AKT信号；袁星星等［43］进一步研究发现平喘颗粒能促进外泌体中miR-23b的表达，下调ASMCs中TβR-Ⅱ蛋白水平，抑制ASMCs的增殖并促进凋亡。提示平喘颗粒抑制自噬与凋亡的活性以改善气道重塑。加味芎蝎散是徐荣谦教授的经验方，由传统古方芎蝎散加减而来。杨斌等［44］、孙洮玉等［45］研究发现加味芎蝎散可上调变应性哮喘ASMCs中自噬相关蛋白Beclin1和LC3表达，上调凋亡相关分子Bax/Bcl-2、Fas、Caspase-3表达，并减少Masson染色法的大鼠支气管厚度，提示该方能同时增强ASMCs凋亡与自噬活性，通过抑制ASMCs增生肥大，缓解气道重塑与纤维化。

5 结语

气道重塑涉及多种细胞的参与及多种病理形式的呈现，彼此间相互影响、制约和转化，在此过程中细胞凋亡与自噬水平的变化，往往直接决定气道重塑改善或加重的走向。本文详细论述了凋亡/自噬交互调节机制及其参与气道重塑发展过程中的作用，同时笔者通过观察近年来中药防治哮喘气道重塑及其并发症的研究现状，发现其更多地集中在对单一类型的气道细胞的生长、增殖等生理状态指标变化的描述，缺少针对多种细胞类型及细胞不同状态以及凋亡、自噬调控程度的探究，抑或是集中于凋亡或自噬的单方面作用，而忽略凋亡/自噬协同调控治疗的优势。此外中药对相关细胞因子表达的影响研究报道较多，对参与调控气道重塑的具体机制报道较少。总体而言，中药能够在一定程度上改变气道组织或细胞中的凋亡与自噬活性，对于支气管哮喘的气道重塑具有良好的治疗作用，故应进一步深入探寻其具体机制，筛选有效的治疗方药，以便更好地应用和服务于临床。