天津中医药  2017, Vol. 34 Issue (5): 358-360

文章信息

李彦, 付滨, 梁丙楠
LI Yan, FU Bin, LIANG Bing-nan
雷公藤肝毒性作用机制研究进展
Research progress of liver toxicity mechanism in tripterygium
天津中医药, 2017, 34(5): 358-360
Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2017, 34(5): 358-360
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2017.05.21

文章历史

收稿日期: 2017-02-15
雷公藤肝毒性作用机制研究进展
李彦, 付滨, 梁丙楠     
天津中医药大学第二附属医院肾病风湿科, 天津 300150
摘要:雷公藤系卫矛科藤本植物,具有抗炎、免疫调节等作用,临床应用广泛且疗效显著。雷公藤副作用涉及多器官多系统,尤以肝毒性报道最多,极大限制了其临床应用。从病理学基础、分子机制等方面对雷公藤致肝毒性的作用机制进行了阐述,以期为临床应用及研究提供理论依据。
关键词雷公藤    肝损伤    作用机制    

雷公藤(TWHF)系卫矛科藤本植物,最早收录于《神农本草经》,大毒,归肝、肾经,具有祛风除湿、活血通络、消肿止痛等功效。现代研究中显示雷公藤化学成分复杂,目前已从中分离出约80多种物质,主要为二萜类、三萜类、生物碱类以及糖类等,其中生物碱类和萜类物质为主要活性成分[1],具有抗炎镇痛、抗肿瘤、免疫抑制等药理作用,临床中被广泛应用于肾病、风湿、皮肤病、血液病、肿瘤等疾病的治疗,疗效确切而备受青睐。但随着临床广泛应用,雷公藤表现出明显的毒副作用,国家药品不良监测中心报告示,自2004年1月—2011年9月,雷公藤不良反应报告共633例。主要表现为药物性肝损伤[2],其所致肝毒性在相关报道中居单味中草药致肝损伤的首位[3],大大限制了雷公藤的临床应用及深度开发。本研究将对雷公藤导致肝脏毒性的作用机制进行综述,以期为临床应用及研究提供理论依据。

1 肝损害病理学表现

有文献报道,对雷公藤肝中毒死亡患者进行病理学检查发现,肝细胞内脂肪沉着,呈灶性坏死,以小叶中央为著,汇管区可见显微组织增生、炎细胞浸润,肝细胞、星状细胞及毛细胆管内有胆汁淤积。研究表明雷公藤可诱导肝组织发生炎性反应,并伴有肝细胞凋亡、坏死及代偿性增生[4]。刘泽洲等[5]通过观察雷公藤多苷大鼠肝脏病理切片发现,大鼠肝细胞索排列紊乱,肝细胞肿胀混浊,空泡变性,脂肪变性,溶解坏死以及血栓,切片中可见中性粒细胞和淋巴细胞炎性浸润,凋亡小体出现,可见点片状坏死灶等;透射电镜下可见肝细胞内细胞骨架结构异常、细胞器大量脱落、自噬体明显增多。柴智等[6]通过经口灌服大鼠不同剂量雷公藤水煎剂发现,中剂量组、高剂量组与空白对照组比较均有统计学差异,中剂量组大鼠肝脏的肝索排列紊乱,肝小叶分界不清,肝窦扩张,窦隙变窄,肝细胞出现大量点状坏死和嗜酸性样变,脂肪变性,高剂量组大鼠肝细胞水肿、脂肪变性加重,肝窦扩张、瘀血,包浆内细胞凋亡小体增多,并建立了以雷公藤中剂量(3.75 g/kg)干预4 d作为制备大鼠急性肝损伤的模型。姚金成等[7]在研究中发现,随着细胞孵育的时间延长或雷公藤甲素浓度的提高,早期凋亡的细胞比例均有不同程度增多,但在高浓度雷公藤甲素的作用下晚期凋亡或坏死的细胞所占比例很少,说明雷公藤诱导肝损伤的关键病理基础可能是肝细胞凋亡而不是坏死。许可嘉等[8]通过小鼠腹腔注射雷公藤甲素后发现,中、高剂量组肝细胞肿胀、空泡化及坏死,激光共聚焦显微镜下可检测到LC3-GFP质粒表达所呈现的绿色荧光,离体细胞实验显示雷公藤甲素可诱导肝细胞发生自噬流,认为雷公藤甲素引起的急性肝损伤伴随肝细胞明显的自噬,而自噬可能是肝细胞凋亡后表现出的自我保护机制。

2 致肝毒性的作用机制 2.1 细胞色素P450酶系代谢异常

肝微粒体中的多种酶系参与了药物在肝脏中的代谢,细胞色素P450酶(CYP450)是其中最重要的代谢酶之一,其对药物的代谢表现为两方面,即代谢解毒或活化。因此,众多学者研究显示若CYP450酶系的代谢异常,药物在体内的消除速率将受到影响,从而药物的毒性作用也将改变[9-12]。文献报道[13-14],雷公藤甲素在大鼠和人肝微粒体中的代谢与CYP3A4和CYP2C19酶有关,其中CYP3A4是其主要的羟基化代谢酶。因此,有学者指出P450酶系的代谢异常可能与雷公藤致肝损伤相关[15-16]。周玲玲等[17]发现雷公藤可显著降低CYP450酶含量,诱导CYP1A2、CYP2E1的表达,同时抑制CYP3A的表达,造成内源性物质的代谢紊乱,从而导致肝脏过氧化和中毒等损伤。薛翔等[18]在肝脏细胞色素P450酶对雷公藤甲素所致毒性的影响研究中发现,CYP450酶通过影响雷公藤甲素在体内的分布和清除过程,从而改变脂质、糖和蛋白等一系列内源性物质变化,最终影响雷公藤甲素的生物学效应,研究还指出,在CYP450酶基因敲除小鼠体内,雷公藤甲素的清除速率显著减慢,在肝脏内分布含量明显增高,说明雷公藤肝脏毒性作用与CYP450酶系代谢能力下降有关。特异体质性肝损害与个体CYP450药物代谢酶的遗传多态性、变态反应及免疫机制有关。由于基因多态性的影响,CYP450药物代谢酶的表达和功能在不同个体间有着统计学差异[19]。由此推测CYP450酶的基因多态性导致了雷公藤在个体内产生特异性代谢,雷公藤肝损伤存在遗传易感性,这可能是雷公藤致肝损伤的始动原因。

2.2 氧化应激与肝细胞凋亡

药物对于肝细胞的毒性作用主要表现为药物经肝内代谢转化为亲电子基、自由基及氧基,与大分子物质共价结合或造成脂质过氧化而导致肝细胞受损。彭勃等[20]在雷公藤致小鼠急性肝损伤的初步探讨中发现肝损伤的动物模型肝匀浆中的过氧化物值显著增高,推测雷公藤致肝损伤可能与脂质过氧化反应有关。亦有研究[21-22]发现雷公藤肝损伤大鼠肝组织匀浆中SOD和GSHPx活性下降,丙二醛升高,提出雷公藤肝毒性作用可能与活性氧簇诱导脂质过氧化有关,通过诱导氧化应激,致活性氧产生堆积,从而对细胞产生毒性作用。氧化应激通过死亡受体、线粒体、内质网应激等途径介导细胞凋亡;也可能通过激活丝裂原活化蛋白激酶通路,活化核转录因子并诱导其表达,激活caspases等途径诱导细胞凋亡[23]。细胞凋亡是细胞死亡的形式之一,细胞DNA发生特异性的降解,在形态上表现为核固缩、胞膜发泡、凋亡小体形成。近年来大量研究显示细胞凋亡在肝细胞的损伤过程中发挥着重要作用。Yao等[24]采用Annexin V-FITC/PI双染色法检测雷公藤甲素对L-02细胞的凋亡作用,研究指出雷公藤在降低人肝L-02细胞的活力的同时,伴随着细胞色素C的释放以及线粒体膜电位的丢失,从而诱导细胞凋亡,产生细胞毒素。Mei等[25]建立大鼠雷公藤肝损伤模型,研究发现Bax蛋白表达增强,Bcl-2蛋白表达微弱,推测雷公藤通过改变凋亡蛋白Bcl/Bax比例,从而诱导肝细胞凋亡。马嘉等[26]采用MTT及流式细胞术检测,发现雷公藤甲素可以抑制L-02细胞的存活,推测可能是通过下调Bcl-2的表达与上调Bax的表达,激活线粒体凋亡通路,诱导细胞凋亡。

2.3 免疫介导

有研究指出[27]雷公藤诱导氧化应激,引起脂质过氧化,导致肝细胞受损,坏死的肝细胞可激发肝内的免疫应答,从而导致免疫介导性肝损伤。Wang X等[28]发现由雷公藤导致的肝损伤不但使转氨酶升高,还有辅助性T细胞17(Th17)、调节性T细胞(Treg)、IL-17、IL-10及肝脏转录因子的表达异常,认为Th17和Treg的比值变化与雷公藤所致肝损伤有关。唐宋琪等[29]在研究中发现,大鼠肝损害时胸腺及脾脏脏器指数下降,肝组织中CD68的表达水平上调,TNF-α的含量增加,提示雷公藤致肝损伤与免疫损伤相关。另外,柴智等[30]从CD68和TNF-α的角度探讨雷公藤致肝损伤的机制,巨噬细胞属于机体固有免疫,CD68是巨噬细胞的表面标记分子,可用于识别肝组织中的Kupffer细胞,肝Kupffer细胞被刺激活化后,可产生大量的TNF-α。TNF-α可直接介导肝窦内皮细胞的损伤和肝细胞的凋亡,促进白细胞对肝窦内皮的黏附,介导白细胞对内皮细胞的损伤,从而导致细胞死亡和肝脏炎症。

3 小结

近年来在临床中雷公藤被广泛应用于肾病、风湿性疾病、皮肤病、血液病、肿瘤等各个领域,但雷公藤的毒副作用亦倍受关注,其中尤以肝毒性的发生率高。笔者对雷公藤致肝毒性机制进行了梳理,发现由于基因多态性的影响,不同个体间CYP450酶的表达和功能有着统计学差异。CYP3A4的基因多态性影响了雷公藤在体内的代谢速率。当雷公藤不能被P450酶系代谢解毒时,造成脂质过氧化,诱导氧化应激反应,导致肝细胞凋亡,这可能是雷公藤肝损伤的主要机制。同时雷公藤也会导致部分肝细胞坏死,从而继发炎症、免疫反应,导致肝损伤。

雷公藤肝毒性的机制尚有待于进一步研究,以助于在临床应用中建立肝毒性的早期检测指标及致敏筛查的诊断方法,以减少肝损伤的发生,使中草药在临床中安全用药得到保障。

参考文献
[1] Brinker AM, Ma J, Lipsky PE, et al. Medicinal chemistry and Pharmacology of genus Tripterygium (Celastraceae)[J]. Phytochemistry, 2007, 68 (6): 732–766. DOI:10.1016/j.phytochem.2006.11.029
[2] 马庆峰, 曾涛. 关注雷公藤制剂的用药安全[J]. 中国现代应用药学, 2012, 4 (29): 4.
[3] 傅肖岩, 劳邵贤. 重视中药所致肝损害[J]. 中药新药与临床药理, 2003, 14 (2): 130.
[4] 薛璟, 贾晓斌, 谭晓斌, 等. 雷公藤的肝毒性研究及ADME/Tox评价思路ADME/Tox评价思路[J]. 中草药, 2009, 40 (4): 655–658.
[5] 刘泽洲, 许可嘉, 张天娇, 等. 雷公藤甲素诱导小鼠急性肝损伤的形态学研究[J]. 现代生物医学进展, 2015, 15 (17): 3207–3211.
[6] 柴智, 王永辉, 李艳燕, 等. 雷公藤致大鼠急性肝损伤模型的制备[J]. 中华中医药杂志, 2014, 29 (3): 855–858.
[7] 姚金成, 刘颖, 胡领, 等. 雷公藤甲素诱导肝细胞L-02凋亡的机制[J]. 中国新药杂志, 2013, 22 (6): 698–703.
[8] 许可嘉, 张天娇, 韩森, 等. 细胞自噬参与雷公藤甲素诱导的肝细胞损伤[J]. 现代生物医学进展, 2016, 16 (26): 5012–5014.
[9] 侯建, 孙娥, 宋捷, 等. 肝脏药物代谢酶CYP450与中药肝毒性的关系[J]. 中国中药杂志, 2016, 41 (15): 2774–2780.
[10] 温韬, 赵金垣. 细胞色素氧化酶P450与中毒性肝损伤[J]. 胃肠病学和肝病学杂志, 2007, 16 (1): 82–85.
[11] 廖乃顺, 陈文列. 细胞色素氧化酶P450家族在中药毒性研究中的应用进展[J]. 中国药理学与毒理学杂志, 2012, 26 (3): 402–405.
[12] Zanger UM, Schwab M. Cytochrome P450 enzymes in drug metabolism:regulation of gene expression, enzyme activities, and impact of genetic variation[J]. Pharcol Ther, 2013, 138 (1): 103. DOI:10.1016/j.pharmthera.2012.12.007
[13] Li W, Liu Y, He YY, et al. Characterization of triptolide hydroxylation by cytochrome P450 in human and rat liver microsomes[J]. Xenobiotica, 2008, 38 (12): 1551–1565. DOI:10.1080/00498250802503359
[14] 姚金成, 饶健, 曾令贵, 等. 雷公藤甲素在大鼠肝微粒体中代谢及酶促反应动力学研究[J]. 中国药房, 2010, 21 (7): 577–580.
[15] 耿珊, 冯哲, 袁呈晨, 等. 雷公藤复方配伍对大鼠肝脏代谢酶基因表达的影响[J]. 中国实验方剂学杂志, 2016, 22 (6): 140–144.
[16] 马小红, 彭志红, 韩凤梅, 等. 雷公藤甲素体外对大鼠CYP450酶活性的影响及其与甘草次酸的代谢相互作用[J]. 中华中医药杂志, 2013, 28 (3): 691–694.
[17] 周玲玲, 柳璋璞, 冯哲, 等. 雷公藤复方配伍调控CYP450酶系统减轻肝毒性的研究[J]. 中华中医药杂志, 2016, 31 (6): 2370–2373.
[18] 薛翔, 宫丽崑, 戚新明, 等. 肝脏细胞色素P450酶对雷公藤甲素所致毒性的影响[A]. 中国毒理学会. 中国毒理学会第五次全国学术大会论文集[C]. 中国毒理学会: 2009.
[19] Kostrubsky VE, Ramachandran V, Venkataramanan R, et al. The use of human hepatocyte cultures to study the induction of cytochrome P-450[J]. Drug Metab Dispos, 1999, 27 (8): 887–94.
[20] 彭勃, 苗明三, 王宇亮. 雷公藤多苷片致小鼠急性肝损伤的初步探讨[J]. 中国中药杂志, 2003, 28 (11): 74–77.
[21] 魏婕, 顾一煌, 李广林, 等. 雷公藤甲素肝毒性作用机制研究进展[J]. 山东中医杂志, 2012, 31 (9): 693–695.
[22] 李钦民, 韩真. 茶多酚对雷公藤内酯醇致小鼠肝损害的保护作用[J]. 世界华人消化杂志, 2006, 14 (9): 908–911.
[23] 廖永晖, 汤雨, 千年松, 等. 氧化应激与细胞凋亡[J]. 新乡医学院学报, 2011, 28 (1): 110–113.
[24] Yao J, Jiang Z, Duan W, et al. Involvement of mitochondrial pathway in triptolide-induced cytotoxicityin human normal liver L-02 cells[J]. Biol Pharm Bull, 2008, 31 (4): 592–597. DOI:10.1248/bpb.31.592
[25] Mei ZN, Li XK, Wu QR, et al. The research on the anti-inflammatory activity and hepatotoxicity of triptolide-loaded solid lipid nanoparticle[J]. Pharmacol Res, 2005, 51 (4): 345–351. DOI:10.1016/j.phrs.2004.10.007
[26] 马嘉, 吴新安, 都兴东. 雷公藤甲素诱导人肝细胞凋亡的机制[J]. 江苏医药, 2013, 39 (1): 5–8.
[27] 柳璋璞, 周玲玲, 冯哲, 等. 基于肝细胞立体培养体系的雷公藤内酯醇肝毒性研究[J]. 中国实验方剂学杂质, 2012, 13 (7): 248–251.
[28] Wang X, Jiang Z, Cao W, et al. Th17/Treg imbalance in triptolide-induced liver injury[J]. Fitoterapia, 2014, 93 (2): 245–251.
[29] 唐宋琪, 杨雪, 丁若兰, 等. 雷公藤多苷致大鼠肝损伤的"时-毒"关系及免疫毒性机制研究[J]. 中药药理与临床, 2012, 28 (5): 78–82.
[30] 柴智, 樊慧杰, 周文静, 等. 逍遥散对雷公藤致急性肝损伤大鼠CD68、肿瘤坏死因子α的影响[J]. 中医杂志, 2014, 55 (6): 497–499.
Research progress of liver toxicity mechanism in tripterygium
LI Yan, FU Bin, LIANG Bing-nan     
Second Affiliated Hospital to Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 300150, China
Abstract: Tripterygium wilfordii Hook. F. (TWHF) belongs to celastraceae. It is a traditional Chinese medicine with a variety of pharmacological effects, which is applied for many diseases because of its significant effects. TWHF side effects are involved in multiple organ systems, and the liver toxicity events caused by TWHF were often reported, which limits its applications in clinical. Liver toxicity of TWHF in this study is summarized on Pathology, molecular mechanism and so on, in order to provide theoretical basis for clinical application and research.
Key words: Tripterygium wilfordii Hook. f.     liver toxicity     mechanism