常山酮在自身免疫性疾病中的研究进展

[摘要] 常山酮是中药提取物常山碱的衍生物，常作为高效抗球虫药被广泛使用。近年研究发现，常山酮具有独特的生物学活性，尤其在自身免疫病治疗中展现出巨大潜力。该文主要就常山酮在关节炎、硬皮病、多发性硬化症和肾炎等自身免疫性疾病中发挥的重要作用进行梳理总结，为常山酮深入开展临床研究提供参考。

[关键词] 常山酮；关节炎；硬皮病；多发性硬化；肾炎

[Abstract] Halofuginone （HF） is a derivative of dichroine which is the extract of traditional Chinese medicine. It is widely used as an efficient anticoccidial drug. Recent studies have found that HF has unique biological activities，showing great potential capacities in the treatment of autoimmune diseases. In the article，we summarized the therapeutic effects of HF in a variety of autoimmune diseases and its mechanism，providing references for further clinical studies of HF.

[Key words] halofuginone；arthritis；scleroderma；multiple sclerosis；nephritis

中药常山为虎科落叶小灌木草本植物，主要产于我国长江以南各省[1]。早在2 000多年以前常山就用作抗疟疾药物。常山酮是从中药常山中提取的一种喹唑啉酮生物碱，为白色或者淡灰色粉末状晶体，无臭，味苦，难溶于水、甲醇及二甲亚砜，不易降解。以往，常山酮主要用于家畜、家禽等动物治疗，预防球虫病、抗疟疾[2]。近期研究者发现常山酮具有独特生物活性，在疟疾、纤维化疾病、肿瘤和自身免疫病中都展现出明确的治疗效果。本文将从关节炎、硬皮病、多发性硬化症和肾炎等方面，综述常山酮在自身免疫病的研究进展。

1 关节炎

关节炎性病因复杂，主要与炎症、自身免疫反应、感染、代谢紊乱、创伤、退行性病变等多种因素有关，常山酮对临床上常见的骨性关节炎和风湿性关节炎有显著疗效。

1.1 骨性关节炎 骨性关节炎病理特征为进行性的关节软骨损伤，软骨下骨硬化和关节周围骨赘形成。

Cui等通过对C57BL/6J野生型小鼠和Lewis大鼠进行实验，发现常山酮可以抑制关节软骨退变和软骨下骨的破坏，从而大大降低OARSI评分[3]。常山酮一方面抑制Th17细胞的产生，使白细胞介素（IL）17生成减少，核因子κB受体活化因子的配体（RANKL）表达减少，发挥抑制破骨细胞骨吸收的作用；另一方面阻断Smad2/3 依赖TGF-β信号，进一步将骨髓间充质干细胞（MSCs）重新诱导至骨吸收表面的耦合骨骨吸收凹坑，而不在骨髓中形成异常骨样的小u，恢复耦合骨重塑，同时抑制异位骨岛的形成。此外，被阻断TGF-β信号也减轻软骨下骨过度血管生成。常山酮也能通过抑制裂解IV型胶原纤维的基质金属蛋白酶（MMP-2）的活性，发挥诱导抗血管生成作用[3]。Cui 等也提出常山酮亦可诱导软骨下骨中形成 H型血管、减弱关节炎[3]。

1.2 类风湿性关节炎 类风湿性关节炎主要症状在于异常的免疫反应和由破骨细胞介导的骨破坏。常山酮不仅在骨破坏中起缓解作用，也在免疫反应中协调Th17和Treg细胞之间的平衡。在免疫反应中，Mi-Kyung Park等研究表明，常山酮抑制Th17细胞而激活Foxp3 Treg细胞。常山酮对Th17分化的这些作用涉及增加ERK的信号传导和减少STAT-3和NF-ATc1的表达。 此外，常山酮诱导吲哚胺2，3-双加氧酶（IDO）在树突状细胞中的表达，同样导致Th17细胞的产生减少；在骨破坏中，常山酮通过抑制转录因子（例如活化蛋白1和NF-ATc1）阻止RANKL介导的破骨细胞的分化，并通过编码细胞周期蛋白D1的Ccnd1的表达抑制破骨细胞进入S期，造成细胞周期停滞[4]。

2 硬皮病

硬皮病是一种以皮肤炎性、变性、增厚和纤维化进而硬化和萎缩为特征的结缔组织病，此病可以引起多系统损害。动物模型常用cGVHD和TSK共同反映临床病理变化。

常山酮对于GVHD和硬皮病的主要治疗机制为影响胶原蛋白的合成以及Th17细胞的分化2个方面。早在1996年Levi-Schaffer等研究发现通过小剂量（1 μg/只）给cGVHD小鼠和硬皮病小鼠注射常山酮，可以在不影响小鼠体重的情况下抑制胶原蛋白在纤维化皮肤中的沉积[5]。随后进一步的研究显示常山酮实质为胶原蛋白Ⅰ型的抑制剂。McGaha 等通过实验发现常山酮对纤维细胞胶原合成的抑制作用在于常山酮可以干扰TGF-β诱导的胶原蛋白的上调和α2（I）胶原启动子的活性[5]。对于常山酮干扰α2（I）胶原启动子活性的机制，McGaha等经过进一步探究发现，c-Jun可以强烈下调I型胶原蛋白启动子活性。c-Jun的磷酸化导致更大的转录活性。而常山酮可诱导基底状态的c-Jun丝氨酸磷酸化并与TGF β1，PDGF和PMA协同作用以大大增加c-Jun磷酸化，从而下调I型胶原蛋白启动子[6]。同时，常山酮也能抑制纤维细胞向纤维母细胞的转化[7]。2012年Elizabeth等研究表明常山酮通过显着减少TGF-β诱导的纤连蛋白，α-SMA和I型胶原的表达和应激纤维组装的形成达到降低纤维化标记物和ECM蛋白表达的效果[8]。而对于介导TGF-β诱导纤维化的关键性信号分子Smad3，McGaha等通过实验提出常山酮阻碍Smad3的磷酸化调节下游转录水平而Elizabeth等则通过实验提出常山酮下调Smad3蛋白表达而非与磷酸化有关的不同理论[8]。Velden等已证明连接子区域中的Smad3磷酸化和Smad转录活性被c-Jun N末端激酶（JNK）直接或间接控制。说明c-Jun亦可通过间接控制Smad3对纤维化机制起作用[9]。

在Cheng等单独的GVHD实验中检测到小鼠外周血中CD4（+）IL-17（+）细胞数量的减少和CD4（+）IFN-γ细胞数量的增多[10]。 CD4（+）IL-17细胞和CD4（+）IFN-γ细胞之间的这种转变通过调节细胞因子而达成（即通过IFN-γ，TNF-α和IL-6的显著升高）由此推测常山酮通过抑制Th17细胞分化减缓慢性移植物抗宿主病。

3 中枢神经系统自身免疫病

多发性硬化（multiple sclerosis，MS）是针对髓磷脂抗原的自身免疫性细胞免疫引发了炎症从而出现神经功能障碍的中枢系统自身免疫病[11]。实验性变态反应性脑脊髓炎（experimental allergy encephalomyelitis，EAE），其免疫发病机制和病损与MS相似，研究实验中常以EAE作为人类多发性硬化病的模型[12]。

研究表明EAE为 Th1和Th17细胞介导中枢神经系统免疫病，其中Th17细胞在自身免疫性CNS炎症中发挥重要作用，可能主要在疾病的初始阶段[13]。2009年Sundrud证明常山酮通过激活细胞保护信号传导途径――氨基酸饥饿反应（AAR）来选择性的抑制小鼠和人的Th17细胞分化[14]。Carlson认为：脯氨酰-tRNA合成酶抑制剂卤夫酮通过激活AAR途径，阻断IL-23诱导的Stat3磷酸化和IL-23依赖性促炎细胞因子在内源性CCR6（+）Th17细胞中的表达[15]。机制上，AAR激活通过选择性，转录后抑制Stat3蛋白水平来损害多种细胞因子受体下游的Stat3应答，从而直接或者间接抑制Th17分化所需的GCN2激酶。因此发挥缓解中枢系统自身免疫病的作用。

4 肾病

常山酮对炎症相关性肾病的作用分为以下2种，糖尿病肾病和狼疮性肾病。

4.1 糖尿病肾病 糖尿病肾病（diabetic nephropathy，DN）是糖尿病全身微血管病性较常见的合并症，也是导致终末期肾病（end-stage renal disease，ESRD）的主要原因[16]。其特征在于由肾Y节异常引起的肾小球硬化，包括肾肥大，肾小球基底膜（GBM）增厚和肾小球中细胞外基质（ECM）的积累。

Seiya等在2009年的实验中使用db / db小鼠作为模型，证实了常山酮通过对TGF-β促进的I型胶原和纤连蛋白表达的抑制作用抑制肾脏中肾小球系膜扩张和纤连蛋白过表达的能力而防止细胞外基质沉积，从而抑制糖尿病性肾病的进展[17]。在TGF-β信号从细胞表面受体传导至细胞核的过程中，SMADs家族蛋白起到关键性作用，且不同的Smad介导不同的TGF-β的信号转导。Assis等在体外实验中进一步分析了细胞中Smad2的磷酸化，观察到常山酮减少血管内皮生长因子（VEGF）分泌和Smad2的磷酸化，从而阻断TGF-β1信号[18]。此外，Seiya等的实验中发现，经HF治疗小鼠尿液中8-OHdG水平降低，这表明常山酮还可减少糖尿病小鼠的氧化应激水平[17]。氧化应激增强则是糖尿病肾病持续的一个重要因素。一方面氧化应激可通过NADPH氧化酶和血管内皮生长因子通路在DN的发展中起重要作用；另一方面，高血糖症不仅产生活性氧（ROS），还通过清除酶的糖化减弱抗氧化机制。

4.2 狼疮性肾病 狼疮性肾病是系统性红斑狼疮最常见和最严重的并发症，系统性红斑狼疮是慢性自身免疫炎症病原体的原型，其特征在于对自身抗原产生的免疫复合物沉积，导致有害的炎症和多器官伤害[19]。 它可能导致永久性肾损伤和慢性肾脏疾病[20]。

Keller等发现常山酮可以通过抑制脯氨酰-tRNA合酶激活GCN2[15，21]，即常山酮为GCN2的激动剂。而GCN2信号传导可作为驱动子来回应抗体损伤的自噬[22]，进而由自噬影响多种免疫细胞的功能和免疫应答。常山酮可通过激动GCN2上调自噬反应而达到缓解狼疮性肾病的效果。

5 其他自身免疫病

5.1 免疫性肝纤维化 肝纤维化是各种慢性肝病最重要的病理特征，是发生肝硬化的病理基础，也是原发性肝癌发病的危险因素之一[23]。伴刀豆球蛋白A（ConA）诱导的肝损伤是一种公认的由免疫介导肝损伤的大鼠模型，其特征在于激活T细胞，以免疫细胞介导肝损伤，引起肝纤维化，更加接近临床人类慢性病毒性肝炎或自身免疫引起的临床肝纤维化表现[24]。

2013年Liang等以Con-A诱导肝损伤小鼠为对象的研究结果表明，口服常山酮（10 mg・L-1）将通过抑制胶原蛋白Ⅰ的合成和炎症介导的肝损伤来减弱肝纤维化[25]。他们同时提出常山酮可能通过下调TGF-β1/Smad3信号通路发挥抑制纤维化作用，以及通过降低促炎细胞因子（包括TNF-α，IL-1β和IL-6）分泌和血清中的转录因子NF-κB来发挥抗炎作用。2014年，该课题组进一步对抗炎机制进行研究提出常山酮通过抑制Th17细胞分化以及细胞因子IL-17的分泌发挥抗炎作用[26]。

5.2 免疫性血小板减少性紫癜 免疫性血小板减少性紫癜（immune thrombocytopenic purpura，ITP）又称为特发性血小板减少性紫癜，因ITP患者体内产生抗血小板自身抗体，导致单核巨噬系统破坏过多血小板[27]。

2012年，金成强等就提出T细胞亚群的失调分化可能在ITP的病理过程中起重要作用[28]。随后他们证实了常山酮可以对ITP小鼠产生治疗效果：常山酮可通过促进Th1细胞分化和减弱Th2细胞分化而增加血小板计数；同时，他们进一步表明常山酮通过转录因子（T-bet，GATA-3）途径减弱Th2分化[29]。

5.3 炎症性肠病 炎性肠病简称IBD，主要包括克罗恩病（Crohn′s disease，CD）和溃疡性结肠炎（UC）。CD特征是增加编码胶原Ⅰ，Ⅲ和Ⅴ的信使RNA（mRNA）水平，使纤维状胶原的过度沉积和肌层的过度生长，而导致透壁的肉芽肿炎症和肠壁的增厚[30]。溃疡性结肠炎病因不明，与免疫有关。

Karakoyun等验证明腹腔注射常山酮可以治疗克罗恩病。并认为常山酮不仅可以通过抑制组织胶原产生来发挥抗纤维化作用，也可以通过抑制嗜中性粒细胞积聚，保护内源性谷胱甘肽和抑制活性氧化剂的产生来发挥抗炎作用[31]。Jing等的实验也显示出常山酮对IBD的治疗作用，并提出常山酮可能通过降低结肠组织中低氧诱导因子（HIF-1α）和酰基肉碱的水平发挥抗炎作用[32]。

6 结语

常山酮作为中药常山碱的衍生物，近年来，在自身免疫病等疾病治疗探索过程中因药效确切且毒副作用小而备受瞩目。作者通过总结其在关节炎、硬皮病、多发性硬化、肾炎等方面的治疗机制，可以看出，Th17细胞是常山酮发挥治疗作用的关键效应细胞，发挥着举足轻重的作用。但常山酮如何经由固有免疫细胞对Th17细胞分化产生影响尚不清楚，常山酮是否会通过其他免疫细胞的发挥治疗效应，还需要更多的关注与探索；另一方面，常山酮是否可适用于临床，乃至临床常山酮的剂量、给药方式等问题则需要更长时间的等待，期待对中药常山有更多的研究从而充分挖掘其临床应用价值。

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