从“毒瘀蚀心，肺失百脉”探讨细胞焦亡与肺动脉高压右心衰竭的关系*

周瑞玲，张雯，崔力心，唐雅伦，张新宇，张琼

1.北京中医药大学，北京 100029； 2.中国中医科学院西苑医院，北京 100091

肺动脉高压(pulmonary hypertension，PH)是以肺血管重塑、肺动脉压力持续升高，最终导致右心衰竭为特征的恶性心肺疾病[1]，其发病率为每年2.0～7.6/100万[2]。PH右心衰竭是慢性肺部疾病的终末事件，尤以慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)最多见，其中90%重度COPD患者患有PH，大约有70%PH患者最终死于右心衰竭[3-4]。本病病机复杂，临床尚无特效药物治疗，因此寻找有效干预靶点及通路已成为临床关注的重点和研究热点。细胞焦亡(pyroptosis)是一种与炎症反应密切相关的新型细胞程序性死亡方式，具有高度促炎性，又称细胞炎性坏死。NLRP3炎症小体是细胞焦亡及炎症反应的关键调控因子。本文重点介绍NLRP3炎症小体介导的经典细胞焦亡途径导致肺血管不良重塑，肺动脉压力升高，诱发右心衰竭。

基于中医肺朝百脉生理功能，毒瘀致病特点，笔者认为PH右心衰竭的根本病机为“毒瘀蚀心，肺失百脉”，浊毒致使肺损，百脉失朝，血滞成瘀，瘀久化毒，毒瘀胶结蚀心，以PH始发环节炎症为切入点，以心肌焦亡为落脚点，右心衰竭为最终归宿，认为炎症反应乃“浊毒”，肺血管重塑为“血瘀”，与细胞焦亡通过调控NLRP3炎症小体促进PH右心衰竭的病理机制相契合。因此，从“毒瘀蚀心，肺失百脉”病机探讨细胞焦亡在PH右心衰竭中的发病机制，以期为PH右心衰竭的治疗提供新思路。

1 “毒瘀蚀心，肺失百脉”为PH右心衰竭的根本病机

1.1 肺朝百脉，调度于心，PH右心衰竭心肺相关之枢纽中医学无PH右心衰竭之名，但根据其临床表现及发病机制，将之归属于“肺胀”范畴。如《灵枢·胀论》言：“肺胀者，虚烦而喘满。”《金匮要略》云：“咳逆倚息，短气不得卧，其形如肿，谓之支饮。”《医学实在易》曰：“肺之下为心，为五脏六腑之君主。心有系络，上系于肺，肺受清气。”心肺皆在胸中，二者密切相关。李伟[5]认为PH责之于上焦心肺二脏，心主血，肺主气，气血同源，则肺之呼吸，心之搏动，协调有序。刘玉金等[6]从心肺相关论治肺胀，临床上取得了较好效果。由此可知，肺脏病变是导致心系疾病的重要原因，PH右心衰竭与心肺密切相关，肺主气血，心主血脉，协同推动血液正常运行。《灵枢·经脉》曰：“心手少阴之脉，起于心中，出属心系……复从心系却上肺。”经脉是PH心肺连接并发挥作用的通路，《濒湖脉学》提出“脉”为“血之隧道”，脉裹血行，脉之所及，血亦行之，脉道相当于PH之关键枢纽肺动脉血管，若脉络受损，肺血管内皮增生，血管重塑。《脉简补义》言：“百脉皆由肺以聚于心，由心以达四肢百骸。”PH核心在于肺血管重塑，肺动脉压力进行性升高，认为其血管重塑所发生的一系列病理变化过程高度契合肺朝百脉功能失调。

“肺朝百脉”最早源自《黄帝内经》，载：“脉气流经，经气归于肺，肺朝百脉，输精于皮毛。”张志聪有云：“百脉之经气，总归于大经，经气归于肺，是以百脉之气，皆朝会于肺也。”百脉朝会于肺，肺受百脉之朝会。孙广仁[7]认为，肺主治节，通过肺朝百脉和气的升降出入运动，辅佐心脏，推动和调节血液的运行。故肺朝百脉即为血液汇聚于肺，肺通过宣降运动，辅心行血，周流全身。姚梦茜等[8]认为，“朝”通“潮”，古字通用，肺潮动百脉，即指肺使百脉如潮，使血液如潮汐一般按照一定规律进行周期运动，汇聚于心，布散周身，维系全身功能。《本草述钩元》言：“肺为血脉之所由始，为经脉之所由通。”血脉的正常运行始发于肺，源于肺调节百脉运行，最终涌动于心，润养心肌，搏动有力，布散全身。PH患者由于严重的肺部炎症，致使肺损，则百脉失朝，血流不畅，瘀滞不通，持续放大的炎症反应刺激肺动脉血管，导致内膜增殖、中膜肥厚收缩、外膜纤维化，血管重塑等病理改变，肺虚不能合心气化，则血不循行，滞脉成瘀，不断蓄积，导致肺动脉压力升高，血液滞留于心，继而右心室负荷加重，心肌细胞凋亡，从而诱发心力衰竭。故肺朝百脉乃PH右心衰竭的关键所在，是血液循环的原动力，亦是心肺正常运行的枢纽。

1.2 浊毒、瘀血乃PH右心衰竭关键致病因素PH右心衰竭患者因早期环境暴露，启动肺部慢性炎症反应，产生系列“心肺效应”，外来烟雾、粉尘、空气污染、病原微生物等致病因素，中医将其定义为比六淫邪气损害性更强的病因性毒邪。《素问·五常政大论》有云：“夫毒者，皆五行暴烈之气所为也。”六淫四时不正之气，过于亢盛或蕴结不解，即为浊毒。《温热论》言：“温邪上受，首先犯肺，逆传心包。”因肺在窍为鼻，喉为肺之门户，又肺合皮毛，主人身之表，防御外邪，故毒邪侵袭，肺卫先损，外来毒邪反复刺激肺部，释放大量炎性因子，产生炎症反应，即为病理性浊毒。朱爱松等[9]认为，内毒是指人体在新陈代谢过程中产生的代谢毒物，因不能及时清除而留滞于体内，损害人体。另外黄淑敏等[10]在慢性心力衰竭的治疗中认为，毒和炎症反应密切相关，炎症因子则是痰浊、瘀血、水饮等毒邪痹阻心脉的微观体现。

炎性细胞浸润肺血管，毒邪灼伤肺络，肺失治节，血行受阻，循行迟滞，血液呈现高凝状态，遂成瘀血，壅塞不通，导致肺血管痉挛收缩，血管壁重塑，肺动脉管腔狭窄甚至闭塞，动脉压力升高而致右心衰竭。《说文解字》云：“瘀，积血也。”《诸病源候论·落床损瘀候》云：“血之在身，随气而行，常无停积。若因坠落损伤，坠伤之处即停积，若流入腹内，亦积聚不散，皆成瘀血。”由此可知，血液运行不畅或血液瘀滞不通造成血瘀，瘀滞不散，因寒热虚实积而成块形成损害人体的病理产物瘀血。陈可冀等[11]认为，血瘀证与血液循环障碍、血液高黏滞状态、血小板活化和黏附聚集、血栓形成等多种病理生理密切相关，可将血瘀的宏观辨证与血液循环障碍的微观通路相结合。有研究发现红细胞分布宽度、心肌肌钙蛋白、血小板、末端B型利钠肽、D-二聚体在COPD合并PH患者中异常活跃[12]。另一项研究表明，PH患者释放大量炎性介质损害了血管内皮细胞，促进血小板黏附聚集，导致肺循环阻力的增加。以上皆表明，浊毒、瘀血参与了PH右心衰竭的形成发展，乃其关键致病因素[13]。

1.3 “毒瘀蚀心，肺失百脉”为PH右心衰竭的核心病机PH右心衰竭始发于肺部炎症，外来浊毒侵袭肺卫，灼伤肺络，肺损百脉失于调节，毒邪猖狂，循经入血，火毒煎熬津血，血液黏稠，形成瘀血，《诸病源候论》言：“血瘀在内，时时体热面黄，瘀久不消，则变成积聚癥瘕也。”瘀血日久，变生毒邪，血毒相搏，即成瘀毒，致病更强，症势凶险。东晋张湛撰写的《养生要集》最早记载瘀毒，言其：“百病横生，年命横夭……触其禁忌成瘀毒。”表明毒久变生瘀，瘀不利为毒，毒瘀凝滞，易成痼疾。有学者提出毒可致瘀，瘀可化毒，毒瘀胶结，肺络受损导致COPD合并PH[14]。全身血液失于肺之调节难以规律性循行，最终涌动蓄积于右心，导致容量负荷增加，又毒瘀损伤肺络，肺动脉压力骤然升高，右心压力负荷增加难以射血，加之毒瘀之邪深伏，腐蚀心脏，心主血脉，心损则血脉不运，毒瘀之血不祛，新血难生，进一步导致心肌缺血，不断的炎性刺激下触发心肌细胞产生异常电生理活动，心脏功能失常，内外夹击之下最终导致右心肥大，心室重构，继而心力衰竭。正如鲍相傲在《验方新编》中记载：“毒瘀心包络，更加凶险，不待时日。”故认为“毒瘀蚀心，肺失百脉”介导的心肺病理状态为PH右心衰竭的核心病机。

2 NLRP3炎症小体介导的细胞焦亡参与PH右心衰竭的形成与发展

近年来，随着对PH复杂发病机制的深入研究，发现炎症反应在PH右心衰竭中发挥着重要作用，并贯穿疾病始终[15]。PH多见于慢性肺系疾病反复发作不愈的终末期并发症，尤以COPD最常见。有关研究表明，慢性肺部炎症，在肺血管内聚集释放白细胞介素-1β(Interleukin-1β，IL-1β)、IL-18、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)等细胞因子和趋化因子，浸润肺实质及肺血管床，使肺血管内皮细胞焦亡，导致肺血管重塑，肺动脉压力进行性升高，炎症级联反应触发心肌细胞焦亡，致使心肌肥大导致心力衰竭[16-17]。

细胞焦亡是一种新型细胞程序性死亡方式，具有高度促炎性，可引起强烈的炎症反应，又称细胞炎性坏死[18]。细胞焦亡主要分为经典的Caspase-1依赖型与非经典的caspase-4/5/11依赖型两种途径。其中NLRP3炎症小体是细胞焦亡及炎症反应的关键调控因子，由NLRP3(NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3)、ASC(凋亡相关斑点样蛋白)及pro-Caspase-1构成[19-20]。各种信号刺激NLRP3炎症小体，可使无活性pro-Caspase-1切割为有活性Caspase-1，半胱氨酸蛋白酶活化后，通过切割底物消皮素D(gasdermin D，GSDMD)产生GSDMD的N端结构，使质膜通透丧失，其完整性遭到破坏，细胞肿胀破裂形成质膜小孔，细胞内物质流出，促使 Caspase-1 将无活性pro-IL-1β和pro-IL-18裂解，推进IL-1β和IL-18的熟化，招募IL-1β、IL-18等大量促炎因子聚集，导致炎症反应呈瀑布式爆发，激活由Caspase-1介导的经典焦亡途径[21-24]，导致肺血管内皮细胞焦亡[25]，肺血管重塑，肺血管阻力及肺动脉压力进行性升高，右心室后负荷加重，同时触发右心室心肌细胞内源性炎症反应，过度炎症反应严重损伤心肌细胞，致使心肌细胞焦亡[26]，产生异常电生理活动刺激右心室，心室内膜增厚肥大，心室重构，最终导致右心衰竭进而致死。

近期大量研究表明，细胞焦亡在PH右心衰竭的研究中得到初步验证，NLRP3介导的经典焦亡是PH右心衰竭的关键病理环节。在一项通过野百合碱诱导的PH大鼠研究中，发现肺动脉平滑肌细胞(PASMCs)焦亡可能通过分泌炎症因子IL-1β和IL-18促进自身增殖，促使肺血管重塑，进一步采用双硫仑焦亡抑制剂后，表明其可下调IL-1β和IL-18 的炎性水平，从而减轻PASMCs的增殖，Caspase-1抑制剂逆转了PH血管重构及右心室肥大[27]。亦有研究表明由Caspase-1激活的细胞焦亡存在于PH大鼠模型和缺氧的人肺动脉平滑肌细胞中，并指出抑制经典焦亡途径，可改善PH，防止右心衰竭[28]。另外有实验证明在缺氧条件下小鼠肺动脉平滑肌中NLRP3炎症小体可激活经典焦亡，其通过Caspase-1/IL-18/IL-6信号转导因子与激活因子3途径诱导PASMCs增殖发生PH[29]。而在一项复方葶苈子汤对COPD相关性PH(chronic obstructive pulmonary disease-pulmonaryhypertension COPD-PH)大鼠肺血管重塑的实验中表明：中药组大鼠的肺组织NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1β及IL-18的表达均下调，通过抑制NLRP3炎症小体介导的细胞焦亡，COPD-PH大鼠的肺血管重塑得到明显改善[30]。笔者团队长期致力于COPD导致PH右心衰竭的研究，前期通过在血管紧张素Ⅱ诱导的大鼠H9c2心肌细胞焦亡及肥大的实验中，发现NLRP3炎症小体、GSDMD-N、Caspase-1蛋白表达显著升高，细胞活力下降，羟基红花黄色素A干预后，表明其通过抑制NLRP3/Caspase-1/GSDMD-N/IL-8信号通路激活，减轻心肌细胞焦亡抑制心肌肥大[31]。以上实验研究充分表明NLRP3炎症小体激活的细胞焦亡通路与肺血管重塑密切相关，炎症引起肺血管内皮细胞和心肌细胞炎性死亡即细胞焦亡可能是PH右心衰竭的重要发病机制。

3 从“毒瘀蚀心，肺失百脉”探讨细胞焦亡与PH右心衰竭

现代医学认为，细胞焦亡介导的炎症反应是PH右心衰竭病理机制的重大突破点，尤其是由NLRP3炎症小体介导的经典细胞焦亡是诱发PH右心衰竭的关键所在。有学者认为，中医毒邪、瘀血宏观理论可能是细胞焦亡的微观体现[32-33]。细胞焦亡过程与肺朝百脉失调，毒瘀胶结蚀心发生发展相一致。焦亡过程中，吸入烟草烟雾等外源性致病因素，即外毒致使NLRP3炎性小体的激活及IL-1β释放，启动细胞焦亡，浊毒致使肺损，百脉失朝，血滞成瘀，瘀久化毒，毒瘀胶结损肺，最终导致细胞炎症反应瀑布式发生，深度浸润肺动脉血管，血管内皮细胞焦亡，动脉内膜增殖，管腔狭窄、闭塞，血管重塑，肺动脉压力持续增高；肺损百脉不朝，不能辅心行血，毒瘀之邪逆传心包，心脏炎症信号不断放大，触发心肌异常活动，久伏毒瘀之邪即内源性的危险因素，进一步消耗心肌细胞，导致心脏超负荷活动，新血难续，心脏不养，日久心肌细胞焦亡后凋亡，不可逆性再生，当肺动脉压力达峰值时，右心室无法射血，压力负荷升高，血液超载，毒瘀蚀心，心肌细胞持续伤亡的状态下难以承受过强的双负荷，最终导致心力衰竭，在其发展过程中，外来浊毒即炎症乃关键始发因素，内生的毒瘀即血管重塑为核心因素，起于肺，终于心，连接点在肺朝百脉，NLPR3炎症小体介导的细胞焦亡则是肺朝百脉失调，毒瘀蚀心宏观机制上的微观表现，引发炎症反应，产生“蝴蝶效应”，参与了PH右心衰竭的形成发展。

4 活血解毒类中药在细胞焦亡所致PH右心衰竭治疗中的应用

目前PH在一般治疗的基础上多采用靶向药物治疗，并取得一定的效果[34]，但是其无法有效控制PH诱发的心力衰竭，而且长期服药及不良反应导致患者身体的不耐受，给患者身心造成了极大的伤害，因此寻找更为安全有效的治疗药物成为重中之重。通过抑制细胞焦亡信号转导的炎症小体的激活或许可以成为PH右心衰竭治疗的干预靶点。细胞焦亡参与了浊毒、瘀血的形成，以期从活血解毒类中药作为细胞焦亡抑制剂入手，为PH右心衰竭提供新的治疗思路。

有药理学研究表明，多种活血解毒类中药及组方分别从不同途径抑制NLRP3炎症小体的激活及下游炎症因子的释放，从而调控细胞焦亡。研究发现，红景天苷通过 NLRP3/Caspase-1/GSDMD 轴介导细胞焦亡，降低IL-1β、IL-18等炎症因子释放，改善帕金森症状[35]。另外一项研究发现，丹参酮IIA预处理脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)刺激心肌成纤维细胞构建体外脓毒症心肌损伤模型后，能有效抑制NLRP3和Caspase-1蛋白表达，减少 IL-1β 和IL-18释放，显示丹参酮IIA能通过作用于心脏成纤维细胞NLRP3信号通路触发细胞焦亡来发挥心脏保护作用[36]。颜亮等[37]在LPS致敏的小鼠巨噬细胞中，以ATP激活NLRP3炎症小体，表明黄芩苷能抑制Caspase-1活化所致的细胞焦亡。有关研究表明，经四妙勇安汤干预ApoE小鼠后，发现小鼠主动脉Caspase-1、IL-1β、IL-18、GSDMD mRNA等蛋白表达显著降低，表明其能够调控TLR4/NLRP3/Caspase-1通路，抑制细胞焦亡从而改善小鼠心功能[38]。另外在LPS诱导SD大鼠心肌炎症损伤后心肌细胞活力下降，Caspase-1 activity表达显著升高(P<0.01)，NLRP3、GSDMD、IL-1β、Caspase-1 mRNA表达升高(P<0.01)，予由乳香、没药、红花、姜黄、当归、丹参、川芎等活血化瘀药组成的瘀血痹方处理后，能降低HL-1细胞NLRP3、IL-1β、Caspase-1、裂解的GSDMD基因和蛋白的表达，表明NLRP3炎症小体可能是瘀血痹方抑制细胞焦亡的确切靶点[39]。由此可知，通过对活血解毒类中药的现代药理研究表明，其可作为细胞焦亡抑制剂，通过NLRP3炎症小体抑制炎症反应的启动，从而防治PH右心衰竭。因此在临床治疗中，解毒祛瘀、心肺同调法应当贯穿疾病始终，万变不离其法。笔者团队自拟解毒祛瘀方(红花、葛根、虎杖、薤白)治疗PH右心衰竭，既往临床疗效显著，将在后期动物实验中进一步探索该方在NLRP3介导的细胞焦亡及其下游通路的具体机制，为其治疗提供新靶点。再根据患者的具体症状，病情严重程度，辨证施治，重点关注，灵活对待，以期达到最好的疗效。

5 结语

PH是以肺血管重塑、肺动脉压力持续升高为主要表现的疾病状态，最终发展为右心衰竭。慢性肺部炎症是PH右心衰竭的重要病机，NLRP3触发的经典焦亡通路与其发展密切相关，认为其为PH右心衰竭肺朝百脉失调，毒瘀损肺蚀心的微观通路，浊毒引发炎症触发细胞焦亡，百脉失调致使血液流变异常，瘀血导致肺血管重塑，毒瘀胶结，心肺俱损，诱发右心衰竭。“毒瘀蚀心，肺失百脉”病机与细胞焦亡在PH右心衰竭中的发病机制相一致，故采用活血解毒类中药作为焦亡抑制剂，以期从多靶点、多途径、多方面为其治疗提供新思路。