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治疗白癜风中药复方专利的用药规律及多途径作用机制研究

更新时间:2024年10月01日阅读:301次 下载:60次 下载 手机版

作者: 董晓仪 1 姜德友 1, 2 王泽芸 1, 2 孟羽茜 1 闵宗富 1 张轩 1 王绍莹 3 王远红 1, 2

作者单位: 1. 黑龙江中医药大学研究生院(哈尔滨 150040) 2. 黑龙江中医药大学附属第一医院(哈尔滨 150040) 3. 中国科学院大学深圳医院皮肤科(广东深圳 518106)

关键词: 白癜风 中药复方专利 网络药理学 分子对接 用药规律 作用机制

DOI: 10.12173/j.issn.1005-0698.202402095

基金项目: 国家自然科学基金面上项目(81873312);黑龙江省自然科学基金项目(LH2022H077)

引用格式: 董晓仪,姜德友,王泽芸,孟羽茜,闵宗富,张 轩,王绍莹,王远红.治疗白癜风中药复方专利的用药规律及多途径作用机制研究[J]. 药物流行病学杂志,2024, 33(9):993-1005.DOI: 10.12173/j.issn.1005-0698.202402095.

Xuan, WANG Shaoying, WANG Yuanhong.Research of medication rules and multi-pathway mechanism of action in the treatment of vitiligo by traditional Chinese medicine compound patent[J].Yaowu Liuxingbingxue Zazhi,2024, 33(9):993-1005.DOI: 10.12173/j.issn.1005-0698.202402095.[Article in Chinese]

摘要| Abstract

目的  探讨治疗白癜风中药复方专利的用药规律及作用机制,为白癜风中药新药开发与专利申报工作提供思路。

方法  借助中国专利公布公告网站、国家知识基础设施数据库、中国知识产权网(CNIPR)专利信息服务平台、佰腾(Baiten)专利平台分别检索建库至2023年9月30日治疗白癜风的中药复方专利,采用Microsoft Excel软件、中医传承计算平台(TCMICS)V3.0建立数据库并进行内服、外用专利药物频数统计、关联规则及聚类分析,并进一步通过中药系统药理数据库与分析平台(TCMSP)、中医药证候关联数据库(SymMap)、人类基因综合分析数据库(GeneCards)、蛋白质资源数据库(UniProt)、STRING、药物综合数据库(PDB)等数据库及R Studio 4.2.2、Cytoscape 3.9.1等软件探讨内服专利核心高频药物组合治疗白癜风的作用靶点及机制,利用AutoDock Vina软件进行分子对接验证。

结果  纳入335项内服专利,189项外用专利。内服与外用专利用药规律较为相似,高频药物均为蒺藜、补骨脂、当归、何首乌、红花、白芷等;关键功效均以补虚、活血化瘀为主;皆以性温、寒、平,味甘、苦、辛,归肝、脾、心、肾经为主。内服专利中高频药对有川芎-当归、黄芪-当归等,外用专利中高频药对有乌梅-补骨脂、菟丝子-补骨脂等;内服与外用专利的聚类核心药物均有补骨脂、蒺藜、当归、何首乌、白芷、红花等高频药物。内服专利的治疗关键靶点为白蛋白、蛋白激酶B1、胱天蛋白酶3等基因,主要活性成分可能为槲皮素、山柰酚、木犀草素等,治疗机制可能与糖基化终产物/糖基化终产物受体、肿瘤坏死因子信号通路、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B等信号通路等相关,并参与血脂与动脉粥样硬化、人类巨细胞病毒感染等过程。分子对接结果证实中药成分与关键受体蛋白具有对接活性。

结论  治疗白癜风的内服与外用中药复方专利在用药、性味、归经方面具有相似性,提示临床可从补益肝肾、活血化瘀等方面入手改善患者的白蛋白、白细胞介素、肿瘤坏死因子等通路及指标。本研究也为治疗白癜风的新药研发、专利保护及临床遣方用药提供了参考。

全文| Full-text

白癜风是临床易诊难治的皮肤黏膜色素脱失性皮肤病,是由于患者体内氧化-抗氧化系统失衡加之自身免疫反应及相关信号通路被激活导致黑素细胞损伤伴表皮色素脱失[1],目前致病原因主流假说集中在氧化应激、内分泌功能紊乱、免疫应答、神经体液、黑素细胞黏附缺陷、基因表观遗传和内外源刺激等方面,临床表现为皮肤及黏膜出现乳白色色素脱失斑[2]。现代医学常根据病情特点选用免疫调节剂、激素类药物、靶向抑制剂联合激光、手术治疗,但长期使用存在不良反应多及易复发等缺陷[1]。传统医学多将白癜风发病机制归纳为先天肝肾不足、后天脾胃亏虚、气血不和、风邪侵袭、经脉瘀阻至气血不荣发为白斑,治疗多从补益肝肾、健脾和胃、祛风除湿、疏肝理气、活血化瘀方面入手[1, 3],内服与外用并举,整体调理与局部辨治结合,对病机复杂难治的白癜风疗效颇著。中药复方专利作为古方、验方改良及中医各家长期临床经验的结晶,是中医药领域创造自主知识产权及中医传承发展的焦点。采用现代信息技术对给药方式进行统计学归纳整理,揭示中药复方专利治疗白癜风的用药规律与机制,意义重大[4]。目前治疗白癜风中药专利研究面临着药物治疗时间长、研发难等困境,相关研究及文献较少。本研究通过检索筛选治疗白癜风中药复方专利,分别对内服及外用专利进行频次统计及用药规律分析,并进一步对分析所得的内服专利的核心药物进行多元数据挖掘、靶标预测并构建多层次关联网络图[5],以期为中医药论治白癜风从经验医学向循证医学转化提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 纳入标准与排除标准

纳入标准:①以治疗白癜风为目的的中药复方专利,包括少数民族药;②使用方法明确为内服(包括汤剂、丸剂、颗粒剂、片剂等)或外用(洗剂、酊剂、擦剂等);③中药组方详实完整。

排除标准:①组方重复的专利;②功能性保健品、代茶饮配方、器械类专利等;③单味中药专利;④药物组成为化学药物或中药与化学药物联合应用的专利;⑤用药方法不明确的专利。

1.2 数据检索

计算机检索国家知识产权局中国专利公布公告网站(http://epub.cnipa.gov.cn/)、国家知识基础设施数据库专利数据库(http://epub.sipo.gov.cn/)、CNIPR(China Intellectual Property Right Net)专利信息服务平台(http://search.cnipr.com/)、Baiten专利平台(https://www.baiten.cn/),搜集治疗白癜风的中药复方专利(中成药及方剂组合),检索时间为建库至2023年9月30日,检索主题或关键词包括“白癜风”“白驳风”“白癜”“中医”“中药”。

1.3 数据规范与数据库建立

由2名研究者以相同标准将纳入的中药复方专利独立录入Microsoft Excel软件,内容包含编号、中药名称、性味、归经、功效等主要内容,参照《中国药典2020年版》《中华本草》《中药大辞典》和全国中医药行业高等教育“十三五”规划教材《中药学》,将复方专利中的中药名称及功效规范化处理,如:潼蒺藜规范为沙苑子,白蒺藜、刺蒺藜、炒蒺藜规范为蒺藜,制何首乌规范为何首乌等。若以上书目均未收录则保留原名,录入完成后由第3方对比结果并建立数据库。

1.4 数据分析

根据中医传承计算平台(Traditional Chinese Medicine Inheritance Calculate System,TCMICS)V3.0平台模板将整理好的方剂录入Microsoft Excel软件,建立数据库。在“方剂分析”功能下,分析药物频次;在“统计分析”功能下统计药物的性味归经;在“方剂分析”版块设置关联规则:调整支持度个数为60、置信度≥0.6,得到内服专利关联规则,设置支持度个数为20、置信度 ≥0.6,得到外用专利关联规则;利用“聚类分析”模块,设置聚类个数为3,选择 K均值聚类分析,对内服及外用专利药物进行聚类分析,得到聚类核心药物[5]。

1.5 网络药理学分析

依据口服利用度(oral bioavailability,OB) ≥30%、类药性(drug-likeness,DL) ≥0.18为条件从中药系统药理学数据库与分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP,https://tcmsp-e.com/)和中医药证候关联数据库(SymMap,http://www.symmap.org/)查询聚类核心药物的有效成分和靶点信息;以“vitiligo”为关键词在人类基因综合分析数据库(GeneCards,https://www.genecards.org/)、疾病基因网络数据库(DisGeNET,https://www.disgenet.org/home/)、TTD(Therapeutic Target Database,https://db.idrblab.net/ttd/)查询疾病靶点;将药物靶点通过蛋白质资源数据库(UniProt,https://www.uniprot.org/)转换为Gene Symbol并筛除重复值[5]。利用维恩(Venn)作图工具(https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/)获取中药成分与疾病的交集靶点[5]。将交集靶点导入STRING(https://cn.string-db.org/),选择物种为“homo sapiens”,设置置信度≥0.9为筛选条件,绘制蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络;将高频核心药物、化合物成分、治疗靶点信息、疾病导入Cytoscape 3.9.1软件Network Analyzer插件计算拓扑属性参数并绘制中药-成分-治疗靶点-疾病网络图[5]。借助R Studio 4.2.2中的Clusterprofile进行基因本体论(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析,分别导出生物过程(biological process,BP)、细胞组分(cellular component,CC)、分子功能分析结果(molecular function,MF)和KEGG通路分析结果,以P<0.05为筛选条件[5]。

从PubChem数据库(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/)上下载 sdf 格式的小分子化合物,利用ChemBio3D将化合物转化为 mol2 格式的化合物,借助AutoDock 4.2.6软件将 mol2 格式的化合物转化为 pdbqt 格式的化合物[5]。从PDB数据库(http://www.rcsb.org/)下载蛋白的晶体结构,采用AutoDockTools 1.5.6软件进行去水、加氢等预处理。借助AutoDock Vina 1.1.2软件进行分子对接,Discovery Studio 2021软件进行可视化 [5]。对接结果以结合能的形式展示,结合能数值 < -7.0  kcal·mol-1,代表药物活性成分与受体蛋白对接活性良好[5]。

2 结果

2.1 检索结果

初步检索获得专利574项,经检索、去重、筛选后纳入治疗白癜风中药复方专利共488项,用药形式分为内服、外用、内外同治与内服外用皆可(内服外用皆可组方分别纳入内服、外用组方统计),最终纳入统计的内服专利有335项,含578味中药,总频次为4 163次;外用专利189 项,含392味中药,总频次为1 718次。

2.2 数据分析结果

2.2.1 高频中药及其性味归经与功效分析

内服专利用药频次(表1)前5位的是蒺藜、补骨脂、当归、何首乌、川芎。药性多为温性、寒性、平性,药味以甘味、辛味、苦味居多,见表2;归经最多为归肝经,其次为脾经、心经、肾经(表3);使用补虚药最多,高频补虚药物有补骨脂、当归、何首乌、黄芪等,活血化瘀药次之,常用活血化瘀药有川芎、红花、丹参、桃仁等(表4)。

  • 表格1 治疗白癜风中药复方专利中前10位的高频药物
    Table 1.Top 10 ranking of high-frequency drugs in Chinese medicine patents for vitiligo

  • 表格2 治疗白癜风中药复方专利高频药物的性味分布
    Table 2.Statistical analysis of the Qi and flavors in high-frequency medicinals in Chinese medicine patents for vitiligo
    注:序号1~5位“性”,序号6~10为“味”。

  • 表格3 治疗白癜风中药专利高频药物的归经分布
    Table 3.Statistical analysis of meridian affinity for high-frequency medicinals in Chinese medicine patents for vitiligo

  • 表格4 治疗白癜风中药专利高频药物的功效分布
    Table 4.Statistical analysis of therapeutic effects of high-frequency medicinals in Chinese medicine patents for vitiligo

外用专利用药频次(表1)前5位的是补骨脂、蒺藜、白芷、何首乌、红花。药性多为温性、寒性、平性,药味以辛味、甘味、苦味居多(表 2)归经多为归肝经、脾经、心经、肾经(表3)。使用补虚药最多,高频补虚药物有补骨脂、何首乌、当归、菟丝子等,活血化瘀药次之,常用活血化瘀药有红花、丹参、川芎、麝香等(表4)。

2.2.2 高频中药关联规则分析

关联规则分析得到内服专利药物组合规则12组,包含8味中药(表5)。按照置信度降序排列,前5位的药物组合规则为川芎-当归、黄芪-当归、补骨脂或何首乌-蒺藜、蒺藜或何首乌-补骨脂和白芷-蒺藜。

  • 表格5 治疗白癜风中药复方专利内服组方关联规则分析
    Table 5.Analysis of internal prescription compounding association rules in Chinese patents for vitiligo

外用专利常用药物组合共8组,包含9味中药(表6)。按照置信度降序排列,前5 位的药物组合规则为乌梅-补骨脂、菟丝子-补骨脂、当归-补骨脂、何首乌-补骨脂和红花-补骨脂。

  • 表格6 治疗白癜风中药复方专利外用组方关联规则分析
    Table 6.Analysis of topical prescription compounding association rules in Chinese medicine patents for vitiligo

2.2.3 药物聚类分析

基于聚类分析,得到3个有效聚类群。内服专利药物聚类1的药物组成为:补骨脂-蒺藜-当归-何首乌-白芷;聚类2药物组成为:蒺藜-紫草-当归-补骨脂-何首乌;聚类3药物组成为:当归-川芎-补骨脂-丹参-蒺藜”。外用专利药物聚类1的药物组成为:补骨脂-蒺藜-红花-当归-何首乌;聚类2药物组成为:补骨脂-雄黄-密陀僧-硫磺-紫草;聚类3药物组成为:补骨脂-白芷-蛇床子-何首乌-蒺藜。

2.3 网络药理学及分子对接分析结果

2.3.1 内服专利核心高频药物组合与疾病相关靶点筛选

综合“2.2”项下结果,确定补骨脂、蒺藜、当归、何首乌、白芷和红花为内服核心药物组合,并从整体角度进一步验证内服专利高频药物治疗白癜风的药理网络机制。将核心高频药物组合的60个活性成分和1 078个潜在靶点整理去重后得到潜在靶点217个和47个活性成分。从疾病靶点数据库中获取白癜风靶点,整理去重后得到1 502个白癜风相关基因,其中74个靶点为内服专利核心高频药物组与白癜风的交集靶点(图1)。

  • 图1 内服专利核心高频药物组合-白癜风靶点韦恩图
    Figure 1.Venn diagram of internal patents core high frequency drug group-vitiligo targets

2.3.2 疾病-中药药物-活性成分-靶点网络和PPI网络的构建

构建中药-活性成分-靶点图网络(图2),共涉及128个节点(1种疾病、6味中药、47个化合物、74个靶基因)和808条连线,图中绿色为药物,蓝色为成分mol编号,橙色箭头为疾病靶点。将涉及的化合物按照度值排序,排名前5位活性成分为槲皮素、山柰酚、木犀草素、β-谷甾醇、豆甾醇,预测其为内服中药治疗白癜风的重要活性成分。其中槲皮素、木犀草素、山柰酚是红花 [6]、何首乌[7- 8]、蒺藜[9]的共同成分,β-谷甾醇、豆甾醇是白芷、红花、当归的共同成分[10-13]。

  • 图2 疾病-中药-活性成分-靶点网络图
    Figure 2.Network diagram of diseases-traditional Chinese medicine-active ingredients-targets

将交集靶基因传至STRING数据库,利用Cytoscape 3.9.1得到相关参数分析及中药活性成分作用于白癜风的PPI网络(图3),图中各个节点代表靶点蛋白,颜色越深、面积越大,表示此种靶点蛋白在治疗白癜风方面起着越重要的作用[4]。利用网络拓扑学参数筛选出富集节点数目排名前5的靶点蛋白,包括白蛋白(albumin,Alb)、AKT丝氨酸/苏氨酸激酶1(AKT serine/threonine kinase 1,AKT1)、胱天蛋白酶3(caspase 3,CASP3)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、血管内皮生长因子A(vascular endothelial growth factor A,VEGFA)等,预测其为内服专利核心药物组合治疗白癜风的关键靶点。

  • 图3 内服专利核心高频药物组合潜在靶点的PPI网络模型
    Figure 3.PPI network model of potential targets for the internal patents core high frequency drug set against vitiligo

2.3.3 交集靶点的通路富集分析

GO富集分析得到1 618个生物过程条目(图 4A),表明交集靶点主要参与对异生物刺激的反应、对营养水平的反应、对细胞外刺激的反应、对辐射的反应、对氧化应激的反应、调节细胞凋亡信号通路等生物过程;25个细胞组成条目主要在转录调节复合物、分泌颗粒腔、细胞质囊腔、膜筏、囊泡腔、膜微域、蛋白质-DNA复合物等处发挥作用(图4B);106个分子功能条目提示主要参与DNA-结合型转录因子结合、RNA聚合酶II特异性DNA结合转录因子结合、受体配体活性、信号受体激活剂活性、细胞因子受体结合等过程(图4C)。

KEGG分析得到158条信号通路,横坐标为基因数目,纵坐标为富集通路名称,图中颜色越红,富集越显著(图4D),其中对调治白癜风有意义的通路有糖尿病并发症中的糖基化终产物(advanced glycosylation end products/ receptor of AGEs,AGE)/糖基化终产物受体(receptor of AGEs,RAGE)、肿瘤坏死因子信号通路(tumor necrosis factor,TNF)、磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3 kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)、白细胞介素17(interleukin-17,IL-17)等,此外还和血脂与动脉粥样硬化、人类巨细胞病毒感染、流体剪切应力与动脉粥样硬化等过程密切相关。

  • 图4 GO基因功能富集分析和KEGG通路分析
    Figure 4.GO gene function enrichment analysis and KEGG pathway analysis
    注:A.生物过程气泡图(BP);B.细胞组分气泡图(CC);C.分子功能气泡图(MF);D. KEGG条形图。

2.3.4 核心化学成分与关键靶点的分子对接结果

基于上述的分析结果,将内服组方核心成分槲皮素、山柰酚、木犀草素、β-谷甾醇、豆甾醇与前九位核心靶点Alb、AKT1、CASP3、IL-6、VEGFA、连环蛋白β-1(catenin beta-1,CTNNB1)、IL-1B、前列腺素内过氧化物酶2(Prostaglandin-endoperoxide syathere 2,PTGS2)、雌激素受体1(estrogen receptor 1,ESR1)进行分子对接。所有结合能均<-7.0  kcal·mol-1,表明配体与受体结合能稳定(表7)。结合能最低的分子对接为山柰酚与Alb。对Alb结果进行可视化作图(图5),显示以上有效活性成分与Alb能够有效结合。

  • 表格7 核心化合物与核心靶点结合能(kcal·mol-1)
    Table 7.Binding activity of active ingredients to core targets (kcal·mol-1)

  • 图5 5种核心化合物与Alb蛋白结合的分子对接模型
    Figure 5.Molecular docking models for the binding of the five core compounds to Alb proteins
    注:A.槲皮素;B.山柰酚;C.木犀草素;D.β-谷甾醇;E.豆甾醇。

3 讨论

3.1 内服、外用专利高频药物主要活性成分相关性分析

用药频次结果显示补骨脂、蒺藜、当归、何首乌、红花、白芷等中药在内服、外用不同给药方式下使用频次均较高,提示临床治疗白癜风内服与外用的用药配伍具有相似性。补骨脂苦辛温燥、温补涩纳,乃温肾助阳、壮火益土之要药,外用有消风祛斑之功;传统中医药象学思维常以其色黑治疗色素减退性皮肤病[14]。现代研究表明补骨脂中的补骨脂素、异补骨脂素等活性成分可以抑制核因子-κB、IL-1α、TNF-α等炎症因子的分泌,增加酪氨酸酶(tyrosine,TYR)活性及黑素细胞主要调节因子表达以恢复皮色;目前已制成不同剂型补骨脂提取物且临床疗效显著。蒺藜专入肝经,平肝解郁、活血祛风,擅消皮肤风疹及瘙痒。药理学研究[16]发现蒺藜中的主要活性成分山柰酚、异鼠李素均能抑制炎症介质一氧化氮的表达,显著提高黑素生物合成基因的mRNA和TYR活性,降低TNF、活性氧(reactire oxygen species,ROS)和过氧化氢含量以减少自由基的产生,稳定线粒体膜并抑制黑素细胞的凋亡,从而达到治疗白癜风的效果[17]。当归甘润厚重以补血,辛散温通以行瘀,为血中气药。当归活性成分当归多糖能减轻过氧化氢引起的细胞氧化反应损伤,促进T细胞、IL-2和干扰素-γ的增殖,减弱细胞凋亡和IL-4、ROS的产生发挥其免疫调节活性 [18]。何首乌归肝、心、肾经,善补肝肾、益精血、乌须发,善治精血不足证;生用善治疮肿瘰疬、风疹瘙痒、肠燥便秘。何首乌在体外能显著促进酪氨酸酶、眼小畸形关联转录因子(mierop hthalmia-associated transeription factol,MITF)的基因表达和蛋白合成,还可激活酪氨酸酶的活性来刺激B16细胞黑素生成[19],何首乌中富含山柰酚,可增强核因子E2相关因子2、TYR和MITF的活性,降低氧化应激中超氧阴离子的抗氧化活性来增强体内外黑素生成反应[20- 21]。红花辛散温通,入心、肝经,功擅活血祛瘀、通经消肿止痛,治瘀血诸证。研究证实红花中含有槲皮素,槲皮素可使棕色豚鼠皮肤黑素小体分布密度及数量增加,抑制过氧化氢诱导的永生化正常人PIG1黑素细胞和白癜风PIG3V黑素细胞凋亡并减少UVB诱导的细胞内ROS产生,调控PI3K-AKT、p38信号及部分逆转AKT、p38的磷酸化[22],槲皮素在动物及人体实验中表现出清除氧自由基、减轻线粒体损伤、调控色素、保护角质形成细胞免于外源性氧化损伤及内源性耗损等生物学活性[22]。且红花中的木犀草素剂量依赖地抑制白癜风中关键炎症趋化因子IL-8、环磷酸腺苷反应元件结合蛋白和TYR的表达来抑制黑色素的合成[23]。白芷辛散温燥,芳香开窍,归肺、胃、大肠经,具有祛风燥湿、润泽颜面、祛斑增白之功效。白芷的主要活性成分独活素、欧前胡素、8-氧甲基异欧前胡内酯等可能通过调节MAPK1、MAPK8、MAPK14、ESR1等靶蛋白发挥抗炎、调节免疫的作用,白芷中富含光敏性香豆素,是治疗白癜风的特效药,可显著保护过氧化氢损伤的黑素细胞,能诱发线粒体和内质网功能障碍影响细胞非正常凋亡实现抗炎、抗氧化、抗过敏功能 [24]。

3.2 内服、外用专利关联规则分析

关联规则结果显示内服专利常用药对有川芎-当归、黄芪-当归等,其中川芎-当归是临床常用活血化瘀的药对组合,取自《普世本济方》中的佛手散(又名芎归散)。川芎-当归药对互制其短而展其长,当归之润可制川芎辛燥,川芎辛燥又防当归之腻,气血兼顾,行气活血、散瘀止痛之力较单用增强[21]。两者合用,可显著促进血液循环,发挥抗炎、抗免疫、抗氧化的功效。黄芪-当归是中药配方中补气生血的经典组合,出自《内外伤辨惑论》之当归补血汤。芪归药对可显著诱导T淋巴细胞增殖,具有调节IL-2、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、IFN-γ、谷胱甘肽过氧化物酶分泌以及胞内信号调节激酶磷酸化等作用[18]。

外用专利的高频药对有乌梅-补骨脂、菟丝子-补骨脂等,临床常见的复方补骨脂酊、复方乌梅酊、复方卡力孜然酊等外用成药剂均含以上药对。补骨脂治疗白癜风效果肯定,单味补骨脂及补骨脂75%酒精提取物对酪氨酸酶有明显的激活作用,可促进皮肤黑素细胞的增殖,配合乌梅、菟丝子等治疗白癜风效果更佳[15]。乌梅中含丰富的酪氨酸和维生素,其提取物有清除自由基、抑制AKT与细胞外信号调节激酶的表达、保护氧化性损伤的作用,可抑制肥大细胞组胺,阻断一氧化氢黑素信号传导来调控黑素细胞的表达[25]。菟丝子甘补辛润,性平偏温,善补阳益阴、固精缩尿,外用消风祛斑,擅治白癜风。菟丝子中的活性成分菟丝子多糖能有效清除羟自由基和超氧阴离子自由基,菟丝子中的金丝桃苷可以有效升高黑素细胞线粒体膜电位的氧化应激水平,激活AKT并抑制p38磷酸化后TNF-α和IL-1β含量,保护黑素细胞免受氧化损伤[26]。

3.3 内服、外用专利聚类分析

聚类分析结果与高频药物分析结果相近,外用专利药物聚类2的药物组合为中补骨脂-雄黄-密陀僧-硫磺-紫草,出自明代《外科正宗》中专治白癜风、腋臭等皮肤顽疾的密陀僧散。密陀僧可减少汗液分泌,具有杀菌、抑菌、减少微生物增殖的作用;雄黄有抑菌之效,配以硫黄加强祛风解毒杀虫止痒作用,治疗风邪、湿毒壅遏皮肤之证效果颇著。紫草色赤而走心,心主血,紫草中的紫草素是中药制剂白癜风胶囊中含有的重要活性成分,紫草素可下调IL-23、IL-17表达,抑制免疫Th17细胞活化,减轻黑素细胞炎症损伤并促进黑素合成,缓解白癜风小鼠脱色症状[27]。

3.4 内服专利药物靶点分析

通过PPI网络得出内服专利治疗白癜风的关键靶点为Alb、AKT1、CASP3、IL-6、VEGFA等基因。Alb作为血浆中最主要的非糖基化血浆蛋白,与患者机体损伤存在密切相关性,承担着体内代谢物质运输、抗炎、抗氧化应激、增加血容量、免疫调节等多种生物学功能。已有实验 [28]表明血浆Alb水平对进展期白癜风小剂量泼尼松治疗效果的预测效能较好,血浆Alb水平低可增加进展期白癜风小剂量泼尼松治疗无效风险。AKT1是PI3K/AKT通路的重要一员,PI3K下游的生长因子AKT1调节的丝氨酸/苏氨酸激酶参与多种细胞过程,可增加B淋巴细胞瘤-2蛋白和CASP蛋白表达,促使核因子E2相关因子2蛋白转位到细胞核并调节谷胱甘肽过氧化物酶、SOD、血红素加氧酶1、过氧化氢酶等抗氧化酶的活性以间接抑制黑素细胞凋亡以防治白癜风[1]。CASP3是细胞凋亡的主要执行者,白癜风患者脱色表皮与正常人表皮相比,脱色表皮中CASP3的活性形式更高,表明CASP3可能参与黑素细胞的凋亡[29]。IL-6通过调节多种信号通路影响细胞凋亡、炎症、新陈代谢、适应性免疫、血管生成等生理病理过程。研究发现白癜风患者血清中IL-6水平显著高于健康组,IL-6可以抑制调节性T细胞的分化,并能通过酪氨酸酶残基gp130激活转录活化因子3直接作用于T细胞,IL-6的异常表达参与了寻常型白癜风的发生发展 [30]。VEGFA是一种具有重要促血管生成活性的生长因子,白癜风患者内皮中的VEGF表达增强[31],目前富血小板血浆注射治疗局限性白癜风临床有效性已被证实。

3.5 内服药物通路富集分析

内服专利药物通路富集分析结果显示内服复方专利治疗白癜风作用机制可能与AGE/RAGE、TNF、PI3K/AKT、MAPK、IL-17等信号通路等相关,并参与血脂与动脉粥样硬化、人类巨细胞病毒感染、流体剪切应力与动脉粥样硬化等过程。RAGE诱导的途径通过与AGEs连接,在黑素生成过程中起着重要作用,CREB的磷酸化形式是RAGE下游级联反应的一部分,可激活MITF的cAMP反应元件共有基序,从而激活TYR,促进黑素细胞中黑素的产生[32]。RAGE在白癜风和泛醌诱导黑素细胞刺激的发病机制中起重要作用。TNF信号通路及核心靶点与调节组织器官稳态、免疫炎症、白细胞趋化、血管新生等多个病理环节密切相关,TNF-α靶点是引发炎症风暴的核心细胞因子之一,在白癜风患者体内高表达,是黑素细胞的旁分泌抑制剂。TNF-α启动子区域的遗传多态性参与其表达的调节,影响黑素细胞存活和黑素合成,也是目前临床治疗银屑病、炎症性肠病、神经性皮炎等多种疾病的重要靶点[33]。PI3K/AKT信号通路可以调节SOD、谷胱甘肽过氧化物酶、血红素加氧酶1和Bcl-2蛋白的表达,抑制氧化应激诱导的黑素细胞凋亡[34]。MAPK信号通路在保护黑素细胞免受氧化应激、保护角质形成细胞免受损伤和介导白癜风黑色素生成方面也起着重要作用,已有研究表明槲皮素和山柰酚可通过MAPK信号通路介导炎性细胞因子和趋化因子的产生 [34]。IL-17诱导刺激免疫细胞和非免疫细胞产生促炎症因子和趋化因子,是多种自身免疫病的重要致病因子[35],白癜风患者外周血IL-17水平高于正常人,提示IL-17与白癜风的发生发展密切相关[36]。此外本研究富集到了许多看似与本病不相关的一些通路,但有研究表明这些疾病之间有一定的内在联系,这些通路可以帮助临床医师从多角度剖析药物治疗白癜风的体内途径及白癜风与其他疾病,如动脉粥样硬化等心脑血管疾病、巨细胞病毒感染间的内在关联。

本研究通过多元数据挖掘复方药物组合均属辨病论治,部分复方专利尚未明确白癜风诊治的证型范围,且专利申请者组方思路具有一定主观性,临床辨治过程中仍须针对主要证候优化配伍、随证加减,而非基于各种算法机械性地药理相加,且网络药理学得出的活性成分是通过口服生物利用度和类药性筛选得到,无法体现药物在体内的吸收、代谢过程,而药物与疾病相关靶标的对应作用也是通过生物信息技术预测得到,故仍需在临床和实验中不断验证弥补。

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