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神经损伤是世界范围内致残和导致死亡的主要原因，神经损伤疾病患病率的大幅增加导致了全社会的健康负担加重[1]。神经损伤主要包括颅脑损伤（TBI）和缺血性脑卒中（CI）等，其中TBI是最常见的神经损伤类型[2]，分为急性和慢性两个阶段，炎症是这两个阶段的共同特征，目前还没有有效治疗TBI的药物和方法，迫切需要寻找具有更广泛作用的药物，以缓解TBI后炎症反应[3]。脑缺血是神经损伤患者死亡的最常见病因之一[4]，大脑因供血中断而致脑缺血，进而导致中风等神经损伤性疾病[5]。CI诱导了多种细胞死亡形式，如兴奋性毒性、酸毒性和离子失衡、氧化/氧化应激、炎症[6]、凋亡和梗死周围去极化等。目前CI最有效的治疗手段是静脉溶栓和血管内取栓以达到快速再灌注，这两者都能降低患者致残率，但都需要在发病4小时内尽快完成[4]，目前尚无有效的药物治疗CI患者。
中药具有多途径、多靶点的特点，已有2000多年的发展历史和临床用药经验[7]，如唐·孙思邈所著《备急千金方》中“小续命汤治卒中风欲死”和“大秦艽汤（金·刘完素）治中风”等。因此，阐明在临床上广泛使用的中药的作用机制是本文关注的重点。益母草来自唇形科植物益母草（Leonurus japonicus Houtt）的新鲜或干燥地上部分，临床上主要用于子宫收缩和镇静[8]。现代药理学研究发现其具有子宫收缩、抗炎、镇痛和抗氧化作用等[9]。值得引起关注的是，益母草对神经损伤也有保护作用[10]。然而，关于益母草治疗神经损伤的物质基础和作用机制的研究还未见报道。因此有必要阐明益母草治疗神经损伤的物质基础和作用机制。
本研究旨在利用网络药理学预测益母草的活性成分、靶点及相关通路来探讨其治疗神经损伤的潜在分子机制，为益母草的药理机制深入研究和临床应用提供参考。
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中药系统药理学分析平台(TCMSP)和中药分子机制的生物信息学分析工具(BATMAN-TCM)；活性成分靶标预测数据库(SwissTargetPrediction, STP)；人类基因注释数据库（GeneCards）；疾病靶点标准化数据库（Uniprot）；京都基因与基因组百科全书; 蛋白-蛋白相互作用网络平台(STRING 11.0)；Venny2.1软件、Cytoscape 3.6.0软件和在线作图工具微生信。
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通过TCMSP和BATMAN-TCM数据库输入“yimucao”，搜索得到益母草的活性成分， 然后，在TCMSP中设置口服生物利用度(OB)≥30%及药物相似性(DL)≥0.18；在BATMAN-TCM中设置“药物-靶点”相似性模型阀值≥20，调节P值≤0.05，筛选活性成分。
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在获得益母草活性成分的基础上，检索TCMSP和STP数据库，限定种属为“Homo sapiens（人类）”，获取活性成分的作用靶点。通过PubChem数据库来确证收集到的活性成分，将其标准化并下载 SMILES序列。再通过TCMSP数据库搜索确证后的活性成分的靶点，将搜索的靶点按照度值从大到小排列后得到益母草的潜在靶点。在数据库STP中，搜索SMILE式，筛选条件为“概率>0”，删除重复值后预测得到药物的潜在靶点。此外，由于益母草中葫芦巴碱已被证实具有较好的治疗神经损伤作用，故将该化合物也纳入活性成分范围内[11]，并通过TCMSP和STP数据库获取其成分靶点。
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通过GeneCards、DisGenet、OMIM数据库以疾病名称“cerebral ischemia”和“traumatic brain injury”进行检索，获得神经损伤相关靶标。
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利用疾病靶点标准化数据库Uniprot，分别上传上述得到的益母草潜在靶点与神经损伤相关靶点名，获取其靶点的标准基因名以及Uniprot ID。为明确益母草治疗神经损伤疾病的潜在靶点，将二者的靶点上传至Venny 2.1 软件绘制韦恩图，并导出交集的基因。再将筛选得到的共有靶标蛋白上传至STRING平台，选择“multiple proteins”模式，建立药物靶蛋白-疾病靶蛋白相互作用网络，结合分值取中等“medium confidence（≥0.4）”，其余参数默认，利用 Cytoscape3.6.0软件构建益母草治疗神经损伤的PPI网络。利用cytoHubba插件计算 PPI网络每个节点的度值，筛选益母草治疗神经损伤的核心靶点。
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在上述STRING中的结果下，选择“Analysis”，点击下载“Biological Process（GO）”“Molecular Function（GO）”“Cellular Component（GO）”“KEGG Pathways”。阈值设置为P≤0.01, 并按照涉及的靶点数目多少进行排序，得到GO气泡图和 KEGG 信号通路条形图。
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通过TCMSP数据库检索到益母草已报道的化学成分，以ADME参数OB≥30%、DL≥0.18进行筛选，得到益母草活性成分8个；BATMAN-TCM数据库检索到10个益母草活性成分；加上文献检索的1个化合物共19个（表1）。再将这19个活性成分输入TCMSP以及STP数据库，搜索的结果经过筛选去除重复项后共得到654个益母草潜在靶点。
表 1 益母草筛选所得活性成分
序号 化合物 来源数据库 1 没食子酸 BATMAN-TCM 2 水苏糖 BATMAN-TCM 3 芦丁 BATMAN-TCM 4 月桂酸 BATMAN-TCM 5 水苏碱 BATMAN-TCM 6 益母草素 BATMAN-TCM 7 西班牙夏罗草酮 BATMAN-TCM 8 鸟嘌呤 BATMAN-TCM 9 益母草碱 BATMAN-TCM 10 4-胍基丁醇 BATMAN-TCM 11 鼬瓣花二萜 TCMSP 12 ZINC04073977 TCMSP 13 前益母草二萜 TCMSP 14 异前益母草二萜 TCMSP 15 槲皮苷 TCMSP 16 花生四烯酸 TCMSP 17 异鼠李素 TCMSP 18 山奈酚 TCMSP 19 葫芦巴碱 文献 -
通过GeneCards、DisGenet和OMIM数据库以疾病名称为“cerebral ischemia”和“traumatic brain injury”分别进行检索，在DisGenet数据库中没有检测到TBI靶点，删除重复值后，得到神经损伤的靶点3605个，将疾病相关的靶点与益母草靶点进行Venn交集分析，筛选得到益母草治疗神经损伤的潜在靶点426个，并获得药物-疾病共同靶点基因韦恩图（图1）。
图 1 益母草治疗神经损伤的药物-疾病共同靶点韦恩图
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将益母草治疗神经损伤的426个潜在靶点，导入STRING数据库，将相互作用靶点的结果导入Cytoscape 3.6.0进行可视化分析，得到由331个节点、6955条边共同组成的网络（图2），同时得到网络中关键靶点的度值（表2）。如图2所示，与神经损伤相关度较高的靶点（度值≥139）为丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1(AKT1)、白细胞介素6(IL-6)受体、血管内皮生长因子A(VEGFA)、半胱氨酸蛋白酶3(CASP3)、肿瘤蛋白P53（TP53）、基质金属蛋白酶-9 (MMP9)。度值大的靶点提示在网络调控中起关键作用，这些度值大的靶点很可能是益母草治疗神经损伤的关键靶点。
图 2 益母草治疗神经损伤的PPI网络
表 2 益母草治疗神经损伤相关靶点信息
基因 度值 靶点名称 数据库中代码 AKT1 225 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 P31749 IL6 217 白介素6 P05231 VEGFA 196 血管内皮生长因子A P15692 TNF 187 肿瘤生长因子 P01375 TP53 186 细胞肿瘤抗原P53 P04637 SRC 165 原癌基因酪氨酸受体激酶 P12931 CASP3 163 胱天蛋白酶-3 P42574 MAPK1 160 丝裂原活化蛋白激酶1 P28482 CXCL8 157 白介素8 P10145 EGFR 153 表皮生长因子受体 P00533 EGF 150 前表皮生长因子 P01133 PTGS2 146 牛前列腺素G/H合成酶2 P35354 MAPK8 146 丝裂原活化蛋白激酶8 P45983 MYC 146 原癌基因蛋白Myc P01106 JUN 145 转录因子AP-1 P05412 STAT3 143 信号传导及转录激活子3 P40763 FOS 143 原癌基因c-Fos P01100 MMP9 139 基质金属蛋白酶9 P14780 IL-1β 133 白介素1β P01584 -
将“2.2” 项下获取的426个潜在的治疗神经损伤的靶点通过STRING进行生物过程（BP）、细胞组分（CC）和分子功能（MF）分析，以 P<0.01为条件，筛选靠前的GO富集分析，如图3所示。图中纵坐标表示富集条目，横坐标表示基因计数，颜色深浅代表-log10(p)值大小。其中 GO-BP 主要为应激反应、生物调节和细胞通讯等；GO-CC主要为细胞膜等；GO-MF主要为蛋白质结合、离子结合和催化还原活性等。
图 3 益母草治疗神经损伤的潜在作用靶点的GO分析
利用STRING数据库对益母草治疗神经损伤的潜在的426个靶点进行富集分析，筛选出显著的前16条信号通路（P<0.01），主要涉及的信号通路为MAPK、Toll样受体、PI3K-Akt、肿瘤坏死因子、IL-17和凋亡等信号通路(图4)。
图 4 益母草治疗神经损伤的潜在作用靶点的 KEGG 信号通路富集分析
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通过Cytoscape3.6.0软件得到药物“活性成分-靶点”的网络（图5）。网络中化合物19个，靶点426个。在图5中，箭头节点代表益母草中化合物，椭圆形节点代表靶点，结果可以明显看出益母草中度值相对较高的化合物有槲皮素、益母草碱、山奈酚、异鼠李素、水苏碱、葫芦巴碱等，这些化合物可能是益母草治疗神经损伤的关键化合物。
图 5 益母草治疗神经损伤的“药物活性成分-靶点”网络图
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本研究采用网络药理学方法，借助相关数据库以及各种绘图软件对益母草治疗神经损伤的物质基础和作用机制进行研究。共筛选出益母草有效活性成分19个，对应活性成分靶点654个。其中，益母草与神经损伤的共同基因有426个，“药物活性成分-共同靶点”网络与PPI网络结合分析，结果发现，益母草治疗神经损伤的关键活性成分有槲皮素、益母草碱、山奈酚、异鼠李素、水苏碱、葫芦巴碱等，其中槲皮素对脑缺血的作用最为突出。槲皮素通过发挥抗氧化[12]、抗炎和抗凋亡作用[13]对脑缺血的病理学改变产生了积极的治疗作用。益母草碱通过抗氧化、抗凋亡、保护线粒体和激活Nrf-2/HO-1信号通路发挥血脑屏障保护作用[14]。山萘酚具有抗氧化、抗炎、抗癌和预防心血管疾病等多种药理活性[15]。异鼠李素具有保护心脑血管、抗肿瘤、抗炎、抗氧化、保护器官、预防肥胖等作用[16]。水苏碱通过多种分子机制(包括TGF-β、ers介导的细胞凋亡、MMPs/TIMPs、NF-κB和JAK/STAT)抑制细胞外基质（ECM）沉积、降低炎症和氧化应激，以及血管生成保护血管等发挥神经保护作用[17]。葫芦巴碱具有抗凋亡、抗炎、抗氧化、神经保护等多种药理作用，具有改善认知能力的潜力。
根据益母草靶蛋白互作网络图分析可知，益母草治疗神经损伤的核心靶点主要为：AKT1，IL-6，VEGFA，CASP3， TP53，MMP-9。AKT1能够通过丝氨酸和/或苏氨酸磷酸化介导调节细胞代谢、增殖、细胞存活、胰岛素信号传导、生长和血管生成过程。据报道[18]阿托伐他汀通过抑制JNK3/cJun/caspase-3，增强Akt-nNOS信号通路，抑制脑缺血大鼠脑内细胞凋亡，对脑缺血再灌注有保护作用。IL-6可调节多种细胞的生长与分化，具有调节免疫应答、急性期反应及造血功能，并在机体的抗感染免疫反应中起重要作用。IL-6作为促炎细胞因子在脑缺血中的作用可能是通过NF-κB通路来实现的[19]。据报道，LncRNA MEG8通过miR-130a-5p/VEGFA信号靶向减轻缺血性中风后的脑缺血[20]，通过靶向VEGFA，下调microRNA-195促进血管生成[21]。Caspase-3(CASP3)是细胞凋亡途径中最关键的酶类之一，与癌症的发生、衰老、心脑血管疾病的发生等有着重要联系。Nahid等[22]研究发现通过降低Bax/Bcl-2比值和caspase-3活化，可减轻脑缺血后海马CA1神经元损伤，改善脑缺血损伤引起的功能和记忆丧失。TP53是神经元凋亡的主要调节因子，任何降低TP53稳定性及其向线粒体迁移的方法都可以减轻缺血性脑区的神经元损失[23]。MMP-9是一种明胶酶，大脑中许多细胞都能分泌MMP-9。MMP-9降解细胞外基质成分，从而引发中风，Zinnhardt等[24]研究发现脑缺血的发生会促进基质金属蛋白酶（MMPs）的产生，尤其是MMP-9，另外MMP-9的激活又可引起血脑屏障受损。
GO功能富集分析发现，益母草治疗神经损伤的基因功能主要体现在生物调节、氧化应激反应、细胞通讯等生物学过程以及蛋白质结合、离子结合和催化还原等。KEGG信号通路富集分析显示，益母草治疗神经损伤所涉及的TNF信号通路、MAPK信号通路、TP53信号通路、PI3K-Akt信号通路的P值较小，被显著富集。TNF具有促进细胞生长、分化、凋亡及诱发炎症等生物学效应。TNF-α可以激活JNK，Caspase蛋白酶和转录因子NF-kB这三条信号通路，实现其免疫调节和细胞凋亡的生物学功能，从而对脑缺血产生影响。级联p38-MAPK的转导通路位于中枢神经系统，在缺血、缺氧等条件刺激下可被激活。可通过p38 MAPK和c-Jun抑制炎症反应，对损伤后的神经有保护作用[25]。Yao等[26]发现通过抑制MAPK信号通路的激活，恢复神经功能，减轻血脑屏障通透性破坏，对脑缺血产生保护作用。缺血神经元释放的内源性配体激活TLR信号通路，导致大量炎症细胞因子TNF-α、IL-1β、iNOS的产生，从而引起脑缺血后继发性炎症损伤。TLRs介导的缺血耐受可作为预防和治疗脑缺血的重要靶点[27]。TP53是一个肿瘤抑制蛋白，调节各种各样基因的表达，包括细胞凋亡等，此外TP53可不依赖其活性，仅作为一个转录因子来引发凋亡通路。抑制NF-κB及下游TP53可显著减轻神经元自噬和凋亡，具有显著的神经保护作用。NF-κB、TP53及其介导的自噬和凋亡在脑缺血再灌注损伤恶化中也起关键作用[28]。PI3K/AKT信号通路是一条与增殖，分化和凋亡相关的信号通路[29]。
综上所述，本研究应用网络药理学的方法预测了益母草治疗神经损伤的主要活性成分和潜在分子机制，但由于所使用平台的数据收录，更新相对滞后，中药活性成分筛选条件口服生物利用度与类药性并不是唯一的标准，因而，研究预测的结果有其局限性。需要在今后的实验研究中进一步阐明和验证益母草中活性成分的作用靶点，从而完善其治疗神经损伤的有效化学成分及作用机制。
Potential molecular mechanism of motherwort in the treatment of nerve injury based on network pharmacology
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摘要:
目的 探讨益母草治疗神经损伤的作用机制。 方法 检索中药系统药理学数据库（TCMSP）和中药分子机制的生物信息学数据库（BATMAN-TCM）获取益母草的活性成分，然后从SwissTargetPrediction (STP)和TCMSP数据库中收集和预测候选化合物的作用靶点。利用疾病靶点标准化数据库（Uniprot）获取益母草活性成分对应的靶标基因，与Genecards、DisGenet、OMIM三个数据库获取的神经损伤的疾病基因做映射，获得益母草治疗神经损伤的潜在作用靶点。其次借助网络拓扑分析软件Cytoscape 3.6.0构建益母草活性成分-作用靶点网络。通过蛋白互作平台数据库（STRING）构建作用靶点之间的互作关系（PPI），将其导入Cytoscape3.6.0软件构建PPI网络图。最后，通过STRING数据库对益母草治疗神经损伤的作用靶点进行GO富集分析和KEGG通路富集分析。 结果 从益母草中筛选出19个有效活性成分，涉及654个作用靶点，其中与神经损伤有关的作用靶点426个，关键靶点6个，这些靶点基因主要参与生物调节、氧化应激反应、细胞通讯等生物学过程。分子功能主要与蛋白质结合、离子结合和催化还原有关，它们在细胞膜外侧富集。其机制与MAPK、Toll样受体、PI3K-Akt、肿瘤坏死因子、IL-17和细胞凋亡等信号通路等有关。 结论 益母草的活性成分可能是通过抗炎、抗凋亡和促进细胞生长来发挥神经损伤的保护作用。 Abstract:Objective To explore the mechanism of motherwort in the treatment of nerve injury. Methods The active components of motherwort were obtained by searching TCMSP and BATMAN-TCM databases. The action targets of candidate compounds were collected and predicted from TCMSP and SwissTargetPrediction (STP) databases. The target genes corresponding to the active components of motherwort were obtained by using the standardized database of disease targets (Uniprot). The potential targets of motherwort in the treatment of nerve injury were obtained by mapping the disease genes of nerve injury with the three databases of Genecards, DisGenet and OMIM. The network topology analysis software Cytoscape 3.6.0 was used to construct the action target network of motherwort active components. The protein interaction platform database (STRING) was used to construct the interaction relationship between action targets. The target protein interaction (PPI) network was constructed by introducing Cytoscape 3.6.0 software. Through STRING database, GO enrichment analysis and KEGG pathway enrichment analysis were carried out to analyze the target points of motherwort in the treatment of nerve injury. Results 19 active components were screened from motherwort, involving 654 action targets, including 426 action targets related to nerve injury and 6 key targets. These target genes were mainly involved in biological regulation, oxidative stress response and cell communication and other biological processes. Molecular functions were mainly related to protein binding, ion binding and catalytic reduction. They were enriched outside the cell membrane. Its mechanism was related to signal pathways such as MAPK, Toll-like receptor, PI3K-Akt, TNF, IL-17, and apoptosis. Conclusion The active components of motherwort may play a protective role on nerve injury through anti-inflammation, anti-apoptosis and promoting cell growth. -
Key words:
- motherwort /
- network pharmacology /
- nerve injury
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心脏瓣膜病为由多种病因引起的瓣膜狭窄或/和关闭不全所致的心脏病，是引起心力衰竭甚至心源性猝死的一个重要原因。人工瓣膜置换术是中-重度心脏瓣膜病的主要治疗手段之一，获得了良好而持久的临床结果，可有效改善患者心脏功能，提高生活质量[1]。人工心脏瓣膜分为机械瓣和生物瓣两大类。机械瓣具有较高的耐力和持久性，临床应用广泛，但最大的难题是患者必须终身抗凝且易发生血栓栓塞和出血，给患者的工作、生活带来诸多不变；生物瓣置换患者不必终身抗凝，但生物瓣寿命问题未获得满意解决，多数患者需面临二次手术。由于心脏瓣膜置换术后患者易出现血栓、感染、应激性溃疡（SU）等多种并发症，需同时使用多种药物，药物相互作用复杂[2]。患者术后需服用华法林进行抗凝治疗，该药个体用药差异大，需根据凝血指标调整剂量。尤其对于机械瓣膜置换者更要终身进行抗凝治疗，患者常因对抗凝治疗认识不足而影响用药依从性。鉴于此，临床药师通过协助医生对该类患者进行用药方案的制订、调整，及时发现患者出现的并发症、药物不良反应，对患者进行药学监护及抗凝治疗的用药教育对保证患者治疗的有效性及安全性具有重要意义。本文结合典型案例，提出临床药师参与心脏瓣膜置换术后患者药学服务的5个切入点，为临床提供参考。
1. 心脏瓣膜置换术后患者的抗凝治疗监护
心脏瓣膜置换术后患者需服用抗凝药物华法林，临床药师应协助医师根据凝血酶原时间（PT）和国际标准化比值（INR）监测值对华法林的剂量进行调整，并对患者进行密切的药学监护。关于此类患者的INR目标范围，参考国际相关标准并结合当前我国抗凝研究结果，我们建议：对于机械瓣置换患者的INR监测值，主动脉瓣单瓣置换为1.8～2.2，二尖瓣单瓣置换为2.0～2.5，主动脉瓣与二尖瓣双瓣置换为2.0～2.5，三尖瓣机械瓣置换为2.5～3.0；生物瓣置换患者为1.8～2.2[3-4]。
病例1：患者，男，50岁，因主动脉瓣钙化伴重度狭窄入院后行主动脉瓣置换（机械瓣）+升主动脉成形术，术后予华法林进行抗凝治疗，临床药师协助医师根据PT及INR值监测结果对华法林剂量进行调整。患者主动脉瓣机械瓣置换术，INR目标范围为1.8～2.2，术后PT、INR监测结果及华法林用量见表1。患者术后5天INR为1.04，医师予华法林片4.5 mg qd。根据《华法林抗凝治疗的中国专家共识》[5]，中国人华法林的初始剂量为1～3 mg，而该患者初始给予4.5 mg的负荷剂量，初期可能会因过度抗凝而加大栓塞风险，临床药师建议给予华法林片3 mg qd，医师接受。华法林作用发生缓慢，当日PT及INR复查结果反映的是2天前服药的效果，应根据凝血指标监测结果及时调整华法林剂量，INR<目标值下限：华法林加量，每次增加1/4片；INR>目标值上限：华法林减量，每次减少1/4片。该患者术后9天时INR2.65，超过目标值上限，临床药师建议医师将剂量减为2.25 mg qd，继续监测PT和INR，嘱患者住院期间出现皮下瘀斑、紫癜、牙龈出血、鼻衄、便血、黑便等症状及时告知医师及药师，并密切关注患者粪隐血、粪转铁蛋白、血小板计数、血红蛋白含量等化验指标的变化情况。患者术后11天INR2.79，仍未达标，华法林片继续减量至1.5 mg qd，患者术后13天INR2.01达标，抗凝治疗期间未出现出血相关症状。
表 1 病例1凝血功能监测及华法林剂量调整情况术后天数 剂量（m/mg） PT（t/s） INR d5 4.5 13.8 1.04 d6 3 − − d7 3 21.0 1.85 d8 3 − − d9 2.25 27.9 2.65 d10 2.25 − − d11 1.5 28.6 2.79 d12 1.5 − − d13 1.5 22.5 2.01 病例2：患者，女，69岁，因三尖瓣重度关闭不全；二尖瓣置换术后入院拟行介入下三尖瓣置换术。患者12年前行二尖瓣机械瓣置换术，入院前长期服用华法林抗凝，考虑到此次入院计划行三尖瓣置换术，故入院后停用华法林，根据《华法林抗凝治疗的中国专家共识》[5]，行外科手术患者可不采用桥接，华法林停药后术前INR可恢复至接近正常范围（INR<1.5），患者查INR为1.89，因计划次日手术，为减少患者出血风险临床药师建议临时给予维生素K120 mg im，降低INR，医师接受。患者次日行经导管三尖瓣介入置换术，术后予华法林进行抗凝治疗，患者术后PT、INR值监测结果及华法林用量见表2。患者三尖瓣介入置换术，INR目标范围为2.5～3.0，术后8天INR2.19，华法林1.5 mg qd，已使用4 d，仍在目标值下限，临床药师建议医师华法林加量0.75 mg，医师接受，予华法林2.25 mg qd，继续监测PT、INR值及患者抗凝过程中可能出现的出血症状及指标。患者术后10天INR达3.38，考虑到INR>3.0，临床药师协助医师调整抗凝治疗方案：停用华法林2 d，拟于第3天减量0.75 mg，医师按照此方案给药。患者于术后16天INR2.70达标，继续予以华法林1.5 mg qd，至术后18天患者INR维持在目标范围内，患者出院继续予华法林抗凝治疗。
表 2 病例2凝血功能监测及华法林剂量调整情况术后天数 剂量（m/mg） PT（t/s） INR d4 1.5 13.6 1.04 d5 1.5 − − d6 1.5 15.0 1.17 d7 1.5 − − d8 2.25 24.3 2.19 d9 2.25 − − d10 2.25 28.2 2.67 d11 2.25 − − d12 − 35.0 3.38 d13 − − − d14 1.5 15.5 1.22 d15 1.5 − − d16 1.5 28.5 2.70 d17 1.5 − − d18 1.5 28.0 2.65 2. 感染监测及抗菌药物合理应用与监护
心脏瓣膜置换术后患者感染预防与控制至关重要，临床药师可从以下几方面进行监护：① 围手术期抗菌药物的合理应用：心脏瓣膜置换术围手术期应预防性应用抗菌药物，可能的污染菌为凝固酶阴性葡萄球菌或金黄色葡萄球菌[6]，临床药师应提醒医生于术前0.5～1 h应用第一、二代头孢菌素，预防用药疗程要覆盖整个手术过程，可根据情况延至术后一段时间，如48 h[6]。②术后感染监测：心脏瓣膜置换术后患者易发生肺部感染、手术切口感染、心内膜感染等感染[7]，临床药师应关注患者是否有咳嗽、发热、创面脓性分泌物及白细胞、中性粒细胞升高等提示感染发生的症状及指标，及时提醒医师进行相关标本微生物送检、胸部Ｘ线等检查，发生感染时在抗菌药物治疗方案制订与调整方面为医师提供建议。③注意抗菌药物联用的影响：某些抗菌药物与华法林合用可能会存在相互作用，如头孢哌酮、红霉素、甲硝唑、喹诺酮类抗菌药可增强华法林的抗凝作用；利福平可抑制其抗凝作用[8]，因此临床药师应对患者进行全面的药学监护，减少抗菌药物与华法林联用对抗凝治疗的影响，同时注意应用抗菌药物可能出现的胃肠道反应、皮疹、肝酶升高等不良反应。
病例3：患者，男，60岁，因主动脉瓣重度狭窄入院后行主动脉瓣置换术。患者心脏瓣膜置换术术前1 h，使用第二代头孢菌素类抗菌药物头孢呋辛钠注射剂1.5 g预防感染，围手术期抗菌药物种类选择及给药时机合理。术后1天患者体温37.5 ℃，双肺呼吸音清晰，血白细胞计数18.76×109/L、中性粒细胞计数17.86×109/L、中性粒细胞95.2%，怀疑感染可能，取血、痰标本培养，继续予头孢呋辛钠注射剂1.5 g bid ivgtt。术后3天体温37.8 ℃，血白细胞计数22.65×109/L，中性粒细胞96.8%，考虑头孢呋辛钠已用3 d，白细胞计数、中性粒细胞等指标仍较高，协助医师调整治疗方案，换用头孢美唑钠注射剂1 g bid ivgtt联合盐酸莫西沙星氯化钠注射液0.4 g qd ivgtt，患者术后应用华法林抗凝，临床药师提醒医师盐酸莫西沙星可增强华法林的抗凝作用，需严密监控患者的PT/INR值，同时密切监测患者的感染相关症状及指标变化。术后5天患者体温36.6 ℃，痰培养、血培养结果无致病菌生长，血白细胞计数18.61×109/L、中性粒细胞85.7%，指标有所下降，继续原用药方案。术后6天体温36.6 ℃，血白细胞计数17.97×109/L、中性粒细胞80.4%。术后9天体温36.5 ℃，血白细胞计数9.17×109/L、中性粒细胞64.0%，指标正常。抗菌药物应用期间临床药师对药物不良反应进行监测，同时注意对华法林的抗凝作用的影响，并根据患者情况协助医师适时停用抗菌药物。患者术后13天（出院）无相关感染症状，血常规正常，期间未出现相关不良反应。
3. 围手术期气道管理与药学监护
心脏瓣膜置换术围手术期气道管理可减少并发症、缩短患者住院时间，布地奈德等糖皮质激素雾化吸入给药是常用药之一，与支气管舒张剂联用可协同增效，推荐术前3～7 d、术后3～7 d应用[9]。临床药师应对患者进行用药教育：吸气时手指按住出气口并紧闭口唇以使药液尽可能进入肺部，用力深吸气并屏气3～5 s以吸入完全；呼气时手指从出气口移开，并将喷气口移开口唇以减少痰液喷射到药液中，缓慢呼气。雾化吸入糖皮质激素可能导致患者出现口腔真菌感染、声音嘶哑，临床药师应教育患者注意用药后漱口以减少不良反应的发生。
4. 应激性溃疡预防与药学监护
应激性溃疡(SU)为机体在严重创伤，各种困难、复杂的手术，危重疾病等应激状态下发生的急性胃肠道黏膜溃疡病变，严重者可并发消化道出血、甚至穿孔，使病死率增加。机械通气超过48 h或接受体外生命支持、凝血机制障碍或使用抗凝或抗血小板药、原有消化道溃疡或出血病史、大剂量使用糖皮质激素或合并使用非甾体类抗炎药、急性肝肾功能衰竭等危险因素会增加SU发生及并发出血的风险[10]。心脏瓣膜置换术属于复杂手术，且涉及到接受体外生命支持、机械通气超过48 h、使用抗凝药等危险因素，因此心脏瓣膜置换术后患者应进行SU预防，制定合适的SU预防用药方案、及时判断消化道出血发生并选择有效治疗措施是临床药师关注的重点。SU预防方案建议将质子泵抑制剂(PPI)作为首选预防药物，在原发病发生后应用标准剂量，q12h，ivgtt，至少连续3 d[11]。临床药师应嘱患者留意是否有呕血、黑便等消化道出血症状发生，并监测血常规、大便常规等，及时发现消化道出血等提示SU并发出血的情况，以采取及时有效的措施治疗，同时协助医师权衡患者出血及不良事件风险，把握停药指征，避免过度使用SU预防药物。
病例4：患者，男，53岁，因二尖瓣关闭不全入院行二尖瓣置换术+三尖瓣成形术。术后返回监护病房，予注射用泮托拉唑钠40 mg bid ivgtt预防SU。临床药师叮嘱护士注意泮托拉唑钠溶解和稀释后应在4 h内用完，滴注时要求15～60 min内滴完。术后3 d，患者一般情况可，转入普通病房，临床医师继续予注射用泮托拉唑钠40 mg bid ivgtt。根据相关文献及指南，当患者病情好转或转入普通病房，可耐受肠内营养或已进食，应将SU预防药物静脉给药换为口服给药，并逐渐停药[10,12]。考虑到该患者病情平稳，已转至普通病房，能正常进食，经前期监护患者未出现提示SU并发出血的情况，临床药师建议医师将PPI由静脉用药调整为口服用药，医师接受，更改医嘱：停用泮托拉唑钠注射剂，予雷贝拉唑钠肠溶片20 mg qd po，继续监测出血相关症状及指标，至患者出院情况稳定。
5. 出院患者华法林使用的用药教育
心脏瓣膜置换术后患者需长期服用华法林，华法林与多种药物、食物存在相互作用，其抗凝作用的个体差异也与患者的依从性相关[8]，临床药师对患者进行详尽的用药教育有助于提高患者华法林的正确使用及自我监测意识，可从以下几方面进行教育：①使患者了解术后长期服用华法林抗凝的重要性，强调每天需按时服用华法林，如忘记，当晚12:00之前想起可补吃，若第2天想起则不可再吃。②告知患者需定期监测PT和INR值使其保持在目标范围内，出院后第一周每3天检查一次，以后每周检查一次，结果连续3次在目标范围内可再延长至每2周一次，以此类推，最长不可超过3个月检查一次，若不在目标范围应咨询医师或药师进行剂量调整。③叮嘱患者日常留意是否出现牙龈易出血、皮肤瘀斑、黑便等出血症状及无缘由剧烈头痛、四肢麻木、肢端水肿等血栓症状，如出现上述症状应立即复查PT、INR，并向医师或药师咨询。④使患者知晓华法林与多种药物有相互作用，出现其他疾病需用药时应咨询医师或药师进行药物选择；叮嘱患者避免大量摄入菠菜、西芹、卷心菜、动物肝脏等富含维生素K的食物而影响华法林的抗凝效果。⑤使患者知晓外伤、感染、发热、呕吐、腹泻等异常的生理状态会影响华法林的治疗，若发生上述情况需及时就诊；如需行创伤性手术或检查（如拔牙、胃镜等）需告知医生正在服用华法林。
总之，心脏瓣膜置换术后患者需同时使用多种药物，且华法林等药物个体用药差异大、需根据监测指标调整剂量，临床药学服务十分必要。临床药师可从心脏瓣膜置换术患者PT、INR值监测及华法林的剂量调整，感染监测及抗菌药物的合理应用，围手术期气道管理，应激性溃疡预防与药学监护，出院患者华法林用药教育等方面入手，加强与医生、患者的沟通，对患者进行个体化的药学服务，以促进药物的合理使用，保障患者用药安全、有效。
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表 1 益母草筛选所得活性成分
序号 化合物 来源数据库 1 没食子酸 BATMAN-TCM 2 水苏糖 BATMAN-TCM 3 芦丁 BATMAN-TCM 4 月桂酸 BATMAN-TCM 5 水苏碱 BATMAN-TCM 6 益母草素 BATMAN-TCM 7 西班牙夏罗草酮 BATMAN-TCM 8 鸟嘌呤 BATMAN-TCM 9 益母草碱 BATMAN-TCM 10 4-胍基丁醇 BATMAN-TCM 11 鼬瓣花二萜 TCMSP 12 ZINC04073977 TCMSP 13 前益母草二萜 TCMSP 14 异前益母草二萜 TCMSP 15 槲皮苷 TCMSP 16 花生四烯酸 TCMSP 17 异鼠李素 TCMSP 18 山奈酚 TCMSP 19 葫芦巴碱 文献 
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表 2 益母草治疗神经损伤相关靶点信息
基因 度值 靶点名称 数据库中代码 AKT1 225 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 P31749 IL6 217 白介素6 P05231 VEGFA 196 血管内皮生长因子A P15692 TNF 187 肿瘤生长因子 P01375 TP53 186 细胞肿瘤抗原P53 P04637 SRC 165 原癌基因酪氨酸受体激酶 P12931 CASP3 163 胱天蛋白酶-3 P42574 MAPK1 160 丝裂原活化蛋白激酶1 P28482 CXCL8 157 白介素8 P10145 EGFR 153 表皮生长因子受体 P00533 EGF 150 前表皮生长因子 P01133 PTGS2 146 牛前列腺素G/H合成酶2 P35354 MAPK8 146 丝裂原活化蛋白激酶8 P45983 MYC 146 原癌基因蛋白Myc P01106 JUN 145 转录因子AP-1 P05412 STAT3 143 信号传导及转录激活子3 P40763 FOS 143 原癌基因c-Fos P01100 MMP9 139 基质金属蛋白酶9 P14780 IL-1β 133 白介素1β P01584
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