腸道微生物組及其在中藥藥理毒理研究中的應(yīng)用

鄧 紅，吳純啟，江 濤，王全軍

（廣東藥科大學(xué)1.中藥學(xué)院，3.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，廣東 廣州 510006；2.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院毒物藥物研究所，國(guó)家北京藥物安全評(píng)價(jià)研究中心，抗毒藥物與毒理學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100850）

腸道微生物組及其在中藥藥理毒理研究中的應(yīng)用

鄧 紅1，2，吳純啟2，江 濤3，王全軍2

（廣東藥科大學(xué)1.中藥學(xué)院，3.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，廣東 廣州 510006；2.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院毒物藥物研究所，國(guó)家北京藥物安全評(píng)價(jià)研究中心，抗毒藥物與毒理學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100850）

微生物組是一新興研究領(lǐng)域，其研究涉及人類健康、農(nóng)業(yè)、生物能源和環(huán)境等領(lǐng)域。其中，腸道微生物組是近年研究的熱點(diǎn)。已有研究表明，腸道菌群與消化道疾?。ㄑ装Y性腸病）、代謝性疾病（2型糖尿?。?、心腦血管疾病（帕金森征）等有關(guān)。中藥常作為補(bǔ)益藥而長(zhǎng)期大量服用，其口服進(jìn)入胃腸道后，腸道菌群可影響中藥藥理和毒理作用。本文主要綜述了微生物組的基本概況、常用的檢測(cè)技術(shù)及其與何首烏所致肝毒性、黃芩直接作用于腸道、澤瀉所致腎毒性及小柴胡湯所致肺炎等為代表的幾種毒性作用間的關(guān)系。

微生物組；腸道；中藥；藥理；毒理

微生物組（microbiome）是指研究特定微生態(tài)環(huán)境樣本中細(xì)菌、病毒和真菌的總和［1］。其研究領(lǐng)域包括生物醫(yī)學(xué)、海洋、畜牧業(yè)和土壤等，對(duì)維持人類健康、畜牧業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)等具有重要意義。微生物組是近年研究的熱點(diǎn)之一，特別是McFall-Ngai對(duì)夏威夷短尾烏賊與其共生的發(fā)光細(xì)菌費(fèi)氏弧菌間關(guān)系的研究，使得過(guò)去被認(rèn)為是致病的微生物現(xiàn)在認(rèn)為是生物體功能的一部分。McFall-Ngai也因此被稱為“微生物組學(xué)研究的領(lǐng)航者”。

人體微生物組由微生物組與人體生存環(huán)境相結(jié)合形成，其概念于2001年提出，是指寄居在人體的全部微生物的總和［2］，可分布于人體皮膚、胃腸道和口腔等部位，不同部位棲息著不同微生物［3］，腸道菌群是其中研究較多的菌落。人體腸道中棲息著500～1000種細(xì)菌，數(shù)量達(dá)1×1014個(gè)，約為人體細(xì)胞數(shù)量的10倍［4］，其基因數(shù)（200萬(wàn)）約為人體基因數(shù)（2.2萬(wàn)）的100倍［5-6］，可參與機(jī)體信息傳遞、營(yíng)養(yǎng)吸收、黏膜保護(hù)和腸道免疫等過(guò)程［4］。腸道菌落是星球上最為密集的微生態(tài)系統(tǒng)［7］，這些密集的微生物與機(jī)體的健康緊密相關(guān)。已有研究報(bào)道，腸道微生物與炎癥性腸病、肥胖癥、2型糖尿病和帕金森征［8-11］等疾病有關(guān)。此外，腸道微生物可作為人體的”代謝器官”［12］，與機(jī)體代謝密切相關(guān)，其中包括對(duì)藥物的代謝，它可產(chǎn)生藥物代謝酶參與到藥物代謝過(guò)程［13］。強(qiáng)心劑地高辛在腸道細(xì)菌Eggertella lenta的作用下失活［14］。延胡索乙素在腸道菌群作用下迅速吸收［15］；黃芩苷被菌群轉(zhuǎn)化為黃芩素而發(fā)揮作用［16］等。中藥是具中國(guó)特色的民族瑰寶，幾千年的臨床應(yīng)用驗(yàn)證了其在防治疾病方面的重要作用。與化學(xué)藥和生物制劑相比，中藥具有多靶點(diǎn)、毒性相對(duì)較小、作用機(jī)制復(fù)雜等特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道發(fā)現(xiàn)，其藥理毒理作用及作用機(jī)制可能與人體微生物組有關(guān)。因此，本文主要對(duì)微生物組的研究概況及其在中藥藥理和毒理研究中的應(yīng)用做簡(jiǎn)要綜述。

1 微生物組的研究概況

近年，微生物學(xué)科研工作者致力于研究微生物組與人體健康與疾病關(guān)系的研究。由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（National Institutes of Health，NIH）在2007年投資1.73億美元啟動(dòng)的研究計(jì)劃——“人類微生物組計(jì)劃”（Human Microbiome Project，HMP）。第一階段（2007-2012）通過(guò)對(duì)人體常見(jiàn)細(xì)菌基因組進(jìn)行高通量測(cè)序，確定在人體不同部位細(xì)菌的分布及多樣性，利于更好地研究微生物與人體健康的關(guān)系。第二階段在此基礎(chǔ)上，研究已明確的不同身體部位微生物的潛在作用機(jī)制。此外，還有加拿大微生物組計(jì)劃（Canadian Microbiome Initia?tive，MI）、歐盟人類腸道宏基因組學(xué)計(jì)劃（Metage?nomics of Human Intestinal Tract，Meta HIT）等項(xiàng)目對(duì)宿主-微生物間關(guān)系進(jìn)行研究［17］。此外，以McFall-Ngai和Rob Knight等為代表的個(gè)人及實(shí)驗(yàn)室對(duì)微生物組的研究使人們對(duì)微生物組的認(rèn)識(shí)更加完善和全面。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)方面，Dinan等［18］研究發(fā)現(xiàn)，鼠李糖桿菌可通過(guò)迷走神經(jīng)影響無(wú)菌小鼠的社交、記憶力和抗壓能力等；在藥物代謝方面，Carmody等［19］致力于研究微生物組對(duì)藥物在不同病癥、體質(zhì)人體發(fā)生毒副作用抑或解毒作用；在皮膚免疫方面，Naik等［20］通過(guò)移植表皮葡屬球菌（S.epidermidis）至無(wú)菌小鼠皮膚，發(fā)現(xiàn)其可修復(fù)碩大利什曼原蟲(chóng)（Leishmania major）導(dǎo)致的皮膚感染［20］；在治療疾病方面，Petrof等［21］在實(shí)驗(yàn)室條件下培養(yǎng)合成糞便——由健康人糞便中已明確的33種細(xì)菌組成，并成功將合成糞便移植至2名艱難（難辨）梭菌感染（Closridium difficileinfection，CDI）患者體內(nèi)，用于CDI治療。此外，具有個(gè)體特異性的人體病毒組（human virome）同樣影響著人體健康［22］。隨著16S rRNA基因高通量測(cè)序的發(fā)展，對(duì)人體微生物組的研究日臻成熟，深入研究微生物與疾病的關(guān)系，特別是微生物在人體疾病和健康中所起作用具有重要意義。

1.1 微生物組的研究方法

對(duì)微生物組的認(rèn)識(shí)可通過(guò)對(duì)其研究方法的了解。傳統(tǒng)培養(yǎng)法在實(shí)驗(yàn)條件下只有＜1%的微生物可獲得純培養(yǎng)，且此法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、特異性不高。目前，用于對(duì)細(xì)菌表征特性進(jìn)行觀察、評(píng)價(jià)微生物對(duì)抗生素的敏感性和致病性。不依賴培養(yǎng)的變性梯度凝膠電泳（denaturing gradient gel electrophore?sis，DGGE）能全面監(jiān)測(cè)微生物生態(tài)群落的動(dòng)態(tài)變化，反映其多樣性，但它只能顯示優(yōu)勢(shì)菌群，并不能反映生態(tài)環(huán)境中微生物群落的真實(shí)情況［23］。

1.1.1 焦磷酸測(cè)序法

基于焦磷酸測(cè)序（pyrosequencing）原理的第2代測(cè)序平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了在一次實(shí)驗(yàn)中對(duì)來(lái)源不同的微生物進(jìn)行全面、平行分析樣品的微生物信息，同時(shí)為系統(tǒng)、準(zhǔn)確地研究微生態(tài)環(huán)境中微生物多樣性提供了全新的方式。此技術(shù)的原理是引物與模板DNA復(fù)性后，在DNA聚合酶、ATP硫酸化酶、熒光素酶和雙磷酸酶4種酶的協(xié)同作用下，每一個(gè)dNTP的聚合與一次熒光信號(hào)的釋放偶聯(lián)起來(lái)，最終以熒光信號(hào)的形式實(shí)時(shí)記錄模板DNA的核苷酸序列反應(yīng)［24］。以焦磷酸測(cè)序平臺(tái)為代表的第2代測(cè)序技術(shù)才是真正意義上實(shí)現(xiàn)低價(jià)大規(guī)模平行測(cè)序。Kaakoush等［25］采用焦磷酸測(cè)序技術(shù)對(duì)克羅恩?。–rohn disease，CD）患者與健康人的腸道菌群進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，擬桿菌屬（Bacteroides）和變形菌綱（Proteobacteria）的比例在CD患者腸道中顯著高于健康人。在CD患者的腸道中厚壁菌門（Firmicutes）顯著低于健康人，這很大程度上是由梭（狀芽胞桿）菌屬（Clostridium）的變化引起的。有學(xué)者提出，研究腸道菌群的新思路應(yīng)把菌群當(dāng)作一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)而非相互獨(dú)立的組成菌的靜止系統(tǒng)，這樣才能明確各組成菌的作用及其間復(fù)雜的關(guān)系［24］。第二代測(cè)序技術(shù)為科研工作者在微生物組的研究提供更加全面、系統(tǒng)的分析，對(duì)微生物組的認(rèn)識(shí)將更加全面、客觀。

1.1.2 宏基因組（metagenome）技術(shù)

1998年，Handelsman等［26］提出了宏基因組的概念，也稱元基因組，是指生態(tài)環(huán)境中的全部微小生物基因組的總和。宏基因組學(xué)是近年發(fā)展起來(lái)的新學(xué)科，以大規(guī)?；蚪M學(xué)研究作為導(dǎo)向，包括可培養(yǎng)和不可培養(yǎng)微生物的基因。因此，其研究在挖掘不可培養(yǎng)微生物的資源及篩選出新的微生物活性物質(zhì)方面具有很大潛力，可通過(guò)研究微生物間的相互作用反映其內(nèi)在規(guī)律。宏基因組技術(shù)對(duì)樣本分析主要有以下4個(gè)步驟：樣品總DNA的提取、宏基因組文庫(kù)的建立、序列的測(cè)定分析和目標(biāo)基因的鑒定篩選［27］。宏基因組技術(shù)的研究策略主要包括16S rRNA基因測(cè)序分析和全基因組測(cè)序分析［28-29］。前者主要是對(duì)菌群構(gòu)成和物種多樣性的分析，其基因由可變區(qū)和保守區(qū)組成，所有細(xì)菌共有保守區(qū)；可變區(qū)因菌種而異，具有特異性。通過(guò)對(duì)可變區(qū)或全長(zhǎng)基因序列的分析及同源性比較，可計(jì)算出不同菌種在遺傳進(jìn)化的距離。全基因組測(cè)序通過(guò)對(duì)特定微生態(tài)樣本總DNA進(jìn)行測(cè)序，不僅能清楚微生物群落的多樣性和豐度，還能挖掘出具特定功能的新基因，鑒別16S rRNA基因測(cè)序難以鑒別的菌種［2］。我國(guó)學(xué)者聯(lián)合高通量測(cè)序和宏基因組學(xué)對(duì)六味地黃丸的物種成分進(jìn)行系統(tǒng)分析，鑒別出了處方和非處方物種，并對(duì)不同藥企制劑產(chǎn)品的一致性進(jìn)行了比較分析［30］。宏基因組學(xué)可綜合分析復(fù)雜微生物群體的系統(tǒng)和功能特性，全面了解微生物菌落的多樣性和動(dòng)態(tài)變化。但其未涉及正常生理?xiàng)l件下微生物與宿主的相互作用，因此無(wú)法推測(cè)微生物在機(jī)體生理或病理狀態(tài)下的代謝過(guò)程［31］。除宏基因組學(xué)外，還有宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)（metatranscrip?tomics）、宏蛋白組學(xué)（metaproteomics）和代謝組學(xué)（metabolomics）等組學(xué)技術(shù)應(yīng)用于微生物組學(xué)的研究。

1.1.3 第三代測(cè)序技術(shù)

1.1.3.1 單分子實(shí)時(shí)（single molecule real-time，SMRT）DNA測(cè)序

SMRT DNA測(cè)序被稱為第三代測(cè)序技術(shù)，是由美國(guó)太平洋生物科學(xué)公司（Pacific Bioscience）開(kāi)發(fā)。它基于邊合成邊測(cè)序的原理，被不同色熒光標(biāo)記磷酸基團(tuán)的核苷酸在聚合酶活性位點(diǎn)上和模板結(jié)合，不同核苷酸加入配對(duì)時(shí)會(huì)發(fā)出不同光，核苷酸類型可由光的波長(zhǎng)和峰值來(lái)判斷。由于在激光照射下DNA聚合酶的活性逐漸減弱，所以合成DNA的長(zhǎng)度有限，對(duì)酶的活性與穩(wěn)定性的維持有重要意義。第一代商用的SMRT測(cè)序儀一次可同時(shí)進(jìn)行大約75 000個(gè)單分子測(cè)序［32］。2013年Chen等［33］發(fā)表采用DNA聚合酶電導(dǎo)性的DNA測(cè)序方法。開(kāi)創(chuàng)了單分子基因測(cè)序技術(shù)，加快了測(cè)序速度，降低了測(cè)序成本，無(wú)需添加熒光且提高了準(zhǔn)確率。

1.1.3.2 納米孔測(cè)序（nanopore sequencing）

納米孔測(cè)序是由英國(guó)牛津納米孔公司推出的技術(shù)，可直接解讀DNA堿基。它以α-溶血素構(gòu)建生物納米孔，采用電泳技術(shù)，當(dāng)DNA單鏈穿過(guò)納米孔時(shí)，不同DNA堿基以不同方式干擾流過(guò)該孔的電流，通過(guò)電信號(hào)的差異就能檢測(cè)出通過(guò)的堿基而實(shí)現(xiàn)測(cè)序。此法最大的優(yōu)勢(shì)是儀器構(gòu)造簡(jiǎn)單使用成本低廉、無(wú)需光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)可直接測(cè)序，但其采用水解測(cè)序法，因而不能重復(fù)測(cè)序，精確度低。該公司公布了一段長(zhǎng)度為48 000個(gè)堿基的DNA鏈的解讀過(guò)程——是目前公布的DNA鏈中解讀最長(zhǎng)的一段。納米孔測(cè)序可使測(cè)序成為常規(guī)檢查，宣告了個(gè)性化醫(yī)療時(shí)代的來(lái)臨［32，34］。

1.1.4 其他檢測(cè)技術(shù)

基因芯片技術(shù)是指將特定探針（DNA寡糖核苷酸或DNA片段）有序地固化于支持物表面，然后與標(biāo)記的樣品核酸雜交，最終得出遺傳信息、基因序列及表達(dá)的信息等相應(yīng)的生物學(xué)信息。它可對(duì)成分復(fù)雜的樣品進(jìn)行高通量、準(zhǔn)確的分析，但該技術(shù)芯片特異性和信號(hào)檢測(cè)靈敏度均不夠高［24］。此外，還有熒光原位雜交技術(shù)和實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)等。

微生物組的研究方法有很多，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)根據(jù)所用樣本、研究目的和研究條件等合理選擇。16S測(cè)序技術(shù)的問(wèn)世解決了微生物生態(tài)領(lǐng)域的瓶頸問(wèn)題，但是它因DNA提取方法及引物選擇等因素的不同，最后影響16S rRNA基因分析。第三代測(cè)序技術(shù)與第二代不同，它不依賴DNA模板PCR擴(kuò)增，其測(cè)序時(shí)間更短、成本更低廉、靈活性更強(qiáng)、通量更高、讀取長(zhǎng)度更長(zhǎng)、測(cè)序質(zhì)量更高等優(yōu)點(diǎn)［35］。隨著微生物檢測(cè)分析技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)的完善將有利于科研工作者對(duì)全面了解微生物間、微生物與宿主、環(huán)境間的相互作用，揭示微生物的內(nèi)在規(guī)律具有重要意義。

2 中藥的毒性作用與腸道菌群間的關(guān)系

中藥有效成分較復(fù)雜，主要有香豆素、黃酮、皂苷、蒽醌、生物堿和揮發(fā)油等成分。這些有效成分與腸道微生物組發(fā)生相互作用，既可增效減毒，又可減效增毒［16］。下面主要論述何首烏所致肝毒性、黃芩直接作用于腸道引發(fā)疾病、澤瀉所致腎毒性、小柴胡湯所致肺炎等幾種中藥引起的毒性作用與腸道菌群間的關(guān)系及可能的毒性作用機(jī)制。

2.1 何首烏與腸道菌群

何首烏為蓼科植物何首烏（Polygonum multi?florumThunb.）的干燥塊根［36］，廣泛用于臨床、美容和保健產(chǎn)品。何首烏的不良反應(yīng)在近年報(bào)道中屢見(jiàn)不鮮，主要為肝損傷，且伴有惡心和腹瀉等癥狀［37-38］。二苯乙烯苷類和蒽醌類化合物是其主要的有效成分，其中蒽醌類具毒效雙重性。研究表明，蒽醌類成分經(jīng)腸道菌群發(fā)揮瀉下作用［39］。大量長(zhǎng)時(shí)服用何首烏致肝損傷時(shí)，蒽醌類成分可能發(fā)揮毒性作用而引發(fā)消化道疾病。腸道和肝在解剖和生理學(xué)功能上存在著緊密聯(lián)系，稱之為“腸肝軸”［40］，兩者通過(guò)肝門靜脈聯(lián)系，門靜脈向肝供血，腸道微生物和環(huán)境毒素等可進(jìn)入門靜脈［41］。肝功能障礙時(shí)，通過(guò)門靜脈和腸系膜進(jìn)入血液的失調(diào)微生物和內(nèi)毒素增加，各種細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)被激發(fā)、釋放，從而加重肝損傷，也加劇了腸道疾?。?2］。胡錦華［43］對(duì)實(shí)驗(yàn)性急性和慢性肝損傷的腸道菌群采用實(shí)時(shí)定量PCR定量分析和傳統(tǒng)體外培養(yǎng)2種方法研究發(fā)現(xiàn)，與空白組相比，模型組雙歧桿菌屬明顯減少，腸桿菌屬、腸球菌屬和類桿菌屬顯著增加，且2種方法結(jié)果具有一致性。因此，何首烏導(dǎo)致動(dòng)物肝損傷可能是通過(guò)“腸肝軸”作用于腸道菌群，菌群失調(diào)和腸功能異常又會(huì)加重肝損害，這使得肝功能異常與腸道菌群之間有相互影響、互為因果關(guān)系。

2.2 黃芩與腸道菌群

黃芩苷為苦寒中藥黃芩的主要有效成分之一，具免疫調(diào)節(jié)、抑菌和抗炎等作用。黃芩苷直接作用于腸道菌群，適量可治療病菌群紊亂，長(zhǎng)期大量服用還可影響生理性菌群［44］。羅海燕等［45］研究發(fā)現(xiàn)，黃芩苷高劑量組雙歧桿菌屬、乳桿菌屬和糞腸球菌數(shù)減少，大腸埃希菌增加；而中、低劑量組糞腸菌減少，大腸埃希菌增加。宋姍姍［46］用不同劑量的黃芩苷灌胃小鼠，低劑量組小鼠腸道菌群的多樣性和豐度增高，益生菌數(shù)增多而條件致病菌數(shù)略減，能誘導(dǎo)形成新的更為穩(wěn)定的菌落結(jié)構(gòu)；而高劑量組則出現(xiàn)類似林可霉素所致的破壞作用，且菌落結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。含黃芩的苦寒中藥復(fù)方黃連解毒湯在低劑量時(shí)對(duì)菌群無(wú)明顯影響，高劑量長(zhǎng)期服用導(dǎo)致乳桿菌屬和雙歧桿菌屬等有益菌數(shù)減少，產(chǎn)生類似于抗生素所致的腸道菌群紊亂和腸損傷現(xiàn)象［47］?？梢?jiàn)，黃芩直接作用于腸道菌群，長(zhǎng)期大量服用易引起菌群紊亂，造成腸損傷，使腸道免疫功能下降，從而影響機(jī)體健康。對(duì)黃芩毒性的研究，有助于其在臨床合理用藥，減少毒副作用發(fā)生。

2.3 澤瀉與腸道菌群

澤瀉的單味藥和復(fù)方常用于臨床，六味地黃丸中含有澤瀉。過(guò)去，普遍認(rèn)為澤瀉無(wú)毒，《神農(nóng)本草經(jīng)》記載：“其味甘，寒，無(wú)毒”。直至近年才發(fā)現(xiàn)澤瀉有潛在的腎毒性［48-50］。祝建輝等［49］給予大鼠澤瀉水煎液，發(fā)現(xiàn)對(duì)正常大鼠腎無(wú)明顯影響，但可導(dǎo)致1/2腎切除大鼠殘腎間充質(zhì)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和腎小管損害。澤瀉大量灌胃進(jìn)入體內(nèi)，使靶器官發(fā)生障礙，導(dǎo)致本應(yīng)被重吸收的水、電解質(zhì)等物質(zhì)蓄積，易造成水、電解質(zhì)及酸堿平衡紊亂。文獻(xiàn)報(bào)道，晚期腎病患者和實(shí)驗(yàn)性尿毒癥大鼠易發(fā)生腸道菌群紊亂，這些微生物移位至淋巴循環(huán)可引起微炎癥反應(yīng)［51］。因此，澤瀉導(dǎo)致的腎毒性也可能與腸道菌群紊亂有關(guān)。具體澤瀉致腎毒性與腸道菌群的關(guān)系尚無(wú)文獻(xiàn)記載。目前對(duì)澤瀉毒性爭(zhēng)論很大，文獻(xiàn)記載不同炮制工藝、機(jī)體代謝功能強(qiáng)弱、劑量大小、服用時(shí)間長(zhǎng)短、配伍等因素都可影響其毒性［52］。因此，科學(xué)合理服用，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)毒性的認(rèn)識(shí)，可避免澤瀉腎毒性的發(fā)生。

2.4 小柴胡湯與腸道菌群

小柴胡湯臨床上治療肝病療效顯著，日本廣泛將其用于肝臟疾病的治療，并報(bào)道了多起因服用小柴胡湯引起的藥物性肺炎［53］。臨床觀察發(fā)現(xiàn)，小柴胡湯所致肺炎患者多為老年人且伴有肝病、免疫力低下、服藥時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2～3個(gè)月或多年［54］?！胺闻c大腸相表里”學(xué)說(shuō)是祖國(guó)醫(yī)學(xué)相關(guān)理論的重要組成部分。該理論認(rèn)為肺與大腸通過(guò)經(jīng)脈聯(lián)系，兩者相互影響。有學(xué)者認(rèn)為該理論是通過(guò)調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡而達(dá)到臟病腑治的目的。隨著肺炎的發(fā)展，可破壞胃腸黏膜的屏障功能，增加其通透性，從而使腸道微生物比例失調(diào)和定位轉(zhuǎn)移。臨床上肺病患者多使用抗生素，易導(dǎo)致菌群失衡，擾亂腸道正常菌群，破壞了機(jī)體的生物屏障，使機(jī)體免疫功能下降，腸球菌屬、真菌和致病菌數(shù)增加而益生菌數(shù)減少［55］。由此可見(jiàn)，腸道微生物可能與小柴胡湯所致肺炎有關(guān)，且此事件提醒人們中藥復(fù)方在臨床使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同病證和患者體質(zhì)合理配伍，適當(dāng)加減方，才能避免毒副作用的發(fā)生。

2.5 其他中藥與腸道菌群

柴胡皂苷是柴胡的有效成分之一，日本大規(guī)模柴胡中毒事件［56］使人們對(duì)柴胡的毒性加深了認(rèn)識(shí)，有研究報(bào)道，柴胡皂苷在腸道中經(jīng)真桿菌屬和雙歧桿菌屬水解后可生成具有活性的代謝產(chǎn)物，這種代謝產(chǎn)物可能具有毒性［57］。番瀉葉在腸道細(xì)菌酶的作用下，有效成分蒽苷被還原成蒽酮或蒽酚，后者刺激腸黏膜抑制Na+的轉(zhuǎn)運(yùn)，從而使大腸內(nèi)水分增加蠕動(dòng)亢奮導(dǎo)致腹瀉［58］。此外，四君子湯、白頭翁、板藍(lán)根和蘆根等中藥的藥理毒理作用與腸道微生物相關(guān)。

3 展望

由于人們對(duì)中藥毒性認(rèn)識(shí)不足，常將其作為補(bǔ)益藥而長(zhǎng)期大量服用，從而引發(fā)毒性反應(yīng)。常見(jiàn)的毒性反應(yīng)為胃腸道反應(yīng)、過(guò)敏反應(yīng)、肝毒性和腎毒性等，傳統(tǒng)的方法是從分子、細(xì)胞角度去研究其毒性作用機(jī)制，而對(duì)腸道菌群的研究為其提供了一種全新的方式，分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展為這種研究提供了可能。本文主要簡(jiǎn)述了腸道菌群與何首烏所致肝毒性、黃芩直接作用于腸道引發(fā)疾病、澤瀉所致腎毒性、小柴胡湯所致肺炎等幾種中藥代表所致主要臟器毒性間可能的關(guān)系。具體中藥所致毒性與腸道菌群間關(guān)系鮮有文獻(xiàn)記載，但腸道微生物組在中藥藥理毒理的應(yīng)用具有廣闊前景。

隨著微生物學(xué)、分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是微生物組學(xué)的發(fā)展并應(yīng)用于中藥學(xué)，將有利于中藥加快現(xiàn)代化進(jìn)程。腸道微生物與中藥間的相互作用，決定中藥是發(fā)揮治療或毒性作用，影響著中藥的藥理毒理。微生物組的研究方法除了應(yīng)用于中藥藥理毒理，在中藥學(xué)其他方面的研究也發(fā)揮重要作用。李西文等［59］運(yùn)用454測(cè)序技術(shù)對(duì)厚樸葉綠體進(jìn)行全基因組測(cè)序，有效區(qū)分了厚樸及近源物種；白虹等［60］認(rèn)為可用元基因組學(xué)方法對(duì)中藥制劑的物種成分進(jìn)行鑒定；李瀅［61］運(yùn)用454測(cè)序技術(shù)發(fā)現(xiàn)了甘草、丹參、蛇足石杉和龍骨馬尾杉的功能基因，為實(shí)現(xiàn)利用生物技術(shù)生產(chǎn)甘草酸、丹參酮等奠定了理論基礎(chǔ)等。這些生物技術(shù)在中藥學(xué)研究的應(yīng)用，將為中藥學(xué)科研工作者提供全新的方式，使人們對(duì)中藥的認(rèn)識(shí)更加全面、科學(xué)。

目前，對(duì)微生物組的研究已成熱點(diǎn)，腸道菌群作為人體微生物組的重要組成部分，深入研究腸道菌群與中藥毒副作用間的關(guān)系對(duì)維持機(jī)體健康具有重要意義。由于絕大多數(shù)腸道微生物不能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，未來(lái)的研究對(duì)于尋找一種合適的培養(yǎng)基，模擬腸道環(huán)境培養(yǎng)腸道微生物具有重要的意義。對(duì)于微生物組常用的研究方法，特別是宏基因組學(xué)等組學(xué)技術(shù)在微生物領(lǐng)域的應(yīng)用為科研工作者對(duì)腸道菌群與中藥藥理毒理作用關(guān)系的研究提供有利的條件。但怎樣才稱為正常菌群？到底是中藥進(jìn)入體內(nèi)引發(fā)毒性反應(yīng)導(dǎo)致菌群發(fā)生紊亂？亦或中藥進(jìn)入體內(nèi)與腸道菌群發(fā)生相互作用而引起毒性反應(yīng)？目前還無(wú)定論。中藥的藥理毒理作用可能是在腸道內(nèi)某種特定細(xì)菌酶作用下實(shí)現(xiàn)的，找到這些特定酶并將其作為靶點(diǎn)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)疾病治療和毒性預(yù)防有重要意義。對(duì)中藥毒性機(jī)制與腸道菌群間關(guān)系的研究對(duì)于全面、客觀了解中藥毒性具有重大意義。解決這些問(wèn)題并將微生物組研究方法應(yīng)用于中藥藥理毒理的研究，有助于認(rèn)清中藥的潛在毒性，加快中藥現(xiàn)代化、國(guó)際化進(jìn)程，為中藥的臨床應(yīng)用提供更加合理、科學(xué)的依據(jù)。

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Progress in microbiome and its application to pharmacological and toxicological research of traditional Chinese materia medica

DENG Hong1，2，WU Chun-qi2，JIANG Tao3，WANG Quan-jun2
（1.School of Chinese Material Medica，3.Center of Laboratorial Animals，Guangdong Pharmaceutical University，Guangzhou 510006，China；2.State Key Laboratory of Toxicology and Medical Countermeasures，National Beijing Center for Drug Safety Evaluation and Research，Institute of Pharmacology and Toxicology，Academy of Military Medical Sciences，Beijing 100850，China）

Microbiome is a novel research field related to human health，agriculture，bio-energy and the environment.Gut microbiome has received much attention from researchers recently.Studies have shown that gut flora is related to some diseases，such as digestive disease（inflammatory bowel disease），metabolic disease（type 2 diabetes），cardie-cerebral vascular disease（Parkinson disease）. Traditional Chinese materia medica（TCMM）has long been used as a tonic and taken in a large amount.Gut flora has an effect on pharmacology and toxicology of TCMM after entering the gastroin?testinal tract.This article is intended to review recent researches on microbiome，common detection techniques and the relationship with hepatotoxicity induced byPolygonum multiflorumThunb.，scutel?laria baicalensisthat directly affects the intestinal tract，nephrotoxicity induced byRhizoma Alismatisand pneumonia induced by Xiao-Chaihu-Tang.

microbiome；gut；traditional Chinese materia medica；pharmacology；toxicology

s：WANGQuan-jun，E-mail：wangquanjunbeijing@163.com；JIANGTao，E-mail：tjiang66@21cn.com

R3285，Q939.9

A

1000-3002-（2016）09-0975-08

10.3867/j.issn.1000-3002.2016.09.011

Foundation item：The project supported by National Major Scientific and Technological Special Project of China（2013ZX09302303）；National Major Scientific and Technological Special Project of China（2012ZX09301003-001-008）；and Beijing Municipal Natural Science Foundation（Z131100006513010）

2015-12-18 接受日期：2016-07-15）

（本文編輯：齊春會(huì)）

國(guó)家科技重大專項(xiàng)（2013ZX09302303）；國(guó)家科技重大專項(xiàng)（2012ZX09301003-001-008）；北京市科委基金項(xiàng)目（Z131100006513010）

鄧 紅，女，碩士研究生，主要從事：中藥藥效與安全性評(píng)價(jià)研究，E-mail：denghongyes@163.com

王全軍，Tel：（010）66931631，E-mail：wangquan?junbeijing@163.com；江 濤，Tel：（020）39352996，E-mail：tjiang66@21cn.com