腸道菌群與中藥及其有效組分相互作用治療消化系統(tǒng)疾病的研究進(jìn)展＊

陳冬梅，趙興杰，丁龐華，郭 一

（1.中日友好醫(yī)院 北京 100029；2.北京中醫(yī)藥大學(xué)東方醫(yī)院 北京 100078；3.北京中醫(yī)藥大學(xué)東直門醫(yī)院 北京 100700）

人體腸道內(nèi)分布著大量的微生物，約有100萬億個(gè)古生菌和細(xì)菌，種類超過1 000種，其中90%以上腸道菌屬于擬桿菌門、厚壁菌門、放線菌。腸道菌與人體健康有密切的聯(lián)系，腸道菌不僅參與宿主新陳代謝，而且參與免疫系統(tǒng)的形成并維持胃腸道平衡，被稱為人體的又一器官。近年來，腸道菌群作為藥物代謝的重要媒介，其在疾病發(fā)展變化過程中所起到的作用受到越來越多學(xué)者的關(guān)注，也為中醫(yī)藥的療效機(jī)制研究提供了一個(gè)新的角度。由于解剖位置相近，腸道菌群在中藥及其有效組分治療消化系統(tǒng)疾病的作用機(jī)制研究中扮演了重要角色，本研究總結(jié)了近五年的相關(guān)文獻(xiàn)，具體情況如下文。

1 腸道疾病

1.1 結(jié)腸惡性腫瘤

結(jié)腸惡性腫瘤在我國(guó)惡性腫瘤發(fā)病率中位居前列，具有致死率高、治療敏感性低的特點(diǎn)，而目前中藥及其有效組分通過腸道菌群干預(yù)并改善結(jié)腸惡性腫瘤的報(bào)導(dǎo)并不多。Del Pino-Garcia等[1]研究powdered red wine pomace seasonings對(duì)HT-29細(xì)胞系進(jìn)行干預(yù)后發(fā)現(xiàn)，其對(duì)于腸道菌群產(chǎn)生的部分短鏈脂肪酸的相互作用可能是其起效的機(jī)制，而多酚及酚酸類物質(zhì)可能是其起效的關(guān)鍵。而西洋參通過Wang C[2]的研究也被發(fā)現(xiàn)有改善AOM/DSS介導(dǎo)的結(jié)腸炎癥及惡性腫瘤的作用。厚壁菌門、擬桿菌門以及疣微菌門在治療組中菌群占據(jù)主導(dǎo)；而 Bacteroidaceae以及Porphyromonadaceae的豐度出現(xiàn)明顯的變化。此外，茯苓羧甲基多糖在5-FU干預(yù)后的CT-26結(jié)腸腫瘤細(xì)胞中，可能進(jìn)一步通過提高擬桿菌門、乳酸菌門以及產(chǎn)生丁酸、醋酸的細(xì)菌豐度從而重塑其腸道菌群，達(dá)到進(jìn)一步改善腸道炎癥、緩解腫瘤的目的[3]。

1.2 潰瘍性結(jié)腸炎（Ulcerative colitis，UC）

Guo M等[4]發(fā)現(xiàn)，從體外實(shí)驗(yàn)角度，紅參與薏苡仁配伍可以有效的促進(jìn)雙歧桿菌、乳酸桿菌等益生菌的生長(zhǎng)，且紅參本身有抑制某些致病菌生長(zhǎng)的作用。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：兩藥相伍可以通過改善腸道菌群分布而緩解機(jī)體潰瘍性結(jié)腸炎的臨床癥狀，相比而言，單用紅參在改善UC癥狀方面優(yōu)于薏苡仁。Wei Y等[5]采用果膠結(jié)合糞菌移植治療UC患者與單用FMT進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)前者在4周和12周的Mayo評(píng)分都顯著低于后者，且前者在治療后腸道菌群分布方面較后者與健康供體更為相近，但兩組之間腸道菌群分布無明顯差異。Wang K等[6,7]采用蜂膠干預(yù)DSS誘導(dǎo)的UC大鼠，3周后發(fā)現(xiàn)UC大鼠的DAI評(píng)分以及病理水平都有明顯改善；而Proteobacteria與Acidobacteria兩個(gè)門的菌群水平較模型組有明顯提升，而中國(guó)蜂膠與巴西蜂膠雖然均可以對(duì)DSS誘導(dǎo)的UC有保護(hù)作用，且均可以降低擬桿菌門的豐度，但具體作用尚有一些細(xì)微的差異。在Yeom Y[8]的研究中，Sasa quelpaertensis leaf的提取物可能通過提升DSS誘導(dǎo)UC大鼠的腸道菌群豐度并恢復(fù)擬桿菌門/厚壁菌門的比值，從而起到改善UC炎癥反應(yīng)的目的。陳勇華等[9]通過黃芩湯輔助柳氮磺吡啶干預(yù)37例潰瘍性結(jié)腸炎患者一個(gè)月，與單用西藥對(duì)照發(fā)現(xiàn)：試驗(yàn)組與治療前及對(duì)照組分別對(duì)比，其結(jié)腸黏膜雙歧桿菌及乳酸菌數(shù)量明顯升高（P＜0.05）,大腸桿菌數(shù)量明顯降低（P＜0.05）。無獨(dú)有偶，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方面，Yang等[10]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)方黃芩湯可以顯著改善葡聚糖硫酸鈉（Dextran Sulfate Sodium，DSS）誘導(dǎo)的UC小鼠的DAI評(píng)分、腸黏膜組織病理，并抑制炎癥因子的釋放，這種保護(hù)作用在抗生素干預(yù)后的DSS小鼠中明顯減弱；此外，黃芩湯組中Lactococcus豐度較模型組明顯提升，而Desulfovibrio、Helicobacter兩者豐度明顯下降，這為菌群在黃芩湯干預(yù)UC機(jī)制中的重要作用提供了佐證；針對(duì)UC基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)常用模型—TNBS模型，黃芩湯也同樣給出了積極的結(jié)果[11]，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與模型TNBS組比較,黃芩湯組乳酸桿菌屬顯著增多（P＜0.01）、理研菌屬顯著減少（P＜0.05）。馬淑霞課題組[12-14]對(duì)馬齒莧多糖干預(yù)DSS介導(dǎo)的UC小鼠的腸道菌群變化進(jìn)行了系統(tǒng)研究，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：馬齒莧多糖治療1周后治療組小鼠外周血內(nèi)毒素含量明顯下降，抗炎細(xì)胞因子IL-10的水平回升且致炎細(xì)胞因子TNF-α、IL-6的水平回落；而腸道雙歧桿菌和乳酸桿菌數(shù)量較模型組明顯上升,體現(xiàn)了馬齒莧多糖對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用。而馬齒莧、肉桂的配伍也體現(xiàn)出了相似的作用[15]。

Lim等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在高脂飲食介導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎模型中，黃連-知母的混合物可以降低變形菌門/擬桿菌門的比值，這可能是其改善UC的部分機(jī)制；而山茶籽油對(duì)于醋酸介導(dǎo)的結(jié)腸炎大鼠模型而言，其可以提高厚壁菌門與擬桿菌門比值，并提升雙歧桿菌屬豐度，降低普氏菌屬豐度，從而達(dá)到修復(fù)腸粘膜的目的[17]。

李哮天等[18]通過加味柴芍六君顆粒治療潰瘍性結(jié)腸炎患者，與柳氮磺胺吡啶腸溶片進(jìn)行對(duì)照，從腸鏡及臨床癥狀進(jìn)行評(píng)分而言，治療組療效更優(yōu)，這種作用可能通過增加乳酸菌和雙歧桿菌的含量并降低腸球菌、大腸桿菌含量而實(shí)現(xiàn)，而白賀霞等研究的扶正平潰湯也具有類似的作用[19]。

對(duì)于外用灌腸藥物干預(yù)UC而言，腸道菌群也可能是其治療作用的靶點(diǎn)之一。鄧臺(tái)燕等[20]采用復(fù)方黃柏液灌腸聯(lián)合美沙拉嗪治療UC患者120例，與單用西藥相比，實(shí)驗(yàn)組糞便中腸球菌、乳酸桿菌及雙歧桿菌含量明顯高于對(duì)照組。

1.3 功能性胃腸?。‵unctional gastrointestinal disorders，F(xiàn)GIDs）

Qiu J等[21]通過慢性不可預(yù)知的持續(xù)刺激建立肝郁脾虛型功能性消化不良大鼠模型，經(jīng)過3周逍遙散干預(yù)后，發(fā)現(xiàn)與空白對(duì)照組相比，F(xiàn)irmicutes，Proteobacteria以及Cyanobacteria的豐度明顯升高，Bacteroidetes的豐度明顯下降，而逍遙散干預(yù)后菌群結(jié)構(gòu)分布則趨向于正常，與空白組更為相似。而張星星等[22]同樣采用以疏肝健脾為主要治法的健脾疏肝方對(duì)肝郁脾虛型腹瀉型腸易激綜合征（irritable bowel syndrome with diarrhea，IBS-D）進(jìn)行干預(yù)，治療4周后發(fā)現(xiàn)，與治療前比較，雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量上升，腸桿菌數(shù)量下降（P＜0.05）。對(duì)照組治療后對(duì)各類菌群均無明顯改變。觀察組與對(duì)照組比較，雙歧桿菌升高，腸桿菌下降（P＜0.05），體現(xiàn)腸道菌群可能是其取效的機(jī)制之一。周霖等[23]采用小檗堿干預(yù)IBS大鼠模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)小檗堿干預(yù)后，大鼠腸道菌群多樣性顯著降低，大劑量小檗堿抑菌作用強(qiáng)于小劑量小檗堿。大劑量小檗堿可顯著提高IBS大鼠腸道乳桿菌科細(xì)菌的比例，同時(shí)降低腸桿菌科細(xì)菌的比例，體現(xiàn)小檗堿的抑菌作用呈現(xiàn)一定的劑量依賴性。而防風(fēng)對(duì)于感染后腸易激綜合征大鼠模型腸道菌群也有一定的調(diào)節(jié)作用[24]。

1.4 感染/抗生素相關(guān)性腹瀉

Lv等[25]采用參苓白術(shù)散對(duì)抗生素相關(guān)性腹瀉（antibiotic-associated diarrhea，AAD）大鼠模型進(jìn)行干預(yù)，治療1周后發(fā)現(xiàn)，Sutterella屬豐度在中藥組中明顯減少，提示其在AAD的病理進(jìn)程中具有重要意義，而擬桿菌屬對(duì)中藥的提升應(yīng)答更為明顯，具有一定的正向作用。而與此相反，Liu等[26]采用葛根芩連湯對(duì)感染性腹瀉模型進(jìn)行干預(yù)，通過代謝組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)daidzin、 genistin、 liquiritinbaicalin、 wogonoside、glycyrrhizin、berberine、coptisine等八種組分在腹瀉組中代謝加快，這些變化可能與Escherichia spp的豐度提升有關(guān)，提示Escherichia spp的相對(duì)優(yōu)勢(shì)，從而引起腹瀉模型中腸道菌群代謝產(chǎn)物的變化，可能是葛根芩連湯起效的原因。而譚周進(jìn)課題組[27-28]采用七味白術(shù)散對(duì)抗生素相關(guān)性腹瀉小鼠模型進(jìn)行干預(yù)后發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)七味白術(shù)散治療組和超微50%量七味白術(shù)散治療組的Lactobacillusspp.比例均有所恢復(fù)，且超微50%量七味白術(shù)散治療組的乳酸菌比例與正常組最接近，體現(xiàn)出更好的療效。而本方與酵母菌聯(lián)用后，最佳療效配比為25%超微七味白術(shù)散+25%酵母菌組。

2 肝臟疾病

肝臟具有特殊的血液供應(yīng)-肝動(dòng)脈和門靜脈。肝臟中大約70%-75%的血液供應(yīng)來自門靜脈，而門靜脈則由脾靜脈和腸系膜上靜脈匯合而成。單糖和氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被腸道細(xì)胞的特異轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白吸收，通過門靜脈到達(dá)肝臟，再被肝細(xì)胞吸收并代謝。如果腸道屏障被破壞，肝臟將是第一個(gè)受到來自腸道微生物產(chǎn)物、毒素和微生物（如細(xì)菌和真菌）影響的器官。由此可見，肝臟疾病與腸道菌群的關(guān)系十分密切。

2.1 非酒精性脂肪性肝?。∟on-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）

Zhang Y等[29]采用參苓白術(shù)散干預(yù)高脂飲食（high-fat diet HFD）誘導(dǎo)的NAFLD模型大鼠發(fā)現(xiàn)，參苓白術(shù)散對(duì)腸道菌群的構(gòu)成有明顯的改善，并能夠顯著提高產(chǎn)生短鏈脂肪酸細(xì)菌如Bifidobacterium以及Anaerostipes的豐度，從而改善腸源性內(nèi)毒素血癥，達(dá)到治療NAFLD的目的。Tang W等[30]研究發(fā)現(xiàn)，護(hù)肝清脂片可以降低HFD介導(dǎo)的NAFLD大鼠腸道中厚壁菌門/擬桿菌門的比值，同時(shí)在屬水平上改善腸道菌群的分 布，增 加 Ruminococcaceae、Bacteroidales_S24-7_group、Bifidobacteria、Alistipes以及Anaeroplasma等有助于緩解脂質(zhì)沉積細(xì)菌的豐度，并可以降低Enterobacteriaceae、 Streptococcus、 Holdemanella、Allobaculum和Blautia等與NAFLD發(fā)展有關(guān)的細(xì)菌比例，從而達(dá)到改善NAFLD的效果，F(xiàn)eng Q等[31]提出祛濕化瘀方可以提高NAFLD模型大鼠啟動(dòng)其腸道Treg細(xì)胞活性的細(xì)菌豐度，并從而下調(diào)炎癥信號(hào)的啟動(dòng)，改善腸道屏障功能，進(jìn)一步改善NAFLD。而唐標(biāo)等[32]研究發(fā)現(xiàn)：降脂理肝湯顯著抑制NAFLD大鼠腸道大腸桿菌和乳酸菌的生長(zhǎng)（P＜0.05），使細(xì)菌總數(shù)和乳酸菌數(shù)量恢復(fù)至正常組水平。提取自Lonicera caerulea L.berry的多酚類物質(zhì)研究顯示可以明顯提升HFD介導(dǎo) 的NAFLD小 鼠 的Bacteroides、Parabacteroides、Bacteroidales等細(xì)菌的豐度，降低Staphylococcus、Lactobacillus、Ruminococcus和Oscillospira等細(xì)菌的豐度，降低厚壁菌門/擬桿菌門比值，從而達(dá)到改善NAFLD的目的[33]。

2.2 酒精性肝損傷（Alcoholic liver disease，ALD）

大蒜的部分組分在ALD腸道菌群失調(diào)的研究中具有重要意義，結(jié)果表明大蒜多糖[34-35]、大蒜素[36]在酒精介導(dǎo)的ALD小鼠模型中均具有提升其腸道菌群整體豐度，并降低厚壁菌門/擬桿菌門比值的作用，本機(jī)制可以在ALD進(jìn)展至酒精性肝纖維化的病理階段時(shí)仍起到一定作用，而荔枝、桑椹、蒲公英、大黃等植物的水提物在ALD的動(dòng)物模型中，都不同程度地可以逆轉(zhuǎn)模型組厚壁菌門/擬桿菌門比值，起到修復(fù)腸道屏障，保護(hù)肝臟的作用[37-39]。而從乳桿菌中篩選的菌株Lactobacillus rhamnosus CCFM1107經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的單獨(dú)反向驗(yàn)證，確實(shí)具有重塑菌群、改善ALD肝臟損傷的作用[40]。這也進(jìn)一步明確了菌群本身對(duì)ALD的影響以及相應(yīng)藥物的干預(yù)作用[41-43]。

2.3 肝衰竭

劉茵等[44]采用解毒化瘀顆粒+西醫(yī)綜合治療干預(yù)慢加急性肝衰竭患者90例，以西醫(yī)綜合治療為對(duì)照，8周治療后發(fā)現(xiàn)兩組患者腸道腸球菌、雙歧桿菌菌群數(shù)量均較治療前增加，酵母菌減少；而治療組改變幅度較對(duì)照組明顯，差異具備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。而高辛[45]、王碧君[46]等分別采用納米山藥多糖及三味干姜散對(duì)肝衰竭動(dòng)物模型進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)均有顯著改善菌群失調(diào)和細(xì)菌易位的作用。

3 結(jié)語與展望

近年來，腸道菌群研究的迅猛發(fā)展為消化系統(tǒng)疾病常見病以及難治病的發(fā)病機(jī)制研究提供了新的思路，也為藥物療效機(jī)制研究提供了另一個(gè)角度，但本研究發(fā)現(xiàn)，中藥及有效組分對(duì)于消化系統(tǒng)疾病腸道菌群的研究大部分停留在菌群分布以及菌屬的豐度變化上，對(duì)于腸道菌群如何通過代謝產(chǎn)物等多種途徑與宿主互作，從而進(jìn)一步參與疾病的發(fā)生發(fā)展的問題，目前的研究尚不夠深入。腸道菌群與藥物間存在復(fù)雜的相互作用，主要表現(xiàn)為協(xié)同、拮抗兩種形式，如多糖組分可以促進(jìn)益生元生長(zhǎng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)腸道菌群，促進(jìn)平衡，表現(xiàn)為協(xié)同作用。通過酶之間的競(jìng)爭(zhēng)、降低腸道菌群代謝能力，表現(xiàn)為拮抗作用?？紤]到中藥多成分、多靶點(diǎn)間的相互作用，在未來中藥的研究中，不能僅針對(duì)單一化學(xué)成分進(jìn)行探索，應(yīng)鑒定藥物代謝過程的全部化學(xué)物質(zhì)，并進(jìn)一步開發(fā)直接測(cè)定腸道內(nèi)的菌群的方法，提供精準(zhǔn)的研究模型，這樣更有利于探索藥物-菌群-宿主之間的關(guān)系，提高研究的質(zhì)量，從而更好的為臨床服務(wù)。