基于腸道菌群探討中醫(yī)藥防治糖尿病腎病的研究進展

鄒泰基 ，彭 濤

(1.廣西中醫(yī)藥大學 研究生院，廣西 南寧 530200；2.柳州市中醫(yī)醫(yī)院 (柳州市壯醫(yī)醫(yī)院)，廣西 柳州 545001)

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是我國臨床上常見的慢性代謝性疾病，多因胰島素分泌相對或絕對不足引起的，且以血葡萄糖水平慢性升高為主要特征.而長期處于異常狀態(tài)的糖脂代謝及炎癥指標足以誘發(fā)心、腦、眼、腎及足等并發(fā)癥.其中糖尿病腎病(diabetic nephropathy，DN)是糖尿病中最常見的微血管并發(fā)癥之一，起病隱匿且進展迅速.DN是一種由DM引起的慢性腎臟疾病(chronic kidney disease，CKD)，發(fā)病機制復雜，以持續(xù)性白蛋白尿排泄增加，或腎小球濾過率(glomerular filtration rate，GFR)進行性下降為臨床特征[1]，最終發(fā)展為終末期腎臟疾病(end-stage renal disease，ESRD).據(jù)IDF最新全球糖尿病地圖顯示[2]，2021年全球成年糖尿病患者人數(shù)高達5.37億，且全球約有30%～50%的ESRD是由DN所致，發(fā)病后比較難通過藥物治療來逆轉(zhuǎn)病情.目前臨床上DN的治療方案主要通過聯(lián)合血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑、血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑類藥物以及降糖藥物來減少蛋白尿和控制血糖.但其用藥仍無法兼顧整體，療效有限，而且對尿路感染、GFR小于30%等患者存在用藥禁忌，無法完全延緩CKD的進展.

中醫(yī)藥的臨床工作與基礎(chǔ)實驗顯示出其在控制DN發(fā)生、發(fā)展進程中療效顯著，從而受到諸多醫(yī)家的推崇.腸道菌群是人類體內(nèi)的最大微生態(tài)系統(tǒng).腸道菌群的數(shù)目、種類及代謝活性發(fā)生改變均可導致腸道菌群失調(diào)，進而影響人體代謝系統(tǒng)的正常狀態(tài).現(xiàn)已證實腸道菌群失調(diào)與糖尿病等多種代謝性相關(guān)疾病關(guān)系密切[3]，因此基于腸道菌群積極探索中醫(yī)藥防治DN的機制，有望發(fā)現(xiàn)治療DN的新方向，可更好地發(fā)揮中醫(yī)藥防治DN的突出優(yōu)勢.本文將從腸道菌群與DN、中藥單體、中藥復方及中成藥等方面作以下綜述，以期為臨床治療提供參考.

1 中醫(yī)對DN的認知

DN 在中醫(yī)內(nèi)科學與古代中醫(yī)書籍中并沒有明確命名，但結(jié)合其臨床特征，如水腫、泡沫尿以及倦怠乏力等，可追溯為《黃帝內(nèi)經(jīng)》之“消癉”及“消渴病”繼發(fā)的“水腫”“尿濁”“關(guān)格”“腎消”以及“腎勞”等[4].明朝戴思恭《證治要訣》記載消渴日久不愈可出現(xiàn)：“三消久而小便不臭，反作甜氣，在溺中滾涌，更有浮溺，面如豬脂，此精不禁，真元竭也.”而《外臺秘要·消中消渴腎消方八首》中也載道：“消渴病有三……，三渴飲水不能多，但腿腫腳先瘦小，陰痿弱，數(shù)小便者，此是腎消病也.”治療選用方劑多為茴香散、八味丸、竹籠散等[5].國醫(yī)大師鄒燕勤[6]從虛、熱、濕、瘀論治糖尿病腎病.DN多以脾腎虧虛為本，濕熱互結(jié)、瘀血阻絡為標.治則當以維護腎元為本，兼?zhèn)浣∑⒁鏆?、清熱利濕、化瘀泄?jié)?，臨床應用療效顯著.何立群教授[7]治療以早期補益氣陰顧其本，中晚期共舉脾腎之陽助其運，久病祛風活血通腎絡貫穿治療全程.可見，中醫(yī)藥治療DN歷史悠久、經(jīng)驗豐富，相關(guān)論治經(jīng)過長期臨床實踐驗證，值得結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)學加以拓展與推廣.

2 腸道菌群與DN發(fā)生發(fā)展機制

近100萬億微生物以人體胃腸道為棲息地，故稱其為腸道菌群，通常其組成、結(jié)構(gòu)、功能保持相對穩(wěn)定.近年來，隨著分子生物學、宏基因組學、生物信息分析技術(shù)、高通量測序技術(shù)的發(fā)展，學界對腸道菌群有了新的認識，并逐步證實腸道菌群紊亂與多種疾病有關(guān).目前，基礎(chǔ)實驗及臨床研究均已證明，腸道菌群的組成決定了其代謝產(chǎn)物的水平和比例，進而發(fā)揮多種病理生理作用，故而包括DN在內(nèi)的多種疾病發(fā)生發(fā)展與腸道菌群存在相互作用的關(guān)系[8].馮真真[9]等人分別對DM患者、DN患者以及正常健康人群進行了腸道菌群檢測.通過檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三者的厚壁菌門/擬桿菌門的比例存在不同，并且DN組患者的腸球菌和棒狀桿菌呈現(xiàn)高表達水平.此外，在基礎(chǔ)動物實驗中[10]，與正常對照組相比，DN 組厚壁菌門豐度顯著減低(P<0.01).由此可見，在DM及DN 兩種疾病狀態(tài)下，二者腸道菌群的失衡模式具有共性.結(jié)果顯示，這兩種疾病腸道菌群的組成向有害菌偏移，并且 DN 的腸道菌群較DM的腸道菌群產(chǎn)生了更具致病性的改變.結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)文獻，腸道菌群失調(diào)在DN中的作用機制多考慮為以下四種：

1) 內(nèi)毒素血癥學說.有關(guān)研究[11]指出,DM患者的腸道內(nèi)有害菌群如腸桿菌、酵母菌的豐度增多,有益菌群如雙歧桿菌、乳酸桿菌的豐度減少.而腸道菌群的豐度及功能失調(diào)，導致了脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)釋放增加.可知LPS是革蘭氏陰性菌細胞壁的主要成分，會與腸道相互作用，破壞腸的屏障結(jié)構(gòu)和功能，進而反促使移位至血循環(huán)的腸道菌數(shù)大大增加，最終發(fā)展為“代謝性內(nèi)毒素血癥”.同時，LSP還會與脂多糖結(jié)合蛋白(lipopolysaccharide binding protein,LBP)相結(jié)合，以CD14為輔助因子，構(gòu)建LPS-LBP-CD14 復合物，激活Toll樣受體(toll-like receptors,TLRs) .其中依賴于MyD88信號通路的特異性跨膜受體TLR-4同樣被激活，借助于核因子-κB (nuclear factor κB,NF-κB)，最終大量釋放腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-1以及白細胞介素-6等促炎細胞因子，且活化免疫細胞，引發(fā)炎性級聯(lián)反應，加重胰島素抵抗，作用于包括胰島及腎臟在內(nèi)的全身器官.在DN基礎(chǔ)上，高嘯[12]等人進行了同質(zhì)研究，以C57BL/6雄性小鼠注射鏈脲菌素(STZ)建立DN模型構(gòu)建DN組,生理鹽水替代為對照組,比較兩組小鼠血糖、尿白蛋白定量和TLRs-NF-κB信號通路中關(guān)鍵蛋白水平差異.結(jié)果顯示，DN組TLR4及NF-κB蛋白水平均較對照組明顯升高(P<0.05).綜上推測，腸道菌群失衡可能通過上調(diào) LPS相關(guān)TLRs/NF-κB炎癥通路，推動糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展.

2) 腎素-血管緊張素系統(tǒng)(renin-angiotensin system，RAS)學說.這種學說常常被用于高血壓研究，但相關(guān)研究[13]指出處于DM疾病狀態(tài)下，腎臟對血管緊張素 II(angiotensin II，Ang II)的敏感性增加，促使腎血管收縮增強，出球小動脈壓力增加，鈉水重吸收增強，使得血壓以及球內(nèi)壓均升高，影響正常腎功能.除此之外，Ang II是RAS的重要效應因子，主要由血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(angiotensin I-converting enzyme,ACE)裂解 Ang I 產(chǎn)生，而DN患者的ACE活性水平顯著高于無并發(fā)癥的T2DM患者.據(jù)此推斷,Ang II可能是 DN進行性腎損傷的關(guān)鍵因素[14].乙酸為腸道菌群酵解后代謝物的重要組成部分.有基礎(chǔ)研究指出,糖尿病大鼠血漿乙酸鹽水平與腎內(nèi) Ang II 表達呈正相關(guān).實驗顯示,經(jīng)抗生素飼喂后，模型大鼠腸道菌群種類減少，血乙酸鹽水平降低，腎內(nèi)過激的RAS可表現(xiàn)出抑制[15]，故而推測腸道菌群失衡可通過調(diào)控RAS相關(guān)Ang II/ACE通路影響腎臟的正常功能.

3) “腸-腎軸”學說.慢性腎臟病與腸道菌群組成、腸道環(huán)境以及腸屏障通透性變化存在關(guān)聯(lián)性.而相關(guān)的尿毒癥毒素大多是由腸道微生物代謝產(chǎn)生的腸源性毒素，例如硫酸吲哚酚(indoxyl sulphate，IS)、硫酸對甲酚(p-cresyl sulphate,p-CS)、氧化三甲胺(trimethylamine-N-oxide ,TMAO)、吲哚-3乙酸(indole-3 acetic acid，IAA)等[10].但在DN疾病狀態(tài)下，此類患者的腸道菌群失衡，腸道屏障的完整性遭到破壞，代謝產(chǎn)生的尿素可使腸內(nèi)pH值升高，進而加劇腸黏膜損傷，導致上皮屏障功能障礙，使得上述腸毒素進入體循環(huán)，最終對腎臟產(chǎn)生負面影響[16].值得注意的是DN患者常因控制血糖限制攝入碳水化合物，進而促使腸道分解代謝蛋白質(zhì)及含氮化合物作用增強，使含氮有毒終產(chǎn)物進一步產(chǎn)生并累積，從而形成惡性循環(huán).由此可知，“腸-腎軸”也是DN發(fā)生發(fā)展的重要刺激因素，學界可據(jù)此作為DN防治研究的新靶點.

4) 膽汁酸(bile acids，BAs)代謝紊亂學說.以膽固醇為原材料且經(jīng)肝臟等系列酶促反應合成衍生產(chǎn)物.在此過程中，膽鹽水解酶是一種關(guān)鍵酶，能夠?qū)⒊跫壞懼峤馀悸?lián)轉(zhuǎn)化為次級膽汁酸[17].而這種關(guān)鍵酶恰好由擬桿菌屬、雙歧桿菌屬以及乳桿菌屬等多種腸道菌群產(chǎn)生.初級膽汁酸經(jīng)7ɑ-羥基脫氧后產(chǎn)生次級膽汁酸以及脫脂等過程也需要腸道菌群參與.而腸道菌群調(diào)控糖脂代謝以及參與Bas的工具主要是BAs受體法尼醇X受體(farne-soid X receptor，F(xiàn)XR)及G蛋白偶聯(lián)BAs受體(G-protein-coupled bile acid receptor，Gpbar1 TGR5).FXR在肝臟、腎臟以及腸道均有高表達水平.高駿偉[18]則是以八周齡雄性db/db小鼠為實驗對象,借助免疫印跡(Western blot)和實時熒光定量PCR(real-time PCR)等手段檢測腎臟中脂質(zhì)合成相關(guān)分子.結(jié)果顯示,糖腎方可通過激活FXR來抑制下游脂質(zhì)合成相關(guān)基因的表達,從而改善腎臟的脂質(zhì)沉積.由此推測，腸道菌群可通過調(diào)控膽汁酸相關(guān)FXR通路在腎臟糖脂代謝、炎癥以及纖維化方面發(fā)揮作用.

除此之外，短鏈脂肪酸(short chain fatty acids,SCFAs)失衡學說以及細胞衰老學說等也是腸道菌群參與糖尿病腎病發(fā)生發(fā)展的重要研究靶點.故而，腸道菌群失調(diào)與DN腎功能損傷之間關(guān)系復雜，可能互為因果并相互影響，涉及上述多種作用機制，亟待學界的進一步研究.

3 中藥單體通過干預腸道菌群對DN的治療作用

Sang Tingting[19]等研究指出，靈芝多糖能借助腸道微生物酵解物來激活脂肪組織中的短鏈脂肪酸G蛋白偶聯(lián)受體43(G-protein coupled receptor 43，GPR43)表達，進而實現(xiàn)調(diào)節(jié)患者機體代謝、氧化應激和免疫，達到治療DN的目的.張文杰[20]等人則從山藥多糖著手，以肥胖糖尿病腎病大鼠為實驗對象，分組多劑量予山藥多糖灌胃.實驗結(jié)果顯示,高劑量組可明顯改善DN大鼠糞便菌群多樣性，改善腎功能，且其作用呈劑量依賴性.尹歡歡[21]的動物實驗構(gòu)建STZ誘導DN大鼠模型，可觀察到DN大鼠的腸道菌群失調(diào)存在病程依賴性，與疾病嚴重程度密切相關(guān).同時，課題組予以肉桂醛干預DN的腸道菌群,恢復部分結(jié)構(gòu)及豐度,可減輕DN早期蛋白尿,改善腎小管基底膜(tubular basement membrane，TBM)厚度，從而參與到DN的臨床診療中.倪雅麗[22]等基于DN小鼠，借助16sRNA的高通量測序技術(shù)進行研究，實驗結(jié)果證明，益智仁能調(diào)節(jié)厚壁菌門與擬桿菌比例，藍藻菌門及阿克曼氏菌豐度，從而發(fā)揮抗DN的作用.徐卓[23]等均借助自發(fā)性2型糖尿病腎病小鼠模型，證實了丹參莖葉總酚酸及丹參根總酚酸可改善2型糖尿病腎病小鼠腸道菌群紊亂，并可調(diào)節(jié)腸道內(nèi)短鏈脂肪酸的含量.

綜上所述，中藥單體可能通過調(diào)節(jié)腸道菌群的組成、結(jié)構(gòu)以及豐度，進而發(fā)揮抗炎、抑制腎毒性、抗氧化等作用來維護腸道微生態(tài)的內(nèi)平衡.反之，腸道菌群種類豐富，酶含量高，如乳酸桿菌同樣對中藥有效成分的轉(zhuǎn)化利用起到促進作用，是一種互促互用、協(xié)同治療的過程.就DN而言，中藥單體可能通過調(diào)節(jié)與DN相關(guān)腸道菌群的相對豐度而起到保護DN腎功能的作用，但具體是哪一種或數(shù)種成分起效的機制仍需更多的實驗加以驗證.

4 中藥復方通過干預腸道菌群對DN的治療作用

中藥復方是指經(jīng)辨證審因決定治法后，選擇合適的藥物酌定用量，按照組成原則妥善配伍而成的一組藥物.源自《金匱要略》腎氣丸的演變方腎炎康復片在治療糖尿病時有著顯著療效.王曉麗[24]等把 db/db基因缺陷小鼠糖尿病腎病模型鼠，隨機分為模型組、二甲雙胍組以及腎炎康復片高、低劑量組，結(jié)果與模型組比較，各給藥組中短鏈脂肪酸的含量均呈下降趨勢，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，與腸道菌群擬桿菌的相對豐度下降相互印證.結(jié)論指出,腎炎康復片干預模型鼠腸道菌群代謝物即丙酸的含量可以達到治療糖尿病腎病的目的.張瑞瑞[25]則以SPF 級雄性SD大鼠構(gòu)建鏈脲佐菌素(STZ)誘導糖尿病腎病大鼠模型，隨機把大鼠分為空白對照組、模型組、芪石腎舒膠囊高劑量組(腎高組)、芪石腎舒膠囊低劑量組(腎低組)以及纈沙坦膠囊組，經(jīng)8周系統(tǒng)治療后，對各組腸道菌群結(jié)構(gòu)分布進行16sDNA微生物測序.結(jié)果顯示,芪石腎舒膠囊可能通過改善腸道內(nèi)環(huán)境，使有益菌維持優(yōu)勢數(shù)量，進而調(diào)控炎癥因子白介素- 6(Interleukin-6，IL-6)、轉(zhuǎn)化生長因子-β1(Transforminggrowth factor- β1，TGF-β1 )、單核細胞趨化蛋白-1( Monocytechemoattractant protein-1，MCP-1)水平，最終起到保護腎功能的作用.除此之外，參芪地黃湯加減[26]可以減輕DN患者微炎癥狀態(tài),恢復腸道菌群平衡，即調(diào)整擬桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌相對豐度(P<0.01)，從而減輕蛋白尿保護腎功能.黃葵膠囊[27]則是通過影響腸道內(nèi)擬桿菌、雙歧桿菌、柔嫩梭菌和乳桿菌的分布及亞群，進而幫助患者腎功能恢復.馮程程[28]等則著眼于中醫(yī)外治法，基于“腸-腎軸”理論的通腑泄?jié)岱?，并作用于糖尿病腎病小鼠模型.研究結(jié)果證明,糖腎灌腸方可能通過增加DN小鼠腸道菌群多樣性，影響腸道菌群結(jié)構(gòu)，最終發(fā)揮護腎作用.姚宇劍[29]等研究則證明了縮泉益腎方可以干預DN小鼠腸道菌群的多樣性，如增加藍藻菌門與疣微菌門的相對豐度，減少軟壁菌門與放線菌門的相對豐度，從而調(diào)整腸道菌群的結(jié)構(gòu)，對DN發(fā)揮治療作用.

上述研究結(jié)果表明,中藥復方及中成藥在調(diào)節(jié)腸道菌群對DN發(fā)揮多層次、多成分、多靶點的協(xié)同作用，促進乳桿菌、雙歧桿菌等益生菌的生長，抑制變形菌等致病菌的增殖，達到控糖固腎的目的.

5 小結(jié)與展望

現(xiàn)有研究結(jié)果表明，腸道菌群組成、豐度以及形態(tài)與DN發(fā)生之間有著密切關(guān)系，其中擬桿菌門、厚壁菌門、乳桿菌屬及柔嫩梭菌屬與DN的發(fā)生發(fā)展更為密切.中醫(yī)藥大多基于益生菌的結(jié)構(gòu)以及豐度來調(diào)節(jié)糖尿病腎病患者的體脂量及糖化血紅蛋白水平，提高SCFAs水平，最終緩解腎臟炎癥和纖維化進程，但對具體有效機制的探討尚顯不足.基于腸道菌群的中醫(yī)藥研究為DN發(fā)生機制以及尋找有效治療手段提供了一個新方向，是治療DN等DM重要并發(fā)癥的重要潛在靶點，但仍需更多具有特異性的實驗研究.證候方面：雖然DN在古代未見詳名，但也不可比類于消渴病進行分型施治，DN在發(fā)病過程中病機遷衍，各時期辨證各有其特點變化.學界仍需基于中醫(yī)理論，結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)學優(yōu)勢，開展大規(guī)模、多中心、具有前瞻性的證候研究，且要兼顧氣候、體質(zhì)、地域以及年齡等相關(guān)因素，來探究中醫(yī)證候、中醫(yī)藥、腸道菌群以及糖尿病腎病等四者的相關(guān)性，以便于臨床運用.療效方面：雖然現(xiàn)已有不少中醫(yī)藥相關(guān)的DN基礎(chǔ)實驗或臨床觀察試驗，但大多涉及中晚期，而早期疾病狀態(tài)也需進行大樣本、隨機的臨床觀察研究.現(xiàn)有研究的給藥途徑多以口服為主，其他外治法也可納入臨床對照研究.機制方面：現(xiàn)有研究暫不能系統(tǒng)闡述清楚中醫(yī)藥干預腸道菌群作用于DN的多通路機制，學界可以借助分子對接技術(shù)、網(wǎng)絡藥理學以及回顧性分析等多種手段進行探討.除上述三方面外，腸菌添加劑或益生菌食物能否達到同樣效果，多復方的臨床研究療效是否更佳，如何比較復方之間的優(yōu)劣性，這都需要人們不斷深入研究，才能為中醫(yī)藥在臨床上的合理應用提供科學依據(jù)，從而實現(xiàn)對DN的有效預防和治療.