葛 鵬,許才明,羅亞嵐,郭顥雅,張桂信,2,陳海龍,2
陽明腑實證是《傷寒論》對多種原因所致胃腸道內(nèi)熱實互結(jié)而出現(xiàn)的一系列病理改變作出的一般規(guī)律性總結(jié)。其病理機(jī)制與腸道屏障損傷、腸道菌群移位引發(fā)內(nèi)毒素血癥互為因果[1]。通里攻下、清熱解毒療法通過釜底抽薪、菌毒并治功用保護(hù)腸屏障功能、改善腸道微循環(huán),降低內(nèi)毒素?fù)p害,是治療陽明腑實證的有效措施[2]。新一代測序技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用使腸道微生態(tài)學(xué)發(fā)生了革命性變化,腸道微生物群及與多種疾病的關(guān)系紛紛被揭示。該文基于腸道菌群在陽明腑實證時發(fā)生的共性變化,將腸道菌群及其代謝產(chǎn)物調(diào)節(jié)腸道機(jī)械、生物、化學(xué)及免疫屏障機(jī)制在陽明腑實證中的作用綜述如下。
《傷寒論·辨陽明病脈證并治》中提到:“陽明之為病,胃家實是也”。胃家,指病位,即整個胃腸道;實,指病性,即邪氣之所盛。概而言之,陽明證就是邪氣充斥于胃腸的一種病癥。認(rèn)識陽明腑實證,關(guān)鍵在于“實”字。實泛指邪氣盛之義,《內(nèi)經(jīng)· 通評虛實論篇》:“邪氣盛則實,精氣奪則虛?!庇仍跊芴岢觯骸拔讣覍嵳?,邪熱入胃,與糟粕相結(jié)而成實,非胃氣自盛也”。余元言曰:“胃家實之實字,約有二義,食物積滯而實者,實也。表熱傳里而實者,亦實也”。故我們認(rèn)為陽明腑實證是陽明證(不論太陽陽明、正陽陽明、少陽陽明)發(fā)展至嚴(yán)重階段的結(jié)果。陽明腑實證,既有胃家之熱實(無形之燥熱),又有胃家之毒實(有形之燥實)。因此,探討陽明腑實證發(fā)病機(jī)制應(yīng)回歸其“胃家實”本質(zhì),在其病位-胃腸道上進(jìn)行深入研究。
近年來,腸道菌群正在以人體中一個新的“器官”形象被人們認(rèn)識和接納。菌群與疾病之間的相互作用成了研究熱點。腸道微生態(tài)是腸道菌群及其代謝產(chǎn)物與腸道上皮相互作用共同維持腸道屏障正常功能的生態(tài)系統(tǒng)。腸道菌群對腸道屏障的作用機(jī)制有以下幾個方面[3]:1)菌群可在腸道上皮細(xì)胞(intestinal epithelial cell,IEC)表面構(gòu)成一層生物屏障,具有抵御腸道病原菌的能力;2)菌群及其代謝產(chǎn)物可通過調(diào)節(jié)緊密連接(tight junction,TJ)的表達(dá),維持IEC 通透性,保證腸道機(jī)械屏障的穩(wěn)固性;3)菌群可與腸道黏液層中黏液素(mucin,MUC)、Paneth 細(xì)胞等相互作用維持腸道化學(xué)屏障平衡;4)菌群可與IEC 分泌的分泌型免疫球蛋白(secretory immanoglobulinA,sIgA)結(jié)合共同發(fā)揮腸道免疫屏障功能。因此,腸道微生態(tài)的動態(tài)平衡是腸道屏障穩(wěn)定的必要條件。事實上,當(dāng)菌群的種類、數(shù)量及定植位置中任何一項的穩(wěn)定被打破后,都可能會引起腸道生態(tài)失衡,從而影響腸道免疫反應(yīng),降低腸黏膜通透性,損傷腸道屏障,最終導(dǎo)致細(xì)菌移位及內(nèi)毒素血癥的發(fā)生[4]。陽明腑實證是邪熱與胃腸糟粕相搏燥屎內(nèi)結(jié),損傷腸道屏障,進(jìn)而引起細(xì)菌移位及內(nèi)毒素血癥的一組綜合證候。因此,腸道微生態(tài)失衡可能是陽明腑實證“熱實”及“毒實”機(jī)制中至關(guān)重要的一環(huán)。
病證結(jié)合是當(dāng)前中醫(yī)臨床與科研常用的方法。在充分發(fā)揮中醫(yī)辨證論治特色的同時結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對機(jī)體的深入認(rèn)識,保障了臨床的實際療效和科研結(jié)果的可靠性[5]。陽明腑實證以腹?jié)M硬痛拒按,大便干結(jié)不通為主癥,兼以潮熱、嘔吐、小便短赤、舌質(zhì)紅,苔黃厚膩等癥狀。閆韶花等[6]認(rèn)為腸梗阻、急性胰腺炎、多器官功能不全綜合征等病皆可歸屬于陽明腑實證。因此,可從以上疾病角度探討陽明腑實證時腸道菌群的變化。
3.1 腸梗阻 腸梗阻是臨床常見的急腹癥之一,病情發(fā)展快,嚴(yán)重者可致患者死亡。Hegde 等[7]通過16S rRNA 評估腸梗阻模型小鼠結(jié)腸糞便的細(xì)菌群落,發(fā)現(xiàn)梗阻導(dǎo)致了包括門、綱、目、科、屬在內(nèi)的所有分類水平的微生物群落轉(zhuǎn)移,但沒有引起細(xì)菌過度生長或黏膜炎癥。謝小豐等[8]收集208 例絞窄性腸梗阻患者腸內(nèi)容物作細(xì)菌培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn),絞窄段、后段腸道均存在腸道菌群失調(diào)。其中,大腸桿菌、腸球菌明顯升高,雙歧桿菌及乳酸桿菌等明顯降低。經(jīng)微生態(tài)制劑調(diào)節(jié)后可達(dá)到新的腸道微生態(tài)平衡,并有效促進(jìn)了腸道通透性、胃腸功能的恢復(fù)。
3.2 急性胰腺炎 急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)是臨床常見的外科急腹癥,臨床以急性上腹痛、惡心、嘔吐、發(fā)熱為常見癥狀[9]。大多數(shù)患者病情較輕,呈自限性。然而,有20%~30%的患者可發(fā)展成為SAP,病情兇險。李燕等[10]研究發(fā)現(xiàn),SAP 大鼠腸腔內(nèi)雙歧桿菌、乳酸桿菌明顯減少,大腸桿菌數(shù)量明顯增加。Chen 等[11]發(fā)現(xiàn)腸道微生物群失調(diào)和Paneth 細(xì)胞抗微生物肽(antimicrobial peptides,AMPs)降低可能參與了急性壞死性胰腺炎的腸屏障功能障礙。Zhu等[12]發(fā)現(xiàn),與MAP、MSAP 患者相比,SAP 患者菌群有益菌豐度明顯降低,且與二胺氧化酶活性和D-乳酸水平相關(guān)。提示腸道微生態(tài)紊亂與SAP 的后續(xù)事件具有相關(guān)性。
3.3 多器官功能不全綜合征 多器官功能不全綜合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)是指在嚴(yán)重感染、創(chuàng)傷、大手術(shù)后、休克等急性疾病過程中伴有兩個或兩個以上的器官或系統(tǒng)同時發(fā)生或序貫發(fā)生的功能損傷或衰竭的臨床綜合征。陳海龍等[13]研究結(jié)果顯示,MODS大鼠模型腸道內(nèi)腸球菌和G-桿菌數(shù)量顯著增多,雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量明顯下降,B/E 值出現(xiàn)比例倒置情況。張炤杰等[14]在MODS 患者的研究中發(fā)現(xiàn),大腸桿菌、腸球菌計數(shù)顯著升高,并與血清免疫球蛋白IgA、IgM 表達(dá)負(fù)相關(guān),與血清促炎性因子白細(xì)胞介素(IL)-1、IL-6 和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factorα,TNF-α)表達(dá)呈正相關(guān),提示菌群紊亂是MODS 患者免疫功能受損、全身炎癥反應(yīng)(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)發(fā)生的重要因素。
綜上研究提示,陽明腑實證可伴有明顯的腸道菌群失調(diào)。具體表現(xiàn)為雙歧桿菌及乳酸桿菌水平顯著降低,大腸桿菌和腸球菌顯著升高。同時,菌群失調(diào)與陽明腑實證后續(xù)事件如腸道屏障損傷及SIRS/MODS 的發(fā)生直接相關(guān)。
陳海龍[1]認(rèn)為,陽明腑實證熱、驚、厥、閉、脫乃至臟器衰竭的根本原因在于腸道屏障損傷與內(nèi)毒素血癥互為因果,惡性循環(huán)。一方面,陽明腑實證伴有明顯的菌群失調(diào)和移位,另一方面菌群失調(diào)與腸道屏障損傷、內(nèi)毒素血癥密切相關(guān)。因此,充分挖掘菌群失調(diào)與腸道屏障、內(nèi)毒素血癥及細(xì)菌移位的相互作用機(jī)制對理解陽明腑實證“熱實”及“毒實”機(jī)制具有重要意義。
4.1 共生菌減少 腸道內(nèi)定植著數(shù)量龐大的微生物。根據(jù)與宿主相處的關(guān)系,通常被分為共生菌、有害菌及潛在有害菌。腸道內(nèi)雙歧桿菌和乳酸桿菌可在IEC 表面形成一層菌膜屏障,具有抵御腸道病原體的能力,即前文中提到的生物屏障[15]。共生菌通過與IEC 結(jié)合,競爭性抑制有害菌在腸壁的定植,從而減少腸道上皮可能受到的損害[16],又可增加腸道胰島素樣生長因子-1(insulin-like growth factor,IGF-1)和sIgA 的表達(dá),增強(qiáng)腸道免疫屏障功能[17-18]。TJ 是決定IEC 機(jī)械屏障的重要結(jié)構(gòu),是細(xì)胞旁通透性的重要守衛(wèi)。Guo 等[19]研究發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌和乳酸桿菌可通過調(diào)節(jié)TJ 中Occludin 蛋白和Claudin-1 蛋白的表達(dá)以及阻止IL-1 誘導(dǎo)Caco-2 細(xì)胞核因子κB(nuclear factor kappa-B,NF-κB)通路的激活,從而保護(hù)腸道屏障免受炎癥的刺激,維持腸黏膜通透性。Kanmani 等[20]研究發(fā)現(xiàn)乳酸桿菌可通過調(diào)節(jié)Toll 樣受體負(fù)調(diào)節(jié)因子、p38 絲裂原活化蛋白激酶和NF-κB 信號通路抑制了IL-6、IL-8 和趨化因子CCL2的表達(dá),從而維持腸道黏膜通透性。此外,在IEC 表面還有一層由MUC 組成的化學(xué)黏液屏障,是腸道抵御病原微生物的第一道防線。研究表明乳酸桿菌可通過刺激黏液層主要成分MUC2 的分泌,從而促進(jìn)腸道化學(xué)屏障功能,提高腸道對病原體的抵抗力[21]。
陽明腑實證時腸道菌群發(fā)生紊亂,共生菌數(shù)量明顯減少。一方面共生菌數(shù)量的減少影響腸道內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)代謝,導(dǎo)致腸蠕動不足,加重陽明腑實證痞、滿、燥、實、堅等病癥特點;另一方面,雙歧桿菌、乳酸桿菌等共生菌所占比例下降,腸道機(jī)械、生物、化學(xué)及免疫屏障無法維持原有的穩(wěn)固,為有害菌的大量增殖及入侵、內(nèi)毒素及細(xì)菌移位提供條件。Zhong 等[22]研究發(fā)現(xiàn),益生元可能通過刺激雙歧桿菌的增殖、腸黏液中免疫效應(yīng)因子sIgA 的生成及上調(diào)Occludin 蛋白的表達(dá),從而顯著改善SAP 大鼠腸道屏障功能。Chen 等[23]通過改善膿毒癥小鼠腸道菌群的豐富性和多樣性,使IL-6、TNF-α、IL-2、occludin 水平恢復(fù)至假手術(shù)組水平,減輕腸黏膜損傷,使腸上皮凋亡與增殖正常化,降低了膿毒癥死亡率。因此,共生菌在陽明腑實證中不僅是結(jié)果,其顯著減少對于陽明腑實證時腸道屏障損傷及SIRS 的發(fā)生十分重要。通過益生菌刺激腸道內(nèi)共生菌的增殖可能對陽明腑實證的治療具有較好的效果。
4.2 有害菌增多 陽明腑實證時大腸桿菌、腸球菌等有害菌在腸道內(nèi)大量增殖。研究表明有害菌可通過多種機(jī)制影響腸道屏障,降低腸黏膜通透性,導(dǎo)致“腸漏”。Zheng 等[24]發(fā)現(xiàn)大腸桿菌可增加NF-κB 通路誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。此外,大腸桿菌可下調(diào)IEC 中ZO-1 蛋白、Claudin-1 蛋白和Occludin 蛋白等TJ 蛋白的表達(dá)改變細(xì)胞骨架和形態(tài),增加腸黏膜通透性。Qiao 等[25]研究發(fā)現(xiàn)SAP 大鼠腸道淋巴細(xì)胞數(shù)量及sIgA 明顯下降,且與腸道內(nèi)有害菌及內(nèi)毒素相關(guān),表明有害菌可影響腸道免疫功能。
腸道屏障損傷后,腸道細(xì)菌和G-桿菌產(chǎn)生的內(nèi)毒素穿透IEC,通過與Toll 樣受體或NOD 樣受體結(jié)合,介導(dǎo)下游轉(zhuǎn)接蛋白髓樣分化因子(myeloiddifferentiationfactor88,MyD88)和含TIR結(jié)構(gòu)域的銜接蛋白 (TIR-domain-containing adaptor inducing interferon-β,TRIF),激活NF-κB、MAPK和IRF 通路,刺激TNF-α、IL-6 和干擾素β 等多種細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生,放大IEC 的炎癥反應(yīng)[26]。細(xì)菌及內(nèi)毒素又可通過門靜脈入血或淋巴循環(huán)入肺,對機(jī)體造成“二次打擊”,誘發(fā)機(jī)體發(fā)生內(nèi)毒素血癥或感染性休克,進(jìn)而促進(jìn)SIRS/MODS 事件的發(fā)生。因此,有害菌對腸道屏障的破壞是陽明腑實證進(jìn)程中最關(guān)鍵的病理基礎(chǔ)。
4.3 其他 腸道屏障的損傷與腸道微生物的相關(guān)代謝產(chǎn)物密切相關(guān)。短鏈脂肪酸(short-chain fatty acid,SCFA)是厭氧微生物酵解膳食性碳水化合物后的產(chǎn)物,主要包括乙酸、丙酸和丁酸等。SCFA 對維持腸道屏障功能、降低腸腔pH 值、腸道免疫反應(yīng)和IEC 增殖分化等方面具有重要作用[27]。Yan 等[28]研究發(fā)現(xiàn)丁酸可通過激活A(yù)KT 通路上調(diào)Claudin-3 蛋白和Claudin-4 蛋白的表達(dá)。并可調(diào)節(jié)IEC內(nèi)ATP 濃度,維持能量穩(wěn)態(tài),從而保證上皮屏障免受內(nèi)毒素引起的損害。Shimada 等[29]研究發(fā)現(xiàn)細(xì)菌產(chǎn)物群體感應(yīng)分子(QS)吲哚在體內(nèi)外實驗中可通過上調(diào)TJs、黏附連接、肌動蛋白細(xì)胞骨架和MUC 的產(chǎn)生加強(qiáng)腸上皮屏障功能。因此,菌群代謝產(chǎn)物可能是陽明腑實證時腸道菌群與腸道屏障相互作用的因素之一,當(dāng)然也需要進(jìn)一步的臨床與實驗研究支持。
綜上所述,陽明腑實證是胃家實發(fā)展至較深階段腸道熱實互結(jié)的全身性證候。陽明腑實證時共生菌的減少與有害菌的增多在客觀上屬于“胃家實”的范疇。一方面菌膜屏障的“減弱”給有害菌的入侵提供機(jī)會;另一方面有害菌的過度增殖,使得毒力大大增強(qiáng),其對腸道屏障的全面影響則是陽明腑實證“熱實”、“毒實”發(fā)生的必要條件,并在陽明腑實證后續(xù)內(nèi)毒素及細(xì)菌移位中發(fā)揮更重要的作用。故而,調(diào)整腸道微生態(tài)對陽明腑實證可能具有較好的治療效果。