慢性腎臟病腸道菌群失調的病理機制、治療策略及中藥的干預作用

韓文貝+劉瑩露+萬毅剛+孫偉+涂玥+楊晶晶+吳薇+何偉明+姚建

[摘要] 腸道菌群失調是中、晚期慢性腎臟?。╟hronic kidney disease，CKD）進展至尿毒癥的高危因素之一，其特征就是益生菌減少、能產生尿毒素的條件致病菌（產尿素酶菌群、產內毒素菌群以及產代謝毒素菌群）增多?！澳c-腎軸（gut-kidney axis）”學說和“慢性腎臟病-結腸軸（chronic kidney disease-colonic axis）”概念的核心觀點認為，失調的腸道菌群通過加劇尿毒素蓄積和誘導全身性微炎癥反應等途徑加重腎臟的損傷。初步的臨床試驗和動物實驗的結果顯示，以乳酸菌和雙歧桿菌制劑為代表的益生菌和以菊粉、低聚半乳糖為代表的益生元，還有魯比前列酮、活性炭吸附劑等都可以針對CKD患者體內失調的腸道菌群，通過減輕尿毒素蓄積和抑制全身性微炎癥反應等途徑而改善腎功能。不僅如此，一些經口服或腸道給藥的單味中藥、中藥復方還有中藥提取物（大黃素等）在一定程度上也能調節(jié)腸道細菌，保護腸道上皮屏障，減輕尿毒素蓄積，延緩CKD進展。其中，大黃類經方——大黃甘草湯（濃縮顆粒TJ-84）改善腎衰竭動物模型體內尿毒素蓄積的靶點不是腎臟，而可能是“腸道菌群所啟動的腸-腎軸”?；诖?，針對中、晚期CKD患者腸組織中腸道菌群相關的病理因素（緊密連接蛋白、輔助性和調節(jié)性T細胞等）的干預性研究可能是今后的重點發(fā)展方向之一。

[關鍵詞] 腸道菌群；中藥；慢性腎臟??；腸-腎軸；病理機制

[Abstract] The gut microbiota dysbiosis is one of the risk factors in the progression from the advanced chronic kidney disease（CKD）to uremia， characterized by the reduction of probiotics and the increase of opportunistic pathogens including urease-related microbes， endotoxin-related microbes and toxin-related microbes， which can produce uremic toxins. According to the core point of "the gut-kidney axis" theory and "the chronic kidney disease-colonic axis" concept， the gut microbiota dysbiosis aggravates renal damage by accumulating uremic toxins and inducing the systemic micro-inflammation. The preliminary clinical trials and animal experiments show that the probiotics biologicals from Lactobacillus acidophilus or Bifidobacterium， and the prebiotics including inulin and galactooligosaccharides， as well as lubiprostone and activated carbon adsorbents can be used for improving dysfunction of CKD patients with the gut microbiota dysbiosis via reducing uremic toxins and inhibiting the systemic micro-inflammation. But not only that， it is reported that， to some extent， a number of the single Chinese herbal medicine（CHM）， the CHM prescriptions and the CHM extracts（emodin，etc.）with oral or enema administration can also regulate the gut microbiota dysbiosis， protect the intestinal epithelial barrier， reduce uremic toxins accumulation and delay CKD progression. Thereinto， Dahuang Gancao Decoction（the concentrated granule TJ-84）， a classical CHM prescription of rhubarb， can ameliorate uremic toxins accumulation in the animal models with renal failure probably through targeting the gut-kidney axis triggered from gut microbiota， but not targeting the kidney. Based on these results， the interventional studies targeting the gut microbiota-related pathological factors such as tight junction proteins， helper T cells and regulatory T cells in the intestinal tract of the advanced CKD patients will become one of the key development directions in the future.

[Key words] gut microbiota；Chinese herbal medicine；chronic kidney disease；gut-kidney axis；pathomechanism

腸道（gut）是人體最大的消化器官和排泄器官，其間，寄生著100萬億以上的細菌，這些腸道菌群（gut microbiota）構成了腸道微生態(tài)系統(tǒng)（intestinal micro-ecogical system）[1]。研究表明，健康人群的腸道菌群與機體為共生關系，這些共生菌在腸道內不但能參與物質和能量代謝，調控基因表達，調節(jié)免疫功能和營養(yǎng)狀態(tài)，還能抵抗病原菌，消化碳水化合物，生成短鏈脂肪酸、維生素B、維生素K以及氨基酸等營養(yǎng)物質[2-3]。因此，腸道還被認為是一個功能活躍的代謝器官。近年來，越來越多的證據顯示，腸道微生態(tài)系統(tǒng)紊亂與很多常見疾病密切相關，如神經退行性病變[4]、肺病[5]、自閉癥[6]、炎癥性腸病[7]、肥胖[8]、直腸癌[9]以及心血管疾病等[10]。此外，對于中、晚期慢性腎臟?。╟hronic kidney disease，CKD）患者，腸道菌群失調（intestinal microbes dysbiosis）也是其進展至尿毒癥的高危因素之一[11]。2011年，Meijers等首次提出了腎臟與腸道相互作用的“腸-腎軸（gut-kidney axis）”學說[12]；在此基礎上，2015年，Pahl等提出“慢性腎臟病-結腸軸（chronic kidney disease-colonic axis）”概念[13]。其核心觀點認為，CKD患者在疾病進展過程中會出現腸道微生態(tài)系統(tǒng)（內環(huán)境）紊亂，造成腸道菌群失調，包括益生菌減少、能產生尿毒素的條件致病菌增多，其結果是加劇腸源性尿毒素在血液中蓄積而不能被受損的腎臟及時清除，腎功能進一步減退，最終，形成腸、腎之間的惡性循環(huán)；另一方面，失調的腸道菌群還會破壞腸道上皮屏障功能，使得腸源性尿毒素和條件致病菌移位而進入血液循環(huán)，激活腸道黏膜免疫系統(tǒng)，誘導全身性微炎癥反應，加重腎臟的損傷（圖1）。臨床上，以乳酸菌和雙歧桿菌制劑為代表的益生菌[14-15]和以菊粉、低聚半乳糖為代表的益生元[16-17]，還有魯比前列酮[18]、活性炭吸附劑[19-20]等都可以針對CKD患者體內失調的腸道菌群，通過減輕尿毒素蓄積和抑制全身性微炎癥反應等途徑而改善腎功能。此外，一些單味中藥、中藥復方還有中藥提取物在一定程度上也能發(fā)揮調節(jié)腸道細菌[21]，保護腸道上皮屏障，減輕尿毒素蓄積，延緩CKD進展等類似的作用。

1 慢性腎臟病腸道菌群失調的病理機制

1.1 腸道菌群失調的特征 研究表明，健康人群的腸道菌群分類有1 000種以上，99%以上的細菌分類都屬于厚壁菌門（Firmicutes）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、變形菌門（Proteobacteria）以及放線菌門（Actinobacteria）等4類，其中，最多者是厚壁菌門中的集群梭狀芽孢桿菌（Clostridium cluster）XIV型和IV型，占60%，而擬桿菌門只占20%[22]。細菌是以菌落形成單位（colony-forming unit，CFU）計數的。十二指腸和空腸內有膽汁和胰液的分泌，所以，1 g十二指腸和空腸內容物的細菌數量只有1×10³～1×10⁴CFU；與此不同的是，在回腸和大腸，其內容物的細菌數量劇增，1 g回腸和大腸內容物的細菌數量可達到1×10⁷～1×10¹²CFU[23]。因此，大腸（結腸）內的腸道菌群在數量和規(guī)模上都占據著重要地位。

據報道[24]，在人類成年人的結腸內，腸道菌群通過傳統(tǒng)的細菌培養(yǎng)法只能鑒定出其中的20%。近年來，隨著聚合酶鏈反應（polymerase chain reaction，PCR）[25]、實時熒光定量PCR[26]、16S rDNA指紋分析[27]、熒光原位雜交（flurescence in situ hybridization）[28]、基因芯片（gene chip）[29]以及宏基因組學（metagenomics）等分子生物學技術的進步，腸道微生態(tài)和腸道菌群的研究得到了飛速的發(fā)展。宏基因組學是以樣品微生物群體基因組為對象來研究微生物種群結構、進化關系以及與環(huán)境間相互作用的先進技術，無需培養(yǎng)就可以直接對腸道菌群總DNA進行全基因組測序，進而，鑒定和分析腸道菌群的分類和功能[30]?；谠摷夹g，國外學者發(fā)現CKD患者腸道中的益生菌和條件致病菌在分類、數量上均會產生明顯的變化。其特征包括益生菌——雙歧桿菌（Bifidobacterium）、嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）以及普氏菌（Prevotella）等顯著減少，而條件致病菌——短狀桿菌（Brachybacterium）、伯吉古菌（Catenibaterium）、腸桿菌（Enterobacteriaceae）、鹽單胞菌（Halomonadaceae）、莫拉氏菌（Moraxellaceae）、涅斯捷連科氏菌（Nesterenkonia）、多囊粘菌（Polyangiaceae）、假單胞菌（Pseudomonadaceae）以及絲硫菌家族（Thiothrix families）等明顯增多[31-32]。這些條件致病菌與腸源性尿毒素的產生直接相關，因此，也被稱為產尿素酶菌群、產內毒素菌群以及產代謝毒素菌群等。Vaziri等報道[31]，終末期腎病（end-stage renal disease，ESRD）患者與健康人之間，其腸道菌群有190種細菌操作分類單元的豐度差異。王尊松等發(fā)現，在120例尿毒癥透析和非透析患者的糞便中，長雙歧桿菌（Bifidobacterium longum）和嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）濃度均明顯降低，大腸桿菌（Escherichia coli）和糞腸球菌（Enterococcus faecalis）濃度均明顯升高[33]。對于5/6腎切除的尿毒癥模型鼠，其腸道優(yōu)勢細菌硬壁菌和擬桿菌的數量減少，變形菌數量增加[34]。

研究表明，CKD患者出現腸道菌群失調的原因可能有以下幾方面：一則，尿毒癥患者血液中氨的高含量會直接導致結腸內條件致病菌數量增多、益生菌數量減少；二則，CKD患者的便秘并發(fā)癥使得結腸轉運時間延長，能降解蛋白質的條件致病菌數量就會在結腸中增多；三則，CKD患者食物結構的改變（高纖維攝入不足，富含鉀的蔬菜和水果攝入過多等）會引起腸道內益生菌數量減少。此外，在CKD治療過程中，抗生素的濫用和磷酸鹽結合劑的使用也是腸道菌群失調的原因之一[35]。

1.2 腸道菌群失調與腸源性尿毒素蓄積 對于腎功能減退的CKD患者，本來應該由腎臟排泄的尿毒素（uremic toxins）在體內蓄積必定會進一步加快腎功能減退。尿毒素依據其生化性質可分為3類：一是水溶性尿毒素，也就是不與蛋白質結合的小分子物質，如尿素氮（urea nitrogen）和肌酐（creatinine）；二是中分子尿毒素，如甲狀旁腺素和β2微球蛋白（β2-microglobulin）；三是蛋白結合性尿毒素，如硫酸吲哚酚（indoxyl-sulfate）、對甲酚（p-cresol）以及三甲胺氧化物（trimethylamine-N-oxide，TMAO）等[36-38]。其中，蛋白結合性尿毒素來源于食物，并由腸道菌群合成，稱之為“腸源性尿毒素”。研究表明，這類腸源性尿毒素毒性較強，相比于小分子尿毒素，它們不僅會加劇CKD患者腎功能惡化，而且，難于被血液透析所清除，更易誘發(fā)心腦血管并發(fā)癥[37-38]。

Aronov等根據有無結腸切除病史將ESRD患者分成2組，結果顯示，對于結腸切除組患者，其血液中的硫酸吲哚酚和對甲酚的含量很低，有些患者血液中甚至沒有上述的蛋白結合性尿毒素；作者推測，結腸是腸源性尿毒素的主要來源地[39]。Poesen等認為，在小腸中沒有得到完全吸收的食物蛋白進入大腸后成為腸源性尿毒素的物質來源。在CKD患者失調的腸道菌群中，誘導碳水化合物發(fā)酵的菌群減少，而誘導蛋白質發(fā)酵的菌群增多，這就使得腸源性尿毒素的前體物質——吲哚和對甲酚在腸道中過度產生。其中，吲哚是色氨酸的發(fā)酵產物，經肝臟代謝為硫酸吲哚酚而進入血液循環(huán)系統(tǒng)；對甲酚是苯丙氨酸和酪氨酸的酵解產物[40]。此外，CKD患者多伴有便秘，其腸道內容物蠕動速度低下，食物蛋白在腸道內的停留時間過長而易于腐爛，這也是腸源性尿毒素的成因之一[35]。

1.3 腸道菌群失調與腸道上皮屏障功能受損 腸道上皮除了攝取營養(yǎng)物質外，還能發(fā)揮屏障功能，以防止細菌、細菌毒素、抗原以及消化酶等進入機體內環(huán)境。腸道上皮屏障由腸道上皮細胞的“頂端膜”和“頂端連接復合體”構成，頂端連接復合體能填補相鄰細胞間隙。這個復合體由緊密連接蛋白（tight junction protein，TJP）、下粘合連接組件構成，其中，TJP是頂端連接復合體管腔的主要組成部分。TJP主要包括閉合蛋白（occludin）家族和封閉蛋白（claudin）家族以及閉鎖小帶ZO1蛋白家族。簡言之，在腸道上皮細胞之間，TJP形成一種有效的屏障來抵擋來源于腸道的各種致病因子的侵入[41]。研究表明，CKD患者腸道上皮屏障功能往往會遭到破壞，出現滲漏性腸道（leaky gut），腸源性尿毒素和條件致病菌經滲漏腸道而進入血液循環(huán)，誘導全身性微炎癥反應。接受血液透析的晚期CKD患者，其腸道上皮組織會出現慢性結腸炎的病理改變，如絨毛高度降低、隱窩延伸以及炎癥細胞浸潤腸道固有層。這些病變與患者血液中發(fā)現的腸源性細菌DNA高度相關[11]。Vaziri等發(fā)現，對于CKD動物模型，其腸道上皮細胞的緊密連接蛋白claudin-1，occludin，ZO1表達水平明顯下調；作者推測，模型鼠腸道上皮屏障功能的破壞可能與尿毒素——氨及其代謝產物尿素有關；在CKD進展過程中，腸道內過量的氨會轉化為氫氧化銨，氫氧化銨的腐蝕性不但會引起腸道菌群失調，而且，可以直接破壞腸道上皮細胞之間的TJP[42]。此外，尿毒癥患者的腸道黏膜會出現水腫、萎縮、潰瘍、炎癥等病理性改變，這些改變會破壞腸道上皮屏障功能，增加腸壁通透性，減慢腸管蠕動，導致腸道內的致病菌移位而進入血液循壞，引起全身性微炎癥反應[11]。同樣，借助5/6腎切除的尿毒癥大鼠模型，張盼等發(fā)現，模型鼠血液、脾臟、肝臟中檢測到的細菌DNA片段來源于腸道，其中，腸道條件致病菌（不動桿菌、大腸埃希菌、腸桿菌和變形桿菌）增加，益生菌（乳酸菌和雙岐菌）減少；此外，血液中超敏C反應蛋白、白介素（interleukin，IL）-6濃度和腸壁通透性均增高；作者推測，尿毒癥模型鼠腸道上皮屏障功能受損，使得失調的腸道菌群移位，最終，誘導微炎癥反應而戕害腎臟[34]。

1.4 腸道菌群失調與腸道黏膜免疫系統(tǒng)激活 腸道黏膜的免疫系統(tǒng)包括免疫誘導組織和免疫效應組織。前者的免疫誘導組織由小腸派爾集合淋巴結（Peyer patches）、孤立淋巴結、結腸補?。╟olonic patch）以及腸系膜淋巴結構成。這些組織也被稱為腸道相關淋巴組織，其中的淋巴濾泡發(fā)揮免疫誘導作用。后者的免疫效應組織由上皮層和黏膜固有層構成。黏膜固有層內有大量的T細胞、B細胞、IgA源性漿細胞和抗原提呈細胞（樹突細胞）等，這些免疫效應細胞是腸道黏膜免疫系統(tǒng)的主體[43-44]。研究表明，腸道黏膜固有層內存有很多Th17細胞（輔助性T細胞），它分泌的細胞因子能夠有效地防御病原菌和真菌的感染。然而，腸道內附著在上皮細胞上的分節(jié)絲狀菌（segmented filamentous bacteria，SFB）會強烈誘導Th17細胞活化，過度活化的Th17細胞是類風濕性關節(jié)炎、多發(fā)性硬化以及炎癥性腸病等自身免疫性疾病的致病因素之一[45]。在腸道黏膜固有層內同樣含有調節(jié)性T細胞，它與腸道內肉毒桿菌誘導的免疫逃逸和免疫不應答相關[46-47]。此外，腸道黏膜固有層內還有IgA源性漿細胞產生大量分泌型IgA，它附著在小腸內分節(jié)絲狀菌上，并與細菌、病毒和毒素等相結合，在腸道黏膜中發(fā)揮重要作用[48]。簡言之，腸道內失調的致病菌不僅能激活腸道黏膜的免疫系統(tǒng)，還能誘導全身性微炎癥反應，最終，加重腎臟的損傷。

2 慢性腎臟病腸道菌群失調的治療策略

近年來，針對CKD患者體內失調的腸道菌群而改善其尿毒素蓄積和全身性微炎癥反應的治療策略已經成為國際腎臟病治療學領域的重要進展之一。研究表明，即使是對于接受透析治療的ESRD患者，減輕體內尿毒素蓄積也能有效地防治其心腦血管并發(fā)癥[49]。

2.1 益生菌和益生元 益生菌（probiotics）是指來源于食物而對人體有益的腸道菌群，又稱為“活性微生物”[50]；益生元（prebiotics）是指能促進益生菌增殖的食物纖維成分，包括菊粉、低聚果糖、低聚半乳糖、大豆低聚糖、低聚木糖以及焦糊精等[51]。晚近的研究顯示，益生菌和益生元可以用于糾正CKD患者腸道菌群失調。Wang[14]和Taki[15]等用乳酸菌和雙歧桿菌制劑（益生菌）經口服給藥而干預非透析的CKD患者和透析的尿毒癥患者，結果表明，這些益生菌可以減少患者血中腸源性尿毒素硫酸吲哚酚和對甲酚含量，抑制全身性微炎癥反應，延緩腎功能惡化。同樣，Salmean[16]和Meijers[17]等把益生元——菊粉（inulin）給予非透析的CKD患者和透析的尿毒癥患者，結果顯示，患者血中尿素氮和對甲酚硫酸含量明顯下降。對于腎功能不全的模型鼠，經灌胃給予低聚半乳糖（galacto-oligosaccharides），這種益生元不僅可以糾正腸道菌群失調，還可以減少腸道內吲哚和血中硫酸吲哚酚含量[52]。Vaziri等報道，富含直鏈抗性淀粉（high amylose resistant starch）的食物（益生元）可以改善CKD患者氧化應激狀態(tài)和腎臟炎癥性損傷[53]。

2.2 緩瀉劑 CKD患者往往因腸道蠕動遲緩而伴有便秘，大腸內容物停留時間過長而易于腐爛，這些因素導致腸道內環(huán)境紊亂和腸源性尿毒素過度生成。因此，改善CKD患者便秘也是腸道菌群失調的治療策略之一。魯比前列酮（lubiprostone）可活化小腸上皮細胞膜上的氯離子通道而使腸液分泌增多，具有促進大腸內容物蠕動而緩瀉的效果。Mishima等發(fā)現，對于腎功能不全的模型鼠，經典的緩瀉藥——魯比前列酮不僅能增加腸液分泌，而且，能改善腸道纖維化和腸道內減少的益生菌（雙歧桿菌和普氏菌），此外，還能減少血中硫酸吲哚酚等腸源性尿毒素的含量，減輕腎臟纖維化和炎癥性損傷[18]。

2.3 活性炭吸附劑 腸道菌群失調的治療策略還包括長期使用大劑量的活性炭吸附劑。AST-120是直徑在0.2～0.4 mm的球形碳顆粒，它能吸附大腸中的有機化合物，包括硫酸吲哚酚、對甲酚以及食物源性糖基化終末產物[19]。研究顯示，AST-120經口服可以有效地在大腸內吸附腸道菌群生成的尿毒素前體物質——吲哚和對甲酚，因此，硫酸吲哚酚和對甲酚硫酸的產生顯著減少，患者血液中尿毒素濃度明顯下降，CKD進展得到延緩[20]。在2009年實施的小規(guī)模臨床研究中，Maeda等報道[19]，非透析的CKD患者經AST-120干預后，其血清尿素氮濃度下降，CKD進展得到緩解。但是，2015年，針對中、晚期非透析的CKD患者而實施的大規(guī)模EPPIC研究中，與對照組相比，AST-120抑制CKD進展的效果并未得到公認。究其原因，一是沒有堅持大劑量AST-120內服；二是受到AST-120相關性便秘的不良影響[20]。因此，開發(fā)新型的尿毒素吸附劑是今后的發(fā)展方向之一。

3 中藥對腸道菌群失調的干預作用

無論是單味中藥、中藥復方還是中藥提取物，大多數是經口服或腸道給藥的。因此，中藥中各種有效成分進入腸道以后就有可能與腸道菌群相互作用，在一定程度上發(fā)揮調節(jié)腸道細菌，保護腸道上皮屏障，減輕尿毒素蓄積，延緩CKD進展的作用[54]。

3.1 中藥調節(jié)腸道菌群 2015年，Guo等在體外研究中發(fā)現，紅參和薏苡仁提取物均能促進乳酸菌、雙歧桿菌等益生菌生長，還能抑制大腸埃希氏菌、葡萄球菌和沙門菌等病原菌的生長；作者同時建立三硝基苯磺酸誘導的潰瘍性結腸炎動物模型，結果顯示，紅參和薏苡仁提取物在體內也能改善模型鼠腸道菌群失調和結腸炎癥[55]。Chang等報道[56]，高脂飼料可誘導肥胖小鼠腸道內厚壁菌/擬桿菌比例升高，還可提高產內毒素的蛋白菌水平，但是，若將靈芝提取物和高脂飼料混合飼養(yǎng)，不但可以調整肥胖小鼠腸道內的硬壁菌、擬桿菌和蛋白菌水平，還可以保持腸道上皮屏障的完整性。孫立群等探討黃芪納米制劑對潰瘍性結腸炎大鼠腸道菌群的調節(jié)作用；作者將60只大鼠隨機分為正常組、潰瘍性結腸炎模型組、自然恢復組、納米黃芪組、麗珠腸樂（益生菌制劑）組，各組大鼠經灌胃給藥，干預7 d；結果表明，納米黃芪組和麗珠腸樂組大鼠的腸道內雙歧桿菌﹑乳酸菌含量明顯上升，而腸球菌和腸桿菌含量顯著下降；作者認為，納米黃芪和麗珠腸樂對潰瘍性結腸炎大鼠腸道菌群失調有調節(jié)作用，而且，黃芪納米制劑優(yōu)于麗珠腸樂[57]。胡新俊等用鹽酸林可霉素建立腸道菌群失調的小鼠模型；作者發(fā)現，模型鼠腸道菌群數量發(fā)生明顯改變，其中，雙歧桿菌、乳酸菌數量明顯下降，而大腸埃希菌、腸球菌數量顯著升高；此外，模型鼠腸道黏膜微絨毛稀疏、斷裂，腸道上皮屏障功能被破壞；然而，模型鼠經馬齒莧多糖灌胃干預后，其失調的腸道菌群和受損的腸道黏膜均得到不同程度的改善[58]。同樣，馮興忠等用加味補中益氣丸（黃芪、人參、白術、陳皮、柴胡、升麻、當歸、甘草、黃連、薏苡仁）干預相同的小鼠模型，作者發(fā)現，加味補中益氣丸也有調節(jié)小鼠腸道益生菌的作用[59]。此外，健脾益氣的代表性中藥——黃芪、黨參和茯苓有類似益生元的作用，如黃芪能增加大鼠腸道內乳酸菌、雙歧桿菌，減少腸球菌、腸桿菌數量；黨參能增加乳酸菌數量；茯苓能增加雙歧桿菌數量等[54]。

3.2 中藥保護腸道上皮屏障 張英謙等觀察大黃對膿毒癥幼豬腸道屏障的保護作用；作者發(fā)現，大黃治療組幼豬腸道上皮細胞間的緊密連接相對完整，細胞凋亡明顯減輕，緊密連接蛋白 ZO-1和occludin核酸（mRNA）表達明顯增強，與模型組比較，其差異均有顯著性（P<0.05）[60]。盧璐等探討清腸栓（參三七、馬齒莧、五倍子等）對三硝基苯磺酸誘導的潰瘍性結腸炎大鼠結腸黏膜通透性的影響；作者采用異硫氰酸熒光素-右旋糖4000作為結腸通透性的特異標記物，觀察模型鼠結腸通透性，結果顯示，清腸栓能有效地改善潰瘍性結腸炎模型鼠結腸通透性，恢復結腸上皮屏障功能[61]。

3.3 中藥減輕尿毒素蓄積，延緩CKD進展 研究表明，除外調節(jié)腸道菌群，保護腸道上皮屏障的作用，針對中、晚期CKD患者或尿毒癥動物模型，中藥結腸給藥（灌腸）還能在一定程度上減輕尿毒素蓄積，延緩CKD進展[62]。鄒川等收集37例非透析治療的CKD 5期患者，將其分為灌腸組（20例）和對照組（17例），對照組患者只采取基礎治療措施，如優(yōu)質低蛋白飲食、控制血壓、降低高血糖、糾正酸堿平衡和鈣磷代謝紊亂等，灌腸組患者在基礎治療的前提下加用中藥結腸洗液（大黃、蒲公英、牡蠣等）灌腸治療2周；結果顯示，與治療前比較，灌腸組患者血液中的水溶性尿毒素——肌酐、尿素氮、尿酸水平明顯下降，結腸內大腸桿菌數量明顯減少，雙歧桿菌和乳桿菌數量顯著升高，與治療前或對照組患者相比，其差異均有顯著性（P<0.05或P<0.01）；此外，作者還發(fā)現，灌腸組患者血液中的D乳酸（腸道通透性的經典指標）水平與治療前相比也明顯改善[63]。Zeng等建立5/6腎切除尿毒癥大鼠模型，用0.4%羧甲基纖維素鈉水溶液和大黃素水溶液聯(lián)合給尿毒癥模型鼠灌腸（灌腸組），并且，與僅接受0.4%羧甲基纖維素鈉水溶液灌腸的尿毒癥模型鼠相對照（對照組）；結果顯示，尿毒癥模型鼠的體重、血紅蛋白、肌酐清除率均明顯下降，而血中蛋白結合性尿毒素硫酸吲哚酚和尿素氮的含量顯著升高，腸道內大腸桿菌、產氣莢膜梭菌數量顯著升高，乳酸菌數量明顯降低；經0.4%羧甲基纖維素鈉水溶液和大黃素水溶液灌腸干預28 d后，與對照組相比，灌腸組大鼠腸內乳酸菌數量有所增加，大腸桿菌和產氣莢膜梭菌數量有所降低，蛋白結合性尿毒素硫酸吲哚酚含量顯著降低，同時，其肌酐清除率和血清尿素氮水平明顯改善[64]。

程新等發(fā)現，中藥復方制劑腎衰康（煅牡蠣、枳殼、丹參、大黃、土茯苓）中各組分中藥在體外可以不同程度地吸附水溶性尿毒素——尿素氮、肌酐和尿酸。首先，作者采用各組分中藥配制成水煎劑（50，100，150 g·L^-1），并且，把相應中藥焙干研末配制成藥粉，然后，在不同時間（30，60，90，120 min）內把不同濃度的2種劑型的中藥與尿毒素混合液標準品共同作用，觀察這些組分中藥對尿毒素的影響；結果顯示，對于水煎劑，煅牡蠣水煎劑（50 g·L^-1）對尿素氮、肌酐的吸附與對照組比較，差異有顯著性（P<0.05）；枳殼水煎劑（50 g·L^-1）對尿素氮的吸附與對照組比較，差異有顯著性（P<0.05）。土茯苓、丹參、大黃水煎劑在100 g·L^-1下吸附率才有改變；而各種中藥焙劑在50 g·L^-1下其吸附率與對照組比較，差異有顯著性（P<0.05或P<0.01）；枳殼、大黃、茯苓各劑量組的水煎劑和焙劑對尿素氮吸附率的差異無顯著性，而對肌酐、尿酸的吸附率的差異均有非常顯著性（P<0.01）；作者認為，腎衰康中5味組分中藥在體外有直接吸附水溶性尿毒素的作用[65]。

綜上所述，腸道菌群失調是中、晚期CKD進展至尿毒癥的高危因素之一，其特征就是益生菌減少、能產生尿毒素的條件致病菌（產尿素酶菌群、產內毒素菌群以及產代謝毒素菌群）增多；失調的腸道菌群通過加劇尿毒素蓄積和誘導全身性微炎癥反應等途徑加重腎臟的損傷。這就是“腸-腎軸”學說和“慢性腎臟病-結腸軸”概念的核心觀點?；诖耍c道菌群失調的治療策略和藥物的干預作用受到國內外學者的高度關注。初步的臨床試驗和動物實驗的結果顯示，益生菌、益生元、魯比前列酮以及活性炭吸附劑等都可以針對CKD患者體內失調的腸道菌群而改善腎功能。不僅如此，一些經口服或腸道給藥的單味中藥（黃芪、黨參以及茯苓等）、中藥復方（腎衰康、清腸栓以及結腸洗液等）還有中藥提取物（大黃素、馬齒莧多糖以及紅參、薏苡仁、靈芝提取物等）在一定程度上也能調節(jié)腸道細菌，保護腸道上皮屏障，減輕尿毒素蓄積，延緩CKD進展（圖2）。

然而，筆者認為，關于“腸-腎軸”學說和“慢性腎臟病-結腸軸”概念，還有很多關鍵問題尚未闡明。首先，在CKD進展過程中，腸道菌群失調導致腸道微生態(tài)紊亂，但是，它是促進CKD患者腎功能惡化的直接原因嗎？顯然，決定腸道上皮屏障功能的緊密連接（tight junction）和誘導全身性微炎癥反應的腸道黏膜免疫系統(tǒng)的活化才是腸-腎軸的關鍵病理機制[66]，因此，以“腸組織中腸道菌群相關的病理因素（緊密連接蛋白、輔助性和調節(jié)性T細胞等）”為靶點的干預措施可能是今后相關研究的重點方向。其次，如何在多如兆計的CKD患者腸道菌群中確定有臨床價值的生物標志物以及治療所需的靶點？也就是說，在產尿素酶菌群、產內毒素菌群以及產代謝毒素菌群[67]之中，哪些條件致病菌與CKD患者腎功能惡化直接相關？第三，除外活性炭吸附劑，益生菌、益生元以及緩瀉劑魯比前列酮的確可以調整腸道內環(huán)境，但是，這些生物制劑，還有上述的單味中藥、中藥復方和中藥提取物能夠顯著地降低中、晚期CKD患者體內的氮質代謝產物（經典的腎功能指標）嗎？目前，尚缺乏令人信服的臨床證據。眾所周知，對于中、晚期CKD（慢性腎衰竭）患者體內尿毒素蓄積，中醫(yī)藥的通用治則是“通腑泄?jié)帷保浯硇运幬锇ù簏S、大黃類經方及其有效成分（大黃酸、大黃素等）[68]。的確，大黃具有“蕩滌腸胃，通利水谷，安和五臟，推陳出新”的功效（《中華本草》），但是，它的歸經不在腎經，而在脾、胃、大腸、肝、心包經等。為何不歸屬腎經的中藥卻有治腎的效果？基于“腸-腎軸”學說，這一古老的中醫(yī)關鍵科學問題很可能產生新的答案。因此，筆者推測，大黃改善中、晚期CKD患者體內尿毒素蓄積的靶點不是腎臟！這個假說若能得到證實，將會顛覆中醫(yī)腎臟病學的傳統(tǒng)認識。筆者所屬團隊的前期研究表明，對于5/6腎切除誘導的腎衰竭大鼠模型，其腸道內雙歧桿菌、乳酸菌減少，大腸桿菌、糞腸球菌增多；腸道上皮組織出現潰瘍性病變并伴有TJP蛋白表達水平下調；腸道黏膜組織內輔助性和調節(jié)性T細胞活化并伴有炎癥因子的高表達；此外，模型鼠腸道組織內Toll 樣膜受體（Toll-like receptor，TLR）4/髓樣分化因子（myeloid differentiation factor88，MyD88）/核因子（nuclear factor，NF）-κB信號通路[69]激活；經一定劑量的日本漢方制劑——大黃甘草湯（濃縮顆粒TJ-84）[70]或魯比前列酮灌腸干預，不僅使腎衰竭模型鼠的腎功能指標得到明顯改善，而且，失調的腸道菌群、受損的腸道屏障和免疫功能有一定程度的好轉，其機制可能與干預腸道TLR4/MyD88/NF-κB信號通路活性有關[71]。這一初步研究結果提示，對于腎衰竭模型鼠而言，大黃類經方——“大黃甘草湯”改善其體內尿毒素蓄積的靶點可能是“腸道菌群所啟動的腸-腎軸”。

[參考文獻]

[1] Glenwright A J，Pothula K R，Bhamidimarri S P，et al. Structural basis for nutrient acquisition by dominant members of the human gut microbiota[J]. Nature，2017，541（7637）：407.

[2] Tropini C，Earle K A，Huang K C，et al. The gut microbiome：connecting spatial organization to function [J]. Cell Host Microbe，2017，21（4）：433.

[3] 三島英換，福田真嗣，阿部高明. 腸內細菌と慢性腎臓病[J]. 日本抗加齢醫(yī)學會雑誌，2016，12（1）：18.

[4] Erny D，Prinz M. Microbiology：gut microbes augment neurodegeneration [J]. Nature，2017，544（7650）：304.

[5] Chakradhar S. A curious connection：teasing apart the link between gut microbes and lung disease [J]. Nat Med，2017，23（4）：402.

[6] Strati F，Cavalieri D，Albanese D，et al. New evidences on the altered gut microbiota in autism spectrum disorders [J]. Microbiome，2017，5（1）：24.

[7] Chu H，Khosravi A，Kusumawardhani I P，et al. Gene-microbiota interactions contribute to the pathogenesis of inflammatory bowel disease [J]. Science，2016，352（6289）：1116.

[8] Ruan J W，Statt S，Huang C T，et al. Dual-specificity phosphatase 6 deficiency regulates gut microbiome and transcriptome response against diet-induced obesity in mice [J]. Nat Microbiol，2016，2：16220.

[9] Viennois E，Merlin D，Gewirtz A T，et al. Dietary emulsifier-induced low-grade inflammation promotes colon carcinogenesis [J]. Cancer Res，2017，77（1）：27.

[10] Kelly T N，Bazzano L A，Ajami N J，et al. Gut microbiome associates with lifetime cardiovascular disease risk profile among bogalusa heart study participants [J]. Circ Res， 2016，119（8）：956.

[11] Anders H J，Andersen K，Stecher B. The intestinal microbiota，a leaky gut，and abnormal immunity in kidney disease [J]. Kidney Int，2013，83（6）：1010.

[12] Meijers B K，Evenepoel P. The gut-kidney axis：indoxyl sulfate，p-cresyl sulfate and CKD progression [J]. Nephrol Dial Transplant，2011，26（3）：759.

[13] Pahl M V，Vaziri N D. The chronic kidney disease-colonic axis [J]. Semin Dial，2015，28（5）：459.

[14] Wang I K，Wu Y Y，Yang Y F，et al. The effect of probiotics on serum levels of cytokine and endotoxin in peritoneal dialysis patients：a randomised，double-blind，placebo-controlled trial [J]. Benef Microbes，2015，6（4）：423.

[15] Taki K，Takayama F，Niwa T. Beneficial effects of Bifidobacteria in a gastroresistant seamless capsule on hyperhomocysteinemia in hemodialysis patients [J]. J Ren Nutr，2005，15（1）：77.

[16] Salmean Y A，Segal M S，Langkamp-Henken B，et al. Foods with added fiber lower serum creatinine levels in patients with chronic kidney disease [J]. J Ren Nutr，2013，23（2）：e29.

[17] Meijers B K，De Preter V，Verbeke K，et al. p-Cresyl sulfate serum concentrations in haemodialysis patients are reduced by the prebiotic oligofructose-enriched inulin [J]. Nephrol Dial Transplant，2010，25（1）：219.

[18] Mishima E，Fukuda S，Shima H，et al. Alteration of the intestinal environment by lubiprostone is associated with amelioration of adenine-induced CKD [J]. J Am Soc Nephrol，2015，26（8）：1787.

[19] Schulman G，Berl T，Beck G J，et al. The effects of AST-120 on chronic kidney disease progression in the United States of America：a post hoc subgroup analysis of randomized controlled trials [J]. BMC Nephrol，2016，17（1）：141.

[20] Schulman G，Berl T，Beck G J，et al. Randomized placebo-controlled EPPIC trials of AST-120 in CKD [J]. J Am Soc Nephrol，2015，26（7）：1732.

[21] 祖先鵬，林璋，謝海勝，等. 中藥有效成分與腸道菌群相互作用的研究進展[J]. 中國中藥雜志，2016，41（10）：1766.

[22] Sekirov I，Russell S L，Antunes L C，et al. Gut microbiota in health and disease[J]. Physiol Rev，2010，90（3）：859.

[23] Sartor R B. Microbial influences in inflammatory bowel diseases [J]. Gastroenterology，2008，134（2）：577.

[24] 劉玉婷，郝微微，溫紅珠，等. 腸道菌群的檢測方法及研究進展[J]. 世界華人消化雜志，2016，24（20）：3142.

[25] 松木隆広. ヒト腸內フローラ構成菌の定量的PCR検出法の確立および菌屬·菌種分布の解析[J].日本細菌學雑誌，2007，62（2）：255.

[26] 趙潔，馬晨，席曉敏. 實時熒光定量PCR技術在腸道微生物領域中的研究進展[J]. 生物技術通報，2014，12（1）：61.

[27] Rintala A，Pietil S，Munukka E，et al. Gut microbiota analysis results are highly dependent on the 16S rRNA gene target region，whereas the impact of DNA extraction is minor [J]. J Biomol Tech，2017，28（1）：19.

[28] Fraher M H，O′Toole P W，Quigley E M. Techniques used to characterize the gut microbiota：a guide for the clinician[J]. Nat Rev Gastroenterol Hepatol，2012，9（6）：312.

[29] Dobrindt U，Agerer F，Michaelis K，et al. Analysis of genome plasticity in pathogenic and commensal Escherichia coli isolates by use of DNA arrays[J]. J Bacteriol，2003，185（6）：1831.

[30] Song C，Wang B，Tan J，et al. Discovery of tauroursodeoxycholic acid biotransformation enzymes from the gut microbiome of black bears using metagenomics[J]. Sci Rep，2017，7：45495.

[31] Vaziri N D，Wong J，Pahl M，et al. Chronic kidney disease alters intestinal microbial flora[J]. Kidney Int，2013，83（2）：308.

[32] Wang F，Zhang P，Jiang H，et al. Gut bacterial translocation contributes to microinflammation in experimental uremia[J]. Dig Dis Sci，2012，57（11）：2856.

[33] 王尊松，崔美玉，唐利軍，等. 尿毒癥患者腸道細菌變化的研究[J]. 中華腎病雜志，2014，30（3）：172.

[34] 張盼，魏萌，蔣紅利，等. 尿毒癥大鼠腸道細菌移位誘發(fā)微炎性反應[J]. 中華腎病雜志，2013，29（8）：611.

[35] Wu M J，Chang C S，Cheng C H，et al. Colonic transit time in long-term dialysis patients[J]. Am J Kidney Dis， 2004，44（2）：322.

[36] Evenepoel P，Meijers B K，Bammens B R， et al. Uremic toxins originating from colonic microbial metabolism[J]. Kidney Int，2009（114）：S12.

[37] Tang W H，Wang Z，Kennedy D J，et al. Gut microbiota-dependent trimethylamine N-oxide（TMAO）pathway contributes to both development of renal insufficiency and mortality risk in chronic kidney disease[J]. Circ Res，2015，116（3）：448.

[38] Lekawanvijit S. Role of gut-derived protein-bound uremic toxins in cardiorenal syndrome and potential treatment modalities[J]. Circ J，2015，79（10）：2088.

[39] Aronov P A，Luo F J，Plummer N S，et al. Colonic contribution to uremic solutes[J]. J Am Soc Nephrol，2011，22（9）：1769.

[40] Poesen R，Windey K，Neven E，et al. The influence of CKD on colonic microbial metabolism[J]. J Am Soc Nephrol，2016，27（5）：1389.

[41] Vaziri N D，Goshtasbi N，Yuan J，et al. Uremic plasma impairs barrier function and depletes the tight junction protein constituents of intestinal epithelium[J]. Am J Nephrol，2012，36（5）：438.

[42] Vaziri N D，Yuan J，Norris K. Role of urea in intestinal barrier dysfunction and disruption of epithelial tight junction in chronic kidney disease[J]. Am J Nephrol，2013，37（1）：1.

[43] 大島茂，渡辺守. 腸管免疫と腸內細菌の密接な関わり合い[J]. 日本內科學會雑誌，2015，104（1）：81.

[44] Wing M R，Patel S S，Ramezani A，et al. Gut microbiome in chronic kidney disease[J]. Exp Physiol，2016，101（4）：471.

[45] Ivanov I I，Atarashi K，Manel N，et al. Induction of intestinal Th17 cells by segmented filamentous bacteria[J]. Cell，2009，139（3）：485.

[46] Atarashi K，Tanoue T，Oshima K，et al. Treg induction by a rationally selected mixture of clostridia strains from the human microbiota[J]. Nature，2013，500（7461）：232.

[47] Atarashi K，Tanoue T，Shima T，et al. Induction of colonic regulatory T cells by indigenous Clostridium species[J]. Science，2011，331（6015）：337.

[48] Umesaki Y，Setoyama H，Matsumoto S，et al. Differential roles of segmented filamentous bacteria and clostridia in development of the intestinal immune system[J]. Infect Immun，1999，67（7）：3504.

[49] Khoury T，Tzukert K，Abel R，et al. The gut-kidney axis in chronic renal failure：a new potential target for therapy[J]. Hemodial Int，2016，doi：10.1111/hdi.12486.

[50] Homayouni-Rad A，Soroush A R，Khalili L，et al. Diabetes management by probiotics：current knowledge and future perspective[J]. Int J Vitam Nutr Res，2017，24：1.

[51] Koppe L，Fouque D. Microbiota and prebiotics modulation of uremic toxin generation[J]. Panminerva Med，2017，59（2）：173.

[52] Furuse S U，Ohse T，Jo-Watanabe A，et al. Galacto-oligosaccharides attenuate renal injury with microbiota modification[J]. Physiol Rep，2014，2（7）pii：e12029.

[53] Vaziri N D，Liu S M，Lau W L，et al. High amylose resistant starch diet ameliorates oxidative stress，inflammation，and progression of chronic kidney disease[J]. PLoS ONE，2014，9（12）：e114881.

[54] 姜東京，張麗，曹雨誕，等. 腸道菌群在中藥研究中的應用[J]. 中國中藥雜志，2016，41（17）：3218.

[55] Guo M，Ding S，Zhao C，et al. Red Ginseng and Semen Coicis can improve the structure of gut microbiota and relieve the symptoms of ulcerative colitis[J]. J Ethnopharmacol，2015，162：7.

[56] Chang C J，Lin C S，Lu C C，et al. Ganoderma lucidum reduces obesity in mice by modulating the composition of the gut microbiota[J]. Nat Commun，2015，6：7489.

[57] 孫立群，梁金花，高月娟. 探討納米級中藥黃芪對潰瘍性結腸炎大鼠腸道菌群失調的調整作用[J]. 中國中醫(yī)急癥，2012，21（8）：1263.

[58] 胡新俊，李春香，王廣，等. 馬齒莧多糖對腸道微生態(tài)失調小鼠的調整作用研究[J]. 中國微生態(tài)學雜志，2010，22（9）：781.

[59] 馮興忠，張婭南，姜欣，等. 加味補中益氣丸促進腸道益生菌生長的實驗研究[J]. 中國微生態(tài)學雜志，2008，20（2）：159.

[60] 張英謙，劉建華，李佃貴，等. 大黃對膿毒癥幼豬腸屏障保護作用及機制研究[J]. 中華中醫(yī)藥雜志，2007，22（12）：843.

[61] 盧璐，謝建群. 中藥清腸栓對潰瘍性結腸炎大鼠結腸通透性的影響[J]. 中國中西醫(yī)結合雜志，2010（10）：1087.

[62] Zou C，Lu Z Y，Wu Y C，et al. Colon may provide new therapeutic targets for treatment of chronic kidney disease with Chinese medicine[J]. Chin J Integr Med，2013，19（2）：86.

[63] 鄒川，吳禹池，羅麗，等. 中藥大黃復方灌腸對慢性腎臟病5期（非透析）腸道菌群和腸道屏障功能影響的臨床研究[J]. 遼寧中醫(yī)雜志，2012，39（7）：1309.

[64] Zeng Y Q，Dai Z，Lu F，et al. Emodin via colonic irrigation modulates gut microbiota and reduces uremic toxins in rats with chronic kidney disease[J]. Oncotarget，2016，7（14）：17468.

[65] 程新，蔣云生，陳剛. 腎衰康組成中藥對低分子尿毒癥毒素的體外吸附作用[J]. 實用中醫(yī)藥雜志，2007，23（8）：486.

[66] Ramezani A，Raj D S. The gut microbiome，kidney disease，and targeted interventions[J]. J Am Soc Nephrol，2014，25（4）：657.

[67] Mishima E，Fukuda S，Mukawa C，et al. Evaluation of the impact of gut microbiota on uremic solute accumulation by a CE-TOFMS-based metabolomics approach[J]. Kidney Int，2017，doi： 10.1016/j.kint.2017.02.011.

[68] Tu Y，Sun W，Wan Y G，et al.Dahuang Fuzi Decoction ameliorates tubular epithelial apoptosis and renal damage via inhibiting TGF-β1-JNK signaling pathway activation in vivo [J].J Ethnopharmacol，2014，156：115.

[69] Zhang J，Zhang J，Yu P，et al. Remote ischaemic preconditioning and sevoflurane postconditioning synergistically protect rats from myocardial injury induced by ischemia and reperfusion partly via inhibition TLR4/MyD88/NF-κB signaling pathway[J]. Cell Physiol Biochem，2017，41（1）：22.

[70] Fournier-Larente J，Azelmat J，Yoshioka M，et al. The Daiokanzoto（TJ-84）kampo formulation reduces virulence factor gene expression in porphyromonas gingivalis and possesses anti-inflammatory and anti-protease activities[J]. PLoS ONE，2016，11（2）：e0148860.

[71] Wan Y G，Wu W，Liu Y L，et al. Targeting gut microbiota and intestinal epithelial barrier by Dahuang Gancao Decoction（TJ-84）is associated with amelioration of renal dysfunction in chronic kidney disease [C]. Sendai（Japan）：The 60th Annual Meeting of the Japanese Society of Nephrology（JSN2017），2017.

[責任編輯 張寧寧]