中醫(yī)藥干預(yù)2型糖尿病腸道菌群失調(diào)的實(shí)驗(yàn)與臨床研究進(jìn)展Δ

林 慧，李樂愚，梅全喜

(1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)附屬中山中醫(yī)院中藥藥理實(shí)驗(yàn)室，廣東 中山 528400； 2.中山市中醫(yī)藥研究所內(nèi)分泌代謝?？?，廣東 中山 528400； 3.深圳市寶安純中醫(yī)治療醫(yī)院藥學(xué)部,廣東 深圳 518101)

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)是以胰島素分泌不足和胰島素抵抗為病理生理基礎(chǔ)的內(nèi)分泌代謝性疾病，是我國常見的慢性疾病之一。目前，T2DM的發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚，有研究結(jié)果表明，腸道菌群有益菌生長受到抑制會發(fā)生菌群紊亂，引起全身慢性炎癥、胰島素抵抗等疾病。近年來，大量臨床試驗(yàn)和動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，腸道菌群與T2DM之間有密切關(guān)系[1-2]，其成為目前防治T2DM及其并發(fā)癥的熱點(diǎn)和新靶點(diǎn)。中醫(yī)藥治療“消渴癥”具有悠久的歷史，傳統(tǒng)中藥大多經(jīng)口服給藥，其各種有效成分進(jìn)入腸道后與腸道菌群相互作用，在一定程度上發(fā)揮調(diào)節(jié)腸道菌群失調(diào)的作用。提示調(diào)整腸道菌群失調(diào)可能成為中醫(yī)藥治療T2DM的重要環(huán)節(jié)。本文就中醫(yī)藥調(diào)節(jié)T2DM腸道菌群失調(diào)的實(shí)驗(yàn)研究與臨床研究成果作一綜述，以期為2型糖尿病的實(shí)驗(yàn)研究與臨床治療提供新的思路和方法。

1 實(shí)驗(yàn)研究

1.1 復(fù)方中藥

陳玲玲等[3]以鏈脲佐菌素(STZ)注射構(gòu)建糖尿病小鼠模型，從腸道菌群和炎癥方面探討薏苡附子敗醬散對糖尿病小鼠的治療效果及其作用機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1)與治療前比較，治療后中藥組和辛伐他汀組糖尿病小鼠血清空腹血糖(FPG)、三酰甘油(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)、細(xì)菌脂多糖(LPS)和白細(xì)胞介素6(IL-6)水平顯著降低，乳酸桿菌和雙歧桿菌數(shù)量顯著增加，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；而高密度脂蛋白(HDL)水平的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0. 05)。(2)治療后，與對照組比較，中藥組和辛伐他汀組糖尿病小鼠血清FPG、TG、TC、LDL、LPS和IL-6水平顯著降低，乳酸桿菌和雙歧桿菌的數(shù)量顯著增加，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；而HDL水平的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。(3)治療后，與辛伐他汀組比較，中藥組糖尿病小鼠TG、TC、LDL、LPS、IL-6水平，乳酸桿菌和雙歧桿菌數(shù)量的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；而FPG、HDL水平的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。提示薏苡附子敗醬散能夠增加乳酸桿菌和雙歧桿菌數(shù)量，降低炎性因子LPS、IL-6水平，改善糖尿病小鼠的糖脂代謝而發(fā)揮治療糖尿病的作用。章常華等[4]從腸道微生態(tài)角度初步闡釋葛根芩連湯干預(yù)糖尿病的作用機(jī)制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，葛根芩連湯高、中劑量組KK-Ay糖尿病小鼠血漿內(nèi)LPS水平均顯著降低(P<0.05)；葛根芩連湯高、中及低劑量組小鼠IL-6、腫瘤壞死因子α(TNF-α)含量明顯低于模型組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；葛根芩連湯高劑量組DGGE圖譜條帶數(shù)目明顯增多，且經(jīng)克隆、測序和Blast比對分析，約翰遜氏乳桿菌為葛根芩連湯高劑量組小鼠特有。推測葛根芩連湯抗T2DM胰島素抵抗作用可能與其改善LPS、TNF-α及IL-6等炎性因子水平及調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)相關(guān)。吳莉娟等[5]對自發(fā)性T2DM模型組[ZDF(fa/fa)大鼠]、正常組[ZDF(fa/+)大鼠]及糖耐康顆粒組(藥物組成為人參、女貞子、夏枯草、三白草及番石榴葉)，與模型組比較，糖耐康顆粒高、低劑量組大鼠FPG、空腹胰島素(FINS)水平顯著改善(P<0.01)；各組大鼠在菌群豐度多樣性及結(jié)構(gòu)組成上有顯著差異；在科及以下水平上，模型組乳酸桿菌明顯高于正常組(P<0.05)；糖耐康顆粒高、低劑量組乳酸桿菌豐度較模型組有所降低，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而普雷沃菌豐度較模型組顯著升高(P<0.01)，且普雷沃菌屬與ZDF大鼠FINS呈正相關(guān)。研究結(jié)果表明，ZDF(fa/fa)與ZDF(fa/+)大鼠在腸道菌群結(jié)構(gòu)上有很大差異，推測糖耐康顆粒對ZDF大鼠血糖的改善作用可能是通過影響ZDF大鼠腸道中乳酸桿菌、普雷沃菌的豐度實(shí)現(xiàn)。

1.2 單味中藥

張芹等[6]采用注射STZ建立糖尿病大鼠模型，對糞便菌群16Sr-RNA的V1—V3區(qū)進(jìn)行擴(kuò)增，利用Miseq高通量測序平臺測定基因序列，并進(jìn)行比對、分類，探討蕎麥殼水提物對糖尿病大鼠腸道菌群的作用機(jī)制。結(jié)果顯示，蕎麥殼水提物組和糖尿病組大鼠糞便中菌群結(jié)構(gòu)及多樣性有較大差別，在目的水平上，蕎麥殼組乳桿菌目含量高于糖尿病組，糖尿病組梭菌含量高于蕎麥殼組；在屬的水平上，蕎麥殼組乳球菌屬、布勞特菌屬、普雷沃菌屬、克雷伯菌屬含量高于糖尿病組；糖尿病組瘤胃菌科未培養(yǎng)菌屬(Ruminococcaceae-uncultured)、瘤胃菌科未分類菌屬(Ruminococcaceae-unclassified)、梭菌屬(Clostridium-sensu-stricto-l)、蘇黎世桿菌屬(Turicibacter)和寡源桿菌屬(Oligella)含量較蕎麥殼組增加。研究結(jié)果表明，糖尿病可導(dǎo)致大鼠腸道微生物的多樣性和豐度升高，而腸道菌群的多樣性增加與體弱、疾病有很大關(guān)聯(lián)。該研究采用蕎麥殼提取物干預(yù)糖尿病大鼠，對其菌群多樣性有一定程度的降低，并可增加糞便中有益菌含量，表明腸道菌群與糖尿病的發(fā)病之間存在一定關(guān)聯(lián)，蕎麥殼提取物可通過改善糖尿病大鼠的腸道菌群而對糖尿病起到一定的治療作用。陳麗艷等[7]采用高脂飼料聯(lián)合STZ誘導(dǎo)建立糖尿病大鼠模型，考察玉米須水提物對糖尿病大鼠腸道菌群的調(diào)節(jié)作用及其作用機(jī)制。腸細(xì)菌基因間共有重復(fù)序列擴(kuò)增(enterobacterial repetitive intergenic consensus-PCR，ERIC-PCR)指紋圖譜結(jié)果顯示，給藥組大鼠的指紋圖譜接近正常組；高脂組和模型組大鼠糞便的乙酸、丙酸及丁酸含量明顯低于正常組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，模型組大鼠的降低尤為顯著；給藥組大鼠3種短鏈脂肪酸含量明顯高于模型組及高脂組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。提示玉米須水提物可能通過調(diào)節(jié)糖尿病大鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)而使短鏈脂肪酸含量增加，進(jìn)而發(fā)揮降糖作用。

1.3 中藥有效成分

韓雨薇等[8]的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與模型組小鼠相比，千金黃連丸中的有效成分小檗堿配伍水蘇糖能明顯改善自發(fā)性糖尿病KKAy小鼠FPG、血清TC水平(P<0.05)，改善其口服葡萄糖耐量異常(P<0.05)及胰島素抵抗(P<0.01)，還可顯著上調(diào)小鼠腸道益生菌乳酸桿菌和雙歧桿菌豐度(P<0.01)，且其作用效果相比于單一成分更具優(yōu)勢。推測其機(jī)制可能與促進(jìn)腸道益生菌乳酸桿菌及雙歧桿菌的增殖有關(guān)。王瑞風(fēng)等[9]觀察了大黃酸對T2DM模型(db/db小鼠)和正常對照模型(db/m小鼠)腸道菌群豐度、種類的影響，探討其降糖的可能機(jī)制。結(jié)果顯示，大黃酸給藥后，兩組小鼠擬桿菌明顯增多，硬壁菌明顯減少，腸道菌群多樣性指數(shù)均降低；模型組小鼠血糖水平明顯低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。提示大黃酸可能是通過改變糖尿病小鼠腸道菌群而改善小鼠的糖代謝紊亂。劉硒碲等[10]以LPS皮下注射建立T2DM大鼠模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，姜黃素可改善LPS所致糖尿病大鼠的多飲、多食等癥狀，并可明顯改善糖耐量(P<0.05)，且可降低糖尿病大鼠腸道中升高的Melainabacteria菌門的豐度(P<0.05)。提示姜黃素改善糖尿病大鼠的一般情況及糖耐量的作用機(jī)制可能與調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)有關(guān)。

2 臨床研究

2.1 中醫(yī)藥辨證治療

李吉武等[11]將符合中醫(yī)診斷標(biāo)準(zhǔn)，辨證為脾腎陽虛、氣虛血瘀證的98例肥胖T2DM患者，隨機(jī)分為治療組和對照組各49例，對照組患者給予飲食控制、運(yùn)動及降糖等對癥處理，治療組患者在對照組的基礎(chǔ)上加用溫陽益氣活血方(炮附片、人參、炙甘草、白術(shù)、茯苓、枳殼、赤芍、山萸肉、北柴胡、桂枝、干姜及丹參)，并隨證加減。結(jié)果顯示，治療組患者證候療效總有效率明顯優(yōu)于對照組。治療后，兩組患者中醫(yī)證候積分均較治療前明顯改善，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。治療后，治療組患者FINS、胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)均較治療前明顯降低，血脂代謝各指標(biāo)均較治療前明顯改善；雙歧桿菌、擬桿菌及乳桿菌數(shù)量均較治療前明顯升高，腸桿菌、腸球菌、酵母菌數(shù)量均較治療前明顯降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。同時(shí)，治療后，治療組患者中醫(yī)證候積分、FINS、HOMA-IR、TC、TG、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平，腸桿菌、腸球菌及酵母菌數(shù)量均明顯低于對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。白建樂等[12]將符合T2DM便秘診斷標(biāo)準(zhǔn)的92例患者，按照入組的先后順序隨機(jī)分為對照組、治療組各46例，對照組患者除生活方式干預(yù)外，口服鹽酸二甲雙胍片；治療組患者在對照組基礎(chǔ)上加服清熱活血化痰方(黃連、大黃、黃芩、丹參、茯苓、葛根及全瓜蔞)，并選取健康志愿者30例作為健康組。結(jié)果顯示，治療組患者的總有效率為95.3%，明顯優(yōu)于對照組的79.5%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；同時(shí)，治療組患者菌群改善較對照組明顯。表明清熱活血化痰方聯(lián)合鹽酸二甲雙胍能緩解T2DM患者的便秘癥狀，并可改善血糖，推測其機(jī)制可能是該方可調(diào)整患者腸道菌群失調(diào)。劉小溪等[13]選取辨證為脾虛證的T2DM患者95例，隨機(jī)分為對照組47例和觀察組48例，并選取40例健康者作為健康對照。兩組患者均給予常規(guī)基礎(chǔ)治療(糖尿病教育、飲食治療及運(yùn)動)+二甲雙胍片，觀察組加用降糖丸(遼寧中醫(yī)學(xué)院藥業(yè)有限公司生產(chǎn))治療。結(jié)果顯示，與健康受試者相比，脾虛證T2DM患者存在腸道菌群紊亂現(xiàn)象。同時(shí)，觀察組患者的證候總有效率明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。治療后，兩組患者中醫(yī)證候積分、血脂、血糖及胰島素指標(biāo)(FINS、HOMA-IR)明顯改善，腸道菌群中擬桿菌屬、乳酸桿菌屬、雙歧桿菌屬數(shù)量明顯升高，腸球菌屬、腸桿菌及酵母菌數(shù)量明顯降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；兩組患者中醫(yī)證候積分、血脂、血糖、胰島素指標(biāo)(FINS、HOMA-IR)及腸道菌群數(shù)量的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。提示益氣補(bǔ)脾法可有效改善脾虛證T2DM患者腸道菌群失調(diào)，血糖、血脂代謝紊亂及預(yù)后情況。

2.2 專方治療

葛根芩連湯出自《傷寒論》，為太陰濕熱、陽明風(fēng)燥方，具有清熱堅(jiān)陰止利、解表清里及生津柔潤的功效，可治太陽表邪內(nèi)陷所致熱下利證，此特性正符合糖尿病濕熱證候的病機(jī)，即太陰濕熱內(nèi)傷向陽明燥熱津傷轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)。其藥物組成有甘草、葛根(含葛根素)、黃芩(含黃芩素)及黃連(含黃連素)，現(xiàn)代藥理研究結(jié)果表明，全方的作用機(jī)制包括抗氧化、降血糖、降血脂及抗炎等多方面[14]。馮新格等[15]選取110例T2DM濕熱證患者，隨機(jī)分為中藥干預(yù)組50例和對照組60例。對照組患者在飲食控制和運(yùn)動治療基礎(chǔ)上給予二甲雙胍治療，中藥干預(yù)組患者在對照組的基礎(chǔ)上給予葛根芩連湯。結(jié)果顯示，治療后，中藥干預(yù)組患者的癥狀改善有效率、FPG、餐后2 h血糖(2 hPG)、糖化血紅蛋白(HbA1c)水平及腸道菌群變化情況均明顯優(yōu)于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。表明葛根芩連湯聯(lián)合西醫(yī)常規(guī)治療對T2DM濕熱證患者血糖有明顯改善作用，推測其作用機(jī)制可能與調(diào)節(jié)腸道菌群相關(guān)。李華[16]將T2DM濕熱證患者96例隨機(jī)分為對照組和治療組各48例，對照組患者采用西醫(yī)常規(guī)治療，治療組患者在對照組的基礎(chǔ)上加服葛根芩連湯隨證加減治療。結(jié)果顯示，治療組患者的總有效率為91.7%，對照組為75.0%，兩組的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；兩組患者FPG、2 hPG、HbA1c水平，腸桿菌、梭菌及雙歧桿菌數(shù)量的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。認(rèn)為葛根芩連湯治療T2DM濕熱證有較好的臨床療效，能明顯改善患者的血糖水平和有效調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)。

2.3 以黃連素片治療

黃連素是從黃連、黃柏等中藥中提取的生物堿，近年來對其降血糖作用的報(bào)道日漸增多，且其不良反應(yīng)少，應(yīng)用安全，價(jià)格低廉。其溶解度低，不易被人體吸收，常與谷維素合用，以促進(jìn)其吸收，增強(qiáng)療效[17-20]。陳玲玲等[21]選取T2DM患者(糖尿病組)及健康志愿者(健康組)各20例，糖尿病組患者給予鹽酸小檗堿片(黃連素)。結(jié)果顯示，與健康組比較，糖尿病組患者治療前后腸道雙歧桿菌數(shù)量顯著減少，LPS、TNF-α水平顯著升高(P<0.01)。Spearman相關(guān)分析結(jié)果顯示，糖尿病組患者治療前雙歧桿菌數(shù)量與LPS、TNF-α均呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)。與治療前比較，治療后糖尿病組患者雙歧桿菌數(shù)量顯著升高，LPS、TNF-α、FPG、HbA1c、TC、TG、LDL-C及高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)水平均顯著降低(P<0.05或P<0.01)。表明黃連素可顯著增加T2DM患者腸道雙歧桿菌的數(shù)量，并能降低炎性因子水平，對調(diào)節(jié)血糖、HbA1c及血脂有一定作用。鄧志梅等[22]將T2DM患者100例隨機(jī)分為觀察組和對照組各50例，對照組患者采用胰島素治療，觀察組患者采用黃連素益生菌調(diào)節(jié)腸道菌群聯(lián)合二甲雙胍治療。結(jié)果表明，觀察組患者的總有效率為96.00%，對照組為72.00%，兩組的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。治療后，觀察組患者的雙歧桿菌、擬桿菌和乳桿菌檢出值明顯高于對照組，腸桿菌、腸球菌與酵母菌檢出值明顯低于對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。表明黃連素益生菌調(diào)節(jié)腸道菌群聯(lián)合二甲雙胍治療T2DM的整體效果優(yōu)于胰島素，對有效控制血糖及調(diào)節(jié)腸道菌群有重要意義。

3 總結(jié)與展望

腸道菌群的研究為糖尿病發(fā)生機(jī)制研究以及尋找有效治療手段提供了一個(gè)新思路。隨著中醫(yī)藥調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)環(huán)境研究的深入，調(diào)節(jié)T2DM腸道菌群失調(diào)的治療概念亦將是今后中醫(yī)藥防治T2DM的有效途徑之一，相信中醫(yī)藥在防治T2DM中會有更廣闊的發(fā)展前景。今后可從以下三方面開展深入研究：一是未病先防，探討T2DM發(fā)生前，中藥是如何通過調(diào)節(jié)腸道菌群從而影響導(dǎo)致糖尿病發(fā)生的胰島素抵抗、血糖及代謝等重要因素，如何通過抑制炎癥、調(diào)節(jié)免疫等影響T2DM的發(fā)生發(fā)展[23]；二是既病控制，探討T2DM生成后，中藥是如何通過保護(hù)腸黏膜、阻止細(xì)菌及內(nèi)毒素移位、恢復(fù)正常菌群結(jié)構(gòu)，從而改善糖尿病的糖、脂代謝紊亂等；三是既病防變，探討在T2DM發(fā)展過程中，中藥是如何通過調(diào)節(jié)腸道菌群，改善炎癥和免疫等微環(huán)境，從而抑制T2DM多種并發(fā)癥及相關(guān)性感染的發(fā)生[24]?？傊?，可以通過高通量測序及生物信息學(xué)分析等方法，找出T2DM的腸道靶菌，并通過臨床試驗(yàn)和動物實(shí)驗(yàn)等探討腸道細(xì)菌與宿主間的關(guān)系，深層次研究中藥復(fù)方、中藥及其有效成分對腸道微生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的影響，通過多靶點(diǎn)、多途徑明確其對腸道細(xì)菌及其基因表達(dá)的影響，為T2DM的預(yù)防和治療提供依據(jù)。