基于“肺與大腸相表里”中醫(yī)理論探討腸道菌群與過(guò)敏性哮喘的相關(guān)性

梁軍，苑宏宇,劉俊希

(黑龍江中醫(yī)藥大學(xué) 教育部北藥基礎(chǔ)與應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江省中藥及天然藥物藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150040)

中醫(yī)藏象理論，五臟各有所合之腑，肺臟與腸腑密切相關(guān)，同時(shí)肺與大腸通過(guò)經(jīng)脈相互絡(luò)屬，肺與大腸分屬手太陰之脈和手陽(yáng)明之脈，這兩條經(jīng)脈相互關(guān)聯(lián)，密切聯(lián)系，即“肺與大腸相表里”[1]。

過(guò)敏性哮喘屬中醫(yī)肺系疾病范疇，中醫(yī)學(xué)為“咳嗽”“哮病”“喘證”“痰飲”“血證”等，祖國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)在幾千年前就有了關(guān)于哮證的記載，如《素問(wèn)·陰陽(yáng)別論》:“陰爭(zhēng)于內(nèi)，陽(yáng)擾于外，魄汗未藏，四逆而起，起則熏肺，使人喘鳴。”

人類(lèi)的腸道是微生物群密集分布的地方，腸道微生物群作為宿主的一個(gè)器官在維持人體健康方面發(fā)揮著不可或缺的作用，然而越來(lái)越多的研究表明，腸道微生物群也會(huì)參與到疾病的形成過(guò)程中，人體內(nèi)共生的微生物菌群的組成和功能的變化，與各種疾病和健康狀態(tài)息息相關(guān)。因此，本文基于中醫(yī)理論“肺與大腸相表里”的指導(dǎo)下探討腸道菌群的失調(diào)與過(guò)敏性哮喘的相關(guān)性。

1 “肺與大腸相表里”中醫(yī)理論

“肺與大腸相表里”始見(jiàn)于《黃帝內(nèi)經(jīng)》，屬于中醫(yī)藏象理論。中醫(yī)認(rèn)為“肺主氣，司呼吸，主治節(jié)，宣發(fā)肅降，通調(diào)水道”；“大腸者傳導(dǎo)之官，變化出焉”。肺氣肅降，大腸之氣亦隨之而降，已發(fā)揮其傳導(dǎo)功能；大腸傳導(dǎo)通暢，則肺氣才能和利。另外，肺通調(diào)水道的作用與大腸主津之間也有一定聯(lián)系。

2 腸道菌群的現(xiàn)代科學(xué)內(nèi)涵

2.1 腸道菌群的概念

腸道菌群，是生活在人體腸道內(nèi)數(shù)以萬(wàn)億的細(xì)菌，是自身細(xì)胞數(shù)的10倍。正常情況下，腸道菌群處于動(dòng)態(tài)平衡，對(duì)于營(yíng)養(yǎng)代謝、人體自身發(fā)育、免疫及疾病的產(chǎn)生等方面都起到及其重要的作用，然而腸道菌群一旦失調(diào)時(shí)，就會(huì)影響人的身體健康[2]。

2.2 腸道菌群的研究方法

腸道菌群的研究方法主要有3種，分別為培養(yǎng)基分離培養(yǎng)法、高通量測(cè)序技術(shù)和色譜質(zhì)譜學(xué)方法。

2.2.1 培養(yǎng)基分離培養(yǎng)法

培養(yǎng)基分離培養(yǎng)法是采用不同的選擇性培養(yǎng)基分離培養(yǎng)細(xì)菌，該方法比較成熟，但是對(duì)于腸道微生物涵蓋面具有局限性。

2.2.2 高通量測(cè)序技術(shù)

16S rDNA序列分析是其中一種基因檢測(cè)手段，是基于16S rRNA基因的序列測(cè)定、比對(duì)而建立的細(xì)菌的鑒定和分類(lèi)方法，被稱為細(xì)茵鑒別和分類(lèi)的金標(biāo)準(zhǔn)[3]。

通過(guò)16S rRNA分析技術(shù)，腸道微生物的多樣性被逐漸認(rèn)識(shí)，使腸道細(xì)菌的研究進(jìn)入了新的領(lǐng)域。付雯[4]通過(guò)腸道菌群失調(diào)并過(guò)敏性哮喘大鼠TLRs/NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及腸道菌群16S rDNA分析技術(shù)，從“個(gè)體-組織-分子”多層次地探索腸道菌群和過(guò)敏性哮喘的關(guān)系及其作用機(jī)制，為中醫(yī)"肺與大腸相表里"理論提供科學(xué)依據(jù)。王鐵柱[5]通過(guò)盲腸內(nèi)容物進(jìn)行DNA提取、擴(kuò)增、16S rDNA測(cè)序分析，觀察腸道菌群結(jié)構(gòu)的變化，從而探討溫通方對(duì)過(guò)敏性哮喘大鼠的治療作用，效果顯著?？灼G華等[6]運(yùn)用16S rDNA基因序列技術(shù)，分析大鼠腸道菌群變化，結(jié)果證明高劑量組能夠糾正模型大鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)更接近于正常大鼠。李裕思等[7]根據(jù)16S rRNA V4 區(qū)設(shè)計(jì)引物進(jìn)行擴(kuò)增，比較肝陽(yáng)上亢型腦出血患者與健康人群腸道菌群的組成和結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明兩樣本具有明顯差別。李自輝等[8]采用16S rRNA技術(shù)，以Illumina MiSeq 為測(cè)序平臺(tái)，分別研究了腸道菌群可操作分類(lèi)單元(OTUs)的分析，大鼠樣本菌群的alpha與beta多樣性，大鼠菌群比較分析，結(jié)果表明柴胡龍骨牡蠣湯對(duì)精神分裂癥模型大鼠腸道菌群的異常起到治療作用。王笛等[9]應(yīng)用16S rRNA測(cè)序法對(duì)過(guò)敏性鼻炎患者和正常人鼻前庭菌群組成的差異分析，結(jié)果表明二者存在顯著差異。由此可見(jiàn)，16S rDNA 測(cè)序技術(shù)已應(yīng)用到與腸道菌群相關(guān)的各種疾病中，并對(duì)疾病的深入認(rèn)識(shí)提供了技術(shù)支撐。

2.2.3 色譜質(zhì)譜學(xué)法

隨著產(chǎn)品技術(shù)的革新，超高效液相色譜儀(UPLC)及高靈敏、高分辨率的質(zhì)譜儀(HR-MS)逐漸成為腸道菌群研究的主流技術(shù)手段。近年來(lái)，色譜質(zhì)譜串聯(lián)技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于腸道菌群代謝以及腸道菌群和宿主的共代謝的研究。該方法可以快速展現(xiàn)腸道菌群相關(guān)代謝物的組成，反映腸道菌群代謝的活動(dòng)概貌，為這一復(fù)雜的代謝體系提供了強(qiáng)有力的研究工具，對(duì)了解腸道菌群和宿主間的相互關(guān)系起到了重要的作用[10]。

高麗娟等[11]采用MALDI-TOF和HPLC-MS對(duì)100 例嬰幼兒的糞便的微生物組成進(jìn)行了分析。Zhang Yan等[12]基于高效液相二級(jí)串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)對(duì)大鼠腸道菌群對(duì)酸棗苷a的降解動(dòng)力學(xué)及代謝產(chǎn)物進(jìn)行了鑒定。Yang L[13]等用超高效液相色譜與四級(jí)桿飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)篩選和鑒定人腸道菌群中的三種典型苯乙醇胺苷代謝物。Zhenghai Huang[14]等利用超高效液相色譜與四級(jí)桿飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)大黃中蒽醌類(lèi)和蒽酮類(lèi)化合物的代謝及相互轉(zhuǎn)化進(jìn)行了研究。Yan Lou[15]等利用超效液相色譜法與四極飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)鑒定了人腸道細(xì)菌產(chǎn)生的姜黃素代謝物。

然而近年來(lái)，腸道菌群的常規(guī)研究手段也逐步被高通量和多組學(xué)的組合方法所取代[16-17]。首先通過(guò)RNA-Seq聯(lián)合微生物多樣性檢測(cè)，挖掘細(xì)菌的功能DNA并評(píng)估遺傳潛力，在轉(zhuǎn)錄組層面探究腸道微生物和宿主的基因表達(dá)互作模式；隨后配合后續(xù)的蛋白組實(shí)驗(yàn)檢測(cè)酶活力，探究消化環(huán)節(jié)的催化反應(yīng)機(jī)制；再借助代謝組手段探究生物合成途徑和最終的代謝產(chǎn)物，以上通過(guò)一個(gè)完整的內(nèi)在基因表達(dá)鏈，由里及外，反向挖掘，闡明生物表型和基因內(nèi)在表達(dá)的聯(lián)系。

3 基于肺病及腸，腸腑損傷，與腸道菌群緊密相關(guān)

“肺與大腸相表里”臟腑相關(guān)理論與過(guò)敏性哮喘導(dǎo)致其腸道菌群失調(diào)這一現(xiàn)象理論一致，我們認(rèn)為：過(guò)敏性哮喘歸屬于肺臟的病變，肺病及腸，腸腑損傷，必然引起腸道菌群的失調(diào)，腸道菌群的失調(diào)又必然加重肺部疾病過(guò)敏性哮喘的臨床表現(xiàn)[18]。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)有學(xué)者基于“肺與大腸相表里”理論，證實(shí)了呼吸系統(tǒng)疾病與腸道菌群密切相關(guān)。

彭韶等[19]通過(guò)研究反復(fù)肺炎患兒、急性肺炎患兒及外科手術(shù)兒童的糞便標(biāo)本發(fā)現(xiàn)，反復(fù)肺炎患兒糞便標(biāo)本中雙歧桿菌減少，大腸桿菌增加，雙歧桿菌和大腸桿菌數(shù)量對(duì)數(shù)值的比值(B/E值)，明顯低于急性肺炎及外科組患兒，說(shuō)明反復(fù)肺炎患兒存在腸道菌群紊亂，進(jìn)一步說(shuō)明其腸道定植抗力減弱。羅勇[20]等采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)COPD患者和正常人群大便標(biāo)本中的雙歧桿菌、乳酸桿菌基因組DNA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)COPD患者腸道益生菌群明顯少于正常人，且腸道微生態(tài)的失衡與COPD急性發(fā)作率相關(guān)。李春燕[21]等研究發(fā)現(xiàn)，維吾爾醫(yī)異常體液分型哮喘患者腸道菌群在分子水平上發(fā)生明顯改變，此類(lèi)疾病與腸道菌群失調(diào)密切相關(guān)。鄭秀麗等[22]建立了3種病理大鼠模型，分別為肺病、腸病和肺腸合病模型，并對(duì)3種模型大鼠的肺部和腸道菌群進(jìn)行了同步觀察，研究結(jié)果表明，肺病可影響腸道菌群的變化，腸病同樣影響肺部菌群的變化，二者的變化具有一定的同步性，且肺病對(duì)腸道菌群的影響比較大。方騫等[23]用熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、流式細(xì)胞技術(shù)和酶聯(lián)免疫吸附法對(duì)3 組兒童腸道菌群類(lèi)別及數(shù)量進(jìn)行分析，結(jié)果表明喘息型支氣管炎患兒和急性支氣管炎患兒糞便中雙歧桿菌數(shù)量和雙歧桿菌/大腸桿菌比值(B/E值)低于健康查體兒童，證實(shí)了患有呼吸系統(tǒng)疾病的患兒其腸道菌群中有益菌的數(shù)量低于健康患兒，肺系疾病與腸道菌群失調(diào)密切相關(guān)。劉興隆[24]“肺腸合治法”升降相因治療腸道菌群失調(diào)合并過(guò)敏性哮喘的免疫機(jī)制探討與思考發(fā)現(xiàn)，該方法可能通過(guò)多環(huán)節(jié)、多途徑和多靶點(diǎn)的作用，調(diào)節(jié)腸菌群失調(diào)，恢復(fù)腸黏膜免疫的功能，防治腸道菌群菌失調(diào)合并過(guò)敏性哮喘。

孫小鈞[25]通過(guò)研究肺腸合治、治肺、治腸法對(duì)腸道菌群失調(diào)并過(guò)敏性哮喘模型大鼠的影響，發(fā)現(xiàn)TGF-β1/Smads信號(hào)通路可能是“肺與大腸相表里”生物學(xué)基礎(chǔ)之一，為中醫(yī)肺腸治法對(duì)腸道菌群失調(diào)合并過(guò)敏性哮喘的臨床應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

與此同時(shí)，王寶家等[26]通過(guò)構(gòu)建潰瘍性結(jié)腸炎動(dòng)物模型，觀察到潰瘍性結(jié)腸炎大鼠出現(xiàn)肺損傷，肺腸部分菌群出現(xiàn)同步規(guī)律性變化，進(jìn)一步印證了“肺與大腸相表里”臟腑相關(guān)理論。

4 腸道菌群在中藥干預(yù)哮喘中的作用

中藥常見(jiàn)的給藥方式為口服給藥，口服類(lèi)藥物除一些小分子單體物質(zhì)能夠被吸收入血以外，很多大分子物質(zhì)往往是經(jīng)過(guò)消化道進(jìn)入人體，與腸道微生物群相互作用[27]。現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，肺部疾病與腸道菌群失調(diào)密切相關(guān)。通過(guò)中藥或傳統(tǒng)的中醫(yī)方法可以改善其腸道的菌群特征，從而達(dá)到糾正疾病的目的。

鄉(xiāng)世健[28]等通過(guò)冬病夏治方(芥子、細(xì)辛、甘遂、延胡索、麻黃和黃芩)穴位貼敷有效治療哮喘，改善哮喘癥狀，調(diào)控哮喘豚鼠腸道菌群的構(gòu)成，從而影響機(jī)體免疫，達(dá)到治療哮喘的效果。付雯[29]等采用加味升降散(炒僵蠶10 g，蟬蛻6 g，姜黃10 g，酒大黃10 g，炙麻黃6 g，苦杏仁10 g，黃芩10 g，厚樸10 g)對(duì)于腸道菌群失調(diào)合并過(guò)敏性哮喘大鼠在肺功能和腸道菌群恢復(fù)上效果顯著，對(duì)于氣道高反應(yīng)性也有比較好的改善作用。熊英[30]等通過(guò)中醫(yī)傳統(tǒng)的捏脊法對(duì)脾虛型哮喘大鼠腸道菌群和肺部炎癥的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該方法有助于脾虛型哮喘大鼠腸道菌群狀況的穩(wěn)定，使支氣管管壁厚度及周?chē)仔越?rùn)程度明顯減輕，炎癥細(xì)胞總數(shù)和嗜酸性粒細(xì)胞比例均顯著下降。

5 小結(jié)與展望

近年來(lái)的研究表明，隨著腸道菌群高通量測(cè)序技術(shù)和宏基因組技術(shù)的快速發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視腸道菌群對(duì)機(jī)體健康的影響。在中醫(yī)“肺與大腸相表里”的理論指導(dǎo)下，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)腸道菌群技術(shù)，通過(guò)16S rRNA 基因測(cè)序技術(shù)和宏基因組測(cè)序技術(shù)分析腸道微生物組中細(xì)菌的序列來(lái)了解宿主腸道微生物的多樣性，尋找疾病組和健康組間腸道菌群和宿主的基因表達(dá)差異，尋找與疾病相關(guān)的標(biāo)志物，進(jìn)一步揭示肺系疾病與腸道菌群之間的聯(lián)系。從而為從腸道菌群角度研究該疾病提供更多新的研究思路。