基于5-HT信號系統(tǒng)探討痛瀉要方治療肝郁脾虛型潰瘍性結腸炎的作用機制*

張旭飛，蔣志濱，高潔，羅運鳳，陳云志

貴州中醫(yī)藥大學，貴州 貴陽 550025

潰瘍性結腸炎（ulcerative colitis，UC）是一種病變始于直腸，呈連續(xù)性或彌漫性向近端延伸，分布于部分或整個結腸的特發(fā)性慢性炎癥性腸病。該病通常以反復發(fā)作的腹瀉、黏液膿血便及腹痛為臨床表現(xiàn)，其中出血性腹瀉是其最典型癥狀［1］。UC和克羅恩?。–rohn disease，CD）是炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）主要的疾病類型，而UC和CD組織損傷的基本病理過程相似，但病理表現(xiàn)方面卻有差異［2］。近年來該病發(fā)病率在全球范圍內逐漸上升［3］，在西方國家猶太人口發(fā)病率遠高于其他種族［4］，為亞洲國家的20倍［5］，表明UC發(fā)病率存在著種族差異。在過去的幾十年里，我國的發(fā)病率也呈上升趨勢［6］，63.9%的患者在40歲以上時被確診［7］，表明UC發(fā)病呈老齡化趨勢。現(xiàn)代醫(yī)學治療UC常用藥物有氨基水楊酸類、免疫抑制劑、生物制劑等，雖然其臨床緩解率較高，但已有報道表明長期使用會對人體造成負面影響［8］。除此以外，UC的高發(fā)病率、低治愈率以及高癌變率［9］，使得診斷和治療成本不斷增加，還造成了巨大的社會經(jīng)濟負擔。因此，解決上述問題，有必要一方面從實驗角度進一步探索UC進展過程的潛在機制，另一方面也需要面向臨床找尋更加有效的治療策略，以提高UC患者的生活質量，降低醫(yī)療成本。

在機制研究方面，UC在發(fā)病早期和緩解期的腸易激表現(xiàn)，在組織損傷病程中的病理改變有著和腸易激綜合征（irritable bowel syndrome，IBS）、CD等腸道疾病類似的臨床表現(xiàn)及發(fā)病機制［10］，因此在分子水平上進一步探索UC發(fā)病機制，某些方面可以借鑒CD、IBS等疾病的機制研究，尤其在5-羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）信號系統(tǒng)的研究方面，對于詮釋胃腸道疾病的發(fā)病機制以及中醫(yī)藥的治療作用具有重要的臨床意義。在臨床治療方面，實踐表明一些中藥方劑（如痛瀉要方等）在治療UC等腸道疾病過程中能夠有效緩解腹痛、減少黏液膿血便等臨床癥狀，并且可以使疾病長期維持在緩解期，降低復發(fā)率和藥物不良反應［11］。但這些中藥方劑在分子層面的干預機制仍然沒有得到很好的解釋，因此本文旨在查閱相關文獻資料，以痛瀉要方為例，嘗試探索中醫(yī)藥干預UC的科學內涵，為后續(xù)實驗論證提供理論支撐。

1 5-HT信號系統(tǒng)

5-HT是一種神經(jīng)活性物質，在腸道中扮演著關鍵的信號分子角色。人體超過90%的5-HT是由腸道黏膜層的嗜鉻細胞（enterochromaffin cell，EC）產(chǎn)生、合成、儲存并釋放到血液循環(huán)中被血小板吸收，10%存在于腸神經(jīng)系統(tǒng)。研究表明5-HT主要通過與腸道、大腦、肝臟等不同組織器官間的各型5-HTR結合發(fā)揮多種生理調控作用［12］。

1.1 與腸道受體結合研究表明，生理狀態(tài)下，EC細胞向腸道內釋放一定量的5-HT，同時各種腸道刺激也能引起EC細胞釋放大量額外的5-HT。而5-HT1R至5-HT4R及5-HT7R等5種受體在胃腸道有相應表達［13］，5-HT在腸道中通過作用于這些受體，調節(jié)腸道分泌和蠕動反射［14］。病理狀態(tài)下，5-HT信號系統(tǒng)異常會導致腸道運動功能、通透性、腸道敏感性改變產(chǎn)生腹瀉、腹痛等癥狀［15］。實驗結果顯示在UC的動物模型中EC細胞數(shù)量和5-HT的含量、釋放、攝取出現(xiàn)明顯變化［16］。臨床研究顯示UC患者結腸黏膜中EC細胞增加、5-HT含量及釋放量增加而引起的5-HT再攝取改變將增強5-HT的有效性［17］。由于5-HT在腸道中啟動了運動、分泌和感覺反射，引起患者內臟敏感性增高和腸動力紊亂［18］，因此UC腹瀉、腹痛等癥狀可能源于5-HT信號通路的異?；蛐盘杺鲗У母淖儯?9］。既往觀察表明在腸道動力紊亂、內臟感覺異常等分子機制中5-HT受體（5-HT receptor，5-HTR）和5-HT轉運體（serotonin reuptake transporter，SERT）發(fā) 揮 了 重 要 作 用［20］。5-HT1A、5-HT2A、5-HT3R、5-HT4R、5-HT7R等多種受體與痛覺過敏及異常相關［21］。目前IBD（UC、CD）和IBS研究最多的受體是5-HT3R以及5-HT4R。肝郁脾虛型IBS和UC關于5-HT信號系統(tǒng)的指標檢測中限速酶色氨酸羥化酶1（tryptophan hydroxylase，TPH1）、5-HT、5-HT3R、5-HT7R的表達均明顯升高，5-HT4R表達和SERT的表達明顯降低［22］，兩種腸道疾病的發(fā)病機制和臨床表現(xiàn)具有相關性。

1.2 與大腦及外周神經(jīng)系統(tǒng)受體結合5-HT3R可傳遞腦腸之間的信息，啟動腦腸互動，介導胃腸運動。當腸道受到不良刺激時，5-HT釋放增加與5-HT3R相結合，向大腦傳遞信號，導致內臟高敏感性等不適感［23］。5-HT3R、5-HT4R拮抗劑通過特異性阻斷5-HT3R達到鎮(zhèn)痛作用，是治療IBS相關疼痛的有效治療方法，證明5-HT3R與內臟感覺及結腸動力的調節(jié)密切相關［24］。相關研究還觀察到精神心理因素與UC的復發(fā)和加重關系密切，并在發(fā)病機制中起觸發(fā)作用，其中5-HT對于人體而言是一個關鍵的情緒調節(jié)因子。臨床觀察表明UC患者存在一定程度的焦慮、抑郁癥狀，使腦腸肽5-HT升高，出現(xiàn)神經(jīng)內分泌的改變［25］。既往研究證實抑郁情緒及抑郁癥與5-HT代謝異常、數(shù)量減少等失衡有關，而5-HT2R是其研究最多的受體［26］。其中5-HT2C受體與抑郁癥關系最為緊密，在其發(fā)生及治療中起重要作用［27］。研究發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者5-HT、5-HT1A下降，證實5-HT1A與人類的精神疾病密切相關，5-HT神經(jīng)傳遞的減少是導致精神疾病的發(fā)病機制之一［28］。中醫(yī)疏肝安神法可通過海馬突觸上的5-HT1A調節(jié)焦慮抑郁情緒，并改善睡眠質量，達到治療肝郁失眠患者的目的［29］。疏肝方劑改善肝郁證候的機制在于調節(jié)海馬5-HT1A的mRNA表達而發(fā)揮療效［30］。UC患者精神心理因素也是研究中不可忽視的部分，探究其在疾病發(fā)生發(fā)展中的作用機制，同時臨床上應加強精神心理的疏導和干預，從而更有效地治療UC。

1.3 與肝臟受體結合既往觀察證實作用于肝臟中5-HT2R的是肝臟合成的5-HT，而非其他組織細胞合成的5-HT［31］。研究表明在大鼠肝組織和體外培養(yǎng)的BRL-3A細胞中均檢測到5-HT合成酶TPH1 mRNA和蛋白表達，表明肝臟和BRL-3A細胞中均有5-HT的合成，并通過肝組織細胞中5-HT2R發(fā)揮生理病理效應［32］。實驗顯示肝郁脾虛型UC大鼠肝組織5-HT2R表達上調，經(jīng)痛瀉要方干預后5-HT2R表達下降，腸道5-HT水平降低，其在肝郁脾虛型UC治療中產(chǎn)生影響［33］。

2 肝郁脾虛型腸病的物質基礎

中醫(yī)沒有UC對應的病名，按其癥狀將具有腹痛、里急后重、下痢赤白膿血為主癥的病證統(tǒng)歸為中醫(yī)“痢疾”的范疇［34］。本病雖發(fā)于大腸，卻與脾肝的功能失調息息相關。UC是中醫(yī)藥治療的優(yōu)勢病種之一，且中醫(yī)藥治療UC的歷史較為悠久，如中藥內服、針灸治療、中藥灌腸、穴位貼敷、穴位埋線等均有相關的文獻記載［35］。UC病因尚未明確且發(fā)病機制復雜，涉及相關信號通路、基因蛋白表達，并且是多種因素相互作用的結果。研究發(fā)現(xiàn)UC患者的焦慮、抑郁狀態(tài)明顯高于正常水平［36］，表明UC發(fā)病與精神心理因素具有相關性［37］。中醫(yī)學認為雖然UC的病位在腸，但其發(fā)病與肝脾密切相關，肝郁脾虛是UC發(fā)病的主要病機?！夺t(yī)方考》云：“瀉責之脾，痛責之肝；肝責之實，脾責之虛?！备沃魇栊梗绊懼改c功能和情志活動。焦慮、抑郁等心理問題，中醫(yī)稱其病機為肝失疏泄、肝氣郁結，其刺激可使支配胃腸運動功能的迷走神經(jīng)受抑制，膽堿能神經(jīng)末梢釋放的化學遞質乙酰膽堿（acetylcholine，ACh）降低而出現(xiàn)胃腸動力障礙［38］。脾虛往往出現(xiàn)胃腸道功能紊亂，黏膜屏障作用下降，胃腸動力異常［39］。現(xiàn)代醫(yī)學證實結腸上皮細胞、黏液屏障和上皮屏障缺陷與UC的發(fā)病機制密切相關［40］。

2.1 “腦腸軸”假說人的腸道有其自己的大腦，由嵌在胃腸壁中的神經(jīng)元鞘組成。在研究“腦腸軸”理論中，把中樞神經(jīng)系統(tǒng)和胃腸間的神經(jīng)—內分泌網(wǎng)絡稱為“腦腸軸”，機體通過“腦腸軸”的雙向通路進行腦腸互動［41］。而其中5-HT是一個關鍵的神經(jīng)遞質，同時5-HT信號系統(tǒng)是以“腦腸軸”為物質基礎的腦腸間交互作用的重要途徑［42］。有研究指出中醫(yī)肝脾不和的生物學基礎被認為是“腦腸軸”不平衡［43］。長期精神緊張、心理壓力、情緒焦慮抑郁等不良狀態(tài)可刺激中樞神經(jīng)系統(tǒng)，通過“腦腸軸”的雙向通路，抑制消化系統(tǒng)激素分泌，使胃酸分泌和小腸吸收功能減弱，進而出現(xiàn)腹痛、腹脹、腹部不適、食欲減退等消化功能障礙的表現(xiàn)，中醫(yī)將上述“腦腸軸”介導的病理過程稱之為肝郁脾虛［44］。李曉紅等［45］實驗研究顯示，5-HT及其相關受體是肝郁脾虛證現(xiàn)代生物學的重要物質基礎，其在肝郁脾虛證的“腦腸軸”雙向通路中發(fā)揮調控作用。調和肝脾的方藥可通過“腦腸軸”途徑調節(jié)5-HT及其受體的表達而治療疾病［46］。IBS內臟高敏感與“腦腸軸”中5-HT信號通路具有緊密聯(lián)系，而痛瀉要方能夠緩解腹痛腹瀉癥狀和焦慮抑郁狀態(tài)是通過調節(jié)5-HT信號通路，進而緩解IBS的內臟高敏感狀態(tài)［47］。張薇等［48］研究表明，痛瀉要方可下調腹瀉模型大鼠外周及大腦的5-HT含量，增加SERT和5-HT4R的水平，抑制5-HT3R的蛋白表達，其中防風可增強痛瀉要方調控5-HT信號系統(tǒng)的效應。將現(xiàn)代醫(yī)學“腦腸軸”理論與中醫(yī)肝脾理論相結合，采用疏肝健脾法來調控“神經(jīng)內分泌網(wǎng)絡”，為臨床防治肝郁脾虛型腸道疾病尋求新的渠道。

2.2 “肝腸軸”假說“肝腸軸”概念的提出使肝與腸之間的作用機制受到眾多學者的關注。肝與腸的相互影響可體現(xiàn)在腸道微生態(tài)對肝臟生理病理功能起著關鍵的作用［49］。強有力的證據(jù)表明，腸道病原體衍生化合物對肝臟疾病有重要的調節(jié)作用，腸道上皮細胞的完整性，腸道和肝臟的免疫防御以及微生物的組成似乎都在平衡“肝腸軸”方面發(fā)揮著綜合作用［50］。生理狀態(tài)下腸道黏膜和肝功能在維持人體內環(huán)境穩(wěn)定中擔任著重要角色，而一旦“肝腸軸”失衡，將會引起病理性變化。研究表明腸道黏膜屏障被破壞將導致細菌和內毒素進入肝和門靜脈系統(tǒng)，使肝臟內毒素升高，從而造成肝損傷［51］，并引起炎癥反應，產(chǎn)生一系列促炎細胞因子和趨化因子，對肝病產(chǎn)生重要影響，而肝臟病理狀態(tài)同樣也會牽連至腸道黏膜屏障，使其產(chǎn)生病理改變［52］。現(xiàn)代醫(yī)學“肝腸軸”學說與中醫(yī)整體觀“肝與大腸相通”理論有異曲同工之處?！夺t(yī)學入門》有云：“肝與大腸相通，肝病宜疏通大腸?！泵鞔t(yī)家李梴認為肝與大腸在生理功能上相互作用，在病理狀態(tài)下彼此影響。此外中醫(yī)學認為“肝腸軸”學說中的“腸”也包含中醫(yī)“脾”，因此“肝腸軸”學說被認為是肝脾相關理論的豐富和補充［53］?！案文c軸”相互作用、相互影響、互為因果的機制，對于詮釋中醫(yī)肝郁脾虛證的物質基礎提供了參考。

綜上所述，UC等腸道疾病肝郁脾虛證候與多系統(tǒng)之間的協(xié)作關系有微妙的相通之處，各個系統(tǒng)病理變化的交叉、重疊、聯(lián)系與中醫(yī)的“整體觀念”相吻合。

3 痛瀉要方借由5-HT系統(tǒng)干預肝郁脾虛型腸病

王武斌等［54］通過“痛瀉要方—靶標—潰瘍性結腸炎”網(wǎng)絡構建與分析，發(fā)現(xiàn)其中關鍵的生物學通路主要集中在炎癥—免疫相關通路、神經(jīng)調節(jié)相關通路、生長發(fā)育相關通路，而痛瀉要方可能通過作用于相關靶標，對因這部分生物通路中的功能失衡而導致UC發(fā)生的病理過程進行調節(jié)，從而起到治療的作用。研究指出，腸上皮屏障成分的缺陷是UC發(fā)病機制中的病因，而腸上皮屏障的完整性取決于不同的因素，包括先天免疫反應、上皮旁細胞通透性、上皮細胞完整性以及黏液的產(chǎn)生［55］，痛瀉要方對腸上皮細胞屏障的完整性具有保護作用［56］。UC出現(xiàn)腹瀉、腹痛等臨床表現(xiàn)，其機制在于胃腸功能紊亂下各種因素刺激致使EC細胞數(shù)量增加、功能活躍，從而釋放大量的5-HT［57］，痛瀉要方抑制EC細胞異常，從而調節(jié)5-HT的分泌，進而達到雙向調節(jié)胃腸功能、解除胃腸道痙攣等作用［58］。

在其他肝郁脾虛型腸病相關研究方面，實驗表明痛瀉要方可以降低腹痛大鼠腸道5-HT的表達［59］。IBS肥大細胞（mast cell，MC）增多、內臟敏感性增高、胃腸功能紊亂均與5-HT的異常表達分泌相關，痛瀉要方可通過調節(jié)MC表達影響5-HT分泌［60］。實驗發(fā)現(xiàn)調節(jié)結腸黏膜上MC活化程度，并抑制MC釋放5-HT可改善大鼠內臟高敏性［61］。湯伯宗等［62］發(fā)現(xiàn)痛瀉要方的作用機制可能與降低瞬間受體電位離子通道A1（transient receptor potential A1，TRPA1）介導的5-HT分泌有關。痛瀉要方治療肝郁脾虛型IBS和IBD的依據(jù)在于通過調肝來緩解肝氣郁結對腸道的不良刺激，減少5-HT的分泌達到降低腸動力功能的目的［63］，通過調控血清中的5-HT濃度進而緩解腹痛、腹瀉等胃腸功能紊亂癥狀可治療IBS［64］。痛瀉要方能夠下調5-HT1受體和5-HT3受體的過度表達從而降低模型大鼠的內臟高敏感性，作用于5-HT信號傳導途徑中多個靶點而發(fā)揮作用［65］，同時能下調5-HT3受體mRNA表達水平，抑制5-HT3受體的活化［66］。痛瀉要方干預后增強內臟高敏感性大鼠結腸5-HT4受體蛋白表達而降低5-HT的釋放［67］。動物實驗進一步證實，大鼠經(jīng)直腸擴張刺激后結腸中5-HT4受體mRNA的表達明顯降低，腸道敏感性增強，而痛瀉要方能顯著上調大鼠結腸中5-HT4受體mRNA的表達，使腸道敏感性下降［68］。中醫(yī)治療疾病往往抓住證候的本質，只要其本質矛盾相同，“異病”也可以“同治”。IBD和IBS雖是兩類腸道疾病，但基于共同的肝郁脾虛證型，均可采用疏肝補脾、祛濕止瀉的治法。

綜上所述，痛瀉要方可通過調節(jié)5-HT相關分子系統(tǒng)，干預IBD、IBS等不同類別腸道疾病。從中醫(yī)角度出發(fā)這些疾病都可以辨證為肝郁脾虛證，均可采用疏肝補脾、祛濕止瀉的治法。這體現(xiàn)中醫(yī)“異病同治”的治則和“辨證論治”的內涵，臨證抓住證候的本質，只要其本質矛盾相同，“異病”也可以“同治”。

4 結語

5-HT信號系統(tǒng)在UC的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用，從5-HT、5-HTR、SERT、TPH1等表達及功能變化入手分析，并結合中醫(yī)“整體觀念”設計實驗，有助于全面闡述痛瀉要方治療UC的機制。目前，大量的臨床研究已經(jīng)證實痛瀉要方治療UC療效顯著，但深入現(xiàn)代分子生物水平的相關實驗機制研究，尤其是以中醫(yī)整體觀為出發(fā)點結合現(xiàn)代分析技術的機制研究卻比較少。研究表明，痛瀉要方通過“腦腸軸”途徑調節(jié)5-HT及其受體的表達，控制神經(jīng)遞質分泌、緩解胃腸功能紊亂、抑制腸道收縮、保護腸黏膜、降低腸道敏感可能是其治療肝郁脾虛型UC的作用機制［69］。在UC等腸道疾病研究中基于“肝腸軸”的研究則較少，提示可以從肝本臟入手，加強肝郁脾虛證實質的研究。

因此，基于對5-HT信號系統(tǒng)和相關疾病機制的認識，筆者認為肝郁脾虛證可能與5-HT作用于人體不同器官組織的5-HT受體有密切關聯(lián)。立足中醫(yī)“整體觀念”，結合腸、肝、腦等進一步研究5-HT信號系統(tǒng)在相關疾病中的作用及痛瀉要方的干預機制，有助于闡釋中醫(yī)肝郁脾虛證的證候物質基礎，為中醫(yī)藥防治UC的科學內涵提供符合中醫(yī)特色的科學論據(jù)。