基于腸道菌群探討支氣管哮喘從脾論治作用機(jī)理

楊昆，龔新月，張光宇，王飛

1.重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，重慶 404120；2.重慶大學(xué)附屬三峽醫(yī)院，重慶 404120；3.成都中醫(yī)藥大學(xué)，四川 成都 610075

支氣管哮喘（以下簡稱“哮喘”）是一種以炎癥細(xì)胞如嗜酸性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等浸潤為主的慢性氣道炎癥性疾病。近年來，哮喘發(fā)病率有顯著上升的趨勢，已成為全球性重大公共衛(wèi)生問題。研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群與哮喘患者肺功能及炎癥表型具有相關(guān)性[1]。目前治療大多針對哮喘發(fā)作時的癥狀控制，并無針對哮喘病理機(jī)制的有效藥物。中醫(yī)認(rèn)為，脾虛是導(dǎo)致哮喘發(fā)生的核心病機(jī)，以健脾類方藥治療取得良好效果，但具體作用機(jī)制尚不明確?，F(xiàn)代研究認(rèn)為，腸道菌群紊亂與中醫(yī)之脾胃功能失調(diào)相關(guān)[2]。筆者探討腸道菌群與哮喘、脾虛證與腸道菌群之間的關(guān)系，以期為哮喘防治研究提供新的思路。

1 腸道菌群與哮喘

腸道菌群是人體最重要的微生態(tài)系統(tǒng)，菌群之間互利共生并發(fā)揮其特有作用，維系宿主健康[3]。菌群失調(diào)包括比例失序和定位轉(zhuǎn)移，正常微生物菌群受宿主及外環(huán)境影響引起菌群種類、數(shù)量發(fā)生改變，造成菌群失調(diào)，最終導(dǎo)致宿主發(fā)病。研究顯示，哮喘患者與健康人之間存在不同的呼吸道、腸道微生物群，提示腸道菌群與哮喘之間存在關(guān)聯(lián)[4]。腸道菌群與哮喘相關(guān)的機(jī)制主要涉及Th1/Th2免疫應(yīng)答、Th17/Treg淋巴細(xì)胞分化失衡學(xué)說、樹突狀細(xì)胞、Toll樣受體（TLRs）、腸道菌群代謝產(chǎn)物。

1.1 Th1/Th2免疫應(yīng)答

Th1/Th2平衡失調(diào)是目前闡釋哮喘的重要機(jī)制[5]，腸道有益菌能減少炎癥介質(zhì)釋放，增強腸道屏障功能，促進(jìn)Th1細(xì)胞發(fā)育與分化[6]。研究發(fā)現(xiàn)，哮喘小鼠口服鼠李糖乳桿菌可明顯降低氣道高反應(yīng)性，顯著減少肺泡灌洗液和血清中Th2細(xì)胞因子[7]，而雙歧桿菌能下調(diào)Th2反應(yīng)，減輕小鼠的氣道高反應(yīng)性[8]。張娟等[9]發(fā)現(xiàn)，酪酸梭菌可顯著降低哮喘小鼠支氣管肺泡灌洗液中炎癥細(xì)胞總數(shù)和白細(xì)胞介素（IL）-4含量，升高血清IL-10水平?？梢姡c道菌群失調(diào)可影響Th1/Th2平衡而致哮喘。

1.2 Th17/Treg淋巴細(xì)胞分化失衡學(xué)說

Th17細(xì)胞是一種輔助T淋巴細(xì)胞亞群，IL-17A由Th17細(xì)胞特異性產(chǎn)生。Th17和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（Treg）是連接腸道菌群和腸道免疫功能的關(guān)鍵細(xì)胞亞群。Lee等[10]研究表明，普通小鼠體內(nèi)IL-17表達(dá)水平相對高于無菌小鼠，表明腸道微生物能影響機(jī)體內(nèi)促炎癥和抗炎癥2種免疫反應(yīng)之間的平衡。Furusawa等[11]發(fā)現(xiàn)，給予腸道定植梭菌的小鼠高纖維飲食，能升高外周Treg數(shù)量。孫大慶等[12]建立腸道菌群失調(diào)小鼠模型，隨后氣道吸入卵清蛋白激發(fā)哮喘，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，腸道菌群失調(diào)小鼠肺組織Th17水平高于正常對照組，推測可能與Treg調(diào)節(jié)功能不足有關(guān)。也有研究發(fā)現(xiàn)，腸道益生菌能誘導(dǎo)Treg產(chǎn)生黏膜免疫耐受，促進(jìn)Th0細(xì)胞向Treg定向分化，糾正Th17/Treg平衡[13]。因此，影響Treg/Th17平衡可能是腸道菌群引起哮喘的機(jī)制之一。

1.3 樹突狀細(xì)胞與腸道菌群

樹突狀細(xì)胞（DCs）是識別內(nèi)外抗原、調(diào)節(jié)免疫功能的關(guān)鍵因素，是機(jī)體內(nèi)重要的抗原提呈細(xì)胞。DCs能調(diào)節(jié)獲得性免疫反應(yīng)，DCs對Th2細(xì)胞的始動作用在哮喘起始階段發(fā)揮重要作用[14]。腸道益生菌制劑能增加CDllc+調(diào)節(jié)性樹突狀細(xì)胞（rDCs）水平，促其分泌IL-10、IL-6等細(xì)胞因子，提示腸道菌群失調(diào)誘發(fā)哮喘的作用機(jī)制可能與DCs有關(guān)[15]。

1.4 Toll樣受體與腸道菌群

TLRs是Ⅰ型跨膜蛋白受體，在炎癥反應(yīng)中具有重要作用[16]。其中，TLR2、TLR4是TLRs家族的重要亞型，并與哮喘關(guān)系密切[17]。國外有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，給孕鼠口服乳酸桿菌可通過激活TLR2/4通路預(yù)防后代鼠過敏性氣道炎癥反應(yīng)[18]。腸上皮TLRs/核因子-κB（NF-κB）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在維持腸上皮免疫系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及其與腸道共生菌平衡中起重要作用[19]。研究顯示，腸黏膜上皮細(xì)胞僅表達(dá)少量TLR2、TLR4，健康腸道可弱化對腸腔細(xì)菌的識別，若腸道菌群失調(diào)則打破耐受機(jī)制，TLR與相關(guān)受體結(jié)合，激活NF-κB而誘導(dǎo)炎癥發(fā)生[20]。

1.5 腸道菌群代謝產(chǎn)物

腸道菌群除直接與宿主相互作用外，還通過影響腸道內(nèi)代謝物質(zhì)的吸收及厭氧發(fā)酵產(chǎn)生一系列物質(zhì)，即腸道菌群代謝產(chǎn)物，其中部分被跨腸上皮吸收進(jìn)入循環(huán)，與免疫調(diào)節(jié)有關(guān)。短鏈脂肪酸（SCFAs）是淀粉、膳食纖維等通過腸道菌群代謝的主要產(chǎn)物，包括乙酸、丙酸、異丁酸、丁酸等。SCFAs介導(dǎo)的抗炎機(jī)制包括激活G蛋白偶聯(lián)受體（GPCRs），減少促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生和增強Treg，其中GPR41和GPR43是重要的SCFAs受體，SCFAs能通過激活GPR43促進(jìn)Treg增殖及免疫抑制功能[21]，通過激活GPR41抑制過敏性氣道炎癥。

2 脾虛與哮喘

哮喘屬中醫(yī)學(xué)“哮病”“喘證”范疇，宿痰伏飲為其發(fā)病內(nèi)因。《癥因脈治·哮病》“哮病之因，痰飲留伏……潛伏于內(nèi)……則哮喘之癥作矣”明確指出哮病病因以痰飲為主?！夺t(yī)學(xué)法律·痰飲》有“痰飲之息，未有不從胃起者矣”，一方面，脾虛不能運化水液，津液聚而生痰，聚濕生痰為飲，伏于體內(nèi)，痰阻氣道，上迫胸肺則咳逆倚息、短氣不得臥；另一方面，脾胃虛弱則氣血生化乏源，脾胃水谷所化精氣先輸布于肺，故脾胃虛弱首先累及肺，肺氣虛衰則肅降功能失調(diào)引發(fā)哮喘。歷代醫(yī)家治療肺系疾病時多重視脾土。沈金鰲《雜病源流犀燭·咳嗽》云：“肺不傷不咳，脾不傷不久咳?！薄杜R證指南醫(yī)案·哮》亦指出，哮喘“久發(fā)中虛，必補中氣”。痰飲既是脾虛產(chǎn)生的一種病理產(chǎn)物，又可成為致病因素，出現(xiàn)痰阻脾胃，二者相互作用，相互為患；同時，哮喘反復(fù)發(fā)作，耗傷正氣，使機(jī)體免疫力下降，從而加重脾氣虧虛。可見，脾虛乃哮喘關(guān)鍵病機(jī)。

3 脾虛證與腸道菌群

脾胃乃后天之本，氣血生化之源，若脾胃虛弱，運化失常，則見納差、倦怠、泄瀉、腹脹等癥狀。生理狀態(tài)的腸道菌群按一定種類、數(shù)量、比例而相互依存、相互制約，處于動態(tài)平衡，一旦失去平衡，就會出現(xiàn)腹瀉、納差、乏力等。研究顯示，脾胃運化功能與腸道菌群關(guān)系密切，如消化吸收、免疫防御等，符合中醫(yī)學(xué)“脾胃為后天之本”“脾主運化”等理論[22]。當(dāng)機(jī)體胃腸功能異常時，腸道微生態(tài)系統(tǒng)受到破壞，出現(xiàn)大腸桿菌等條件性病原菌大量增殖，以及雙歧桿菌等益生菌數(shù)量顯著下降[23]。腸道菌群微生態(tài)平衡是維持中醫(yī)脾生理功能正常的重要因素，一旦微生態(tài)失衡，菌群紊亂，易出現(xiàn)中醫(yī)“脾虛濕困”病理現(xiàn)象[2]。丁維俊等[24]研究發(fā)現(xiàn)，脾虛證模型小鼠腸道菌群中雙歧桿菌、乳桿菌及類桿菌、厭氧菌含量較正常小鼠明顯偏低，而大腸桿菌等需氧菌含量明顯增多。脾虛泄瀉患者雙歧桿菌/腸桿菌比值低于健康人，番瀉葉與大黃煎劑致大鼠脾虛后腸道菌群多樣性顯著降低[25]?？梢?，脾虛證與腸道微生態(tài)之間存在關(guān)聯(lián)。

4 健脾類方藥對腸道菌群的調(diào)節(jié)作用

近年來，健脾類方劑對腸道微生態(tài)的調(diào)節(jié)作用越來越受到關(guān)注。臨床研究表明，健脾類方藥能改善哮喘臨床癥狀，減少急性發(fā)作次數(shù)，延緩肺功能下降[26]。任光友等[27]發(fā)現(xiàn)，四君子湯能增加小鼠腸道益生菌雙歧桿菌、乳酸桿菌菌量。七味白術(shù)散能促進(jìn)雙歧桿菌、乳酸菌等腸道有益菌的生長[28]；參苓白術(shù)散能使小鼠腸桿菌、雙歧桿菌、類桿菌、乳酸桿菌等數(shù)量恢復(fù)到正常水平，修復(fù)腸黏膜組織損傷[29]；加味補中益氣湯能恢復(fù)乳酸桿菌、雙歧桿菌、腸球菌、枯草芽胞桿菌數(shù)量[30]。復(fù)方蒼術(shù)方（蒼術(shù)、薏苡仁、山楂等）能調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，改善腸道微環(huán)境，增強腸道黏膜屏障作用[31]；健脾止瀉顆粒能調(diào)節(jié)脾虛泄瀉小鼠腸道菌群，使受損的小腸上皮細(xì)胞微絨毛明顯改善，從而對脾虛小鼠發(fā)揮治療作用[32]。

5 小結(jié)

迄今研究顯示，腸道菌群與哮喘、脾虛證與腸道菌群之間關(guān)系密切，誘導(dǎo)哮喘發(fā)病的Th1/Th2、Th17/Treg平衡失調(diào)、炎癥信號通路TLRs/NF-κB、腸道代謝產(chǎn)物均與腸道菌群相關(guān)。調(diào)節(jié)腸道菌群可能為治療哮喘提供新途徑。中醫(yī)健脾法能調(diào)節(jié)腸道菌群，維持腸道微生態(tài)平衡，運用健脾類方藥治療哮喘也取得良好效果?；谏鲜鲅芯浚覀冋J(rèn)為，健脾法治療哮喘的作用機(jī)制可能是通過調(diào)節(jié)腸道菌群而實現(xiàn)，可對健脾法治療哮喘的現(xiàn)代機(jī)制研究進(jìn)行闡釋，為健脾類方藥治療哮喘有效性提供科學(xué)依據(jù)。

當(dāng)然，目前對哮喘腸道菌群研究尚存在不足，如研究大多體現(xiàn)在增加有益菌數(shù)量、降低致病菌數(shù)量等方面，而對更深入的分子生物學(xué)機(jī)制涉足較少。近年來，宏基因組學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，為腸道菌群的研究帶來更大機(jī)遇。利用分子生物學(xué)檢測方法研究腸道菌群，能深入揭示腸道菌群失調(diào)在哮喘發(fā)病中的作用，而明確健脾類方藥治療哮喘的作用靶點應(yīng)是今后研究的主要方向。