基于腸道菌群探討健脾類方藥防治哮喘的研究進(jìn)展＊

賈文清 徐成靈 陳靜

哮喘是一種反復(fù)發(fā)作性的慢性氣道炎癥性疾病，近年來發(fā)病率不斷上升，已成為關(guān)注的熱點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群與哮喘免疫紊亂密切相關(guān)。腸道菌群作為人體最大的微生物系統(tǒng)，菌群穩(wěn)態(tài)被破壞會導(dǎo)致機(jī)體免疫功能失衡，引發(fā)哮喘等過敏性疾病。中醫(yī)《脾胃論》言：“脾胃虛則肺最受病?！闭J(rèn)為脾虛是哮喘發(fā)病的關(guān)鍵，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，中醫(yī)“脾”與腸道菌群在抵御病原體入侵、維持免疫穩(wěn)態(tài)等一系列功能上極為相似[1]。中醫(yī)健脾類方藥在防治哮喘中有顯著效果，且在一定程度上能調(diào)節(jié)腸道菌群。筆者查閱文獻(xiàn)，將腸道菌群與哮喘、脾虛與腸道菌群的關(guān)系及健脾類中藥通過調(diào)節(jié)腸道菌群防治哮喘的相關(guān)機(jī)制進(jìn)行綜述，以期為以腸道菌群為靶點(diǎn)防治哮喘免疫失衡的健脾類中藥的開發(fā)提供新思路。

1 腸道菌群與哮喘免疫失衡密切相關(guān)

1.1 腸道菌群與Th1/Th2免疫失衡機(jī)制

Th1/Th2免疫失衡是哮喘的核心機(jī)制。在哮喘患者中，Th2型免疫反應(yīng)過度增強(qiáng)，高水平白介素（IL）-4、IL-5等促炎因子抑制Th1免疫反應(yīng)，促進(jìn)免疫球蛋白E（IgE）、嗜酸粒細(xì)胞趨化因子（eotaxin）趨化因子誘導(dǎo)肥大細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞脫顆粒分泌炎性介質(zhì)。研究者發(fā)現(xiàn)生命早期微生物多樣性與T淋巴細(xì)胞的分化密切相關(guān)[2-3]。研究者發(fā)現(xiàn)生命早期微生物多樣性與哮喘發(fā)病及病情發(fā)展程度呈負(fù)相關(guān)，隨著優(yōu)勢物種豐度降低致使T細(xì)胞向Th1細(xì)胞方向轉(zhuǎn)化能力減弱，導(dǎo)致Th1/Th2失衡[4]。Hevia等[5-6]發(fā)現(xiàn)3周齡以前不同月齡段的哮喘患兒腸道菌群中雙歧桿菌和乳酸菌含量較低，梭狀芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、脆弱擬桿菌呈不同階段性含量升高，且早期脆弱擬桿菌在腸道的定植致使Th1/Th2免疫失衡，是哮喘發(fā)生的關(guān)鍵。Wu等[7-8]在給予減毒沙門氏菌及約氏乳酸桿菌后下調(diào)過敏性Th2免疫反應(yīng)，減輕哮喘小鼠氣道炎癥。由此可見，哮喘早期腸道菌群的定植會影響Th1、Th2細(xì)胞成熟、分化，腸道菌群紊亂會導(dǎo)致Th1/Th2免疫穩(wěn)態(tài)失衡誘導(dǎo)哮喘的發(fā)生發(fā)展。

1.2 腸道菌群與Th17/Treg免疫失衡機(jī)制

在哮喘患者中，介導(dǎo)免疫負(fù)調(diào)控的Treg細(xì)胞免疫功能下降，Th17免疫過強(qiáng)，其分泌的細(xì)胞因子IL-17促進(jìn)IL-8、MCP-1趨化因子誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞脫顆粒聚集氣道釋放炎性介質(zhì)，加重氣道炎癥和重塑[9]。Zou等[10]發(fā)現(xiàn)Th17/Treg穩(wěn)態(tài)在病程長、病情惡化或急性發(fā)作的哮喘患者中失衡較Th1/Th2更具有顯著性，血漿中細(xì)胞因子IL-17A/IL-10及轉(zhuǎn)錄因子RORγt/Foxp3比值隨著患者病情惡化程度升高。Heul等[11-12]研究發(fā)現(xiàn)變形菌門、厚壁菌門豐度增加會加強(qiáng)哮喘Th17免疫反應(yīng)，在年齡較大的哮喘小鼠中發(fā)現(xiàn)其腸道中擬桿菌門/厚壁菌門數(shù)值降低，且Th17/Treg免疫失衡顯著。研究發(fā)現(xiàn)，普雷沃氏菌屬可通過TLR2受體促進(jìn)抗原遞呈細(xì)胞分泌IL-23、IL-1，促進(jìn)Th17細(xì)胞分化[13]。在菌群失調(diào)的哮喘小鼠中發(fā)現(xiàn)檸檬酸桿菌能抑制Tregs分化，絲狀細(xì)菌能誘導(dǎo)IL-17產(chǎn)生，促進(jìn)Th17免疫反應(yīng)[14-15]。由此可見，腸道菌群失衡可進(jìn)一步加重哮喘Th17/Treg免疫紊亂影響哮喘病程的發(fā)生發(fā)展。

1.3 腸道菌群與Th9密切相關(guān)

Th9細(xì)胞主要存在于淋巴結(jié)、氣管周圍，Th9細(xì)胞增多加重哮喘氣道炎癥及氣道高反應(yīng)性，影響肺功能[16-17]。陳黎等[18]發(fā)現(xiàn)哮喘患者尿液代謝物中金黃色葡萄球菌含量增多。金黃色葡萄球菌及其分泌的葡萄球菌腸毒素作為潛在過敏原，能促進(jìn)Th9細(xì)胞分化，IL-9分泌增多，誘導(dǎo)嗜酸性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞等炎性細(xì)胞聚集，引發(fā)氣道炎癥[19-20]。金黃色葡萄球菌暴露時(shí)間與青年哮喘發(fā)病率及惡化程度呈正相關(guān)[21]。

1.4 腸道菌群與Ⅱ型固有淋巴細(xì)胞（ILC2s）密切相關(guān)

先天淋巴細(xì)胞是連接固有免疫和適應(yīng)性免疫的橋梁，聚集于腸黏膜、肺部等與外界接觸最多的部位，對病原微生物侵襲能作出早期免疫反應(yīng)。目前，ILC2s被稱為Th2的“鏡像細(xì)胞”，研究者在哮喘患者外周血中分離的ILC2s細(xì)胞培養(yǎng)后的上清液中檢測到高含量的Th2細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子如IL-5、IL-13[22]。研究表明，梭狀芽孢桿菌和白色念菌珠可相互協(xié)助其在腸道定植生長的能力，同時(shí)誘導(dǎo)M2巨噬細(xì)胞產(chǎn)生前列腺素E2激活I(lǐng)LC2s[23]。Lewis等[24]發(fā)現(xiàn)腸菌代謝物短鏈脂肪酸丁酸鹽可降低ILC2s細(xì)胞中GATA3轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)，從而限制ILC2s中氧化磷酸化程度，緩解ILC2s驅(qū)動(dòng)的氣道高反應(yīng)和肺部炎癥。

2 脾虛與腸道菌群的關(guān)系

《脾胃論·脾胃盛衰論》云：“百病皆由脾胃衰而生也”。提示脾虛是多種疾病的病理基礎(chǔ)。中醫(yī)認(rèn)為，脾為后天之本，氣血生化之源。水谷精微物質(zhì)依賴于脾主運(yùn)化功能，將營養(yǎng)物質(zhì)散布肺臟及周身，脾虛則不能上養(yǎng)與肺，認(rèn)為脾虛是哮喘發(fā)病的關(guān)鍵?，F(xiàn)代研究認(rèn)為，腸道菌群平衡是脾主運(yùn)化功能正常的依據(jù)之一，腸道菌群可以有效驅(qū)動(dòng)固有免疫和適應(yīng)性免疫的發(fā)育成熟，維持機(jī)體免疫穩(wěn)態(tài)，關(guān)乎著機(jī)體免疫、消化、代謝、營養(yǎng)供應(yīng)一系列生理作用[25]。熊英等[26-27]研究表明脾虛模型腸道消化吸收功能減弱，腸道菌群結(jié)構(gòu)失衡，物種豐富減少，小鼠桿菌/球菌的比例減小。李慧娟等[28]在脾虛模型大鼠腸道中觀測到腸球菌、大腸埃希菌、乳酸菌數(shù)量顯著減少。由此可見，中醫(yī)“脾”生理功能和腸道菌群平衡互為因果，而腸道菌群的動(dòng)態(tài)平衡是由多種微生物占位生存、代謝及免疫反應(yīng)共同維持的結(jié)果[29]。因此，維持腸道菌群穩(wěn)態(tài)是中醫(yī)“脾”功能運(yùn)化正常的重要基礎(chǔ)。

3 健脾類中藥可通過調(diào)節(jié)腸道菌群防治哮喘

3.1 健脾方藥改善腸道菌群結(jié)構(gòu)

健脾類中藥能夠促進(jìn)腸道各優(yōu)勢菌的占位能力，阻擋有害菌的定植及增殖，減少有害菌入侵。柳萍飛等[30-31]研究發(fā)現(xiàn)哮喘患者或小鼠腸道菌群中糞桿菌屬、大腸桿菌、酵母菌數(shù)量顯著增多，擬普雷沃菌屬、普雷沃菌屬、螺桿菌屬的相對豐度的下降。黃芪、白術(shù)能增加普雷沃菌屬、沙特爾沃思菌屬（Shuttleworthia）和乳酸桿菌數(shù)量，抑制大腸桿菌及金黃色葡萄球菌生長[32-33]。歐陽學(xué)認(rèn)等[31]研究發(fā)現(xiàn)參苓白術(shù)散能增加哮喘小鼠腸道菌群豐富度和多樣性，尤以擬普雷沃菌屬、普雷沃菌屬、螺桿菌屬的豐度升高顯著。師留杰[34]發(fā)現(xiàn)平喘顆粒能提高乳酸桿菌屬相對豐度，降低哮喘小鼠腸道菌群幽門螺桿菌屬相對豐度，通過腸道菌群抑制L33/ST2/ILC2s炎癥信號通路，減少ILC2s細(xì)胞分化，修復(fù)氣道黏膜屏障，減輕哮喘小鼠肺部炎癥。袁星星[35]發(fā)現(xiàn)六君子湯治療后，哮喘患者腸道菌群豐度和多樣性增加，恢復(fù)了哮喘患者腸道菌群穩(wěn)態(tài)，提高了乳酸桿菌屬、副雷沃菌屬、韋榮氏球菌屬等的相對豐度，達(dá)到了對哮喘患者的治療作用。劉夢昀等[36-37]表明乳酸桿菌、雙歧桿菌此有益菌可糾正哮喘小鼠Treg細(xì)胞比例，增加Treg細(xì)胞免疫調(diào)控能力，刺激Th1/Th2平衡，上調(diào)IFN-γ分泌，降低Th2特異性炎癥因子IL-4、IL-13分泌水平及IgE含量，減輕氣道炎癥。趙西斌等[38]同樣發(fā)現(xiàn)麻芍平喘湯升高了哮喘患者雙歧桿菌、乳酸桿菌相對豐度，降低了大腸桿菌相對豐度，減少了IL-4、IL-6、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）炎性因子含量，緩解哮喘臨床癥狀。以上結(jié)果提示健脾類中藥可上調(diào)有益菌的相對豐度并增加其定植能力，通過抑制有害菌的增殖調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，改善哮喘免疫失衡，緩解氣道炎癥。

3.2 健脾類方藥提高短鏈脂肪酸含量

短鏈脂肪酸為腸道消化膳食纖維的代謝產(chǎn)物，腸道分布水平最為廣泛，在防治哮喘中發(fā)揮重要作用。短鏈脂肪酸能調(diào)節(jié)腸道pH值，通過分解產(chǎn)生氫離子促進(jìn)耐酸性差的大腸桿菌等致病菌死亡，控制炎癥反應(yīng)[39]。靳雙星等[40]研究發(fā)現(xiàn)補(bǔ)中益氣湯能有效調(diào)節(jié)腸道環(huán)境，提高腸道酶活性，為有益菌提供適宜環(huán)境。周娟[41]將給藥前后的哮喘小鼠的短鏈脂肪酸進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)異功散組小鼠短鏈脂肪酸含量增加，哮喘氣道炎癥得到緩解。Dong等[42-43]將固本方消湯給予哮喘模型小鼠和菌群紊亂哮喘模型小鼠后發(fā)現(xiàn)，與模型組相比，固本方消湯組小鼠恢復(fù)了腸道菌群微生物構(gòu)成，并提高了短鏈脂肪酸水平，增強(qiáng)了Treg細(xì)胞的分化；乙酸補(bǔ)充組小鼠恢復(fù)了固本方消湯組對模型哮喘小鼠的治療作用，提示固本方消湯能提高短鏈脂肪酸乙酸含量，乙酸等短鏈脂肪酸通過刺激免疫細(xì)胞G蛋白偶聯(lián)受體，抑制組蛋白去乙酰化，促進(jìn)Th1、Treg細(xì)胞分化，減少IL-4、IL-13等炎性因子產(chǎn)生，拮抗Th2免疫反應(yīng)，調(diào)整哮喘免疫失衡，提示健脾類方藥可提高短鏈脂肪酸含量，調(diào)節(jié)腸道pH值環(huán)境，同時(shí)調(diào)節(jié)免疫失衡治療哮喘。

3.3 健脾類方藥保護(hù)腸黏膜屏障

腸道菌群和腸黏膜結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成腸黏膜屏障，在哮喘發(fā)生機(jī)制中發(fā)揮重要作用，腸道菌群紊亂導(dǎo)致腸黏膜免疫能力下降，腸結(jié)構(gòu)破壞。分泌型免疫球蛋白A（SIgA）作為反映黏膜屏障狀態(tài)的主要抗體，能夠抑制有害菌在腸道的定植，難以穿破黏膜屏障，減少內(nèi)毒素入血，從而發(fā)揮預(yù)防或改善哮喘的效果[44]。江勇等[45]研究發(fā)現(xiàn)白術(shù)多糖通過抑制TLR4/NF-κB信號通路傳導(dǎo)，減少炎癥因子IL-6、IL-1β的分泌，上調(diào)黏膜SIgA水平，降低脂多糖在腸道的通透性，修復(fù)腸屏障結(jié)構(gòu)并增強(qiáng)腸黏膜免疫功能。加味四君子湯、芍藥茯苓甘草湯能夠增加腸道緊密連接，水通道蛋白表達(dá)，保護(hù)腸黏膜屏障生理結(jié)構(gòu)完整，維持腸道對菌群代謝物等物質(zhì)的正常通透性[46-47]。黃芪建中湯能提高腸道有益菌雙歧桿菌含量，減低血清中D-乳酸及二胺氧化酶含量，修復(fù)腸黏膜形態(tài)損傷，調(diào)整CD4+、CD3+T淋巴細(xì)胞水平，提高機(jī)體免疫功能[48]。提示健脾中藥對保護(hù)腸黏膜有顯著效果。

綜上，腸道菌群與哮喘、脾虛和腸道菌群有密切聯(lián)系。腸道菌群是哮喘發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)，基于腸道菌群和脾虛的關(guān)系，中醫(yī)藥從脾論治改善腸道菌群紊亂已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可，運(yùn)用中醫(yī)健脾類方藥調(diào)節(jié)腸道菌群防治哮喘主要通過調(diào)節(jié)腸道菌群豐度和多樣性，增加有益菌相對豐度，抑制有害菌增殖；提高菌群代謝產(chǎn)物短鏈脂肪酸含量；修復(fù)腸黏膜屏障，抑制炎癥因子分泌及調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞分化、增殖，從而改善免疫失衡狀態(tài)，緩解哮喘的發(fā)生發(fā)展。然而，目前多數(shù)研究是處于健脾方藥對哮喘的作用及其腸道菌群結(jié)構(gòu)、代謝物影響方面的研究，具體作用機(jī)制及靶點(diǎn)仍需深入探討，篩選對哮喘相關(guān)菌屬有針對性的健脾類中藥，以期為今后哮喘的防治提供新的研究方向。