黃連素緩解腸易激綜合征作用機制的研究進展*

劉良浩， 蔣志濱， 于海洋， 吳志斌， 李泠君， 唐 甜， 高 潔

（貴州中醫(yī)藥大學(xué)，貴州 貴陽 550025）

腸易激綜合征（irritable bowel syndrome，IBS）是由飲食、遺傳、腸道感染等因素觸發(fā)，以腹痛、腹脹、腹部不適、排便頻率或大便性狀改變?yōu)橹饕憩F(xiàn)的一種中青年女性多發(fā)性腸道功能紊亂性疾病，患者腸道無器質(zhì)性病變，常伴有乏力、消化不良、焦慮等癥狀。IBS 的癥狀根據(jù)羅馬Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)可分為腹瀉型（IBS-D）、便秘型（IBS-C）、混合型（IBS-M）及不定型（IBS-U），其中IBS-D的發(fā)病率最高。流行病學(xué)顯示，IBS 在全球范圍內(nèi)約有1/10 的人受IBS 的影響，其患病率呈上升趨勢，是嚴重降低人們生活質(zhì)量的健康問題［1］。每年與IBS 相關(guān)的直接和間接成本在國內(nèi)高達71.23 億人民幣，在歐洲約80 億歐元，在美國超過100億美元［2］。目前IBS的治療以止瀉、促動力、抗炎、止痛等方式為主，雖可減輕一般患者的臨床癥狀，但是對于癥狀交織復(fù)雜的IBS患者治療作用并不理想。黃連素（berberine，BBR）又名小檗堿，是臨床常用于治療機體多個系統(tǒng)病癥的藥物。多年來，臨床報道BBR 對減輕IBS 癥狀及改善預(yù)后有積極作用?；诖?，本文擬對黃連素緩解IBS的作用機制進行綜述。

1 BBR與IBS的關(guān)系

BBR 是提純于黃連（Coptis chinensis）等中藥的季銨生物堿，味微苦，顏色淡黃，微溶于水，吸收緩慢，在國內(nèi)常被制成鹽酸黃連素等非處方藥。BBR 在消化道內(nèi)較穩(wěn)定，可經(jīng)過肝臟等器官組織的一系列催化作用變成葡萄糖醛酸和硫酸結(jié)合物以發(fā)揮不同的藥理學(xué)作用［3］。BBR 可協(xié)助機體發(fā)揮抗菌、抗炎、抗氧化、調(diào)節(jié)膜電位、調(diào)節(jié)血糖、調(diào)節(jié)心率等作用，能治療消化道疾病、糖尿病、心律失常等，被用于減輕腹痛、腹瀉等消化道癥狀的歷史悠久。

IBS 患者常有腸道高敏感性、腸道菌群紊亂、異常炎癥反應(yīng)、過氧化反應(yīng)等表現(xiàn)，癥狀遷延日久反饋調(diào)節(jié)刺激中樞與周圍神經(jīng)系統(tǒng)，反作用于胃腸道，進一步加重臨床反應(yīng)與病情復(fù)雜性［4］。有學(xué)者認為，腦-腸軸的神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫因素相互交錯可能是IBS 的發(fā)病機制，然而IBS 的根本發(fā)病機制至今仍未完全明確。國際上治療IBS以緩解癥狀為主，常見藥物有血清素受體阻斷劑阿洛司瓊、抗生素利福昔明、阿片受體激動劑艾沙度林等，可從調(diào)節(jié)腸道菌群、抗炎、調(diào)控腸道細胞收縮、抗氧化等方面緩解癥狀。BBR 具有多效性，可協(xié)助機體從多個層面緩解腸道癥狀。一項回顧性分析表明，BBR可有效減輕IBS患者腹痛、腹瀉等癥狀并改善預(yù)后［5］。

目前，BBR緩解IBS的作用機制仍未明確?，F(xiàn)有的文獻表明，BBR對結(jié)腸平滑肌細胞的Ca2+異常內(nèi)流誘發(fā)的腹痛、腹瀉等癥狀有較好的治療作用，臨床上常用于治療IBS-D；同時，BBR 對IBS 患者的腸道菌群紊亂、腸道炎癥、過氧化反應(yīng)等均有抑制作用，故推測BBR 可能從減少腸道平滑肌細胞的Ca2+內(nèi)流、糾正腸道菌群紊亂、抑制腸道炎癥、調(diào)控氧化反應(yīng)等層面抑制IBS的發(fā)展。

2 BBR減少腸道平滑肌細胞的Ca2+內(nèi)流

鈣通道在體內(nèi)被精確調(diào)控，參與各類細胞的收縮、興奮、生長等過程，其中胃腸道平滑肌細胞的鈣通道對消化系統(tǒng)的正常運行起著重要的調(diào)節(jié)作用［6］。結(jié)腸平滑肌細胞的Ca2+內(nèi)流產(chǎn)生內(nèi)向電流，隨后去極化到閾值即發(fā)生動作電位，使平滑肌細胞收縮；動作電位產(chǎn)生的同時激發(fā)細胞內(nèi)K+外流形成外向電流，使細胞膜逐漸復(fù)極化至靜息電位。胃腸道平滑肌細胞動力異常是IBS 的生物學(xué)標(biāo)志。結(jié)腸平滑肌細胞膜的L 型鈣通道在炎癥等傷害性刺激的作用下發(fā)生功能紊亂或重構(gòu)時，胞外Ca2+大量通過L 型鈣通道到胞內(nèi)，使細胞產(chǎn)生異常興奮和去極化，進而誘發(fā)腸道異常收縮、疼痛、排便感增加、排便溏稀等IBS 癥狀［7-8］。BBR 具有鈣通道拮抗劑的作用，可直接抑制IBS 患者結(jié)腸平滑肌細胞的L 型鈣通道，減輕癥狀反應(yīng)［9］。此過程中，BBR 抑制結(jié)腸平滑肌細胞膜表面Ca2+內(nèi)流，降低肌球蛋白輕鏈的磷酸化水平，減少K+通道的開放，不僅防止結(jié)腸平滑肌鈣通道電重構(gòu)，也發(fā)揮著減弱腸道動力、減輕腸道敏感性及保護腸道平滑肌細胞的作用［10］。BBR 減少K+外流的同時還可減少Cl-分泌，減輕過度分泌Cl-引起的分泌性腹瀉癥狀［11］。臨床報道，服用BBR 可顯著降低患者結(jié)腸平滑肌細胞收縮頻率，增加腸道對水和鈉的吸收量，減輕腸內(nèi)壓與排便感，使患者的腹痛、腹瀉等癥狀得到顯著緩解［12］。

3 BBR糾正腸道菌群紊亂

龐大的腸道菌群構(gòu)成人體腸道微生態(tài)系統(tǒng)，正常情況下有益菌群主導(dǎo)腸道微生態(tài)，能多角度參與機體的物質(zhì)和能量代謝。病理狀態(tài)下菌群紊亂，條件致病菌和有害菌趁機參與或者誘發(fā)各類疾病，包括參與IBS的發(fā)生發(fā)展，誘發(fā)腸道異常收縮、疼痛、敏感性增加等癥狀［13］。BBR 具有與利福昔明相似的抗菌譜，能抑制或殺滅幽門螺旋桿菌、大腸桿菌等致病菌來降低菌群負荷，減輕有害菌引起的腸道炎癥與高敏感性，同時增加乳桿菌屬等有益菌的活性與豐富度［14］。BBR 既可與致病菌的DNA 結(jié)合、破壞其功能而抗菌，也可與菌群分泌物結(jié)合而抗菌，如與耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（methicillin-resistantStaphy?lococcus aureus，MRSA）分泌的毒力因子——酚溶性調(diào)節(jié)蛋白（phenol-soluble modulins，PSMs）結(jié)合，破壞MRSA生物膜的完整性，進而抑制或殺滅MRSA［15］。

IBS 患者體內(nèi)乙酸、丙酸、丁酸等短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）的合成與代謝常發(fā)生紊亂。機體腸道中的SCFAs 主要以放線菌門的雙歧桿菌、乳酸桿菌等產(chǎn)生的乙酸，以及厚壁菌門產(chǎn)生的丙酸和丁酸為主。實驗表明，BBR 可抑制大鼠腸道厚壁菌門的數(shù)量與活性，提高放線菌門中雙歧桿菌和乳酸桿菌的數(shù)量與活性［16-17］；BBR還可增加機體內(nèi)普雷沃菌屬、黃酮萊克托菌等乙酸菌屬的豐富度［18］；這或是BBR 調(diào)節(jié)SCFAs菌譜的機制之一。BBR 通過調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)來控制SCFAs 的合成，而SCFAs 可激活G 蛋白偶聯(lián)受體（G-protein-coupled receptors，GPCRs）進 而調(diào)控調(diào)節(jié)性T 細胞（regulatory cells，Treg）、白細胞介素22（interleukin-22，IL-22）等的含量來抑制腸道炎癥反應(yīng)，抑制有害菌脂多糖誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）合成及釋放，抑制乙酰膽堿受體以減慢結(jié)腸收縮，使腸道功能恢復(fù)正常，穩(wěn)定糞便內(nèi)菌群數(shù)量及SCFAs 含量［19-20］。值得一提的是，BBR 可通過調(diào)節(jié)腸道pH 使其更適合菌群存活與代謝，菌群分泌的硝基還原酶類物質(zhì)又可促進腸黏膜細胞吸收BBR，提高BBR 的吸收率［21］。此外，研究表明機體內(nèi)小膠質(zhì)細胞可參與調(diào)節(jié)IBS 的炎癥反應(yīng)［22］。小膠質(zhì)細胞由SCFAs 供給營養(yǎng)，當(dāng)其受到炎癥、感染等因素刺激時可分泌細胞因子和趨化因子，減輕炎癥損傷。BBR 可通過上調(diào)IBS 大鼠體內(nèi)SCFAs 含量來增加小膠質(zhì)細胞的數(shù)量和活性，間接調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞以減輕腸道炎癥反應(yīng)和過敏癥狀［23］。

4 BBR抑制腸道炎癥

核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）遍布于機體多種細胞中，不僅控制基因轉(zhuǎn)錄和細胞因子產(chǎn)生，也參與激活I(lǐng)BS 患者結(jié)腸黏膜的炎癥反應(yīng)［24］。NFκB 是腸道炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵物質(zhì)，活化后的NF-κB 能破壞IBS患者腸上皮細胞的完整性，誘導(dǎo)腸上皮細胞釋放促炎細胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β 和干擾素γ（interferon-γ，IFN-γ），加重腸道炎癥［25］。IFN-γ 可下調(diào)腸上皮細胞間緊密連接中支架蛋白和跨膜蛋白（occludin）的表達，TNF-α 可降低腸上皮細胞的跨上皮電阻，弱化腸道屏障功能。同時，TNF-α、IL-6、IL-1β 等炎癥因子可擾亂腸道細胞的蠕動、分泌和再吸收，加重IBS患者的腸黏膜敏感度［26］。BBR可抑制腸黏膜細胞中NF-κB 的轉(zhuǎn)導(dǎo)以減輕腸道炎癥反應(yīng)，降低腸道敏感性，其機制可能是：通過減少Toll 樣受體4 的表達、抑制IκB 的降解與磷酸化、抑制NF-κB 的p65亞基移位入核而抑制或阻斷NF-κB的激活，進而減少腸道細胞和血清中IFN-γ、IL-17、IL-6、IL-1β 及TNF-α 含量，加強腸道屏障功能，降低腸道敏感性［27-28］。實驗顯示，BBR 抑制NF-κB 而加強IBS 小鼠腸道屏障功能的同時，還能通過抑制腸道NLRP3 炎癥小體功能、上調(diào)腸黏膜細胞中鋅指蛋白A20 表達而加強腸道上皮連接，在減輕炎癥反應(yīng)的同時幫助修復(fù)腸道屏障［29-30］。

正常情況下，腸道組織內(nèi)促炎的Th17 細胞和抗炎的Treg 細胞比例保持相互平衡，在不引起過多破壞組織的炎癥反應(yīng)情況下，使機體保有一定程度的抗炎性。人體腸道菌群及其分泌物可以修飾膽汁酸（bile acid，BA），并將它們轉(zhuǎn)變?yōu)檠装Y調(diào)節(jié)物，同時指出，促炎的Th17 細胞與抗炎的Treg 細胞可受到這類炎癥調(diào)節(jié)物的調(diào)節(jié)［31］。IBS模型小鼠腸道內(nèi)BA 的2 種代謝產(chǎn)物，一種能促進T 細胞向Treg 細胞分化，另一種能抑制T細胞向Th17細胞分化，從而抑制IBS小鼠腸道炎癥反應(yīng)；在IBS等腸道疾病患者糞便中也有這2 種BA 代謝物。BA 類物質(zhì)主要通過與GPCRs結(jié)合而發(fā)揮促進腸道蠕動和參與生化反應(yīng)的作用。BBR 可改善腸道菌群豐富度，增加SCFAs 合成量，進而上調(diào)GPCRs的激活數(shù)量，幫助BA更多地與GPCRs結(jié)合，加強BA 代謝物調(diào)節(jié)腸道炎癥的能力，減輕IBS等腸道疾病患者的癥狀反應(yīng)［32-33］。

5 BBR調(diào)控氧化反應(yīng)

健康機體能控制氧化反應(yīng)在合理范圍內(nèi)以維持自身穩(wěn)態(tài)，而外界環(huán)境變化及疾病自身的進展均會導(dǎo)致氧化反應(yīng)的增強。體內(nèi)活性氧化物的生成量與抗氧化能力的強弱，不僅決定了機體氧化應(yīng)激損傷程度，也與IBS 病理進展密切聯(lián)系［34］。活性氧（reactive oxygen species，ROS）包括H2O2、NO 等，主要由線粒體在NADPH 氧化酶2（NADPH oxidase 2，NOX2）、黃嘌呤氧化酶（xanthine oxidase，XOD）等激動劑的共同作用下生成。ROS 損傷細胞蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、DNA等物質(zhì)時產(chǎn)生具有細胞毒性的丙二醛（malondialdehyde，MDA）。BBR 具有很強的抗氧化特性，對細胞內(nèi)蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA 都具有保護作用，可通過降低XOD 活性和抑制血小板聚集來下調(diào)NOX2 的含量，以減少ROS 生成［35］。IBS 患者體內(nèi)的H2O2和NO含量常高于正常值：H2O2可能通過激活瞬時受體電位陽離子通道A1（transient receptor potential cation channel A1，TRPA1）誘發(fā)腸道痛覺過敏；NO 能使結(jié)腸黏膜上皮血管擴張、充血、滲出增多及腺體分泌增多，進而誘發(fā)腹瀉、腹痛等表現(xiàn)［36］。BBR 可通過激活核因子E2 相關(guān)因子2/血紅素氧合酶1 通路而清除H2O2，抑制NF-κB 通路，下調(diào)一氧化氮合酶的表達，減少NO 的產(chǎn)生，從而減輕過氧化損傷，保護腸道屏障［37-38］。超 氧 化 物 歧 化 酶（superoxide dismutase，SOD）可清除大量氧化物而降低機體氧化應(yīng)激水平。患者體內(nèi)的SOD 和總抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC）與IBS 的發(fā)展?fàn)顟B(tài)相關(guān)，在恢復(fù)期SOD 與T-AOC 水平的升高提示SOD 對緩解IBS 患者癥狀有積極作用［39］。BBR 可促進SOD 等抗氧化酶的合成，下調(diào)ROS、MDA 等物質(zhì)水平，這對提升IBS 患者抗氧化能力，減輕IBS患者體內(nèi)的氧化應(yīng)激損傷具有重要意義［40-41］。

6 小結(jié)與展望

隨著人們的生活質(zhì)量改善、醫(yī)療水平提高及醫(yī)療常識的普及，IBS 的高發(fā)病率在將來有望得到控制。盡管人們對IBS的發(fā)病機制理解的越來越深刻，但仍然缺乏有效、簡便的治療手段。BBR 作為價廉的傳統(tǒng)藥物，可通過調(diào)節(jié)腸道平滑肌鈣通道、穩(wěn)定腸道微生態(tài)、抑制腸道炎癥、調(diào)節(jié)BA 吸收而參與腸道保護、調(diào)控氧化反應(yīng)等方式緩解IBS 患者的臨床癥狀。值得注意的是，患者體內(nèi)腸道菌群、腸道NF-κB通道、鈣通道、BA 代謝及過氧化反應(yīng)對腸道功能的影響呈現(xiàn)出相互交織的網(wǎng)狀聯(lián)系。其中任何因素改變皆可影響其他途徑的變化，進而加重IBS的組織損傷或臨床癥狀。如SCFAs 可通過調(diào)控Treg 細胞含量而下調(diào)腸道炎癥反應(yīng)；炎癥反應(yīng)使腸道細胞收縮異常；腸道細胞損傷導(dǎo)致過氧化反應(yīng)產(chǎn)生；腸道菌群改變又可影響GPCRs 功能使BA 作用異常。BBR 在維系腸道功能的良性運轉(zhuǎn)、調(diào)節(jié)上述機制間的關(guān)系等方面有不可忽視的作用，這對緩解IBS患者的臨床癥狀及改善預(yù)后具有積極意義。

雖已證實了BBR 可減輕IBS 癥狀，但仍需注意治療過程中部分患者可能出現(xiàn)一定的副作用，例如服用BBR制劑重塑腸道微生態(tài)的同時也可能伴隨輕度腹瀉［42］。今后的研究工作應(yīng)該結(jié)合代謝組學(xué)、免疫學(xué)及分子生物學(xué)設(shè)計系統(tǒng)嚴謹?shù)南嚓P(guān)實驗，精準(zhǔn)把握BBR 緩解IBS 的作用機制、使用劑量及服用禁忌，為一線用藥提供新的參考資料。