基于腸腎軸理論探討黃芪-丹參治療糖尿病腎病作用機制

李穎，楊玉蘭

1 天津中醫(yī)藥大學(xué) 天津 300250

2 天津中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院 天津 300250

世界范圍內(nèi)1 型糖尿病（T1D）和2 型糖尿?。═2D）患病率在過去幾十年均顯著增加，據(jù)統(tǒng)計30%～40%的糖尿病患者會發(fā)展為糖尿病腎?。―KD），這是最常見的微血管并發(fā)癥，也是終末期腎?。‥nd Stage Kidney Disease，ESKD）的主要原因[1]。使用腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)抑制劑（如血管緊張素II 受體阻滯劑和血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑）和新的降糖藥物（如鈉-葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白2 抑制劑）對DKD 的常規(guī)治療已被證實有利于降低糖尿病相關(guān)心血管發(fā)病率和減緩T2D 患者慢性腎臟病的進展[2-3]。然而，DKD 發(fā)展為ESKD 的殘留風(fēng)險仍然很高，一旦進入ESKD，目前唯一有效的治療方法就是腎臟替代治療（包括血液透析和腎移植），給患者帶來巨大經(jīng)濟壓力，這促使我們尋找新的治療思路和方法來及時治療DKD。

“腸腎軸”一詞最早由Ritz[4]于2011 年國際透析大會上所提出的“腸腎綜合征”衍生而來，表明腸道微生物群及衍生代謝產(chǎn)物、腸道黏膜屏障與腎臟炎性及免疫反應(yīng)、物質(zhì)代謝等存在著密切關(guān)系。最近的研究發(fā)現(xiàn)，DKD 患者腸道中益生菌豐度下降伴隨致病菌大量繁殖，菌群失調(diào)直接破壞腸屏障，腸道黏膜通透性增加，導(dǎo)致細菌易位和腸源性尿毒素在血液中積聚，激活炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激和纖維化途徑，加重腎損傷。此外，過量的代謝廢物不能經(jīng)腎臟充分排出并重新進入腸腔，進一步加劇腸道菌群紊亂，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)[5]。中藥治療DKD 療效明確，王佳敏[6]前期統(tǒng)計分析導(dǎo)師楊玉蘭教授治療DKD 的臨床經(jīng)驗及用藥規(guī)律，依據(jù)其數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果表明楊玉蘭教授治療DKD以補虛化瘀為主，其中黃芪-丹參為其治療選用的高頻藥對?；诖?，分析并總結(jié)黃芪-丹參通過腸腎軸改善DKD 的作用機制，明確其在臨床中的應(yīng)用價值，為其臨床治療與推廣提供理論指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)。

保護腸道屏障

腸道屏障包括微生物屏障、機械屏障、化學(xué)屏障、免疫屏障，腸道中的菌群構(gòu)成腸道微生物屏障[7]。Raparelli 等[8]研究表明，腸道菌群失調(diào)是腸道屏障受損的關(guān)鍵因素，腸道菌群豐富度及多樣性發(fā)生改變時，腸道生態(tài)平衡被打破，一些有害代謝物質(zhì)增加，使腸道pH 值升高，腸道黏膜受刺激、腸道屏障受損，血漿中腸源性尿毒素水平上升，誘發(fā)免疫細胞活化和促炎細胞因子、趨化因子釋放，引起局部炎癥和慢性全身性炎癥，加劇腎功能的惡化。

人體腸道中存在100 萬億個細菌，種類多達400種，其中厚壁菌門和擬桿菌門占比最高，約占人體菌群的90%，厚壁菌門（Firmicutes）與擬桿菌門（Bacteroidetes）之比（F/B）及其豐富度、多樣性均是反映腸道菌群紊亂的重要指標(biāo)[9]。大量研究發(fā)現(xiàn)黃芪丹參可通過調(diào)節(jié)腸道菌群改善腸道屏障受損狀態(tài)，韓聰?shù)萚10]采用16SrDNA 測序?qū)S芪丹參給藥后的高血壓模型大鼠腸道菌群進行分析，結(jié)果表明腸道菌群的豐富度及多樣性均優(yōu)于對照組，且F/B 的比值降低。張新霞等[11]探究參芪復(fù)方對Ⅱ型糖尿病大鼠腸道微生態(tài)的影響中發(fā)現(xiàn)參芪復(fù)方能夠降低患者的血糖、血脂，同時也在一定程度上改善了腸道微生態(tài)的失衡，降低放線菌屬的豐度，上調(diào)擬桿菌屬、乳酸桿菌及克雷伯氏桿菌屬的豐度。在黃芪丹參給藥后，大鼠腸道菌群中嗜黏蛋白阿克曼氏菌、腸道乳桿菌、羅伊氏乳桿菌的豐度增加。目前已經(jīng)明確擬桿菌屬、乳桿菌屬、雙歧桿菌屬和阿克曼菌屬，其豐度的增加均有利于維持腸道屏障的完整性[12]。除此之外，張愿[13]在參芪復(fù)方調(diào)節(jié)糖尿病GK 大鼠腸道菌群及代謝產(chǎn)物的實驗研究中，發(fā)現(xiàn)參芪復(fù)方能夠增加腸道免疫屏障的重要組成部分SIgA（腸道分泌型免疫球蛋白A，SecretoryimmunoglobulinA）水平；提高腸道黏膜細胞間緊密連接骨架蛋白ZO-1（胞質(zhì)蛋白-1，Zonulaoccludens-1）的蛋白表達，改善糖尿病GK 大鼠腸道黏膜上皮潰瘍、腸腺損傷、腸絨毛脫落及大量炎性細胞浸潤等病理表現(xiàn)。

調(diào)節(jié)腸道微生物代謝產(chǎn)物

1 減少腸源性尿毒素

在DKD 患者中，微生物代謝由糖水解發(fā)酵轉(zhuǎn)變?yōu)榈鞍姿獍l(fā)酵，腸道中大量氨基酸及蛋白質(zhì)在致病菌的作用下被酵解，從而導(dǎo)致腸源性尿毒素硫酸對甲酚（pcresylsulfate，PCS）、硫酸吲哚酚（indoxylsulfate，IS）的產(chǎn)生。由于PCS、IS 與血漿蛋白的高度結(jié)合，傳統(tǒng)的血液透析很難將其清除[14]，當(dāng)其在體內(nèi)大量積聚時，可介導(dǎo)腎小管間質(zhì)纖維化相關(guān)基因的表達，誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，促進炎癥反應(yīng)，加速腎小球硬化，使腎功能顯著下降[15]。

實驗研究表明，黃芪丹參可減少腸源性尿毒素的生成。王宏等[16]使用丹參藥物治療慢性腎衰竭模型大鼠12 周后，大鼠腸源性尿毒素AMTO、PCS、IS 的指標(biāo)均有下降。高婷婷[17]在基于腸道菌群研究黃芪治療慢性腎炎的研究中的發(fā)現(xiàn)，慢性腎臟病模型大鼠雙歧桿菌門（Bifidobacteriaceae）及梭桿菌門（Clostridieceae）相對豐度較黃芪給藥大鼠高，雙歧桿菌門和梭桿菌門作為腸道菌群的基礎(chǔ)菌且被廣泛認為對人體有益，但是在腎臟病研究中發(fā)現(xiàn)，它們能作為媒介參與尿毒素的產(chǎn)生。如食物中的苯丙氨酸和酪氨酸在Clostidiumdifficile、Bifidobacterium 等厭氧菌的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)閷追?，大部分對甲酚被腸道黏膜吸收，在腸道上皮細胞磺基轉(zhuǎn)移酶的作用下轉(zhuǎn)化為PCS。Clostridiumsporogenes、Escherichiacoli 將 食 物中的色氨酸分解產(chǎn)生吲哚，吲哚經(jīng)門靜脈循環(huán)進入肝臟經(jīng)羥化、硫酸化最終生成IS[18]。因此，黃芪丹參可通過調(diào)節(jié)腸道菌群，減少尿毒素產(chǎn)生菌，從而減少尿毒素的產(chǎn)生。

2 增加短鏈脂肪酸，有效調(diào)控血糖

短鏈脂肪酸（Shortchainfattyacids，SCFA）是腸道細菌發(fā)酵的末端產(chǎn)物，包括丁酸、醋酸和丙酸等，是腸道菌群和宿主腸上皮細胞的重要能量來源，可維持腸道酸堿平衡，抑制有害病原體生長，調(diào)節(jié)宿主腸道免疫，從而減少炎癥反應(yīng)[19]。SCFAs 不僅服務(wù)于共生細菌所在的腸道，而且在提高機體腸道的屏障能力[20]和抵抗外來病原體的入侵方面具有關(guān)鍵作用[21]。此外，SCFAs 可通過與G 蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)合調(diào)節(jié)機體對胰島素的敏感性，從而達到調(diào)控血糖的目的[22]。在DKD 患者中，由于低鉀飲食的限制，水果和蔬菜作為膳食纖維的重要來源攝入減少，導(dǎo)致SCFAs 的缺乏。

SCFAs 是由腸道細菌發(fā)酵所產(chǎn)生的，研究發(fā)現(xiàn)糖尿病腎病個體腸道中SCFAs 含量較少，尤其產(chǎn)丁酸菌屬豐度更低。董涵等[23]發(fā)現(xiàn)黃芪的主要成分黃芪總多糖能促進SD 大鼠的丁酸梭菌屬、乳酸桿菌屬等有益菌的生長，抑制腸桿菌屬有害菌的生成。隨后劉椏等[24]在觀察參芪復(fù)方對糖尿病血糖波動模型大鼠的腸道菌群影響中，同樣證實了參芪復(fù)方能夠促進丁酸菌屬的增殖。徐卓等[25]對Ⅱ型糖尿病腎病小鼠模型藥物干預(yù)實驗中，表明丹參莖葉總酚酸及丹參根總酚酸均可調(diào)節(jié)Ⅱ型糖尿病腎病小鼠腸道菌群，對腸道中乙酸、丁酸、異戊酸和戊酸含量均具有顯著上調(diào)作用。

保護腎小球濾過屏障

CKD 患者腎小球濾過功能異常，導(dǎo)致腎功能逐漸下降并且不可逆轉(zhuǎn)[26]，其代謝廢物如肌酐、尿素、尿酸不能經(jīng)過腎臟排泄而蓄積于體內(nèi)，血液中的代謝廢物濃度變高，這些廢物透過腸壁血管不斷進入腸腔，使腸內(nèi)處于高代謝廢物水平狀態(tài)，腸內(nèi)細菌的生活環(huán)境發(fā)生變化，腸道菌群發(fā)生改變，腸道微生態(tài)嚴(yán)重失衡。同時代謝廢物造成腸道pH 值升高，刺激腸黏膜，改變腸道屏障結(jié)構(gòu)。腎小球濾過屏障由腎小球內(nèi)皮細胞、腎小球基底膜和臟層上皮細胞（足細胞）共同構(gòu)成，若腎小球內(nèi)皮細胞損傷、血管通透性增加，腎小球基底膜增厚或者足細胞裂隙蛋白缺乏或突變，均會導(dǎo)致腎小球濾過屏障受損。黃芪丹參配伍及其有效成分可通過多種途徑保護腎小球濾過屏障。

1 保護腎小球內(nèi)皮細胞

腎小球血管內(nèi)皮細胞呈扁平狀覆蓋于毛細血管壁腔側(cè)，作為腎小球濾過膜的第一道屏障，其具有抗凝、抗血栓，合成基底膜及血管活性物質(zhì)等作用。研究表明黃芪有效成分毛蕊異黃酮能夠通過激活蛋白-絲裂源活化蛋白激酶（Mitogen Activated Protein Kinase，MAPK）的表達，促進血管新生，阻斷內(nèi)皮細胞轉(zhuǎn)化，抑制其形態(tài)改變[27]。黃芪甲苷可通過激活Nrf2/HO-1 通路、升高細胞自噬相關(guān)蛋白LC3 和Beclin1 的蛋白水平，改善炎癥及氧化應(yīng)激反應(yīng)，減輕尿毒癥大鼠血管內(nèi)皮損傷[28]，還可通過降低血糖抑制缺氧誘導(dǎo)因子-1α（HIF-1α），減少缺氧導(dǎo)致的內(nèi)皮細胞凋亡[29]。黃芪多糖可通過抑制TNF-α/NF-κB 信號通路介導(dǎo)的炎癥及氧化應(yīng)激途徑的激活，降低內(nèi)皮細胞凋亡率[30]。丹參酮ⅡA 可抑制腎臟基質(zhì)金屬蛋白酶的表達，改善炎癥反應(yīng)，調(diào)控內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和內(nèi)皮細胞氧化應(yīng)激[31]。黃芪丹參藥對中活性有效成分毛蕊異黃酮和丹參酮ⅡA 聯(lián)合作用，可通過調(diào)控CS、VEGFA、SGK1、TP53、SLC2A3 表達，下調(diào)miRNA-200c-3p/ZEB2，上調(diào)靶向基因ZEB2 的表達，減少細胞內(nèi)活性氧含量，抑制線粒體自噬，增強葡萄糖代謝，增強內(nèi)皮細胞增殖及遷移能力，提高細胞存活率，抑制凋亡，顯著改善腎小球血管內(nèi)皮細胞屏障損傷[32]。

2 保護足細胞

足細胞中的多種裂隙蛋白相互插入構(gòu)成腎小球濾過屏障中的重要分子屏障，具有防止蛋白質(zhì)漏出的作用，當(dāng)裂隙蛋白缺失、突變或足細胞肥大變形、足突增寬、足突融合可引起分子屏障受損，大量蛋白質(zhì)及代謝產(chǎn)物滲出。黃芪甲苷可通過上調(diào)a3β1 整合素改善足細胞形態(tài)學(xué)改變，縮小足突寬度[33]。黃芪總苷可抑制轉(zhuǎn)化生長因子β1（TGF-β1）表達，提高瞬時受體電位通道蛋白的表達，減少細胞內(nèi)鈣離子流失，調(diào)節(jié)滲透壓，改善腎小球濾過屏障通透性，此外TGF-β1 也是介導(dǎo)足細胞損傷的關(guān)鍵蛋白[34]。丹參酮ⅡA 能夠調(diào)控足細胞骨架蛋白ynaptopodin、F-actin的排列和重組，改善結(jié)構(gòu)紊亂，下調(diào)Rac1 /Cdc42 的磷酸化水平，抑制偽足細胞生成，穩(wěn)定足細胞骨架，保護受損的足細胞[35]。黃芪多糖與總丹酚酸均可有效抑制高糖和游離脂肪酸誘導(dǎo)的足細胞凋亡，減少足細胞足突融合，改善分子屏障受損[36]。

3 保護腎小球基底膜

腎小球基底膜具有維持腎小球正常形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)，參與構(gòu)成濾過屏障的重要作用。細胞外基質(zhì)（ECM）沉積可導(dǎo)致基底膜增厚，從而損傷腎小球濾過屏障[37]。鏡下對DKD 大鼠模型腎臟組織切片研究表明，黃芪注射液及黃芪總苷可使增厚的腎小球基底膜變薄[38]。黃芪丹參配伍可通過調(diào)控鈣調(diào)磷酸酶抑制劑，不同程度上抑制TGF-β1、α-SMA、COL-Ⅰ、TNF-α 的蛋白表達，減少ECM 沉積，改善腎小球基底膜增生[32]。

中醫(yī)理論中的“腸腎軸”

腎主藏精，為先天之本；脾主運化，為后天之本。兩者之間相互資生，經(jīng)絡(luò)相連，生理相關(guān)，病理相及?！毒霸廊珪て⑽浮吩疲骸八戎?，本賴先天為之主，而精血之海，又必賴后天為之資?！惫糯t(yī)學(xué)文獻中“脾胃”的概念較廣泛，藏象學(xué)說中，將大腸、小腸的生理功能歸屬于脾胃運化的范疇中?！鹅`樞·營衛(wèi)生會》曰：“下焦者，別回腸，注于膀胱而滲入焉。” 腸與腎同居下焦，腎主水，小腸主液，大腸主津，共司水液代謝。歷代醫(yī)家在診療過程中，常強調(diào)脾腎同治的診療原則?！秶?yán)氏濟生方·水腫門》云：“治陰水，先實脾土，次溫腎水?！庇纱丝梢?，在早期祖國醫(yī)學(xué)中就已形成腸腎相關(guān)理論。

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)文獻及典籍中無糖尿病腎病這一病名，依據(jù)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對DKD 的定義以及DKD 患者的臨床表現(xiàn)，可將其歸屬于腎消、水腫、尿濁、腎勞、溺毒等中醫(yī)學(xué)范疇中。在歷代醫(yī)家的共同觀點中，認為DKD病位在脾腎，病機特點可概括為本虛標(biāo)實，本虛是指脾腎虧虛，標(biāo)實多指血瘀、濕濁、邪毒。孫超等[39]從中醫(yī)學(xué)角度探究DKD 證素分布規(guī)律，表明DKD 發(fā)病常與血瘀有關(guān)，血瘀貫穿于DKD 整個病程。治療應(yīng)以補脾益腎、活血化瘀為基本治療原則，這也是選擇黃芪-丹參配伍治療DKD 的主要依據(jù)。

結(jié) 語

目前DKD 發(fā)病機制尚不明確，“腸腎軸”的紊亂可能是誘導(dǎo)其進展的原因之一，并且通過靶向調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)治療DKD 已取得一定療效[40]。研究發(fā)現(xiàn)，黃芪丹參及其活性有效成分可基于腸道菌群的結(jié)構(gòu)及豐度，通過增加有益菌、抑制有害菌、提高SIgA 水平及ZO-1 的表達來減少腸源性尿毒素的產(chǎn)生、提升SCFAs 水平、修復(fù)腸道黏膜屏障，調(diào)控DKD 患者糖化血紅蛋白水平，減少炎癥及氧化應(yīng)激反應(yīng)，最終達到緩解腎臟炎癥和改善腎功能的作用。另一方面，黃芪丹參及其有效組分可通過rf2/HO-1、TNF-α/NFκB、miRNA-200c-3p/ZEB2、Rac1 /Cdc42 等多個通路，改善葡萄糖和游離脂肪酸代謝、線粒體自噬紊亂、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，抑制炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激，保護腎小球濾過屏障，以緩解腎功能下降對腸道生態(tài)平衡的再次危害，阻斷腸腎間的惡性循環(huán)。