葛根芩連湯的應用及其對腸道屏障影響的研究進展

伍沖梅,謝果珍,鄭 淘,譚周進,惠華英

(湖南中醫(yī)藥大學,湖南 長沙 410208)

葛根芩連湯源自漢朝張仲景所著《傷寒論》,全方由葛根、黃芩、黃連、炙甘草組成,其中葛根為君藥,歸脾胃經,養(yǎng)陰生津,解表退熱散邪;黃芩、黃連為臣藥,入大腸、小腸經,清泄胃腸里熱,解毒燥濕;炙甘草甘緩和中,調佐諸藥。四藥合用,共湊解表清里之功。在辨證論治基礎上,現(xiàn)代醫(yī)學家對葛根芩連湯的臨床應用進行了擴展,且療效顯著。為闡明葛根芩連湯的療效機制,現(xiàn)代學者對其進行了廣泛研究。本文從葛根芩連湯的化學物質基礎、常用劑型、臨床應用、腸道生物學療效機制等方面進行綜述,以期為葛根芩連湯的臨床應用和研究提供參考。

1 葛根芩連湯藥物組成、主要化學成分及藥理作用

葛根芩連湯作為解表清里的經典方劑,配伍精煉,每種藥物發(fā)揮不同的藥效,同時又互相輔佐[1]。方中重用葛根,甘辛而涼,能升陽明清氣,亦是治瀉良藥;黃芩、黃連苦寒清熱;炙甘草甘緩和中。四藥合用,共奏解表清里之功,兼具抗炎抑菌、抗氧化、降血糖、降血脂等多種藥理作用[2]。葛根芩連湯藥物組成、主要化學成分及藥理作用見表1。

表1 葛根芩連湯藥物組成、主要化學成分及藥理作用

2 葛根芩連湯常用劑型

在中醫(yī)臨床治療疾病時,辨證正確、選方用藥恰當是有效治療疾病的關鍵,但藥物劑型和給藥方式直接影響著藥效的快慢。隨著現(xiàn)代人們生活方式的改變及臨床給藥方式需求的多樣性,需要開發(fā)不同劑型以滿足各方面要求。目前,已經上市的葛根芩連方常見的劑型有片劑、湯劑、混懸劑、顆粒劑、微丸5種[4],方便個人或臨床依據(jù)不同需求合理選擇。見表2。

表2 葛根芩連湯常用劑型優(yōu)缺點比較

3 葛根芩連湯的臨床應用

藥理研究表明,葛根芩連湯具有清熱抗炎、瀉火解毒、抗菌、抗氧化、降糖降脂、增強機體免疫等作用[8-10],可用于治療消化系統(tǒng)疾病、代謝性疾病、心血管系統(tǒng)疾病、上呼吸道感染、神經系統(tǒng)疾病等[11],療效顯著且不良反應少。目前臨床主要應用于消化系統(tǒng)疾病,其中以感染性腹瀉、腸易激綜合征、潰瘍性結腸炎、細菌性痢疾、輪狀病毒腹瀉最為常見。謝偉鋒等[12]將左氧氟沙星等喹諾酮類抗菌藥物與葛根芩連湯聯(lián)合使用,治療感染性腹瀉效果更佳,癥狀消失更快。司徒淳羽[13]發(fā)現(xiàn)與雙歧桿菌三聯(lián)活菌等藥物相比,葛根芩連湯治療腸易激綜合征的效率更高,不良反應更少。李珊珊[14]采用芍藥湯聯(lián)合葛根芩連湯治療潰瘍性結腸炎,相比于西藥,抗炎效果更好,且可避免耐藥菌的產生,修護腸道損傷。細菌性痢疾從中醫(yī)學角度屬于濕熱痢,臨床應用葛根芩連湯加減中藥免煎顆粒治療細菌性痢疾效果較好[15]。將葛根芩連湯聯(lián)合利巴韋林治療嬰幼兒輪狀病毒腸炎伴良性驚厥效果顯著,既可抗病毒,還可抗炎,能有效改善癥狀[16]?？梢?葛根芩連湯對腸胃疾病療效十分顯著。

臨床上,葛根芩連湯也用于2型糖尿病的治療。2型糖尿病在中醫(yī)里屬“消渴”范疇,臨床常伴有內熱癥狀,如腸道濕熱證[17]。馬琳娜等[18]在臨床采用葛根芩連湯聯(lián)合二甲雙胍治療2型糖尿病,可有效調節(jié)脂代謝水平,取得良好的療效,且不良反應少。另外,也有關于葛根芩連湯治療頸動脈粥樣硬化、急性化膿性扁桃體炎、肺炎、濕熱瘀阻型血管性癡呆、癇病的報道,并取得較好的療效?？梢?廣泛挖掘葛根芩連湯對機體的調控機制,并擴大其使用范圍,以及未來在臨床推廣應用是有意義的。

4 葛根芩連湯對腸道屏障的影響

口服藥物進入胃腸道系統(tǒng),在腸道中的微生物和酶的作用下被消化、吸收或被轉化成有效組分,進一步到達靶點發(fā)揮療效。胃腸道是藥物與機體相互作用的第一步,研究藥物與胃腸道系統(tǒng)的相互作用,可為藥物療效機制的闡釋提供理論基礎。葛根芩連湯對多種疾病有效,其治療機制與其對腸道機械屏障、生物屏障、化學屏障和免疫屏障的調節(jié)有關。

4.1 葛根芩連湯對腸道機械屏障的影響 腸道是機體與外界直接接觸的器官之一。腸道黏膜屏障作為腸道抵抗外界入侵的首要防線,可阻擋外界微生物的侵擾[19]。腸道的機械屏障主要包括上皮細胞和細胞間的緊密連接[20]。每個上皮細胞之間由緊密連接串聯(lián)在一起[21],作為腸道微生物與免疫系統(tǒng)之間的媒介[22]。當腸道上皮結構異?；蚣毎g連接被破壞時,腸道的機械屏障受損,腸黏膜通透性增高,進而造成細菌易位使腸道內菌群失調,引發(fā)疾病[23]。Occludin、Claudin 1蛋白是構成細胞間緊密連接的重要物質,而細胞間緊密連接是腸道機械屏障最重要的結構。研究[24-25]顯示,潰瘍性結腸炎小鼠Occludin和Claudin 1蛋白表達下降,腸道黏膜屏障功能損壞,引發(fā)炎癥反應,葛根芩連湯治療后,Occludin、Claudin 1蛋白水平升高,炎性因子遭受抑制,腸道黏膜屏障功能得以改善。小腸黏膜的所有上皮細胞來源于隱窩干細胞,隱窩干細胞的發(fā)生、分化、增殖、分布等過程直接影響腸黏膜的完整性和功能特異性。仔豬黃痢病因為脾虛濕盛,十二指腸和空腸的結構受到嚴重損傷,加味葛根芩連湯可促進隱窩干細胞的增殖和分化以維持腸道結構的完整性,降低仔豬空腸的Toll樣受體4(TLR4)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、白細胞介素-1β(IL-1β)和白細胞介素-6(IL-6)mRNA水平,進而抑制濕熱泄瀉仔豬空腸的炎癥反應[26]。許琳[27]證實加味葛根芩連湯可下調潰瘍性結腸炎小鼠的結腸組織促炎因子IL-1β、IL-6表達水平,誘導E-Cadherin、β-catenin、Occludin、ZO-1表達上調,作用β-catenin/FOSL2/ARID5A通路調控巨噬細胞的極化,進而調節(jié)炎癥因子的平衡及修護腸黏膜屏障,緩解潰瘍性結腸炎癥狀。

4.2 葛根芩連湯對腸道生物屏障的影響 腸道內所含微生物數(shù)量巨大,種類繁多,形成了機體重要的生物屏障[28]。人體健康情況下腸道菌群的數(shù)量、分布相對平衡穩(wěn)定,不僅可以減少有害菌對腸道黏膜的損傷,還能參與機體的調控,如促進營養(yǎng)物質消化和吸收[29]。但疾病和其他外界因素會影響腸道菌群數(shù)量、活性或導致其移位,造成菌群平衡失調。中藥對腸道菌群具有調控作用。蘇鋼等[30]基于16S高通量測序和網絡藥理學方法研究了葛根芩連湯治療抗菌藥物相關性腹瀉的作用機制,結果顯示,葛根芩連湯改善腸道菌群的多樣性和結構,尤其是增加乳酸球菌屬的豐度,乳酸球菌屬可恢復短鏈脂肪酸中的丁酸鹽與丙酸鹽的生成,進而抑制NF-κB信號通路中TNF-α、IL-6等炎癥因子,激活IL-17信號通路,達到減輕腸道炎癥反應、修復腸道黏膜的結果。黃玉龍等[31]發(fā)現(xiàn)葛根芩連湯增加腹瀉型腸易激綜合征腸道的雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌的數(shù)量,調控TNF-α、IL-10等炎癥因子的表達。張小兵等[32]研究表明,葛根芩連湯能顯著改善濕熱型冠心病心絞痛的癥狀,并提高乳酸桿菌和雙歧桿菌的數(shù)量,減少腸球菌和大腸埃希菌的數(shù)量。對感染性腹瀉仔豬模型的研究[33]發(fā)現(xiàn),葛根芩連湯增加細菌的物種豐富度,調節(jié)腸道微生物群落的結構,還增加產短鏈脂肪酸菌的相對豐度,修復腸道黏膜,減輕腹瀉。張儒奇等[34]采用葛根芩連湯對腹瀉型腸易激綜合征大鼠進行干預,通過16S rRNA高通量測序技術檢測發(fā)現(xiàn),葛根芩連湯可降低擬桿菌門等致病菌相對豐度并增加厚壁菌門等有益菌相對豐度,改變腸道微生物多樣性,影響菌群的結構組成,且擬桿菌門可作用于NF-κB信號通路,因此減少炎癥反應。腸道生物屏障在保護共生細菌生長、促進再生和維持共生穩(wěn)態(tài)以防止微生態(tài)失調方面發(fā)揮重要作用。葛根芩連湯不僅可調節(jié)腸道微生物,還可影響腸道菌群代謝,從而抑制腸道炎癥,維持生物屏障內外環(huán)境的穩(wěn)定。

4.3 葛根芩連湯對腸道化學屏障的影響 腸上皮細胞分泌的黏液、黏蛋白、消化液、正常菌分泌的抑菌物質及微生物代謝物(短鏈脂肪酸、膽汁酸、色氨酸等)等共同組成腸道化學屏障。腸道抑菌物質主要有膽汁、黏多糖、溶菌酶和糖蛋白等。黏液層以多種方式將管腔中的細菌與上皮細胞分離。黏液層幾小時內更新一次,動態(tài)排出細菌并限制其進入上皮[35]。黏蛋白主要由杯狀細胞分泌,為黏液層提供結構框架。黏液層可能含有30種核心蛋白,如黏蛋白、抗菌肽和分泌型免疫球蛋白A(IgA)等,其中結腸表面的杯狀細胞持續(xù)分泌Muc2來維持黏液層的完整性[36]。方劑對腸道微生物進行調節(jié)的同時也調控腸道代謝。短鏈脂肪酸的組成主要由菌群結構決定,能抑制腸道有害菌生長、調節(jié)腸道pH值[37];膽汁酸主要促進脂質及脂溶性維生素在體內溶解、消化和吸收[38];色氨酸是人體必需氨基酸之一,可以激活芳香烴受體(aryl hydrocarbon receptor,AhR)信號通路,降低腸道炎癥[39]。盡管腸道微生物代謝物作用有所不同,但最終都是抑制炎癥和促進緊密連接蛋白以及黏蛋白表達來保護腸道屏障[29]。Wang等[40]發(fā)現(xiàn)葛根芩連湯通過調節(jié)潰瘍性結腸炎小鼠腸道微生物的色氨酸代謝來激活AhR,且增加了腸上皮黏蛋白的水平,并恢復上皮細胞緊密連接的完整性,來修復腸道屏障的結構,降低腸道屏障的通透性。Muc4可參與免疫反應,而Muc13對結腸上皮細胞有保護作用。致腸毒素大腸埃希菌(enterotoxinEscherichiacoli,ETEC)會引起斷奶后仔豬嚴重腹瀉,Liu等[41]在研究葛根芩連湯中葛根素、黃芩素和鹽酸小檗堿對ETEC感染豬腸上皮細胞的調控作用時發(fā)現(xiàn),葛根素可顯著降低Muc13 mRNA的水平,黃芩苷可顯著降低Muc4和Muc13 mRNA的水平,鹽酸小檗堿減少了腸上皮細胞表面的細菌數(shù)量。

4.4 葛根芩連湯對腸道免疫屏障的影響 腸道不但是人體最大的消化器官,還是機體最大的免疫器官[42]。腸道免疫屏障主要包括免疫細胞(巨噬細胞、DC細胞、T細胞、B細胞)和相關淋巴細胞組織。巨噬細胞是腸道微環(huán)境穩(wěn)態(tài)的關鍵調節(jié)因子,有促炎和抗炎兩種功能,在腸道慢性炎癥的調控及腸上皮的損傷后修復中發(fā)揮關鍵作用。加味葛根芩連湯可下調潰瘍性結腸炎小鼠M1巨噬細胞而升高M2巨噬細胞比例數(shù)量,調控巨噬細胞的極化,修護腸黏膜完整性,改善結腸炎的癥狀[27]。對潰瘍性結腸炎的研究[43]發(fā)現(xiàn),葛根芩連湯對MPO活性和IL-1β、TNF-α、IL-6、轉化生長因子-β1(TGF-β1)及白細胞介素-17(IL-17)炎癥因子的表達具有抑制作用,并且雙向調節(jié)Notch信號來維持黏膜穩(wěn)態(tài)。Notch信號在急性潰瘍性結腸炎小鼠中活躍,而在慢性潰瘍性結腸炎小鼠中不活躍。葛根芩連湯在急性潰瘍性結腸炎模型中下調Hes1、RBP-J和MAML蛋白并增強杯狀細胞,而在慢性潰瘍性結腸炎小鼠中上調Hes1、RBP-J和MAML蛋白,減少杯狀細胞分化并促進隱窩基底柱狀(CBC)干細胞增殖[44]。此外,通過降低黏膜中TLR4的表達和NF-κB的激活,并伴隨著結腸中幾種炎癥細胞因子(TNF-α、IL-6、IL-1β和IL-4)的下調,增強抗氧化作用,也是葛根芩連湯治療潰瘍性結腸炎的作用機制[45]。Luo等[46]研究表明葛根芩連湯能通過促進乳酸菌生長和抑制TLR2/MyD88/NF-κB信號通路治療感染性腹瀉,恢復腸黏膜屏障。Ma等[47]研究證實,加味葛根芩連湯在治療潰瘍性結腸炎時,抑制NLRP3炎癥小體相關信號通路的激活,減少γδT17細胞的激活,從而調節(jié)免疫炎癥反應,修護腸道黏液屏障。目前,炎癥信號通路的研究較多,這些結果揭示葛根芩連湯抗炎作用的機制,同時也提示,方劑通過調控腸道免疫功能發(fā)揮其腸道保護作用。

5 結論及展望

中醫(yī)藥是中華民族的瑰寶,是5 000多年文明的結晶,在疾病預防、治療、康復方面具有獨特的優(yōu)勢。深入挖掘中醫(yī)藥資源,闡釋其療效的科學原理,對推動中醫(yī)藥的發(fā)展和臨床應用具有重要意義。葛根芩連湯是解表清里的經典方劑,在現(xiàn)代臨床有著廣泛應用?，F(xiàn)代學者對葛根芩連湯的臨床應用投入了大量研究,揭示葛根芩連湯可修復腸道屏障。然而,中藥療效的發(fā)揮是多靶點的,對葛根芩連湯的作用機制研究還需深入。雖然目前對葛根芩連湯的研究有一定的成果,但對于很多基礎性疾病,單用葛根芩連湯只能緩解和改善,對如何提高療效仍有較大探索空間?；诖?以下幾點仍需思考:①目前臨床上更多使用葛根芩連湯與其他藥聯(lián)用或者配伍其他中藥成分,發(fā)揮更好的互補和協(xié)同作用,增大臨床療效,擴寬應用范圍。②藥物劑型在發(fā)揮藥效時也是很重要的因素,可從藥物劑型和劑型材料著手,借鑒新技術、新方法、新理念,尋找更高效、更安全的劑型材料和劑型。③關于葛根芩連湯對腸道屏障的影響,如今大量研究都是關于腸胃疾病,而葛根芩連湯治療其他疾病時對腸道屏障和腸道微生態(tài)機制的研究較少,此部分有待深入認識。葛根芩連湯在治療各科疾病中都能取得良好的療效,發(fā)展前景廣泛,因此應該更深入地探究,以期為臨床應用提供參考,促進中藥未來發(fā)展。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。