【摘要】 目的 評價中醫(yī)辨證治療方案對老年社區(qū)獲得性肺炎(CAP)出院后患者腸道菌群及代謝組學的影響。方法 于2022年12月至2023年11月隨機選取河南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院出院后的19例老年CAP患者(觀察組11例,對照組8例),16名健康志愿者,收集血漿和糞便樣本,基于16S rDNA高通量測序技術(shù)分析腸道菌群變化,采用超高液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)進行血漿代謝組學研究。結(jié)果 腸道菌群分析,在門水平,治療后彎曲桿菌門、脫鐵桿菌門豐度升高(均P lt; 0.05);在屬水平,紡錘鏈桿屬、毛螺菌科NK4A136組屬、脫硫弧菌未分類屬、擬普雷沃菌屬升高(均P lt; 0.05)。非靶向代謝組學分析,中醫(yī)辨證治療方案可改善L-色氨酸、丙二酸、甘氨酸等代謝物水平,主要涉及甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝、氨酰-tRNA的生物合成、嘌呤代謝等通路。聯(lián)合分析顯示治療后髕骨菌門與腺嘌呤呈負相關(guān)(P = 0.006);紡錘鏈桿屬與4, 6-二羥基喹啉呈負相關(guān)(P = 0.003);乳桿菌屬與腺苷磷酰硫酸呈正相關(guān)(P = 0.004)。結(jié)論 中醫(yī)辨證治療老年CAP出院后患者,可能通過改善腸道微生物物種結(jié)構(gòu),調(diào)節(jié)腸道菌群相對豐度,影響氨基酸、蛋白質(zhì)和能量代謝等相關(guān)通路來發(fā)揮治療作用。
【關(guān)鍵詞】 老年;社區(qū)獲得性肺炎;代謝組學;腸道菌群;中醫(yī)辨證治療
Intestinal flora and metabolomics of post-discharge elderly CAP patients treated with syndrome differentiation in traditional Chinese medicine
LIU Xiaopeng 1,2,ZHOU Linqiong3, MENG Yuanyuan 1,2, YAN Zihan 1,2, WANG Minghang1
(1. Department of Pulmonary Disease, the First Affiliated Hospital of Henan University of Traditional Chinese Medicine, Zhengzhou 450003, China; 2. The First Clinical School of Henan University of Traditional Chinese Medicine, Zhengzhou 450003, China;
3. Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China)
Corresponding author: WANG Minghang, E-mail: wmh107hn@163.com
【Abstract】 Objective To evaluate the effect of syndrome differentiation in traditional Chinese medicine on intestinal flora and metabolomics in elderly patients with community-acquired pneumonia (CAP) after discharge from the hospital. Methods Nineteen elderly patients with CAP (11 in the experimental group and 8 in the control group) who were discharged from from the First Affiliated Hospital of Henan University of Traditional Chinese Medicine between December 2022 and November 2023 and 16 healthy volunteers were randomly selected. Plasma and fecal samples were collected. The changes in gut microbiota were analyzed using 16S rDNA high-throughput sequencing technology. Plasma metabolomics research was conducted using ultra-high-performance liquid chromatography-mass spectrometry technology. Results Based on the intestinal flora assay, at the phylum level, the abundance of Campylobacter species and Desulfovibrio phylum was increased after treatment (both P lt; 0.05); at the genus level, the genera of Fusiform streptococcus, Trichoderma sphaericornutum group NK4A136, Desulfovibrio unclassified, and Prevotella anomalies were significantly elevated (all P lt; 0.05). Based on untargeted metabolomics assay, the treatment improved patients’ metabolite levels of L-tryptophan, malonate, and glycine, which are mainly involved in glycine, serine, and threonine metabolism, aminoacyl-tRNA biosynthesis, and purine metabolism pathways. In the joint analysis of intestinal flora and plasma differential metabolites, Patella species showed a significantly negative correlation with adenine after treatment (P = 0.006); Fusobacterium spp. showed a significantly negative correlation with 4, 6-dihydroxyquinoline (P = 0.003); and Lactobacillus spp. showed a significantly positive correlation with adenosine phosphorothioate (P = 0.004). Conclusions In post-discharge elderly CAP patients, syndrome differentiation in traditional Chinese medicine may exert therapeutic effects by improving the structure of intestinal microbial species, increasing the relative abundance of probiotics and decreasing the relative abundance of harmful bacteria, and influencing the pathways associated with the metabolism of amino acids, proteins and energy.
【Key words】 Elderly; Community-acquired pneumonia; Metabolomics; Gut flora;
Syndrome differentiation in traditional Chinese medicine
社區(qū)獲得性肺炎(community acquired pneumonia,CAP)是指在醫(yī)院外罹患的感染性肺實質(zhì)炎癥[1],為全球十大死亡原因之一[2]。年齡超過65歲的老年患者中,CAP的發(fā)病率、住院率以及病死率均較高[3]。其中,老年CAP發(fā)病率為52.36/1 000,高于青壯年人群[4]。老年人群存在對藥物治療反應性降低、炎癥吸收較慢、病程較長、合并基礎(chǔ)病、免疫力低下等問題,出院后再住院的風險較高[5-6]。肺炎患者出院后30 d內(nèi)再住院率達23%[7],病死率達22.5% [8]??垢腥舅幬锸侵委煼窝椎闹饕胧?,不規(guī)范使用會增加耐藥性風險及不良反應[9]。中醫(yī)藥在改善CAP恢復期老年患者的癥狀及預后等方面具有一定的優(yōu)勢[10],但作用機制尚不明確。本團隊的前期研究已證實中醫(yī)藥治療可降低老年CAP出院后患者的肺炎再住院率、緩解咳嗽、乏力等癥狀,提高其生活質(zhì)量[10]。在此基礎(chǔ)上,本研究基于腸道菌群與代謝組學分析,評價中醫(yī)辨證治療在老年CAP出院后患者改善腸道菌群、調(diào)節(jié)代謝通路中的相關(guān)機制,為臨床治療提供依據(jù)。
1 對象與方法
1.1 研究對象
選擇2022年12月至2023年11月收治河南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院的辨證分型為肺脾氣虛、痰濕未盡和氣陰兩虛、痰熱未清證的老年CAP 出院后患者,并于體檢中心招募健康志愿者。本研究前期采取隨機、雙盲、安慰劑對照試驗設(shè)計,參考文獻[11-12],組學樣本量最少為5例,由于疫情原因,留取樣本較少,對留取的所有樣本均進行檢測。本研究共收集老年出院后CAP患者22例(CAP組),健康志愿者16名(健康組)。CAP組患者根據(jù)隨機數(shù)表法分為觀察組與對照組各11例,其中對照組有3例樣本污染未能及時補充留取,后期患者脫落,故最終納入觀察組11例,對照組8例。本研究已通過河南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院倫理委員會批準(批件號:2019HL-085-02),并在美國臨床試驗注冊平臺(ClinicalTrials.gov)完成注冊(注冊號:NCT04702074)。參與者均為自愿參與研究,并簽署知情同意書。
1.2 診斷標準
西醫(yī)診斷標準參照《中國成人社區(qū)獲得性肺炎診斷和治療指南(2016年版)》[1]。中醫(yī)診斷標準參照《社區(qū)獲得性肺炎中醫(yī)證候診斷標準(2011版)》[13]中的肺脾氣虛證、氣陰兩虛證、痰濁阻肺證、痰熱壅肺證,自擬為氣虛痰濕證、氣陰虛痰熱證。見表1。
1.3 納排標準
老年CAP出院后患者納入標準:①老年CAP出院后1周內(nèi)的患者,出院標準參照《中國成人社區(qū)獲得性肺炎診斷和治療指南(2016年版)》[1],且出院無需帶藥治療;②年齡≥65歲;③符合肺脾氣虛、痰濕未盡和氣陰兩虛、痰熱未清證的患者;④可以口服用藥治療。老年CAP出院后患者排除標準:①癡呆、意識障礙等各種精神疾病患者;②合并胸腔積液、肺膿腫、活動性肺結(jié)核、支氣管擴張、慢性阻塞性肺疾病Ⅳ級患者;③長期臥床存在誤吸風險的患者;④合并腫瘤、嚴重心血管疾病及肝腎疾病患者;⑤近1個月或正在參與其他臨床試驗者;⑥已知對治療藥物過敏者。
健康志愿者納入標準:①年齡為18~80歲;②無嚴重心腦血管病、肝病、腎病、腫瘤、代謝疾病等急慢性疾病史;③無支氣管哮喘、慢性支氣管炎、慢性阻塞性肺疾病、肺源性心臟病等呼吸系統(tǒng)疾病,肺功能正常。健康志愿者排除標準:①妊娠及哺乳期人群;②有藥物濫用史,近2周內(nèi)服用影響代謝的保健品或藥物。
1.4 治療方案
觀察組給予中藥顆粒進行治療,對照組給予相應安慰劑治療,一次3袋,一天2次,治療2個月。觀察組氣虛痰濕證給予補肺健脾化痰方(人參6 g,黃芪15 g,茯苓15 g,白術(shù)12 g,山藥20 g等),氣陰虛痰熱證患者給予益氣養(yǎng)陰清肺方(人參6 g,生地15 g,麥冬12 g,五味子9 g,瓜蔞12 g等)。中藥顆粒是將合格的藥材根據(jù)相關(guān)工藝提取得到提取液,進行濃縮、噴霧干燥、過篩混合,最后將混合物制成顆粒,裝入鋁箔袋,每袋12 g;安慰劑在糊精、苦味劑的基礎(chǔ)上,加用藥物的5%進行制備,其外觀、質(zhì)量、顏色、氣味與觀察組保持一致。中藥顆粒和安慰劑均由江陰天江藥業(yè)有限公司提供。
1.5 研究方法
1.5.1 腸道菌群分析
收集患者治療前及治療2個月后和健康志愿者的糞便于試管中,保存于-80 ℃冰箱中。取解凍后的待測樣品進行實驗前處理,然后采用16S rDNA高通量測序技術(shù)進行糞便微生物DNA提取與檢測、PCR擴增、產(chǎn)物純化、文庫制備與質(zhì)檢,質(zhì)檢合格的樣品在Illumina NovaSeq平臺進行測序,下機后的原始數(shù)據(jù)采用fqtrim 0.94進行質(zhì)量過濾,Vsearch 2.3.4篩選嵌合,獲得高質(zhì)量的Clean Data。通過DADA2(Divisive Amplicon Denoising Algorithm)[12],以“去重復”(以100%相似度聚類)等處理,進而獲得單堿基精度的代表序列。采用Silva Release 138對相同序列進一步歸一化處理,進行Alpha多樣性分析,并采用BLAST進行序列比對,結(jié)合Silva數(shù)據(jù)庫進行注釋,擴增子序列變體(amplicon sequence variant,ASV)及腸道菌群分布的繪圖用R3.5.2實現(xiàn)。組間差異分析采用Wilcoxon檢驗,篩選出差異標志物。
1.5.2 代謝組學分析
采集老年CAP患者治療前及治療2個月后和健康志愿者的清晨空腹肘靜脈血5 mL,室溫靜置40 min,在4 ℃、3 000轉(zhuǎn)/分條件下離心10 min
分離血漿;于-80 ℃冰箱凍存。取室溫解凍后的血漿100 μL,加入300 μL甲醇含內(nèi)標的混合物提取液,混勻30 s后,放置于冰水浴中進行超聲10min,-40℃靜置1h后,在4℃下12 000 轉(zhuǎn)/分離心15 min,取上清液檢測。使用Vanquish超高效液相色譜儀,通過Waters ACQUITY UPLC BEH Amide(2.1 mm×100 mm,1.8 μm)液相色譜柱對目標化合物進行色譜分離。液相色譜中A相為水相(5 mmol/L乙酸銨和5 mmol/L乙酸),B相為乙腈,進行梯度脫洗。使用Orbitrap Exploris 120質(zhì)譜儀控制軟件進行質(zhì)譜分析。通過主成分分析(principal component analysis,PCA)、正交偏最小二乘法判別分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)等多元分析尋找差異代謝物,以變量投影重要度(variable importance in projection,VIP)gt; 1且P lt; 0.05為標準篩選潛在生物標志物,并進行京都基因與基因組百科(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)分析,篩選辨證治療改善老年CAP出院后患者潛在的生物標志物及相關(guān)代謝通路。
1.6 統(tǒng)計學方法
采用SPSS 23.0構(gòu)建數(shù)據(jù)庫并分析。計數(shù)資料用n(%)表示,采用Fisher確切概率法。正態(tài)分布計量資料用表示,組間比較采用獨立樣本t檢驗;非正態(tài)分布計量資料用M(IQR)表示,組間比較采用秩和檢驗;檢驗水準設(shè)為0.05(雙側(cè))。通過R3.6.2,采用Spearman相關(guān)性分析對篩選的腸道微生物和宿主代謝物進行相關(guān)性分析。
2 結(jié) 果
2.1 一般情況
共收集19例老年CAP出院后患者(觀察組11例、對照組8例),16名健康志愿者(健康組),收集參與者血漿樣本和糞便樣本各54份(觀察組治療前后各11份、對照組治療前后各8份、健康組16份)進行檢測。CAP組(即觀察組和對照組)與健康組比較,在性別、民族、年齡、身高、體質(zhì)量、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)等方面比較差異均無統(tǒng)計學意義(均P gt; 0.05),見表2;觀察組、對照組在性別、民族、年齡、身高、體質(zhì)量、BMI等方面比較差異無統(tǒng)計學意義(均P gt; 0.05),見表3。
2.2 腸道菌群分析
2.2.1 擴增子序列變體分布物種組成分析
觀察組治療前(A_V0)、對照組治療前(B_V0)合并為CAP組(AB_V0),與健康組(Control)相比,共有物種746種,CAP組特有物種2 071種,組間差異明顯,見圖1A。老年CAP出院后患者觀察組治療后(A_V2)、對照組治療后(B_V2)ASV物種數(shù)目增多,與健康組重疊物種數(shù)目增加,見圖1B。
排名前30位的物種豐度組成見圖2。在門水平方面,健康組、老年CAP出院后患者治療前后厚壁菌門、擬桿菌門、變形菌門、放線菌門較多;而疣微菌門在老年CAP出院后患者占比高于健康組,見圖2A。與治療前相比,觀察組治療后變形菌門、放線菌門明顯上升,而疣微菌門有一定程度降低;對照組治療后,厚壁菌門、放線菌門占比有一定程度上升,疣微菌門下降。在屬水平方面,老年CAP出院后患者腸道微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,治療后可改善部分紊亂微生物結(jié)構(gòu),見圖2B。與健康組相比,老年CAP出院后患者擬桿菌屬、雙歧桿菌、丹毒莢膜菌屬占比升高,埃希菌-志賀菌屬、糞桿菌屬、克雷伯菌屬、普雷沃菌屬_9占比降低。與治療前相比,觀察組治療后雙歧桿菌、糞桿菌屬、克雷伯菌屬占比升高,丹毒莢膜菌屬占比降低。對照組治療后雙歧桿菌、埃希菌-志賀菌屬占比升高,副擬桿菌屬占比降低。
2.2.2 Wilcoxon檢驗方法分析組間腸道菌群差異
在門水平方面,與健康組對比,老年CAP出院后患者腸道菌群中變形菌門(Proteobacteria)、脫硫菌門(Desulfobacterota)、彎曲桿菌門(Campylobacterota)、脫鐵桿菌門(Deferribacterota)、髕骨菌門(Patescibacteria)的豐度降低(均P lt; 0.05);浮霉菌門(Planctomycetota)豐度升高(P lt; 0.05)。觀察組治療后,彎曲桿菌門、脫鐵桿菌門的豐度提升(P lt; 0.05)。對照組治療后,脫鐵桿菌門、彎曲桿菌門、髕骨菌門豐度提升(P lt; 0.05);浮霉菌門豐度降低(P lt; 0.05)。與對照組治療后相比,觀察組治療后擬桿菌門(Bacteroidota)、脫鐵桿菌門、髕骨菌門豐度低(P lt; 0.05)。在屬水平方面,與健康組相比,老年CAP出院后患者腸道菌群中紡錘鏈桿屬(Fusicatenibacter)、乳桿菌屬(Lactobacillus)、羅姆布茨菌屬(Romboutsia)、毛螺菌科NK4A136組屬(Lachnospiraceae_NK4A136_group)、脫硫弧菌未分類屬(Desulfovibrionaceae_unclassified)、擬普雷沃菌屬(Alloprevotella)豐度降低(P lt; 0.05)。與治療前相比,觀察組和對照組治療后毛螺菌科NK4A136組屬、脫硫弧菌未分類屬、擬普雷沃菌屬豐度均有回升;觀察組紡錘鏈桿屬豐度回升
(P lt; 0.05);對照組羅姆布茨菌屬回升(P lt; 0.05)。觀察組治療后紡錘鏈桿屬、毛螺菌科NK4A136組屬、脫硫弧菌未分類屬、擬普雷沃菌屬豐度均高于對照組治療后(均P lt; 0.05)。見表4~7。
2.3 代謝組學分析
2.3.1 組間差異代謝物的篩選
依據(jù)OPLS-DA模型得到第一主成分的VIP,以VIPgt;1且P lt; 0.05為標準,篩選組間差異代謝物。與健康組相比,老年CAP出院后患者血漿中的L-絲氨酸、氫化可的松、馬尿酸、異丁酰-L-肉堿等37個差異代謝物變化明顯,其中20個上調(diào),17個下調(diào)(均P lt; 0.05);觀察組治療后較治療前有吲哚-3-甲醛、吡咯烷、左旋肉堿、L-色氨酸等34個差異代謝物變化明顯,其中19個下調(diào)、15個上調(diào)(均P lt; 0.05);與治療前相比,對照組治療后有L-絲氨酸、L-精氨酸、D-谷氨酰胺、嗎啉等20個差異代謝物變化明顯,其中17個下調(diào),3個上調(diào)(均P lt; 0.05);觀察組治療后與對照組治療后相比,吲哚-3-甲醛、膽紅素、L-色氨酸、5-羥色氨酸等29個代謝物變化明顯,其中19個上調(diào)、10個下調(diào)(均P lt; 0.05),見表8。
2.3.2 差異代謝物聚類分析
老年CAP出院后患者與健康組、觀察組治療前后、對照組治療前后、觀察組治療后和對照組治療后的聚類分析,提示組間差異明顯。見圖3。
2.3.3 差異代謝物KEGG通路分析
采用KEGG通路分析差異代謝物在體內(nèi)參與的主要信號傳導及代謝過程,老年CAP出院后患者與健康人相比,差異代謝物主要富集于氨酰-tRNA的生物合成、氰基氨基酸代謝、硫代謝等通路,見圖4A。與治療前相比,觀察組治療后差異代謝物主要涉及組氨酸代謝、甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝等通路,見圖4B;對照組治療后主要涉及硫代謝、氨酰-tRNA的生物合成、甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝等通路,見圖4C。與對照組治療后相比,觀察組治療后組間差異代謝物主要涉及甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝、氨酰-tRNA的生物合成、嘌呤代謝等通路,見圖4D。
2.4 腸道菌群與差異代謝物相關(guān)性分析
采用Spearman相關(guān)性分析對兩者進行關(guān)聯(lián)分析,進一步探討辨證方案作用機制。與治療前相比,治療后在門水平方面,擬桿菌門、脫鐵桿菌門、髕骨菌門與4, 6-二羥基喹啉呈正相關(guān);擬桿菌門與甘氨酸呈負相關(guān);脫鐵桿菌門與香豆素呈正相關(guān),與腺嘌呤呈負相關(guān),見圖5A。在屬水平方面,紡錘鏈桿屬與4, 6-二羥基喹啉呈負相關(guān),與D-谷氨酰胺呈正相關(guān);乳桿菌屬、脫硫弧菌未分類屬與腺苷磷酰硫酸、腺嘌呤呈正相關(guān);羅姆布茨菌屬與香豆素呈負相關(guān);毛螺菌科NK4A136組屬與4, 6-二羥基喹啉、膽紅素呈負相關(guān);擬普雷沃菌屬與膽紅素呈負相關(guān)(均P lt; 0.05),見圖5B。
3 討 論
CAP是臨床常見的感染性疾病,是老年人住院和死亡的常見原因。由于老年人營養(yǎng)不良、免疫功能低下、身體機能與修復能力較弱、合并基礎(chǔ)疾病等原因,導致病程延長,預后較差[14]。中醫(yī)藥治療可通過調(diào)節(jié)腸道菌群影響全身免疫,進而影響肺部炎癥反應[15]。本課題組前期通過多中心、大樣本、雙盲隨機對照研究已證實中醫(yī)辨證治療2個月可降低肺炎再住院率、改善咳嗽等癥狀[10],為臨床應用提供了高質(zhì)量循證醫(yī)學證據(jù)。在此基礎(chǔ)上,本研究基于腸道菌群和代謝組學進一步探討辨證方案治療老年CAP出院后患者的作用機制。
為了探索辨證治療老年CAP出院后患者腸道菌群的影響,本研究采用16S rDNA高通量測序技術(shù)進行腸道菌群分析。研究物種組成分析結(jié)果顯示,在門水平方面,各組的優(yōu)勢菌群以厚壁菌門、擬桿菌門、變形菌門、放線菌門為主,與治療前相比,治療后厚壁菌門、放線菌門、變形菌門占比升高,疣微菌門占比下降。厚壁菌門中具有益菌屬,擬桿菌門中含有革蘭陰性菌等致病菌,兩者均與炎癥反應有關(guān)。既往研究顯示,兩者比值(F/B)可用于評估腸道菌群紊亂程度[16]。張儒奇等[17]用葛根芩連湯治療腹瀉型腸易激綜合征大鼠,結(jié)果發(fā)現(xiàn)F/B比值升高,腸道菌群失調(diào)改善,炎癥反應緩解。CAP患者肺泡灌洗液中放線菌門占比升高與改善臨床癥狀呈正相關(guān)[18]。變形菌門中包括幽門螺桿菌等致病菌,有研究者發(fā)現(xiàn)其豐度增加與機體免疫炎癥反應相關(guān)[19]。Diamond等[20]研究發(fā)現(xiàn),使用抗生素可破壞小鼠腸道微生物,疣微菌門豐度升高。本研究中,老年CAP患者在辨證治療后疣微菌門豐度下降,維持腸道微生物平衡。在屬水平方面,觀察組治療后雙歧桿菌、糞桿菌屬等有益菌屬相對豐度有所增加,丹毒莢膜菌屬等潛在致病菌屬相對豐度有所下降。徐競男等[21]研究顯示,銀萊湯治療胃腸積熱合并肺炎的大鼠可提高雙歧桿菌等有益菌豐度。郭羽晨等[22]研究發(fā)現(xiàn),虎杖清脈飲可降低丹毒莢膜菌屬豐度。本研究顯示,對老年CAP出院后患者進行辨證治療,可改善其腸道菌群物種組成、豐富物種多樣性,維持腸道菌群平衡,緩解炎癥反應,減輕臨床癥狀。
本研究進一步結(jié)合差異物種分析,探討中藥辨證治療后影響明顯的物種。結(jié)果表明,在門水平方面,觀察組治療后,彎曲桿菌門、脫鐵桿菌門的相對豐度提高;觀察組、對照組治療后浮霉菌門豐度均降低。相關(guān)研究顯示,脫鐵桿菌門、彎曲桿菌門與炎癥呈正相關(guān),易出現(xiàn)腹瀉、發(fā)熱等癥狀[23],與本研究結(jié)果不符,其原因尚需進一步研究探索。浮霉菌門在人體內(nèi)豐度相對較低,既往研究表明其在脾氣虛、氣陰兩虛等患者中豐度升高,可能與老年CAP患者治療后正氣虛弱相關(guān)[24-25]。在屬水平方面,觀察組、對照組治療后紡錘鏈桿屬、毛螺菌科NK4A136組屬、擬普雷沃菌屬豐度均升高,觀察組治療后紡錘鏈桿屬豐度回升;對照組羅姆布茨菌回升。羅姆布茨菌屬、毛螺菌科NK4A136組屬、擬普雷沃菌屬豐度升高,可促進丁酸、丙酸等短鏈脂肪酸合成,通過與腸道上皮細胞和免疫細胞表面的受體結(jié)合,調(diào)節(jié)腸道免疫系統(tǒng),增加免疫球蛋白A(immunoglobulin A,IgA)等免疫因子的產(chǎn)生,影響免疫炎癥反應[26-27]。羅姆布茨菌屬、紡錘鏈桿屬的豐度升高,可調(diào)節(jié)IL-6等炎癥因子的表達,減緩炎癥程度[28]。脫硫弧菌未分類屬是有害菌屬,其豐度升高,可降低腸黏膜的通透性,增加炎癥反應程度[15, 29]。本研究顯示,辨證治療老年CAP出院后患者,可調(diào)控紡錘鏈桿屬、毛螺菌科NK4A136組屬等腸道菌群相對豐度,調(diào)節(jié)炎癥免疫反應,緩解患者臨床癥狀。
為進一步研究辨證治療老年CAP出院后患者內(nèi)源性代謝物質(zhì)的變化,本研究通過血漿代謝組學分析發(fā)現(xiàn),與觀察組治療前相比,觀察組治療后蘇氨酸、色氨酸、谷氨酸等代謝物變化明顯,主要影響組氨酸代謝、甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝通路。組氨酸代謝過程中產(chǎn)生的組胺是主要炎癥因子之一,常一川等[30]研究發(fā)現(xiàn),宣白承氣湯可能通過調(diào)節(jié)組氨酸代謝減少機體炎癥反應。蘇氨酸是甘氨酸和絲氨酸的前體,有助于維持體內(nèi)蛋白質(zhì)的平衡,通過作用于腸道微生物、腸道免疫功能以及腸道屏障來維持腸道穩(wěn)態(tài),與炎癥因子相關(guān),已被證實是預防炎癥機制之一[31-32]。甘氨酸發(fā)揮調(diào)節(jié)免疫炎癥作用的機制可能是通過抑制腫瘤壞死因子-α、白介素-6(interleukin 6,IL-6)等炎癥因子表達,增加IL-10等抗炎因子的表達[33],這可能是通過抑制核因子-κB等通路,減少炎性細胞的浸潤,降低炎癥因子水平,從而發(fā)揮重要作用[34]。絲氨酸可被轉(zhuǎn)化為甘氨酸,促進巨噬細胞谷胱甘肽的生成,誘導 IL-1β mRNA的表達,調(diào)控巨噬細胞炎癥反應[35]。中藥治療可通過調(diào)節(jié)甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝通路減輕炎癥反應、增強機體免疫力。本研究中,辨證治療可能是通過調(diào)控組氨酸、甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝通路緩解老年CAP出院后患者的炎癥反應。
本研究通過聯(lián)合分析,探討辨證治療老年CAP出院后患者通過調(diào)控腸道菌群組成進而影響其內(nèi)源性代謝的機制,結(jié)果發(fā)現(xiàn)與治療前相比,治療后髕骨菌門與腺嘌呤呈負相關(guān),紡錘鏈桿屬與4, 6-二羥基喹啉呈負相關(guān),乳桿菌屬與腺苷磷酰硫酸呈正相關(guān),脫硫弧菌未分類屬與腺苷磷酰硫酸呈正相關(guān)。髕骨菌門的豐度與短鏈脂肪酸密切相關(guān),而短鏈脂肪酸可調(diào)節(jié)腫瘤壞死因子-α、IL-2、IL-6等炎癥因子和趨化因子的產(chǎn)生,影響機體免疫功能[36-37],腺嘌呤降低過氧化氫酶等抗氧化酶活性,誘導氧化應激及炎癥反應[38]。紡錘鏈桿屬中部分物種可能產(chǎn)生短鏈脂肪酸,抑制細胞黏附分子的表達以及細胞因子反應,調(diào)節(jié)巨噬細胞和中性粒細胞募集來發(fā)揮抗炎和免疫作用[39],如4, 6-二羥基喹啉通過激活芳烴受體發(fā)揮調(diào)節(jié)腸道炎癥和免疫的作用[40]。乳桿菌屬是常見的共生菌,其豐度升高可改善臨床癥狀、降低呼吸機相關(guān)性肺炎的發(fā)病率,調(diào)節(jié)其他菌群,抑制病原體增殖[41];腺苷磷酰硫酸在人體內(nèi)參與磷酸和硫酸鹽/亞硫酸鹽代謝,而二氧化硫可通過含硫氨基酸轉(zhuǎn)化為硫酸鹽/亞硫酸鹽,內(nèi)源性二氧化硫可通過絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號通路,抑制IL-6、IL-1β等炎癥因子的產(chǎn)生,促進IL-10的生成,減少炎癥反應的發(fā)生[42]。髕骨菌門、紡錘鏈桿屬、乳桿菌屬、脫硫弧菌未分類屬與腺嘌呤、4, 6-二羥基喹啉、腺苷磷酰硫酸的相互作用可能是辨證治療老年CAP 出院后患者的作用機制。
綜上所述,對于老年CAP出院后患者,辨證治療可能通過調(diào)節(jié)毛螺菌科NK4A136組屬、擬普雷沃菌屬、紡錘鏈桿屬、乳桿菌屬等腸道菌群的相對豐度,改善腸道微生物物種結(jié)構(gòu),并影響氨基酸、蛋白質(zhì)和能量代謝等相關(guān)通路發(fā)揮治療作用。本研究存在樣本量較少、未將肺脾氣虛、痰濕未盡和氣陰兩虛、痰熱未清證這兩個證型分開比較的不足,后續(xù)研究將擴大樣本量、進行辨證分型比較以及動物實驗以驗證研究結(jié)論。
利益沖突聲明:本研究未受到企業(yè)、公司等第三方資助,不存在潛在利益沖突。
參 考 文 獻
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(責任編輯:林燕薇)