朱佳源,肖嫩群,譚周進(jìn)

朱佳源,肖嫩群,譚周進(jìn),湖南中醫(yī)藥大學(xué)微生物教研室 湖南省長(zhǎng)沙市410208

0 引言

腸黏膜的表面積約為400 m2,是一種高度動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu),同時(shí)是多個(gè)應(yīng)激源的部位,并形成了內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境之間的一道屏障,一方面,完整的腸黏膜可保護(hù)人體免受微生物和毒素的侵襲,防止水和電解質(zhì)損失,另一方面,允許機(jī)體與外部環(huán)境進(jìn)行分子交換,選擇性滲透性,能夠吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、電解質(zhì)和水(圖1)[1].腸黏膜由黏膜上皮細(xì)胞(epithelial cell,IEC)、細(xì)胞間緊密連接和菌膜三者構(gòu)成,其中IEC與粘液層一起形成主要的物理和生化屏障,此外,腸黏膜還聚集了大量的免疫細(xì)胞,包括T細(xì)胞,B細(xì)胞,巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞與帶有共生腸道菌群的外粘液層、抗菌蛋白(antimicrobial peptides,AMP)和分泌性免疫球蛋白(secretory Immunoglobulin A,sIgA)分子共同形成了強(qiáng)大的黏膜免疫屏障[2,3].微生物群、腸上皮屏障和局部免疫系統(tǒng)之間的復(fù)雜相互作用幫助機(jī)體維持體內(nèi)平衡并促進(jìn)腸道的健康發(fā)展[1,4].而當(dāng)機(jī)體腸黏膜結(jié)構(gòu)和功能受損,引起抗原和細(xì)菌發(fā)生滲漏,全身炎癥并激活免疫細(xì)胞觸發(fā)免疫反應(yīng),導(dǎo)致人體患自身免疫性疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加,此外許多腸道疾病與胃腸道發(fā)生滲漏有關(guān),例如炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)[5].腸道黏膜受損,腸道免疫功能也受到不同程度的抑制,主要表現(xiàn)為腸道sIgA產(chǎn)生含量減少,腸道抗定植力下降,促進(jìn)腸內(nèi)細(xì)菌和內(nèi)毒素移位等[6].

近年來,應(yīng)用西藥治療腸道疾病雖然起效快,但復(fù)發(fā)率高,而中藥在很大程度上克服了這一點(diǎn),主要通過調(diào)節(jié)腸道菌群和胃腸代謝水平,維持腸黏膜完整性和恢復(fù)腸道屏障功能[2].但服用過量的緩瀉劑和苦寒類中藥可以通過影響腸道菌群結(jié)構(gòu)及其物質(zhì)和能量代謝,引起腸道微生態(tài)失衡,或破壞腸黏膜機(jī)械和免疫屏障,加重腸黏膜損傷[7].本文討論了中藥對(duì)腸黏膜損傷的主要方式,包括中藥對(duì)腸黏膜機(jī)械、生物、免疫屏障的損傷,并對(duì)中藥損傷腸黏膜的機(jī)制以及如何降低中藥的毒副作用進(jìn)行了思考,以期為中藥治療腸道疾病提供更加科學(xué)的依據(jù).

1 中藥對(duì)黏膜損傷的方式

中醫(yī)藥可通過健脾、運(yùn)脾、補(bǔ)脾、疏肝治療腸道疾病,此外中藥可以通過改善腸道菌群失調(diào)、調(diào)節(jié)腸黏膜免疫、維持腸黏膜組織的完整性、降低腸黏膜通透性、促進(jìn)腸蠕動(dòng)和增加腸黏膜的血流量來實(shí)現(xiàn)對(duì)腸黏膜的保護(hù)[2,8,9].然而近年來有研究表明,中藥亦可通過影響腸道菌群或破壞腸黏膜機(jī)械和免疫屏障來損傷腸黏膜,其可能機(jī)制如下(圖2).

1.1 中藥對(duì)腸黏膜機(jī)械屏障的損傷 腸黏膜屏障以機(jī)械屏障最為重要,主要由共生腸道菌群的外黏液層、單層的柱狀上皮細(xì)胞(IECs)及其緊密連接、固有層組成.黏液層覆蓋在腸上皮細(xì)胞,是外部分子到達(dá)腸腔的第一道物理防線,主要組成部分是高度糖基化的粘蛋白,與腸道杯狀細(xì)胞形成疏水的彈性凝膠層,保護(hù)上皮絨毛免受物理性摩擦、化學(xué)消化和細(xì)菌粘附[3].IECs是腸屏障的決定因素,與黏液層一起形成主要的物理和生化屏障,腸上皮細(xì)胞之間的增殖與凋亡平衡是維持黏膜上皮穩(wěn)定的關(guān)鍵,凋亡過度可能會(huì)抑制黏膜上皮細(xì)胞的再生與修復(fù),凋亡不足可能導(dǎo)致黏膜上皮細(xì)胞的增生或肥厚,引起腸道黏膜屏障受損[2].單層IECs之間通過緊密連接的復(fù)合物:緊密連接(tight junction,TJ)、粘附連接(adherens junctions,AJ)和橋粒進(jìn)一步將腸上皮細(xì)胞緊密連接起來,幫助維持腸黏膜屏障的完整性[3].此外,由毛細(xì)血管網(wǎng)、毛細(xì)淋巴管、神經(jīng)、分散平滑肌、免疫細(xì)胞等組成固有層對(duì)各種分子的的篩選起到限制作用[3].引起腸黏膜機(jī)械屏障受損的原因很多,例如腸黏膜缺血及再灌注損傷、炎癥介質(zhì)、細(xì)菌易位及內(nèi)毒素合成增加等皆可引起腸黏膜機(jī)械屏障受損[10].許多中藥對(duì)腸黏膜機(jī)械屏障損傷的治療有著很好的療效,可通過降低TNF-α、IL-6等炎癥因子水平來緩解腸道炎癥、減輕腸道上皮細(xì)胞的損傷,亦可增強(qiáng)緊密連接作用、減少內(nèi)毒素吸收,從而促進(jìn)腸黏膜機(jī)械屏障修復(fù)[2,11].而當(dāng)過量服用一些緩瀉劑或使用一些存在配伍禁忌的復(fù)方時(shí),可能引起一些腸道內(nèi)毒素合成增加,或直接引起腸道炎癥而損傷腸黏膜,從而破壞腸黏膜機(jī)械屏障.

圖 1 腸黏膜與免疫、營(yíng)養(yǎng)吸收功能關(guān)系.SIgA:分泌性免疫球蛋白.DC:樹突狀細(xì)胞;CD4+:T細(xì)胞;SED:上皮下圓頂.

圖 2 中藥引起腸黏膜損傷的機(jī)制.LPS:脂多糖;DAO:血清二胺氧化酶;PGE2:前列腺素E2;MUC-2:黏蛋白2;Treg:調(diào)節(jié)性T細(xì)胞.

據(jù)《本草綱目》記載:“續(xù)隨子與大戟、澤漆、甘遂莖葉相似,主療亦類同,其功皆長(zhǎng)于利水,惟在用之得法,亦皆要藥也.”說明自古以來千金子就與京大戟、甘遂、甘草等同列為利水要藥.有研究表明[12]脂多糖(LPS)可誘導(dǎo)腸道炎癥的發(fā)生,可引起腸道黏膜水腫,腸通透性增加,腸黏膜損傷,從而破壞腸黏膜機(jī)械屏障.陶偉偉等人[13]用甘草水提物、千金子醇提物水混懸液作為供試藥品,對(duì)小鼠分別進(jìn)行灌胃處理,發(fā)現(xiàn)甘草可通過輕度增加入血LPS含量,輕微損傷腸黏膜,千金子能明顯升高血清二胺氧化酶(serum diamine oxidase,DAO)和入血LPS水平,導(dǎo)致腸黏膜受損.且經(jīng)研究證實(shí),源自于大戟科大戟屬植物的大戟、甘遂、千金子等均含有化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的二萜類化學(xué)成分,具有相似的藥性與功效取向,當(dāng)與甘草合用時(shí)可能存在共性的禁忌規(guī)律,千金子與甘草合用升高LPS與DAO水平的同時(shí),腸道黏液降解功能增強(qiáng),加重腸黏膜損傷[13].番瀉葉作為一種含蒽醌類衍生物的緩瀉劑,可以直接刺激腸壁,增加腸道的水分,引起腹瀉,而服用過量的番瀉葉,可致腸道炎癥性充血,損傷腸道黏膜,同時(shí)降低腸道乳糖酶活性,引起腸道內(nèi)乳糖的滯積,加重腹瀉而引起腸道發(fā)生彌漫性損傷[14].有研究表明[15]生半夏對(duì)胃腸黏膜具有明顯的刺激毒性,可顯著促進(jìn)大鼠胃腸的運(yùn)動(dòng)并降低胃液中前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)的含量、胃酸的分泌和胃蛋白酶的活性,從而導(dǎo)致胃腸黏膜的損傷.

1.2 中藥對(duì)腸黏膜生物屏障的損傷 腸黏膜的生物屏障主要由正常的腸道菌群構(gòu)成,健康成人腸道菌群以擬桿菌門 和厚壁壁菌門為主,但也包括較少的放線菌門、變形桿菌門、梭菌門和疣微菌門,這些菌群維持相對(duì)平衡,幫助機(jī)體抵御外來病原體的感染和促進(jìn)人體免疫器官的發(fā)育成熟,亦可作為廣譜抗原激活腸道免疫系統(tǒng)[11].此外還有促進(jìn)藥物代謝、激素分泌、維生素合成及血管重塑等功能[16-18].而當(dāng)機(jī)體腸道菌群失調(diào)時(shí),可促進(jìn)兒茶酚胺的釋放或直接刺激大量致病菌的生長(zhǎng),從而引起腸黏膜損傷,加重炎性腸病的發(fā)生與發(fā)展.

絕大多數(shù)中藥給藥途徑以口服為主,中藥中很多有效成分必須經(jīng)過腸道菌群產(chǎn)生的特定代謝酶代謝轉(zhuǎn)化后生成新的活性代謝產(chǎn)物才能被吸收而發(fā)揮藥理作用,進(jìn)而對(duì)機(jī)體產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng),參與腸肝循環(huán)的藥物可能再次被腸道菌群代謝轉(zhuǎn)化[19,20].因此,腸道菌群在中藥的代謝轉(zhuǎn)化過程中具有非常重要的作用.腸道菌群代謝某些中藥成分能夠改變腸道菌群的結(jié)構(gòu)和代謝,例如高劑量黃芩苷(苦寒類中藥黃芩的提取物)長(zhǎng)期使用可使小鼠腸道菌群失調(diào),出現(xiàn)類似于林可霉素的破壞作用[21].長(zhǎng)期服用高劑量黃連解毒湯(組方為黃連、黃芩、黃柏和梔子)時(shí),小鼠腸道益生菌(雙歧桿菌和乳酸桿菌)數(shù)量減少,機(jī)體定植抗性下降,引起腸道微生態(tài)失衡[22].進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)[23],給予高劑量黃連解毒組方顆粒劑一段時(shí)間后,小鼠腸道菌群也明顯失衡.研究發(fā)現(xiàn)甘草中的甘草酸苷衍生物可改變胃腸道的酶和黏液表達(dá),并可能改變腸道菌群的微環(huán)境,甘遂中的二萜具有細(xì)胞毒性和肝毒性,可刺激胃腸道,引起黏膜細(xì)胞和細(xì)菌細(xì)胞的代謝發(fā)生改變[24,25].余金高等人[25]對(duì)正常小鼠分別用甘草提取物、甘遂提取物和甘草-甘遂聯(lián)合提取物處理7 d,發(fā)現(xiàn)甘草-甘遂聯(lián)合使用影響腸道菌群多樣性及脂質(zhì)、H2S代謝,引起腸道微生態(tài)失衡.因此可通過腸道菌群了解某些含有草藥組合中藥方劑的缺點(diǎn).

1.3 中藥對(duì)腸黏膜免疫屏障和免疫系統(tǒng)的損傷 腸黏膜免疫屏障主要由腸道相關(guān)淋巴組織(gut associated lymphoid tissue,GALT)和彌散免疫細(xì)胞(主要指固有層淋巴細(xì)胞和上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞)構(gòu)成及其分泌的免疫介質(zhì):抗菌肽(antimicrobial peptides,AMP)、lgA等構(gòu)成[11].其中上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞(intraepithelial lymphocytes,IEL)與上皮細(xì)胞形成了抵抗入侵病原體的免疫防線,IEL受刺激后迅速增殖,并能通過釋放IL-2、IFN-γ、TNF-α等多種細(xì)胞因子,有效抵御腸道病原體入侵,還有抗黏膜過敏反應(yīng)、抑制免疫應(yīng)答、消除損傷上皮細(xì)胞和促進(jìn)SIgA發(fā)育等功能[26,27].黏蛋白(MUC)是腸上皮杯狀細(xì)胞產(chǎn)生的黏液中的重要大分子,MUC-2對(duì)杯狀細(xì)胞和CD103+樹突狀細(xì)胞之間的協(xié)同作用可導(dǎo)致Treg細(xì)胞分化和免疫耐受[28].固有層淋巴細(xì)胞主要產(chǎn)生聚合IgA能防止病原體穿過腸黏膜,抑制病原體的擴(kuò)散以及在能侵襲的情況下破壞病原體[29,30].GALT是黏膜免疫系統(tǒng)的傳入誘導(dǎo)和活化部分,誘導(dǎo)部位包括派爾集合淋巴結(jié)(peyer's patch,PP)和腸系膜淋巴結(jié)(mesenteric lymph nodes,MLNs),能夠區(qū)分有害和無害抗原[31].GALT的免疫細(xì)胞由T、B細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞(DCs)組成,其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)內(nèi)還包括微皺襞細(xì)胞、潘氏細(xì)胞等[32].PPs可以收集胃腸道上皮表面的抗原,MLN主要功能是過濾來自腸道的淋巴液,并對(duì)游離的抗原和由固有層巨噬細(xì)胞遷移到MLNs的抗原作出免疫應(yīng)答[30,33].

大多數(shù)中藥可以增強(qiáng)腸黏膜免疫屏障,可激活巨噬細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和血液補(bǔ)體蛋白來實(shí)現(xiàn)其免疫調(diào)節(jié)作用,可通過促進(jìn)上皮細(xì)胞修護(hù)及杯狀細(xì)胞分泌黏液,促進(jìn)固有層漿細(xì)胞分泌IgA的合成來改善腸免疫屏障功能[2,11].有關(guān)中藥損傷腸黏膜免疫屏障的相關(guān)研究很少,但一些治療便秘的中藥可以引起腸道菌群失調(diào),菌群失調(diào)可以導(dǎo)致腸道內(nèi)IgA的分泌減少,進(jìn)而誘發(fā)腸道炎癥,從而影響腸道黏膜免疫屏障功能[25,34].且有研究表明[17]腸道菌群紊亂可使腸黏膜免疫系統(tǒng)發(fā)育受損,腸道內(nèi)環(huán)境生態(tài)失調(diào),進(jìn)而引起免疫介導(dǎo)的相關(guān)疾病發(fā)生.這提示我們腸道菌群可能有助于維護(hù)腸道黏膜免疫.元華是一類具有腸毒性的中藥,服用普通劑量相對(duì)安全,但與甘草合用其毒性顯著增加,能明顯抑制MUC-2的表達(dá),從而可能抑制Treg細(xì)胞分化和免疫耐受[35].腸黏膜免疫系統(tǒng)十分復(fù)雜,目前對(duì)于其結(jié)構(gòu)和功能都有了較深入的了解,關(guān)于中藥通過腸道黏膜免疫系統(tǒng)發(fā)揮治療作用的設(shè)想和研究的報(bào)道日益增多,傳統(tǒng)中藥湯劑中水溶性成分相對(duì)較多與中藥活性成分大多為極性較小的脂溶性成分形成明顯反差[28].因此,腸道黏膜免疫系統(tǒng)很可能在中藥發(fā)揮作用的過程中扮演著重要角色,值得我們深入探討.

2 中藥對(duì)腸黏膜損傷的思考

多年來中醫(yī)藥的安全性和有效性受到質(zhì)疑,仍是中醫(yī)藥發(fā)展的主要障礙.如今,隨著中藥方劑的現(xiàn)代化,科學(xué)家和醫(yī)生越來越意識(shí)到草藥組合可能誘發(fā)副作用或毒性的風(fēng)險(xiǎn).源自《神農(nóng)本草經(jīng)》的“十八反”、“十九畏”是中藥禁忌配伍的重要依據(jù),然而許多湯劑中仍然存在一些存在配伍禁忌的組合,常見的有甘遂半夏湯,海棗玉虎湯,肝棗湯等[35].“甘遂-半夏”湯是一種含有甘草-甘遂組合的湯劑,在中醫(yī)湯劑發(fā)展已有數(shù)千年的歷史,如今仍被廣泛用于臨床治療各種腹水.研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)甘草和甘遂一起提取時(shí),可加速甘遂中二萜的溶解,并可能增加這種草藥的毒性,然而當(dāng)二者分開提取后再聯(lián)合使用仍能引起腸道菌群失調(diào),這表明二者副作用或毒性可由聯(lián)合用藥本身直接誘導(dǎo)的[36].海棗玉虎湯配方中存在海藻和甘草被認(rèn)為是不利組合,然而其在治療甲狀腺相關(guān)疾病功效顯著[37].傳統(tǒng)湯劑的聯(lián)合是復(fù)雜的,且現(xiàn)在的許多湯劑沒有考慮疾病的本身去進(jìn)行劑量上的合理設(shè)計(jì),而是嚴(yán)格按照國(guó)家藥典計(jì)量比設(shè)定,藥物的毒副作用也因人而異,相關(guān)臨床研究又十分的少[25].因此,需要結(jié)合大量臨床實(shí)踐和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來正確評(píng)估含有甘草和甘遂或存在其他配伍禁忌的中藥湯劑的利弊,探討聯(lián)合用藥是否以及如何引起毒性作用.

如何降低中藥對(duì)腸黏膜損傷的毒副作用以及了解相關(guān)機(jī)制,也值得我們深入研究,盡管不相容草藥對(duì)的數(shù)量以及中藥對(duì)腸黏膜損傷的相關(guān)研究有限,但這些草藥對(duì)的不相容機(jī)制、不相容的發(fā)生條件以及如何引起腸黏膜損傷的原因非常復(fù)雜,幾乎涉及體內(nèi)藥物處置過程的每個(gè)階段[35].例如甘遂-半夏湯雖然含有甘草-甘遂這兩種存在配伍禁忌的草藥,但是該湯劑中的芍藥可以促進(jìn)甘草的吸收,甚至減弱甘遂對(duì)甘草的抑制作用,此外還通過磷脂代謝、脂肪酸代謝、苯丙氨酸代謝、色氨酸代謝等多種代謝途徑減弱其配伍毒性[38,39].甘遂還可以通過用醋炒的方式降低中藥毒性,其可能機(jī)制是由于其增加了腸道有益菌的比例,潛在致病菌的數(shù)量下降,從而起到降低其胃腸道毒性的作用[40].大黃是常用的蒽醌類瀉藥,治療慢性腎臟病也極為普遍,經(jīng)發(fā)現(xiàn)其過量有胃腸道毒性,而經(jīng)炮制后所得熟大黃、酒大黃、醋大黃,大大減輕其苦寒之性及瀉下的副作用,與土茯苓配伍或經(jīng)醋炒皆可減輕胃腸道反應(yīng)[41].不同提取組分的半夏其毒性存在差異,半夏醇提組分的毒性大于全組分和水提組分,說明半夏的毒性成分主要存在于醇溶部位,水溶部位僅存在少量毒性成分,但是其產(chǎn)生毒性的具體成分是否僅為半夏草酸鈣針晶和凝集素蛋白及毒性機(jī)制仍需進(jìn)一步深入的研究證實(shí)[15].黃連解毒湯在低劑量應(yīng)用時(shí)不會(huì)引起腸道菌群失調(diào),甚至減少條件致病菌(腸球菌、大腸埃希菌)的數(shù)量,提示我們黃連解毒湯或許在更低劑量應(yīng)用時(shí)可以作為腸道菌群調(diào)節(jié)劑[22].因此,我們可通過設(shè)計(jì)合理的配伍及用量或改變中藥的處理的方式來降低中藥對(duì)腸黏膜損傷.

3 結(jié)論

腸黏膜是一個(gè)復(fù)雜多樣的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu),涉及多個(gè)組分之間的相互作用,共同形成完整的腸黏膜屏障,允許吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的同時(shí)并能夠起到保護(hù)人體免受微生物和毒素的侵襲,防止水和電解質(zhì)損失的作用.一旦這種屏障遭到破壞,可能會(huì)引發(fā)一系列腸道和全身疾病.近年來,應(yīng)用中醫(yī)藥修復(fù)腸黏膜損傷越來越受到關(guān)注,許多中藥成分能促進(jìn)益生菌的繁殖而抑制有害菌的生長(zhǎng)而恢復(fù)腸道菌群失調(diào),增強(qiáng)黏膜免疫和緩解腸道炎癥而促進(jìn)黏膜損傷修護(hù)[2,19].然而,近年來有不少研究發(fā)現(xiàn),服用一些存在配伍禁忌的中藥或過量使用一些緩瀉劑、苦寒類的中藥可以通過影響腸道菌群的結(jié)構(gòu)和代謝、腸黏膜機(jī)械和腸黏膜免疫引起腸黏膜受損.雖然這些損傷大多是可避免的,但是為什么一些存在配伍禁忌的復(fù)方仍然廣泛應(yīng)用,這是值得我們深入探討的,以及尋找降低這些中藥對(duì)腸道的毒副作用的方法并深入了解相關(guān)機(jī)制,能幫助我們更好的促進(jìn)中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展與傳承.