大黃對重癥急性胰腺炎腸道屏障保護的研究進展?

李兆霞 許才明 羅亞嵐 蔣 柳 張桂信 陳海龍△

（1.大連醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院，遼寧 大連 116011；2.大連醫(yī)科大學，遼寧 大連 116044）

急性胰腺炎（AP）是臨床常見的急腹癥之一，臨床表現(xiàn)為突發(fā)性左上腹劇痛、惡心嘔吐、痞滿拒按、發(fā)熱，伴有早期尿、血淀粉酶典型增高。近年來，AP發(fā)病率呈逐漸升高的趨勢，其中20%～30%發(fā)展成為重癥急性胰腺炎（SAP），死亡率10%～30%［1］。腸道是SAP最早受損的功能器官之一，腸道屏障的損害導致其通透性增加是SAP引起腸源性內(nèi)毒素血癥和細菌移位的重要原因，可見腸道既是受邪之地，又是蘊生毒邪之所，是“二次打擊”的源泉。因此，腸道屏障功能障礙是SAP引起“全身炎癥反應綜合征（SIRS）/多器官功能障礙綜合征（MODS）”的病理基礎(chǔ)。目前，關(guān)于SAP腸屏障功能障礙的臨床治療并無特效藥，而有關(guān)大黃保護胃腸屏障功能的研究越來越受到重視。本研究對胃腸黏膜屏障損傷發(fā)生機制和大黃防治機理做一總結(jié)闡述。

1 大黃概述

大黃，也被稱為“將軍”或者“黃良”，是多種蓼科大黃屬的多年生植物（掌葉大黃Rheum palmatumL.、唐古特大黃R.tangguticum Maxim.ex Balf和藥用大黃R.officinaleBaill.）的干燥去皮根及根莖，始記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，至今已有兩千多年的歷史［2］。大黃的主要成分為蒽醌類（大黃酸、大黃素、大黃酚及番瀉苷A、B、C、D等）和鞣質(zhì)類物質(zhì)［3］。

《神農(nóng)本草經(jīng)》記載“下瘀血，血閉，寒熱，破癥瘕積聚，留飲宿食，蕩滌腸胃，推陳致新，通利水谷，調(diào)中化食，安和五臟”。多項研究證實，大黃通里攻下可以明顯減輕腸源性內(nèi)毒素血癥，降低腸黏膜通透性，調(diào)整腸道細菌微生態(tài)，清泄內(nèi)毒素池，起到“釜底抽薪，急下存陰”的作用。可見，大黃在臨床急重癥（膿毒血癥）的腸道屏障功能中發(fā)揮了重要的保護作用，其機制亦復雜多樣，值得深入探討。

2 大黃治療SAP腸屏障的機制

腸道屏障是指腸道上皮具有防止有害物質(zhì)透過腸道黏膜，進入血液循環(huán)并布散至全身組織器官的作用。腸道屏障的構(gòu)成包括4個部分：1）由完整的腸黏膜上皮細胞及細胞間多種連接構(gòu)成的腸道機械屏障；2）由腸黏膜上皮分泌的黏液和消化液構(gòu)成的腸道化學屏障；3）由腸黏膜淋巴組織、漿細胞、肥大細胞及部分分泌物構(gòu)成的腸道免疫屏障；4）由腸道內(nèi)固有菌群相互作用構(gòu)成的腸道生物屏障。在SAP發(fā)生發(fā)展過程中，細胞凋亡、微循環(huán)障礙、炎癥因子的過度釋放與激活、缺血-再灌注損傷是引起腸道黏膜屏障功能障礙的主要因素，而中藥大黃對SAP腸道屏障的作用機制充分體現(xiàn)了其多層次、多環(huán)節(jié)、多靶向的綜合效應。

2.1 機械屏障 由腸黏膜上皮細胞、細胞間的緊密連接和間隙連接、基底膜及固有層等組成的結(jié)構(gòu)和功能完整的腸道機械屏障是整個腸道屏障的最基本支撐，也是其他各層屏障的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)［4］。研究表明，微循環(huán)障礙是SAP的重要特征之一，可引起腸道上皮細胞脫落、凋亡，促進MLCK/p-MLC通路的激活，增加ZO-1、occludin等絲狀肌動蛋白的丟失，破壞了細胞間的連接結(jié)構(gòu)，腸道機械屏障的完整性受損，腸道黏膜通透性隨之增加，某些大分子物質(zhì)諸如細菌和內(nèi)毒素能夠穿過腸上皮經(jīng)血液循環(huán)引起Sepsis或SIRS/MODS［5］。有研究發(fā)現(xiàn)，大黃多糖在調(diào)控腸上皮細胞增殖和凋亡平衡中發(fā)揮了重要作用，一方面上調(diào)c-Myc和c-fos的表達，促進腸上皮細胞的增殖、移行及分化；另一方面促進抑凋亡蛋白Bcl-2表達而減少Bax表達，并抑制Caspase-3活化，從而抑制腸上皮細胞的凋亡，保護腸道屏障功能［6］。Wang等證明大黃酸能夠上調(diào)ZO-1、occludin、claudin-5等緊密連接蛋白的表達，下調(diào)NF-kb/MLCK/p-MLC通路的激活，從而抑制細胞骨架的結(jié)構(gòu)重構(gòu)，以維持腸黏膜的通透性，達到保護腸黏膜屏障的目的［5，7］。此外，Jiao等發(fā)現(xiàn)在大黃輔食喂養(yǎng)的山羊腸組織中Claudin-1的mRNA和蛋白水平均顯著上調(diào)，可以促進腸絨毛生長，改善回腸黏膜形態(tài)［8］。王榮榮等發(fā)現(xiàn)大黃牡丹湯可能對腸黏膜修復有促進作用，維持腸道機械屏障的結(jié)構(gòu)和功能［9］。

2.2 化學屏障 腸黏膜屏障中表面黏液層的黏液與腸道水分、消化液等化學物質(zhì)相互融合，共同作用將腸內(nèi)容物與腸上皮細胞層相互隔絕，從而構(gòu)成了保護腸黏膜免受微生物侵襲及酸堿腐蝕的化學屏障，該化學屏障可以伴隨腸道蠕動的形式移動至腸道遠端，并將內(nèi)毒素、有害菌群等有害群體排出體外［10］。相關(guān)研究顯示，黏液層中黏液的主要由黏蛋白、抗菌肽、溶菌酶等組成，其中粘蛋白尤其是由杯狀細胞合成并分泌黏液蛋白2（MUC2）是構(gòu)成腸道黏膜化學屏障的核心骨架成分，具有維持黏液層凝膠樣狀態(tài)的特性［11］。徐匯等研究發(fā)現(xiàn)在急性壞死性胰腺炎中大鼠腸道通透性增加，黏液層變薄，MUC2 mRNA顯著下調(diào)［12］。Grootjans J等研究已經(jīng)證實，在大鼠缺血再灌注的結(jié)腸組織損傷模型中，促進杯狀細胞的分泌活性可以明顯促進細菌、內(nèi)毒素的外排，抑制菌群移位，促進腸黏膜屏障的快速恢復［13］。此外，研究顯示MUC2敲除小鼠有自發(fā)結(jié)腸炎傾向，且在腸系膜淋巴結(jié)、脾臟中有細菌移位現(xiàn)象［14-15］。大黃提取液可以促進大鼠腸道黏蛋白MUC2分泌，并呈劑量依賴性［16］。此外，Chen等研究發(fā)現(xiàn)，大黃能促進腸黏膜內(nèi)杯狀細胞增殖并增加黏液分泌，進而保護腸道黏膜屏障［17］。Kentaro Shimizu等在運用大黃治療腸道動力障礙的案例中發(fā)現(xiàn)，大黃可以明顯促進胃腸蠕動，而腸蠕動的增加與化學屏障的外排機制相結(jié)合，可以在胰腺炎腸屏障保護中發(fā)揮重要作用［18］。

2.3 免疫屏障 免疫屏障是由駐留在腸道內(nèi)的大量免疫細胞提供的，這些細胞或以有組織的結(jié)構(gòu)存在，如Peyer s patch和腸系膜淋巴結(jié)，或散布在腸道上皮細胞和固有層，如樹突狀細胞（DCs）、肥大細胞、巨噬細胞、上皮內(nèi)淋巴細胞（IEL）、T調(diào)節(jié)細胞（T Regs）、CD4+淋巴細胞、B淋巴細胞和漿細胞［19］。腸的先天免疫系統(tǒng)在SAP胰腺炎的發(fā)展過程中扮演了各種不同的角色，既可以通過模式識別受體（TLRs）和NOD樣受體（NLRs）激活核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB），啟動炎癥反應，又可以通過T細胞免疫和漿細胞體液免疫作用，防止機會性病原體和原發(fā)病原體對機體的傷害［20］。其中，腸道相關(guān)淋巴組織（GALT）產(chǎn)生的特異性分泌型免疫球蛋白（SIgA）可以在腸道中選擇性包被革蘭氏陰性菌，所形成的抗原抗體復合物能夠阻礙細菌結(jié)合上皮細胞上的受體，并刺激腸道蠕動和黏液分泌，能夠明顯抑制細菌對腸黏膜上皮的黏附［21］。機體在感染、休克等應激狀態(tài)時，表現(xiàn)出明顯的GALT抑制現(xiàn)象，SIgA分泌下降，細菌黏附的概率增加并進一步發(fā)生易位。多項研究證實，大黃輔助早期腸內(nèi)營養(yǎng)治療SAP大鼠，可以顯著降低血漿中內(nèi)毒素、D-乳酸水平，更重要的是可以提高腸分泌的SIgA蛋白水平，從而抑制菌群移位，減輕腸黏膜損失，這一研究成果［22-23］與Xiong等［24］的報道一致。此外，Xiong等實驗表明大黃蒽醌（FTRAs）還通過下調(diào)SAP大鼠腸組織中NLRP3炎性小體及相關(guān)蛋白caspase-1、IL-1β的表達，增加SIgA的表達，減少Tregs的數(shù)量，降低血液中ET、IL-1β、TNF-α和NO水平，恢復Th1/Th2的平衡來調(diào)節(jié)黏膜功能，即通過調(diào)節(jié)免疫功能來保護腸道損傷，改善腸黏膜屏障功能［24-25］。研究發(fā)現(xiàn)，大黃素可以減少SAP大鼠腸系膜肥大細胞脫顆粒率，進而抑制TNF-α、IL-6、NF-κB的表達與激活，限制了炎癥反應的進一步擴散［26-28］。此外，大黃素還可以通過上調(diào)SAP大鼠中腹腔巨噬細胞間ICAM-3的表達，促進其吞噬能力，進而減輕SAP炎癥反應［29］。因此，大黃對SAP免疫屏障的作用是多層次、多方面的，不僅可以抑制病原體的移位，亦可以截斷炎癥反應的擴散途徑。

2.4 生物屏障 腸道的生物屏障指的是腸道內(nèi)與人體互利共生的微生物群落，也被稱為人體內(nèi)的又一個“器官”。本課題組較早證實了大鼠MODS狀態(tài)下腸道菌群發(fā)生了明顯的變化，表現(xiàn)為腸桿菌、球菌等需氧菌的數(shù)量明顯增多，雙歧桿菌、乳酸桿菌等厭氧菌的數(shù)量明顯下降，革蘭氏陰性腸桿菌與雙歧桿菌的比例倒置，導致腸腔內(nèi)游離內(nèi)毒素含量增加，易于引起菌群及內(nèi)毒素移位［30-31］。研究證實，SAP患者腸道微生物菌群處于紊亂的狀態(tài)，其比例嚴重失調(diào)，主要表現(xiàn)為大腸埃希菌繁殖增加，雙歧桿菌和乳酸桿菌生長受到抑制［32］。厭氧菌本是腸道內(nèi)的主導菌，可以穩(wěn)定地棲息在腸道內(nèi)的各種壁龕中，能夠有效防止其他致病菌的對腸壁的黏附和定植，從而起到預防菌群移位的作用［33］。由此可見，腸道菌群的紊亂失調(diào)是誘發(fā)SAP腸源性感染和內(nèi)毒素血癥的主要原因之一。多項研究發(fā)現(xiàn)，與健康人群相比，腸道菌群比例改變較大的SAP患者并發(fā)癥、急性生理與慢性健康Ⅱ（APACHEⅡ）評分等均明顯升高，而運用益生菌恢復AP患者腸道菌群比例可以有效抑制菌群移位，降低患者的感染率和并發(fā)癥發(fā)生率［34-37］。Yao等研究證實，SAP大鼠腸道菌群出現(xiàn)紊亂，表現(xiàn)為乳酸桿菌和雙歧桿菌數(shù)量明顯下降、大腸埃希菌數(shù)量明顯增加，而大黃可以在一定程度上緩解這一現(xiàn)象［38］。小鼠潰瘍性結(jié)腸炎的實驗中，大黃牡丹湯增加了有益菌的數(shù)量，減少了有害菌的數(shù)量，恢復腸道菌群的多樣性和SCFA的含量，并在Th17/Treg的平衡重建中發(fā)揮重要作用［39］。此外，通過16srRNA測序發(fā)現(xiàn)大黃衍生物能通過促進溶菌酶和防御素等分泌改變腸道微生物系統(tǒng)，并促進某些細菌參與腸道屏障功能［40］。在膿毒癥、SAP等不同疾病模型中，均發(fā)現(xiàn)大黃及其衍生物有糾正腸道菌群紊亂、抑制腸道菌群移位、維護腸道屏障功能等作用［41］。

3 結(jié)語

綜上所述，各個腸道屏障層次之間實際上既是一種相互獨立更是是一種相互依存的關(guān)系，對于預防腸源性感染、多器官功能衰竭具有重要意義。大黃對腸道屏障的保護作用貫穿整個腸屏障結(jié)構(gòu)，維持并修復腸道屏障的結(jié)構(gòu)和功能，是多層次多靶點的聯(lián)合效應。目前對胃腸屏障功能障礙誘發(fā)MODS的防治仍然一籌莫展，大黃是天然藥材，資源貯備大，價廉易得，在急重癥領(lǐng)域的藥物開發(fā)和應用值得深入研究。