腸道微生態紊亂與肝脾不和之腸易激綜合征的關聯性分析

旺建偉 王一鳴 趙清玉 趙文靜 隋方宇 關子赫 張 淼

現今，很多研究者認為腸道微生態學中許多機制和觀念與中醫學理論體系密切相關，闡明腸道微生態與中醫理論的相關本質對于研究中醫藥和腸道微生態的相互作用以及從中醫角度治療微生態失調等相關疾病意義重大[1,2]。且中藥作用機制可直接通過調控腸道微生態與影響宿主共代謝物質而實現。因此，腸道微生態成為中醫藥研究的熱點與切入點。近年來，腸道微生態紊亂在腸易激綜合征(irritable bowel syndrome,IBS)病程發展中的作用日益引起關注。IBS是目前公認的與腸道微生態聯系最為密切的疾病之一，二者互為因果關系，腸道微生態失衡可引起/加重IBS患者病癥。IBS機制復雜，涉及腸道動力異常、內臟敏感度、腸道免疫功能紊亂、腸道菌群失衡、腸道屏障功能異常、精神心理疾病誘發等多重因素，且多重因素間有著共同、交叉、互為影響的作用。中醫學認為肝旺脾虛是IBS發展過程中的必經階段，在其病機演變中居重要地位。可見，中醫學肝失疏泄、橫逆犯脾、脾氣漸虛、肝脾不和的病機觀點與腸道微生態變化有關，兩者間可能具有某些共同的、客觀的、量化的物質基礎。

一、腸道微生態的概述

腸道可以看作是一個豐富的、能夠自行調整的微生態，其中腸道菌群處于核心地位直接影響腸道微生態，腸道屏障及菌群代謝產物通過與菌群、機體作用間接影響腸道微生態系統。腸道菌群的平衡保證著機體營養物質供給維持，使腸道屏障發揮正常生理功能，腸道屏障為腸道菌群提供繁殖環境，保護原生菌群結構穩定。二者彼此作用，共維持腸道微生態健康。

1.促消化和營養吸收：腸道作為消化系統的一部分，基礎功能是吸收營養與消化，腸道菌群也參與其中。雙歧桿菌在腸道中合成人體必須營養物質，并且與其他菌群作用釋放信號分子推進胃腸動力以及提高腸道免疫而抗感染[3]。腸道菌群的代謝過程中可分泌大量活性酶使消化液難以分解的膳食殘留物進一步分解，并釋放短鏈脂肪酸(shortchain fatty acids，SCFAs)。SCFAs丁酸作為原材料參加腸道細胞能量代謝，與腸上皮細胞作用為腸道菌群的生長繁殖提供營養[4]。

2.調節免疫功能：腸道菌群與人體免疫之間有著復雜關聯，人體約70%免疫球蛋白分泌在腸道內完成。菌群調控免疫水平，同時腸道免疫也決定菌群結構[5]。腸道有益菌誘導腸道黏膜免疫細胞識別并減少炎性反應，腸道內致病菌誘導下的炎性反應，使其他菌群不被免疫細胞所殺滅[6]。菌群與腸黏膜、腸上皮細胞及涵蓋在內的菌群代謝產物構成多重御防體制[7]。優勢菌群代謝產物SCFAs是腸道免疫調控的關鍵介質，SCFAs乙酸減輕葡聚糖硫酸鈉誘導性結腸炎和關節炎，SCFAs丙酸和SCFAs丁酸對樹突細胞免疫應答有抑制作用，降低炎性細胞基因轉錄和炎性細胞因子表達水平[8～10]。

3.調節神經系統功能:腸道菌群及其代謝產物可影響或參與神經系統功能。腸道菌群通過腸神經系統(enteric nervous system，ENS)與迷走神經連結可影響中樞神經系統(central nervous system，CNS)功能。菌群代謝產物誘導神經遞質釋放，影響腸內分泌細胞分泌并將信號分子通過外周血液循環傳導至CNS[11]。腸道菌群代謝過程代謝產物SCFAs、間接產物神經遞質與細胞因子如5-羥色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)、多巴胺、γ-氨基丁酸(GABA)等不僅作用于迷走神經與ENS向CNS傳遞信號，還能進入循環系統作用于下丘腦及相關區域調控內分泌而影響CNS[12]。腸道菌群與免疫細胞作用，促進細胞因子與組胺等免疫活性物質釋放而調節中樞神經功能。腦部室周器和脈絡叢細胞中也有相關免疫受體的表達，能夠應答細菌代謝產生的內毒素[13]。

4.構建腸道生物屏障：腸道菌群占據腸道表面，在物理空間形成一層“菌膜屏障”阻止了病原體與其他有害物質與腸上皮細胞直接接觸。優勢菌群因其龐大的數量在腸道微生態中有著強競爭力而占據腸道營養優先級。菌群代謝產物間接抑制致病菌群，釋放免疫誘導因子(防御素、細菌毒素、抗菌肽、H2O2等)，維護腸道微生態穩定。SCFAs控制致病菌生存環境，對腸道屏障具有維護和加固作用[14]。

二、腸道微生態與IBS

1.菌群失調：IBS患者基本存在不同程度的腸道菌群失調。患有IBS腸道內雙歧桿菌、乳桿菌數量減少使腸道定植抗性減弱[15]。SCFAs調節腸道pH值使其維持在弱酸性水平利于有益菌群的生存并控制外來致病菌群的增長[16]。腸道菌群與腸道屏障的修復更新有直接聯系。腸道有益菌分泌SCFAs誘導分泌黏蛋白，與腸黏膜屏障修復物質——白介素(interleukin，IL)-18分泌有關，參與腸道免疫環節降低炎癥物質表達水平[17，18]。此外，SCFAs 作為介質還可調控5-HT腸內濃度，從而間接影響著腸道動力、免疫系統、血管收縮等多項功能。IBS治療針對腸道菌群紊亂采用抗生素及益生菌制劑療法發揮一定效果。如抗生素利福昔明調整腸道菌群降低內臟感覺閾值使IBS得到緩解[19]。益生菌聯合制劑通過改善菌群結構、減輕黏膜層炎性反應、修復腸道屏障增加定植抗性使腸生態回到平衡[20]。

2.神經免疫調節網絡異常：IBS的發生、發展過程與機體神經免疫調節網絡密切相關。菌群代謝產物通過ENS傳遞信號與CNS連接。腸神經系統涵括食道到肛門消化道內壁，大約有上萬神經節和四億神經元調控消化道平滑肌運動、消化液分泌、局部血管血流量等功能。神經-免疫-內分泌網絡溝通使腦部與腸道功能關聯，沿著腦-腸軸進行下-上調節或是上-下調節[21]。腦腸軸神經遞質5-HT是調節網絡中關鍵物質。神經功能紊亂、內分泌失調、免疫功能異常使神經-免疫-內分泌網絡打破固有平衡狀態，改變機體神經功能、免疫調節和內分泌水平。

腸道微生物群影響下丘腦-垂體-腎上腺(hypothalamic-pituitary-adrenal，HPA)軸活躍性而調節壓力應答閾值[22]。通過調節下丘腦皮質酮釋放因子及腦皮質與海馬體中腦源性神經營養物質、2A亞型N甲基-D-天冬氨酸受體、5-HT受體表達水平調節HPA軸活動[23]。HPA軸在體液代謝、免疫調節、內分泌調節過程中釋放相關物質如糖皮質激素、鹽皮質激素、兒茶酚胺等對于腸道微生態產生影響。有研究指出，應激情緒誘導的HPA軸影響腸道屏障通透性和誘導腸道免疫失調引發腸道微生態失衡[24]。菌群代謝產物進入循環系統通過HPA軸影響促腎上腺皮質激素釋放因子(corticotropin releasing factor，CRF)合成，是導致內臟過敏癥狀以及腸道動力異常的因素之一。CRF與5-HT分泌有關[25]。

人體內95%的5-HT由腸嗜鉻細胞分泌，是腦-腸軸關鍵信號物質，在調控神經內分泌與腸道功能間發揮重要作用。5-HT釋放轉運因子(serotonin transporter，SERT)失調使腸道動力系統紊亂和誘導IBS內臟過敏。腸道黏膜細胞和迷走神經末梢相連，接受肥大細胞發出的免疫因子(組胺、蛋白酶、5-HT、CRF)、巨噬細胞釋放細胞因子做出應答影響著內臟感覺[26]。IBS發展的前期環節中腸道屏障損傷以及腸道菌群失調觸發免疫，腸道免疫細胞激活向迷走神經輸放信號物質，降低感覺閾值而引起內臟敏感。前期研究中發現，IBS內臟過敏大鼠血清5-HT濃度與正常對照組比較，差異有統計學意義，給藥后內臟敏感度下調，5-HT水平下降，認為IBS內臟高敏性與5-HT的過度表達有關[27]。疏肝健脾方通過影響結腸黏膜5-HT表達和再攝取因子介導的相關離子轉運而改變結腸分泌，影響5-HT及相關受體釋放、降低結腸中肥大細胞的表達是給藥后降低了大鼠內臟敏感的原因[28]。

IBS癥狀中出現情感調節功能障礙與5-HT水平異常和腸道低水平促炎反應有關。腦組織中的5-HT以旁分泌的方式作用于中樞情感區域影響情緒。腸道免疫激活產生IL-10、IL-1β、TNF-α、IFN-γ、IL-6等炎性物質影響5-HT合成。此外，這些炎性物質進入血液循環可透過血-腦脊液屏障轉運影響腦功能。益生菌制劑改善免疫水平和降低腸道免疫促炎物質——IFN-γ、TNF-α、IL-6、5-HIAA的表達而調高5-HT水平用于抑郁癥的治療。

三、腸道微生態失衡與肝脾不和的關聯

歷代醫家多認為肝脾不和是肝脾之間相克乘侮不良關系。肝旺而導致肝氣乘脾，脾虛而肝氣克制太過，抑或是肝旺與脾虛并重，都可認為屬于肝脾不和范疇。

脾胃者，倉廩之官，五味出焉，主運化。脾胃運化功能正常，脾才能散精，機體才能吸收精微物質而發揮正常生理功能。故此脾為后天之本，為氣血生化之源。肝主疏泄，對于氣機的調暢起著重要的作用，能促進脾氣上升，脾升則健運，協助胃濁下降，所以肝的疏泄功能對促進脾胃受納運化功能有極其重要的作用，正如唐容川所云：“木之性主于疏泄，食氣入胃，全賴肝木之氣以疏泄之，而水谷乃化”(《血證論·臟腑病機論》)。肝脾不和，則疏泄失常，脾有失運化。研究表明，腸道菌群是腸道吸收營養與消化功能中重要物質基礎，參與機體營養物質吸收，腸道菌群失調可導致消化吸收障礙。

脾胃具有抵御邪氣侵入機體的作用，《靈樞·五癮津別論》云：“脾為之衛”， 由于飲食不當或其他因素如情志不遂，致邪氣侵入，若邪氣偏勝，正不勝邪，則病邪侵入機體引發疾病。腸道菌群的結構、代謝與機體有著深遠的影響。腸道屏障具有隔絕病原體以及調節腸道免疫的功能。不良飲食、情緒可致腸道屏障受損、菌群失衡，即“正氣不足而邪氣侵入”，是引發多種腸道疾病甚至代謝異常的根源。

脾在志為思，“思出于心，而脾應之”。思慮過度，所思不遂，“思則心有所存，神有所歸，正氣留而不行，故氣結矣” (《素問·舉痛論篇第三十九》)，有礙于脾之運化。故思慮過度，常致不思飲食，脘腹脹悶等癥。肝在志為怒，肝的疏泄功能正常，氣機調暢，氣血和調，則心情舒暢。肝失疏泄，或肝郁氣滯，或升泄太過，均可致情志異常。肝脾不和可致情志失暢。脾胃疾病癥狀中常出現焦慮、抑郁等情志不良癥狀，焦慮、抑郁癥患者亦常出現腸道菌群失調癥狀，說明人體情志變化與腸道菌群有關。內分泌功能與情志變化均由腦部神經系統調控，腸道微生態的失衡與肝脾不和的關聯亦可以看作是腸道菌群與神經內分泌功能的相互作用。CNS通過轉導神經遞質向ENS輸送信號或影響內分泌的途徑影響著腸道菌群。菌群代謝產物通過誘導神經遞質釋放、激活免疫、改變腸道分泌等途徑影響神經系統功能。菌群代謝產物通過腸黏膜上皮細胞作用，腸神經受體信號轉導等路徑，使腸道菌群與腦腸軸實現交流。腦部神經免疫網絡決定情志與機體各個器官的代謝調節。腸道微生態失調導致神經免疫網絡調節異常，從而在疾病中表現出腸道功能紊亂與代謝、情志失調的雙重癥狀。

由此可見，中醫脾胃主受納運化，肝主疏泄調情志，與腸道微生態的功能均有直接關聯性，腸道微生態學當中許多機制和觀念與脾肝理論體系密切相關，二者具有一定的統一性、相關性。闡明腸道微生態與肝脾的相關性既有助于研究IBS與腸道微生態變化關聯，又能從中醫角度分析及治療IBS微生態失調。

四、總結與展望

IBS是一種表現為腸道功能異常，涉及內臟感覺、情志不良的社會心理疾病，病因病機復雜多因，非單一角度而能論證其機制。中醫的整體辨證分析研究IBS具有全面、客觀特點，腸道菌群及代謝產物對于胃腸道運動功能、腸道免疫、內臟感覺、精神狀態都有著千絲萬縷的聯系，亦具有整體性、系統性，與中醫整體辨證觀有異曲同工之處。故此，以腸道微生態變化為切入點，結合中醫學與腸道微生態學，通過客觀的、微觀的、動態的微生物學基礎分析、闡明中醫證候，為中醫辨證提供客觀化、規范化的依據。亦為復方中藥與腸道微生態及其與宿主共代謝物相互作用的研究則提供作用實質內涵分析基礎，為中醫藥理論與腸道微生態學相關研究提供研究基礎。