基于微生物-腸-腦軸理論中醫調節腸道菌群治療失眠研究進展*

黃倩，曾霖，王高祥，李惠林，3

（1.廣州中醫藥大學第四臨床醫學院，深圳 518033；2.南京中醫藥大學，南京 210000；3.深圳市中醫院內分泌科，深圳 518033）

失眠是一種常見的睡眠障礙。數據顯示，全世界約10%～50%的成年人被失眠困擾[1]。研究表明，失眠與肥胖、2型糖尿病、心血管疾病等多種疾病的發生和進展相關[2-4]。近年來，隨著微生物-腸-腦軸研究的深入，腸道微生物菌群失調已被證實與阿爾茲海默癥、焦慮癥、抑郁癥、神經性厭食癥、帕金森病等多種神經系統疾病相關[5]，而基于微生物-腸-腦軸對此類疾病進行干預已成為研究熱點。研究顯示，此類疾病多與睡眠障礙共病[6]。且已有研究證實，腸道菌群可通過腸-腦軸調節睡眠[7]。這正與中醫學“胃不和則臥不安”“心與小腸相表里”等理論相契合。本文以中醫理論為基礎，闡述基于微生物-腸-腦軸理論失眠的中醫治療，以期為中醫藥治療失眠的機制研究提供新的思路。

1 微生物-腸-腦軸

1.1 腸道微生物 人體微生物群是定居于體內和體表數萬億微生物的總稱，例如細菌、古生菌、真核生物、真菌和病毒及其基因[8-9]。成年人體內約存在1 kg的細菌，約等于人大腦的質量。人體腸道中約含有103～104種微生物，其細菌總數大約是人體細胞總數的10倍左右，這些微生物所包含的基因是人類編碼基因的100倍，被稱為人體的“第二基因組”[10]，其中，擬桿菌門和厚壁菌門是最常見的腸道菌屬，約占整個菌群的3/4[11]。腸道微生物的細菌種類和分布存在著個體差異，且同一個體在成長的不同階段菌群種類和分布也不盡相同[12]。除此之外，飲食、運動、藥物、壓力、環境等因素均可對腸道菌群產生影響[13]。腸道菌群已被證實能通過多種途徑來調控機體健康和大腦功能。研究表明，腸道微生物能通過參與食物消化分解[14]、調節膽汁酸代謝[15]、抵抗病原菌入侵[16]、參與免疫應答[17]等方面影響宿主健康。

1.2 腸-腦軸 早在20世紀初就有外國學者意外發現馬的腦和小腸中都含一種活性相同的P物質，它能刺激兔的離體空腸平滑肌收縮，成為“腸-腦理論假說”的最早依據。腸-腦軸指存在于腸與腦之間的一種復雜的神經免疫內分泌聯系，包括從腦到腸的下行通路（主要為交感和副交感傳出神經元、腎上腺皮質和髓質分泌激素等）和從腸到腦的上行通路[18]。過去研究者們主要把注意力集中在了腸-腦軸與食物消化和飽腹感的關系研究上[19-20]，但是近年來，越來越多的研究者開始關注腸-腦軸的雙向調節通路對于高級認知功能和心理作用上[21-22]。而今，腸-腦軸作為心理疾病和認知功能障礙性疾病治療的新靶點而備受關注，而調節腸道菌群穩態則有望成為許多疾病治療的新方向。

1.3 微生物-腸-腦軸 盡管微生物-腸-腦軸理論相對年輕，但微生物對宿主健康的關鍵作用已被越來越多的人關注和接受。研究表明，腸道微生物主要通過以下3條通路產生雙向信息流來影響大腦功能。首先是免疫調節通路。腸道既是人體的消化器官，也是免疫器官，腸黏膜有重要的免疫作用，是對外來病原體的重要防御屏障。腸道微生物通過免疫調節通路與免疫細胞相互作用，調節細胞因子、前列素E2等的分泌從而影響大腦功能[23]。其次是神經內分泌通路。腸道包含了超過20種神經內分泌細胞，這些細胞構成了人體最大的內分泌器官[24]。腸道菌群能夠通過調節皮質醇、色氨酸、5-羥色胺等神經遞質的分泌影響下丘腦-垂體-腎上腺軸和中樞神經系統。最后是迷走神經通路。解剖學研究證實，腸肌叢的感覺神經元暴露在腸道微生物群中，這些神經元與腸道中的運動神經元形成突觸接觸，參與調節腸道運動和腸道激素分泌[25]。此外，腸道神經系統還與迷走神經形成突觸連接，將腸道與大腦連接起來，構成了一條信息傳遞通路，稱之為腸道微生物-腸道神經系統-迷走神經-大腦通路。此外，腸道微生物產生的神經毒性代謝產物如右旋乳酸和氨可能通過迷走神經進入中樞神經系統，從而影響大腦功能、應激反應和睡眠結構[26-27]。

2 腸道菌群與失眠的關系

失眠的發生與基因、生物化學、神經內分泌、免疫和社會心理等因素相關[28]。近年來，已有大量研究證實腸道菌群和睡眠有關。Thaiss等[29]發現通過擾亂小鼠睡眠模式能夠改變其腸道菌群的結構和多樣性，而Reynolds等[30]在睡眠不足的倒班工人身上也獲得類似發現。Hua等[31]發現患有睡眠障礙的自閉癥患兒糞便中部分菌屬的豐度下降，3-羥基丁酸和褪黑激素水平下降，5-羥色胺水平增加，這些變化反過來又可能加重自閉癥兒童的睡眠問題和自閉癥情況。調節腸道菌群已被證實能夠延長失眠患者睡眠時間、改善睡眠質量[32-33]。目前關于睡眠與腸道菌群的關系機制尚不十分明確。有學者認為腸道菌群影響睡眠的原因可能與晝夜節律及生物鐘基因相關。人體晝夜節律主要由基因“生物鐘”、蛋白“生物鐘”及神經元“生物鐘”共同控制。生物鐘也叫生物節律，指的是生物體隨時間呈現出周期變化的一種現象，包括生理、行為及形態結構等，而晝夜節律作為生物鐘大家族中的一員，是一種以接近晝夜24 h為周期的、普遍存在于生命體內的節律性的生理生化和行為活動[34]。在人體中，Cryptochrome（CRYs）、Period proteins（PERs）、CLOCK 和 BMAL1 這 4 種基因共同影響著人體的周期性變化，如血壓、體溫和睡眠周期，其中CLOCK和BMAL1在白晝占據優勢，而CRYs和PERs在夜間呈現出高表達狀態[35]。人體生物鐘調控著包括新陳代謝在內的許多生物活動。而腸道菌群在菌群結構和功能上也存在一定的晝夜節律，此即為“微生物鐘”，這種晝夜節律主要表現在菌群數量及組成、菌群定植位置和菌群功能等方面。另有報道發現通過對小鼠晝夜節律進行嚴格控制，梭菌門、乳桿菌門和擬桿菌門的菌群豐度存在著明顯晝夜節律，而這些菌群約占人體腸道菌群的60%[36]。研究表明，腸道微生物的自然節律可能受很多因素影響，就小鼠而言，主要包括分子鐘基因缺陷、高脂飲食、限制性進食、晝夜節律變化等[36-39]。另有研究發現，擬桿菌門和厚壁菌門作為人體中最常見的腸道菌屬，其豐度的節律變化不僅與食物攝入節律和飲食結構相關[29，40]，而且與人體生物鐘相關[38]。人體的生物鐘與微生物鐘是協同起效的。Liang等[37]發現被敲除掉BMAL1基因的小鼠腸道微生物的節律被破壞，糞便中菌群豐度也發生改變。

3 基于微生物-腸-腦軸干預失眠的中醫理論基礎

中醫學稱失眠為“不得眠”“不得臥”“不寐”“目不瞑”等。其病機總歸為“陰陽失調”，或陰虛不能納陽，或陽盛不得入于陰。

3.1 中醫學中腦與五臟六腑的雙向調節理論 中國古代醫家很早便認識到腦與五臟六腑的雙向調節作用。《靈樞·口問》曰：“心者，五藏六府之主也。故悲哀愁憂則心動，心動則五藏六府皆搖。”清晰揭示了腦對五臟六腑的下行調控作用。而關于五臟六腑對腦的上行調控亦早有論述。如《清代名醫類案·精華陳良夫醫案》云：“心火欲其下降，腎水欲其上升，其寤寐如常矣。”《普濟本事方》曰：“平人肝不受邪，故臥則魂歸于肝，神靜而得寐。”此外，《黃帝內經》云：“胃足陽明之脈……是動則病灑灑振寒……心欲動，獨閉戶塞牖而處。甚則欲上高而歌，棄衣而走，賁響腹脹，是為骭厥。”提示古人認為精神狀態異常不僅與心失神明相關，亦與陽明胃病變關系密切。

3.2 中醫學中失眠與腦-腸軸關系的理論基礎

3.2.1 “胃不和則臥不安”理論 關于失眠與胃的關系古代醫家亦有認識。《素問·逆調論》“胃不和則臥不安”理論奠定了胃在失眠中的生理病理基礎。“胃不和則臥不安”原指胃陽明氣逆有喘而不能安臥的癥狀[41]。后經歷代醫家對其延伸和發展，才逐漸應用于失眠的治療。到明清時期，通過調節脾胃來治療失眠的理論趨于成熟，如清末名醫張聿清《醫案》曰：“胃為中樞，升降陰陽，于此交通，此坎離之即濟也。水火不濟，不能成寐，人盡知之。不知水火不濟，非水火不欲濟也，有阻我水火相交之道者，中樞是也[42]。”闡述了胃作為人體全身氣機升降之中樞對睡眠至關重要的作用。由于小腸、大腸在位置上與胃腑緊密相連，在功能上與胃共同完成食物的受納、腐熟和運化。因此，古代胃腸常統稱作胃，正如《靈樞·本輸》中提到：“大腸小腸，皆屬于胃，是足陽明也”。而《傷寒論·陽明病篇》中所述之“胃家”便是此意[43]。中醫學認為，食物的消化吸收不僅依賴脾胃的運化，和小腸的受盛化物和泌別清濁功能密不可分，除此之外，大腸的傳導和主津功能也十分重要。因此，從廣義上講，由于各種原因引起的腸道功能紊亂、腸道菌群失調在某種意義上說，也可歸為中醫學“胃不和”范疇。從經絡循行來看，足陽明胃經在目內眥與足太陽膀胱經相交，又與陰陽蹺脈在目下及口角之旁分別交會，所以陽明逆則蹺脈亦滿，陰陽不相交順，故不得眠。眾所周知，腦腸肽是廣泛存在于中樞神經系統及胃腸神經系統的肽類物質，既可調節睡眠周期變化，又可調節胃腸運動功能。正常情況下，這類物質在體內保持平衡狀態，如若這種平衡被打破，則可出現機體病理生理的一系列改變，導致失眠。也就是說腦-腸軸的失衡可能是“胃不和則臥不安”的病理生理基礎，腦腸肽分泌失衡是失眠與胃腸道功能障礙性疾病共病的物質基礎[44]。

3.2.2 失眠與脾的關系理論 中醫學認為，脾的功能正常與否亦與睡眠有直接關系。早在《黃帝內經》，“治療失眠第一方”半夏秫米湯即是健運脾胃治療失眠之方，方決瀆壅塞，交通陰陽。《類證治裁·不寐》說：“思慮傷脾，脾血虧損，經年不寐”。一方面，脾胃運化不利，氣血生化不足，不能上奉于心，故有失眠。另一方面，脾主運化，脾胃功能失調，水濕運化不利，聚濕成痰，或水谷失于運化，積食填脘，日久蘊而化熱，痰熱上擾心神，亦可見失眠。

3.2.3 “心與小腸相表里”理論 中醫學有“心與小腸相表里”的認識。在經絡系統中，心屬手少陰經，小腸屬手太陽經，心與小腸通過所屬經絡的循行形成表里相合關系。《素問·痞論》曰：“心主身之血脈”，指心氣推動血液在經脈內運行的生理功能。心陽之溫煦，心血之濡養，有助于小腸的受盛化物和泌別清濁功能的正常；同時小腸的受盛化物，可促進水谷精微物質和水液的吸收，其中濃厚部分經脾氣轉輸于心，奉心化赤以養其心脈，使心有所主[45]。中醫學中將心的生理功能歸結為“心藏神”，指心具有主宰五臟六腑、形體官竅的一切生理活動和精神意識思維活動。心藏神的功能正常，則小腸的正常生理功能才能得以發揮。病理上，心經有熱下移小腸，可見小便短赤、澀痛，小便帶血等癥。反之，小腸有熱亦可循經上炎于心，可見心煩、失眠等，如《王氏醫存·卷八》言：“小腸熱皆上行，故不能眠也”；《靈樞·大惑論》云：“此人腸胃大而皮膚濕，而分肉不解焉，故多臥矣。其腸胃小，皮膚滑以緩，分肉解利，衛氣之留于陽也久，故少瞑焉”。[46]同時，如若小腸虛寒，其受盛化物和泌別清濁功能失司，水谷精微生化不足，心血不得以濡養心脈，日久心脈失養，則見失眠，如《備急千金要方》所載心小腸俱實、俱虛之證：“病若頭痛身熱，大便難，心腹煩滿，不得臥。

綜上，中醫學關于心（腦）與五臟六腑的雙向調節理論及失眠與各臟腑的關系理論正與文章所論失眠與腸-腦軸理論相契合，為中醫基于微生物-腸-腦軸理論治療失眠提供了理論依據。

4 中醫基于微生物-腸-腦軸理論治療失眠

基于中醫學對腸、腦關系及失眠的認識，現代醫家對中醫基于微生物-腸-腦軸治療失眠的療效和機制進行了進一步研究，現綜述如下。

4.1 中藥單藥 眾所周知，酸棗仁是臨床中治療失眠的最常用中藥之一，具有寧心安神，養肝，斂汗生津的功效。目前國內外學者已從酸棗仁中分離鑒定的化學成分超過130種，包括皂苷類、黃酮類、生物堿類和脂肪酸類等[47]。現代藥理研究表明，皂苷類成分是酸棗仁起鎮靜催眠的主要活性成分[48]。崔小芳等[49]通過對腸道菌群樣品進行高通量測序發現酸棗仁總皂苷能調控失眠病人的腸道菌群，增加其群落多樣性；在門水平上，經酸棗仁總皂苷干預后，失眠病人腸道菌群有趨向正常腸道菌群發展的趨勢，從而推斷，酸棗仁總皂苷干預失眠可能是通過腸-腦軸調節腸道菌群來實現的。小檗堿也稱為黃連素，是中藥黃連的主要成分。王慧等[50]研究發現小檗堿不僅能夠調節睡眠剝奪大鼠腸道菌群紊亂，而且能拮抗輔助性T細胞17（Thl7）和調解性T細胞（Treg）的失衡，這對于維持腸道免疫的動態平衡是非常重要的。姜黃素是從姜科、天南星科等植物的根莖中提取的一種酸性多酚化合物，具有良好的抗炎及抗腫瘤作用。研究表明，姜黃素能在一定程度上調整睡眠剝奪大鼠因應激引起的腸道菌群紊亂，增加腸道有益菌的量，減少腸道有害菌的量，增加腸道菌總量[51]。

4.2 中藥復方 酸棗仁湯是臨床常用調控失眠方劑之一，主治虛勞病不得眠，方能養血安神、清熱除煩。現代研究已證實酸棗仁湯在鎮靜催眠、抗焦慮和抗驚厥等方面具有顯著療效[52]。任曉宇等[53]通過從腸道菌群角度研究酸棗仁湯對慢性睡眠剝奪小鼠的影響發現，酸棗仁湯能夠調整睡眠剝奪應激引起的特定腸道菌紊亂，增加腸道有益菌數量，減少有害菌數量，改善腸道菌群結構。補中益氣湯由“補土派”李東垣創立，是具有健脾益氣功效的經典方劑。趙春一等[54]發現補中益氣湯能夠通過改變腸道菌群結構而起到改善睡眠的效果，這種改變主要體現在維持腸道穩態菌群的增多和腸道致病菌的減少，從而推測背后的機制可能與改變腸道菌群結構、調節腸道菌群代謝功能有關。交泰丸是用于治療心腎不交失眠癥的常用方，功能交通心腎、安神定志。Su等[55]研究發現交泰丸能顯著改善大鼠睡眠，機制可能與抑制腸-腦軸的炎癥、防止脂多糖（LPS）等通過微生物-腸-腦軸轉運、降低腸道通透性等相關。天王補心丹是中醫滋養安神的經典古方。楊希茜等[56]對經天王補心顆粒干預后的圍絕經期失眠女性的糞菌進行檢測后發現，羅氏拜瑞氏菌、瘤胃球菌、普氏菌、蔗糖梭菌等占比減少，而普拉梭菌、擬桿菌、糞便擬桿菌、雙歧桿菌和乳酸菌占比較前增加，從而證實天王補心顆粒能通過調節圍絕經期女性失眠患者紊亂的腸道菌群來發揮安神作用。柴胡加龍骨牡蠣湯出自《傷寒論》，方含小柴胡湯和桂枝湯，能和少陽、調營衛，可使營衛運行有常，少陽樞機得轉，各臟功能有司，進而陰陽可交而安寐，是臨床治療失眠的常用方。陳弘婧等[57]研究發現，柴胡加龍骨牡蠣湯能通過增加睡眠剝奪大鼠腸道菌群的多樣性、調節腸球菌屬的豐度來發揮改善睡眠的作用。半夏瀉心湯出自《傷寒論》，源自半夏湯，即半夏秫米湯，臨床常用此方治療由于熱擾心神，臥而不安，或者是由于胃虛停飲，津液代謝障礙，飲多血少，血不養心所致失眠。現代研究證實：半夏瀉心湯能夠保護胃腸黏膜[58]、調節腸道菌群[59-60]、調節多巴胺、去甲腎上腺素、5-羥色胺等神經遞質[61-62]。而5-羥色胺等神經遞質已被證實參與了睡眠周期變化和胃腸運動功能的調節[44]。百樂眠作為臨床中常用于治療失眠的中成藥之一，因其安全、有效且不良反應小，長久以來備受青睞。Wang等[63]研究發現百樂眠膠囊能夠顯著改善對氯苯丙氨酸誘導的失眠小鼠大腦及腸道糞便中5-羥色胺、γ-氨基丁酸、DA、NE等神經遞質的分泌水平，調節小鼠腸道菌群結構組成，增加腸道菌群中有益菌占比。此外，駱杰偉等[64]通過高通量16S rDNA測序，探討不同中醫證型原發性失眠患者腸道菌群差異，發現原發性失眠患者具有豐富的腸道菌群多樣性及不同的菌群結構，而這些菌群多樣性及菌群結構差異則可能影響著不同中醫證候的發生、發展及結局。該研究證實，parasutterella、擬桿菌屬、副擬桿菌屬等為失眠陰虛火旺證優勢菌屬，這不僅證實了腸道菌群與失眠的相互關系，更為中醫辨證論治失眠提供了依據。

4.3 針灸治療 目前關于針灸基于腸-腦軸通過調節腸道菌群治療失眠的研究還較少。Hong等[65]通過觀察失眠大鼠針灸干預后其睡眠和腸道菌群的變化，發現通過針刺百會、三陰交、神門等穴位能夠改善失眠大鼠的睡眠情況，且對腸道菌群穩態的恢復發揮積極作用，故而推斷針灸改善大鼠睡眠是基于腸-腦軸調節腸道菌群失穩狀態來實現的。針灸治療失眠具有獨特優勢，因此，加強針灸基于腸-腦軸調節腸道菌群治療失眠的相關理論、臨床及實驗研究必將為針灸治療失眠提供新的方向。

5 總結

綜上所述，腸道微生物是溝通胃腸道與大腦的橋梁，符合中醫的整體思想。目前關于微生物通過腸-腦軸治療神經系統疾病、肥胖、2型糖尿病等疾病趨于成熟，但基于微生物-腸-腦軸理論通過調節腸道菌群來治療失眠的研究相對較少，機制尚不十分明確。相較西醫療效欠佳難以持久、停藥容易反復，且不良反應相對較大，中醫藥治療失眠具有獨特優勢，且臨證重視心、腦、脾胃、大小腸等臟腑之間的相互關系，但尚需更多相關臨床和實驗研究來明確中藥通過微生物-腸-腦軸治療失眠的機制。近年來，生物信息學和微生物基因組測序技術的不斷成熟為更深入地研究腸道菌群和疾病的關系提供技術支撐。當下中醫藥調節腸道菌群治療失眠的研究尚欠成熟，結合代謝組學深入探討中醫藥對腸道微生態以及菌群代謝產物的調節作用及其機制，從多組分、多靶點的角度探求中藥治療失眠的生物學基礎，以期為中醫藥治療失眠的機制研究提供新的思路。