基于微生物-腸-腦軸理論探討艾灸對孤獨癥譜系障礙兒童的治療前景

王敏，尹樹月，宋健，王靜，鄒卓，劉蕓△

（1.云南中醫藥大學，云南昆明 650500；2.昆明市兒童醫院，云南昆明 650034）

孤獨癥譜系障礙（Autism spectrum disorder,ASD）是一種廣泛的神經發育障礙，其特征為社會溝通障礙，狹窄興趣、活動和重復行為[1]，ASD還常共患胃腸道（gastrointestinal,GI）癥狀（便秘、腹痛、腹瀉、嘔吐和胃食管反流），ASD的腸道生態失調已被廣泛證實[2]。ASD已經成為世界范圍內嚴重的神經發育障礙之一，且發病率不斷攀升，美國最新的發病率為1/44[3]，我國以6～12歲兒童為研究對象，對中國ASD患病率的估計約為0.7%[4]，且ASD患兒大多生活不能自理，給患者家庭和社會帶來巨大的經濟和社會負擔。迄今為止，關于ASD的發病機制尚未完全闡明，且缺乏特異性的治療方法，故闡明ASD的發病機制、尋求干預ASD的科學方法具有臨床意義。隨著科學研究的不斷發展，越來越多的研究表明微生物-腸-腦軸參與了ASD的發生與發展[5-7]，ASD大部分存在著腸道微生物失衡、免疫失調及其衍生的腸道慢性炎癥[2,8-9]，因此改善ASD的腸道微生物、治療腸道慢性炎癥將是干預ASD的一個方向。艾灸是中華民族的瑰寶之一，通過中藥艾葉燃燒作用于人體穴位表面，利用溫熱刺激、光輻射、芳香效應及燃燒物灰燼等效應作用刺激腧穴，以達到預防和治療疾病的作用[10]。《本草綱目》曰：“艾葉能灸百病。”傳統中醫治療研究日新月異，中醫針灸治療ASD療效顯著[11-13]，因其針刺治療有痛感，在ASD兒童中配合度欠佳，艾灸可刺激相關穴位激活免疫系統、神經通路，介導微生物-腸-腦軸達到治療、調節炎癥性疾病，且艾灸施治過程溫暖舒適安全無損傷，治療配合度高，故推測艾灸在治療ASD兒童中具有一定的潛力。本文通過檢索中國知網、萬方、Pubmed等數據庫，對相關的文獻進行整理總結，旨在為深入研究艾灸治療ASD兒童提供理論依據。

1 微生物-腸-腦軸

微生物-腸-腦軸（microbiome-gut-brain axis）是指神經系統和胃腸道之間存在具有雙向調節的神經-免疫-內分泌網絡系統，主要包括中樞神經系統（central nervous system,CNS）、自主神經系統、腸神經系統、下丘腦-垂體-腎上腺軸（hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA）及腸道微生物，并由免疫系統、代謝系統等多系統參與[14]。大腦可以通過自主神經系統影響腸道微生物群的結構和功能，調節腸道的局部運動、運輸和分泌以及腸道的通透性，通過激素的管腔分泌直接調節微生物基因的表達。相反，腸道微生物也能夠通過神經、內分泌和免疫系統調節HPA軸活動，對腦活動產生影響[15]。

1.1 腸道微生物 腸道是人體最大的消化器官、免疫器官和內分泌器官，人類的腸道大約由990萬個腸道微生物組成并參與代謝[16]。研究者發現，腸道微生物通過腸-肝軸、腸-腦軸、腸-肌軸或原位腸[17]參與宿主代謝、免疫系統的形成，在維持胃腸道穩態的同時，又影響腦功能和宿主行為[18]。正常情況下，腸道微生物與宿主間保持動態平衡，宿主提供養分供微生物生長繁殖，微生物保護宿主腸道抑制病原體侵襲、參與代謝[19]、調節免疫[20]。研究表明，腸道微生物群受損能顯著影響神經元功能和行為發展[21]。

1.2 微生物-腸-腦軸與ASD大腦和行為 腸道微生物的代謝物短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids,SCFAs），包括乙酸、本體酸（proprionic acid,PPA）、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸和異戊酸等，其中過高的丙酸水平可產生類ASD樣行為改變，丙酸和丁酸又通過調節神經遞質參與了ASD的發病[22]。梭狀芽胞桿菌、擬桿菌門和脫硫孤菌屬分解代謝會產生PPA，PPA可以穿過血腦屏障（blood-brain barrier,BBB）導致類似ASD行為，在大鼠側腦室內注射PPA，可導致大鼠社會行為改變[23]。將ASD的腸道菌群移植到實驗小鼠中，小鼠出現典型的ASD行為，并且ASD菌群定殖的小鼠大腦顯示出ASD相關基因的選擇性剪接[24]。研究表明[25]，腸道微生物還會產生和分泌一些神經活性化合物，如5-羥色胺（5-hydroxytryptamine,5-HT）、多巴胺、組胺等。5-HT具有調控行為、情緒作用，與大腦社會獎賞功能相關[26]；組胺可觸發肥大細胞釋放炎癥因子，刺激小膠質細胞增殖、激活，導致異常突觸修剪和神經元連接功能障礙，參與ASD的發病機制[8,27-28]。

1.3 ASD的腸道微生物特點ASD兒童對感官刺激異常敏感，同時刻板重復的行為特點導致大部分患兒存在嚴重的挑食、偏食，單一的飲食結構可能影響腸道微生物的數量和構成。現代研究發現，ASD的腸道微生物多樣性較健康發育兒童低[8]。在菌屬水平上，主要表現為嗜膽菌屬、小桿菌屬、韋榮球菌屬等相對豐度降低[29]，而柯林斯菌屬、棒狀桿菌屬、乳桿菌屬等相對豐度顯著升高；雙歧桿菌的豐度更低，乳桿菌的種類較高[30]，ASD擬桿菌與厚壁菌比率下降，乳酸菌屬和脫硫弧菌屬含量升高，梭狀芽胞桿菌顯著增加[31]，并且梭狀芽胞桿菌與ASD疾病嚴重程度（CARs評分）存在顯著線性相關[32]。馬冰潔等[33]的研究顯示，梭狀芽胞桿菌與ASD重復刻板行為的嚴重程度存在正相關關系。伴有胃腸道癥狀的ASD腸道中還檢測到薩特菌屬（Sutterella），據報道正常人中幾乎不存在薩特菌屬[34]。由此可見，ASD的腸道微生物多樣性較正常兒童低，某些微生物菌落豐度與對照組存在差異，這些微生物的差異與ASD發病發展存在關聯。

1.4 ASD的炎癥指標 研究表明，體內炎癥反應參與了神經發育障礙的病理生理過程[35]，免疫功能紊亂和神經炎癥被認為是ASD的潛在發病機制[36]。在發育過程中，腸道微生物誘發的炎癥反應可增加血腦屏障的通透性，炎癥因子會透過血腦屏障引發神經炎癥，誘發神經發育障礙疾病[21]。越來越多的研究表明，ASD的白細胞介素-4（interleukin 4,IL-4）、IL-5、IL-6、IL-10、IL-11、IL-13、IL-17A、5-羥色胺及腫瘤壞死因子（TNF）等多種細胞因子表達水平增高[37-38]，有學者認為5-羥色胺和IL-6可共同作為ASD的生物標志物[39]。因ASD具有強烈的異質性，盡管ASD的諸多炎癥因子均有增高，但無特異性，至今仍未明確ASD的特異性生物標志物。后期應關注ASD的分型，以期在ASD相同亞型中尋找特異性標志物。

2 艾灸療法

艾灸療法包括中藥隔離艾灸、熱敏艾灸、輕度艾灸和溫針灸等多種技術[40]。灸法分為艾炷灸、艾條灸、溫針灸及溫灸器灸4類，艾炷灸分直接灸和間接灸，艾條灸又分為懸起灸和實按灸。

2.1 艾灸療法對腸道微生物的作用 當腸道微生物平衡被打破時，如乳酸桿菌和雙歧桿菌等有益細菌的數量減少，而大腸菌和類細菌等有害細菌數量增加，腸道炎癥就可能發生[41]。研究表明，艾灸（中脘、天樞、神闕、關元穴）能對腸道微生態起良性調節作用，能提高菌群多樣性、豐富度，改善物種的分配均勻程度及各群落間的差異性[42-43]。在動物實驗中，艾灸（天樞穴、足三里穴）7天后，腸易激綜合征（irritable bowel syndrome,IBS）大鼠的腸道乳酸桿菌、雙歧桿菌的相對DNA豐度增加，大腸桿菌的豐度降低[44]。艾灸（足三里、梁門穴）能增加有益菌（α-變形菌、放線菌目、芽孢桿菌）的種類和數量來修復消化性潰瘍模型大鼠的胃黏膜[45]；還能調節Ⅱ型膠原誘導關節炎大鼠的腸道菌群紊亂狀態[46]。嚴逸騄等[47]的研究發現，溫和灸（天樞、足三里）7天可優化腸道微生物結構。值得注意的是，劉瓊等[48]的研究提示，艾灸（天樞）7天組比艾灸14天組更能增加腸道微生物組的多樣性。艾灸可調節腸道微生物的種類、數量及多樣性，且艾灸療效與選穴及治療時間相關，有關艾灸的縱向研究及遠期療效研究較少，今后可進一步深入開展艾灸的縱向研究及評價遠期療效的試驗。

2.2 艾灸療法對炎癥因子的作用 當腸道微生物處于失衡時，主要表現之一就是炎癥過程的發展，炎癥反應和免疫功能障礙之間有一定的相關性[2]。腸道在受到損傷或感染后會誘導巨噬細胞產生和釋放大量促炎因子，如IL-1β、TNF-α、IL-6等，這些細胞因子具有免疫調節效應功能，能激活神經末梢中炎性因子感受器，將炎癥信號通過“神經-內分泌-免疫網絡”激活腸腦軸，進而影響大腦[49]。在動物實驗中，艾灸（天樞、足三里穴位）可降低幽門螺桿菌胃炎模型大鼠的血清TNF-α、IL-6、IL-8等促炎因子[50]，中藥隔餅灸可抑制克羅恩（Crohn's disease,CD）模型大鼠結腸組織IL-18、TNF-α的表達[51]，楊玲等[52]的研究表明艾灸（天樞穴）還能下調潰瘍性結腸炎（Ulcerative Colitis,UC）模型大鼠的腫瘤壞死因子受體相關因子6（TNF receptor-associated factor 6,TRAF6），降低UC的炎癥反應。儲浩然等[53]的實驗中艾灸也顯著降低了IBS-D大鼠的血清IL-6水平。艾灸不僅可以抑制致炎因子還可提高抗炎因子IL-10水平，調節免疫系統來減輕外周和中樞炎性反應[54]。臨床研究中，艾灸（足三里穴位）可降低胃癌術后患者的IL-8和TNF-α水平[55]。溫針灸（中脘、氣海、天樞、上巨虛、陰陵泉）可下調UC患者的IL-17、IL-23水平[56]。由此可見，于足陽明胃經、任脈取穴實施艾灸，在動物實驗、臨床實驗中均降低了體內的致炎因子，提高了抑炎因子的水平，從而恢復了免疫系統平衡。

2.3 艾灸療法對NF-κB通路的調控NF-κB通路參與調節炎癥反應、免疫應答、應激反應。核因子-κB（NF-κB）是一種核轉錄因子，靜息狀態下，NF-κB亞基p50、p65與NF-κB抑制蛋白（IκB）結合，以無活性的形式存在于細胞質中。此信號通路可被多種刺激激活IκB激酶（IκBKinase,IKK），IKK激活后進一步導致IκB磷酸化，使IκB與NF-κB的復合體解離，NF-κB被釋放并轉移到細胞核，調節多種基因的轉錄，影響多種細胞因子的產生，如TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10等，參與人體內多種疾病的病理過程[57]。研究表明，隔藥灸（雙側天樞穴）治療UC模型大鼠7天，隔藥灸組NF-κB通路中磷酸化IκBα、NF-κB p65蛋白表達降低，IκB蛋白表達提高，促炎因子IL-6、IL-1水平降低，提示隔藥灸可能通過抑制NFκB通路來減輕UC模型大鼠的結腸炎癥[58]。魏凱[59]、王士源[51]等的研究提示隔藥灸（天樞、氣海穴7天）可下調CD大鼠結腸NF-κB p65、TNF-α、IL-1β的表達，這與抑制CD大鼠結腸組織炎性通路NF-kB的表達有關。馬鐵明等[60]的研究與魏凱、王士源等一致，并且發現灸量越大（9壯組），對NF-κB p65、IL-8的作用越明顯。艾灸（天樞、上巨虛）改善IBS-D大鼠腹瀉癥狀與抑制大腦海馬與結腸組織NF-κB信號通路有關[53,61]。以上研究結果表明，艾灸通過調控NF-κB信號通路來抑制炎癥因子表達。

2.4 艾灸療法對神經通路的調控5-HT是一種抑制性神經遞質，在調節情緒和行為中發揮重要作用，ASD兒童的5-HT水平增高[62]。腸道微生物可合成神經遞質如5-HT通過迷走神經傳遞影響大腦功能[63]。在動物實驗中，劉瓊[48]、徐秋蓮[64]等的研究表明艾灸小鼠“關元”等穴，可顯著降低5-HT水平；Li T等[65]發現艾灸可通過調節5-HT3R蛋白的表達而發揮治療作用。溫和灸可降低大鼠的血管活性腸肽（vasoactive intestinal peptide,VIP）含量，且治療10min/天、距體表2cm，療效最優[66]。臨床研究中，疏香灸（隔藥灸）大腸俞、天樞、上巨虛、中脘、足三里穴位，可降低IBS-C患者的血清5-HT、神經肽蛋白（Neuropeptide protein,NP）、VIP水平，抑制5-HT信號通路的傳導[67]，降低結腸及下丘腦組織中的P物質（substance P,SP）、VIP表達水平，從而延緩痛覺傳遞、減輕炎癥反應[68]。艾灸還能調節腦腸肽胃泌素和表皮細胞生長因子的失衡狀態來修復胃黏膜[69]。可見，艾灸對神經通路、腦腸肽蛋白具有調控作用。

2.5 艾灸療法對HPA軸的作用 下丘腦-垂體-腎上腺軸（HPA軸）是腸腦軸中重要的組成部分，炎癥、應激刺激能影響HPA軸，促使下丘腦、垂體、腎上腺分泌神經遞質，如促腎上腺皮質激素釋放激素（corticotropin releasing hormone,CRH）、促腎上腺皮質激素（adreno-corticotropic-hormone,ACTH）、糖皮質激素（glucocorticoid,GC）等，使機體出現應激反應[70]。而艾灸可調節HPA軸[71]。馬文彬等[72]結合“子午流注”法，在0點、6點、12點、18點艾灸類風濕性關節炎（rheumatoid arthritis,RA）大鼠，測定ACTH恢復晝夜節律性，而在摘除腎上腺的RA大鼠組行艾灸治療時，辰時艾灸卻不能完全恢復其正常的晝夜節律，表明艾灸是通過調節HPA軸而起作用的。宋小鴿等[73]的研究表明，艾灸通過興奮HPA系統釋放腎上腺皮質激素來調節抗炎與免疫作用，海馬是介導多種感覺性應激的關鍵結構，研究發現海馬是艾灸抗炎免疫作用的一條重要神經體液調節途徑。在臨床研究中，艾灸（天樞、足三里穴）能影響IBS-D患者的腦島-感覺運動網絡和腦島-默認模式網絡靜息態功能連接[47]。由此可見，艾灸可通過HPA軸達到治療作用。

3 總結

ASD是一種廣泛、持續終身的神經發育障礙疾病，胃腸道癥狀是其最常見的并發癥，目前尚無特效治療方法。研究表明微生物-腸-腦軸在ASD的發病與發展中發揮重要作用，ASD腸道微生物多樣性較健康兒童低，菌群的豐度較正常兒童有差異，腸道微生物的差異與ASD的發病發展密切相關，故改善ASD的腸道微生物可能是干預胃腸道癥狀明顯的ASD兒童的一個靶向方向。艾灸是傳統中醫的一部分，其操作方便，療效顯著，無明顯毒副作用，較針灸、推拿方法而言，艾灸治療兒童疾病配合度高，具有明顯優勢。隨著現代科學研究的不斷深入，動物實驗及臨床試驗結果均表明艾灸療法可提高腸道微生物的多樣性及豐度，可提高免疫系統，減輕炎癥反應，通過NF-κB通路、5-HT神經通路及HPA軸而起到治療作用，故推測艾灸對合并有胃腸道癥狀的特定ASD亞型具有一定治療前景，今后可進一步深入研究探索。因施灸的穴位不同、灸法不同、艾灸的療程及灸量的大小差異導致了艾灸療效的差異，通過閱讀文獻，發現有關縱向評價艾灸遠期療效的研究很少，故今后需嚴謹設計艾灸對ASD的治療效果及機制研究，并應縱向評價艾灸的遠期療效。