基于腸肝軸中醫藥調節腸道菌群治療肝細胞癌作用機制研究進展*

朱會明 ，張華 ，王敏，劉義安

1 蘇州大學附屬傳染病醫院，蘇州市第五人民醫院 江蘇蘇州 215000

2 上海中醫藥大學附屬曙光醫院，上海中醫藥大學肝病研究所，肝腎病證教育部重點實驗室 上海 201203

3 江蘇省蘇州市高新區人民醫院 江蘇蘇州 215000

原發性肝癌是全球發病率和死亡率較高的惡性腫瘤之一，主要以肝細胞癌（Hepatocellular Carcinoma，HCC）為主，其占比為75%～85%。因其起病隱匿，早期不易被發現，而晚期平均生存率約3～6個月，且＜30歲的人群亦不少見[1]。現代醫學對于肝細胞癌治療主要手術、介入、放療、化療及靶向治療等方式，因其起病隱匿，大多數發現已錯過最佳手術機會，且術后并發癥較多，易復發轉移。中醫藥在治療肝細胞癌及其術后并發癥治療有獨到之處，多項研究表明，中醫藥聯合肝細胞癌介入或者靶向治療等方法均可以提高肝細胞癌總體生存率[2]。腸道菌群是人體腸道微生物系統重要組成部分，通過腸肝軸在肝臟生理和病理方面發揮重要作用，諸多研究表明，腸道菌群及其代謝產物通過影響腸道屏障功能、增加肝臟炎癥、抑制抗腫瘤等方式促進肝細胞癌的發生及發展[3]。隨著對腸肝軸不斷認識，以腸道菌群為治療切入點的方法不斷被重視，目前西醫微生態調節劑在代謝性疾病、膽道疾病、肝硬化、肝衰竭、肝移植等疾病方面取得較大治療進展，但是仍存在不足之處，且對于肝細胞癌患者腸道菌群干預與治療研究較少[4-5]。中醫藥在調節腸道微生態方面有較大的優勢，故本文就中醫藥在肝細胞癌患者腸道菌群中的作用及機制進行綜述，以期為臨床肝細胞癌預防及治療提供思路。

中醫學對肝細胞癌及其病因病機的認識

1 中醫學對肝細胞癌的認識

中醫學病名多以癥狀命名，肝細胞癌隨著發病階段不同表現癥狀迥異，故不能僅用單一病名與其對應。根據歷代中醫古籍記載大致歸屬于“肥氣”“肝積”“脾積”“臌脹”“癥瘕”等疾病范疇，并對其致病特點及發病癥狀早有描述，如《靈樞·邪氣臟腑病形》曰：“肝脈……微急為肥氣，在脅下若覆杯”。《圣濟總錄》曰“積氣在腹中，久不瘥，牢固推之不移者，癥也……按之其狀如杯盤”。《諸病源候論》曰：“診得肝積，脈弦而細，兩脅下痛……身無膏澤，喜轉筋，爪甲枯黑，春瘦秋劇，其色青”[6]。

2 腸肝學說中醫認識和肝細胞癌中醫病因病機

現代研究表明，腸道菌群及其代謝產物主要通過腸肝軸影響腸道屏障功能、激活機體免疫反應等因素促進肝細胞癌的發生發展[7]。根據腸肝軸病理生理關系，中醫學者認為腸肝學說與中醫學“肝脾相關”理論相關聯，認為腸肝學說中的“腸”與“脾”類同。在生理上，肝脾兩臟在調暢氣血功能方面關系密切。如《素問·玉機真臟論篇》曰： “五臟相通，移皆有次。五臟有病，則各傳其所不勝”。在病理上，肝脾兩臟互為傳變。如《難經·七十七難》云：“見肝之病，則知肝當傳之于脾，故先實其脾氣，無令得受肝之邪”。黃元御《四圣心源.卷三.脈法解》中云：“木生于水而長于土，土氣沖和，則肝隨脾升，膽隨胃降，木榮而不郁。土弱而不能達木，則木氣郁塞，肝病下陷而膽病上逆”。此外，有學者認為“肝與大腸相通”理論與腸肝軸學說相吻合。如《醫學入門·臟腑》明確指出“心與膽相通，肝與大腸相通，脾與小腸相通，肺與膀胱相通，腎與三焦相通，腎與命門相通，此合一之妙也”。亦有學者指出肝和大腸在解剖及表里經絡方面兩者雖未有直接聯系，但在臟腑氣機開闔方面相通。如《董氏奇穴》 中記載“肝與大腸相通，由六經開闔樞理論推衍而來，實乃臟腑氣化相通”[8-10]。

歷代醫家對肝細胞癌中醫病因病機與肝脾大腸關系亦闡述頗多。如《靈樞·百病始生》曰：“卒然多食飲則腸滿，起居不節、用力過度，則絡脈傷……腸胃之絡傷，則血溢于腸外，腸外有寒，汁沫與血相摶，則并合凝聚不得散而積成矣”。《卷十九·積聚候》曰：“ 由臟腑為寒氣所乘，脾胃虛冷，故不消化，留為宿食也”。《卷二十三·雜證謨·積聚》曰 “若饑飽無倫，飲食迭進，以致陽明胃氣一有所逆，則陰寒之氣得以乘之，而脾不及化，故余滯未消，乃并腸外汁沫搏聚不散，漸成癥積矣”。《證治匯補》云：“積之始生，因起居不時，憂恚過度，飲食失節，脾胃虧損，邪正相搏，結于腹中，或因內傷外感氣郁誤補而致”[11-12]。

腸道菌群失調引起肝細胞癌的作用機制

腸道菌群和腸道是一個相互依賴的微生態系統。在生理狀態下，腸道及其微生物群構成一個機體對抗外源性抗原的保護性屏障。當腸道菌群組成、種類、數量、定位等改變時腸道微生態穩定性將被打破，腸道微生物的細菌產物及代謝物通過腸肝軸作用于肝臟如增加肝臟炎癥、抑制抗腫瘤等，進而促進肝細胞癌發生，而肝臟亦通過分泌膽汁酸及氨基酸作用于腸道菌群，進一步影響腸道微生態系統。

1 腸粘膜屏障和腸道菌群失調

1.1 腸粘膜屏障構成 正常情況下，腸粘膜外有一層黏液層，它具有將腸道菌群分層的作用，粘液一方面從物理上將微生物群與上皮細胞分離，從而避免對其產生過度的炎癥反應。另一方面，為微生物菌株提供了一個附著的庇護所，避免被蠕動運動沖走。那些不能與粘液層結合的細菌可以通過粘液相互作用進行附著。粘膜下方是腸粘膜，其主要由上皮細胞通過彼此緊密連接形成腸道屏障，并通過釋放可溶性介質（免疫球蛋白A和抗菌肽）協同作用進一步加強屏障保護功能。此外，在腸粘膜損傷情況下，由腸系膜淋巴結構成的腸血管屏障亦起到防火墻作用，以避免微生物進入全身血液循環[13-14]。

1.2 腸道菌群失調 ①當因飲食、環境等因素致腸粘膜損傷時，如高脂飲食、濫用抗生素、大量酒精等造成腸道粘液減少引起腸道細菌過度生長、粘膜層厚度減少、腸道通透性增加從而影響肝臟炎癥性疾病的進展以及HCC的進展[15]。②當腸道菌群組成、數量、菌群移位等微生物穩態紊亂可以導致肝細胞癌發生，有關研究表明通過對健康者與受試者糞便進行基因測序，結果表明肝細胞癌患者雙歧桿菌數量較少，而類桿菌、瘤胃球菌、腸球菌、柱狀弧菌和示波螺旋體的豐度增加，從而使腸道屏障破壞、肝臟炎癥增加，促進肝細胞癌發生[16]。此外，幽門螺桿菌通過腸道易位遷移到HCC腫瘤組織以抑制抗腫瘤免疫并激活NF-kB（ 核轉錄因子）信號以促進癌變[17]。

2 免疫反應與代謝產物

2.1 免疫反應 腸道免疫系統反應是腸道菌群與宿主之間的潤滑劑。該免疫系統在攻擊致病性抗原同時保護有益菌群生長[18]。腸道免疫反應在維持腸道微生態系統穩定性方面具有重要作用。它是機體抵抗外源性致病因子破壞的第一道免疫防線。外源性致病因素如病毒感染、酒精等導致腸道菌群失衡，以致腸道菌群及其代謝產物入血并由門靜脈循環進入肝臟。肝臟會自動暴露于來自腸道的多種毒性因子以及腸道細菌中，作為人體重要免疫器官，它的先天性和適應性免疫系統將被激活[19]。目前越來越多研究表明病原體相關分子模式（ pathogen－associated molecular patterns，PAMP ）和損傷相關分子模式（damageassociated molecular patterns，DAMP）是腸道菌群導致肝細胞癌發生發展重要的免疫機制。PAMP可直接作用于肝細胞或肝固有免疫系統的細胞，如枯否細胞或星狀細胞。現代研究表明革蘭氏陰性細菌的外膜成分脂多糖和革蘭氏陽性細菌的細胞壁成分脂磷壁酸分別與 toll樣受體（Toll-like receptors，TLR）4和TLR2相互作用，通過先天免疫反應誘導肝臟炎癥反應，以促進肝纖維化和癌癥。如脂磷壁酸和脫氧膽酸協同增強肝星狀細胞中前列素內過氧化合酶2或環氧化酶2的表達，通過TLR2上調環氧合酶-2以增強前列腺素E2介導的抗腫瘤免疫抑制，導致HCC進展[16，20]。此外，腸道菌群所產生的內毒素還可以激活DAMP，其中高遷移率組蛋白1（ high-mobility group box 1，HMGB1）是DAMP重要的炎癥調節因子。它可以通過增強調節性T細胞來抑制細胞毒性抗腫瘤細胞，并且通過激活受體TLR2和TLR4來參與腫瘤炎癥反應，其中TLR4是參與癌癥調節NF-κB信號通路。HMGB1與HCC的臨床病理特征相關，其表達水平與HCC的發生發展密切相關[21]。

2.2 膽汁酸及氨基酸的代謝 腸道微生物群通過代謝宿主無法代謝的物質與宿主共存，為其提供代謝、營養、免疫和防御功能[22]。膽汁酸由肝細胞合成并分泌至腸道，其中95%經回腸重吸收回肝臟，5%由腸道菌群重新處理為次級膽汁酸形式經門脈循環再回肝臟，它是腸-肝軸發揮作用的信號分子，其主要通過控制肝臟自然殺傷T細胞的趨化因子依賴性積聚和抗腫瘤免疫。有關學者通過研究膽汁酸抑制抗腫瘤免疫機制小鼠模型，表明通過腸道菌群通過介導初級膽汁酸轉化為次級膽汁酸來控制肝竇內皮細胞CXCL16的表達，肝竇內皮細胞CXCL16表達的調節影響自然殺傷T細胞的積聚，以達到選擇性抑制腫瘤的作用[23]。但亦有學者認為膽汁酸腸道菌群失調時，腸道內脫氧膽酸、細菌內毒素濃度升高，腸道細菌產生的脂多糖進入肝臟可以與toll樣受體（TLR）結合，介導TLR4/NF-κB 免疫通路產生炎癥因子和趨化因子以促進肝細胞癌細胞生長[24]。短鏈脂肪酸是腸道菌群代謝產物，組蛋白去乙酰化酶1（ Histone Deacetylase 1，HDAC1）具有染色質重塑、基因抑制和細胞周期調節等功能，HDAC1高表達和肝細胞癌患者侵襲性和細胞去分化有關，短鏈脂肪酸可以通過抑制HDAC1的活性進而促進HCC發展[25]。此外，腸道微生物群的色氨酸代謝產物3-吲哚丙酸，具有保護抗炎和保護腸道屏障完整性，當攝入過量膽固醇飲食會損害微生物色氨酸代謝，導致3-吲哚丙酸降低，從而促進脂肪肝相關性肝細胞癌的的發展[26]。

中醫藥調節腸道菌群的作用機制

目前西醫腸道微生態調節劑主要由口服抗生素、益生菌、益生元，免疫檢查點抑制劑、糞菌移植等。口服抗生素如利福昔明，是一種腸道不吸收抗生素，全身不良反應較少，但是其作用腸道微生態機制如抑制細菌過度增殖、減少腸道菌群移位仍存在爭議[27]。益生元目前主要是功能性低聚糖，幫助腸道蠕動，選擇性刺激腸道細菌的生長，治療方式單一。益生菌可以增加抗炎因子、降低毒物致癌性及增強抗腫瘤免疫等作用，但目前研究集中于動物實驗，臨床實驗相對較少[28]。免疫檢查點抑制劑成為治療肝細胞癌有前途的分子靶向藥物，但是免疫檢查點并非對所有肝細胞癌患者治療有效，相關機制研究不清楚[19]。糞菌移植是一種新型治療方法，因糞便細菌的成分和致病性不明等問題，其安全性及有效性缺乏有效臨床研究數據支撐[29]。中醫藥常用劑型以口服為主，中藥中的有效成分進入腸道后能和腸道菌群充分接觸并產生相互作用，腸道菌群可以影響中藥的代謝轉化，例如增強有效成分的吸收，提高生物利用度，保護胃腸道黏膜屏障功能，促進益生菌的繁殖，抑制有害菌的生長。越來越多研究表明中醫藥可通過直接或間接調節腸道微生物群的組成、介導免疫反應、調節菌群代謝產物以發揮治療肝細胞癌作用[30]。

1 調節腸道菌群

枸杞多糖是中藥枸杞主要的生物活性成分，具有免疫調節、抗腫瘤、抗氧化等多種作用，有關研究結果表明肝癌小鼠體內實驗枸杞多糖可以顯著增加大腸桿菌、雙歧桿菌和乳酸桿菌數量，減少大腸桿菌數量，進一步抑制小鼠肝癌移植瘤生長[31]。樊逸夫[32]通過觀察中藥解毒顆粒對巴塞羅那C期肝細胞癌患者腸道菌群影響，結果表明中藥解毒顆粒可以促進擬桿菌屬及羅氏菌屬細菌，抑制梭菌及消化鏈球菌科細菌。而且中藥解毒顆粒可能通過調節擬桿菌屬細菌豐度，以介導調節肝細胞癌患者外周血CD4+和CD8+細胞中細胞毒T淋巴細胞抗原-4的表達，從而達到抑制肝細胞癌發展作用。靈芝多糖是從靈芝中提取的一種主要活性物質。于雷[33]等通過構建HepG2 細胞小鼠肝細胞癌模型，并采用鏡檢法和變性梯度凝膠電泳法檢測各組小鼠腸道菌群結構、多樣性及其脂肪酸代謝產物水平。實驗表明靈芝多糖可以干預降低肝細胞癌小鼠體內雙歧桿菌、乳酸桿菌、大腸埃希菌和腸球菌數量，以糾正腸道菌群紊亂的作用。而李娟[34]等認為華蟾素可以有助于提高順鉑治療肝癌小鼠腸道雙歧桿菌和乳酸桿菌的含量、降低腸道內毒素及細菌異位率以增強腸道屏蔽功能，從而達到抗腫瘤的效果。

2 調節免疫反應

姜黃素是一種從中藥姜黃根莖中分離出來的多酚，已被證明具有廣泛的抗腫瘤、抗炎、抗氧化等作用。Ren Biqiong等主要通過建立熱耐受HepG2（HepG2TT）細胞模型，模擬熱休克蛋白70（Heat shock protein 70，HSP70）在微環境中的積累，并將一定濃度的姜黃素與HepG2和HepG2TT細胞共培養以觀察 HSP70和TLR4的變化，姜黃素可以抑制HepG2細胞的增殖、侵襲和轉移，促進細胞凋亡，并顯著降低HepG2TT細胞內HSP70、胞外HSP70和TLR4水平。姜黃素抑制肝細胞癌機制主要通過抑制HSP70-TLR4信號調節DAMP免疫反應[35]。王軍[36]等通過探究扶正祛邪湯對肝細胞癌模型大鼠腸道菌群微生態環境的改善作用。實驗表明扶正祛邪湯主要通過介導TLR4/NF-κB信號通路，調控通路因子以及腸道菌群微生態環境，以達到抗腫瘤作用。此外，從猴頭菌中分離到一個作為免疫調節劑的單帶蛋白，它不僅可以調節腸道微生物群的組成和代謝，從而激活T細胞的增殖和分化，還可以在過量環磷酰胺誘導的小鼠免疫毒性中刺激腸道抗原呈遞細胞[37]。

3 調節代謝產物

中醫藥可以通過調節腸道菌群代謝產物如膽汁酸、氨基酸等以實現抗腫瘤的作用。李素素[38]通過高通量測序技術檢測肝細胞癌模型小鼠腸道菌群表達，結果提示三物白散可調節腸道菌群的梭狀芽孢桿菌介導膽汁酸代謝，干預法尼醇X受體（Farnesoid X Receptor，FXR）的表達，逆轉Th1/Th2漂移，實現肝細胞癌免疫應答的正向調節。小檗堿是黃連中提取的一種異喹啉類生物堿，它能夠通過抑制腫瘤細胞增殖、促進腫瘤細胞凋亡、阻滯細胞周期、抑制腫瘤細胞遷移和侵襲等產生抗腫瘤作用。在調節腸道菌群方面，小檗堿能可改變小鼠腸道菌群結構，通過抑制芽孢菌及阿克曼菌生長繁殖，以實現調節短鏈脂肪酸代謝[39]。健脾祛痰法的中藥復方主要成分絞股藍皂苷 A，有關學者認為其不僅能夠下調編碼膽鹽水解酶相關菌屬的豐度，升高調脂相關腸道乳酸桿菌屬的豐度，而且可以進一步調節FXR信號傳導通路相關基因和蛋白的表達以抑制負反饋作用，促進膽固醇向膽汁酸轉化代謝，從而下調結合型膽汁酸的濃度[40]。

總結與展望

肝細胞癌多在慢性肝病基礎上發展而來，中醫學對于腸道與肝病之間的重要關系早有諸多闡述。現代醫學亦表明肝細胞癌的發生發展與腸道微生態失衡關系密切。隨著腸道菌群及其代謝產物在肝細胞癌中的作用機制不斷被發現，以腸道菌群及其代謝產物為切入點通過影響腸肝軸及相關免疫通路的治療方法將會不斷被挖掘。中藥口服劑型在調節腸道菌群治療中具有較大的優勢。一方面，中藥及其復方的成分復雜，可多靶點、多環節的作用于腸肝軸；另一方面，腸道菌群可以通過轉化代謝以提高中藥及復方有效成分進而增強治療效果。越來越多的研究表明中醫藥發揮抗腫瘤作用通過調節肝細胞癌患者腸道微生態系統來實現，同時中醫藥作用于調節腸道菌群及代謝產物、調節腸肝免疫反應等機制也不斷被認識。但有關中醫藥作用于肝細胞癌患者腸道微生態研究仍具有局限性：首先，因中藥及復方成分復雜，難以明確作用于腸道菌群及免疫信號通路的活性成分少。其次，目前中醫藥調節肝細胞癌腸道菌群動物模型研究居多，但臨床實驗研究較少，仍需要大規模、高質量的臨床實驗研究提供更多科學依據。此外，腸道微生態系統除細菌外，病毒及菌絲體等成分亦對維持腸道微生態系統穩定發揮較大作用，值得進一步研究。