中藥單體基于腸道菌群調節Th17/Treg軸對自身免疫性疾病的干預研究現狀Δ

黃金雨，董政委，王永霞 （河南中醫藥大學第一附屬醫院心臟中心，鄭州 450003）

自身免疫性疾病（autoimmune diseases，ADs）是一類機體對自身抗原發生免疫反應而導致自身組織損害的疾病，其中以潰瘍性結腸炎（ulcerative colitis，UC）、類風濕性關節炎（rheumatoid arthritis，RA）、1型糖尿病（type 1 diabetes mellitus，T1DM）的發病率較高。據統計，全球7.6%～9.4%的人群患有各種類型的ADs，ADs已成為僅次于心血管疾病和癌癥的第三大慢性病，嚴重影響患者的生活質量[1]。對癥治療（如抗炎和自身免疫抑制）是ADs的主要治療策略，但其難以實現完全治愈，且有嚴重的胃腸道不良反應，還可能增加免疫抑制導致的感染[2]。因此，探索更為有效、安全的治療策略已迫在眉睫。中藥具有多靶向性、低毒安全的特色，在ADs防治中具有明顯優勢，針對中藥單體的研究近年來備受關注。腸道微生物群已被證明與免疫細胞有相互作用，其可通過抑制輔助性T細胞17（helper T cell 17，Th17）分化、維持調節性T細胞（regulatory T cell，Treg）分化及調節免疫耐受從而抑制炎癥，在ADs的發病中起重要作用[3]。基于此，本文綜述了中藥單體基于腸道菌群調節Th17/Treg細胞分化進而干預ADs的研究現狀，旨在為ADs的中西醫結合防治提供參考。

1 Th17/Treg軸對ADs的影響

Th17和Treg細胞具有同源性，均由初始CD4+T細胞分化而成，細胞因子的種類及細胞因子間的平衡在調控初始CD4+T細胞分化方向中起重要作用。Th17的分化由轉化生長因子β（transforming growth factor-β，TGFβ）和白細胞介素6（interleukin-6，IL-6）啟動，二者共同誘導信號傳導與轉錄激活因子3（signal transduction and activator of transcription 3，STAT3）的激活，進而促進轉錄因子維甲酸相關孤核受體γt（retinoic acid-related orphan nuclear receptor γt，RORγt）表達、激活IL-17轉錄；隨后，IL-6刺激IL-21產生，加速Th17細胞增殖分化，并誘導IL-23受體表達，從而在后期維持Th17細胞的穩定分化[4]。叉頭框蛋白p3（Forkhead box protein P3，Foxp3）是Treg的標志性轉錄因子，參與維持Treg的分化和功能，研究表明，Foxp3基因缺陷會導致嚴重自身免疫病[5]。

Th17/Treg失衡與多種ADs相關：Th17是主要效應因子，可分泌IL-17、IL-21和腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等促炎因子，引起炎癥和嚴重自身免疫[6]；另一方面，Treg可分泌IL-10和TGF-β等抗炎因子，具有免疫抑制功能。二者相互制約，共同維護機體內環境穩定[7]。Bunte等[8]在早期RA患者血清中檢測到IL-17濃度升高，發現IL-17能誘導成纖維樣滑膜細胞和上皮細胞產生血管內皮生長因子，進而導致血管翳生成，并能減少RA軟骨形成。Kurolap等[9]研究表明，UC病變部位的Th17分化增強，進而促進了結腸慢性炎癥和UC的進展。此外，在大量ADs患者和動物模型中也觀察到Treg細胞數量減少或功能喪失[10]。可見，調節Th17/Treg平衡對治療ADs具有重要意義。

2 腸道菌群調控宿主Th17/Treg軸在ADs中的作用

腸道菌群是腸道內復雜而龐大的微生態系統，在機體免疫系統的發育中起到了關鍵作用。ADs的發生與腸道微生態的變化息息相關，其中腸道菌群對T細胞的調控是關鍵橋梁。目前，相關學者已在多種ADs患者中發現腸道菌群的多樣性減低和菌種分布異常[11]。腸道菌群調節Th17/Treg平衡的相關作用機制包括調節細胞因子產生、調控轉錄因子表達、影響能量代謝等[12]。例如，Lee等[5]研究表明，腸道內分節絲狀菌可通過刺激樹突狀細胞分泌IL-6、IL-23，進而誘導Th17在小腸分化，使ADs發病率明顯增加。短鏈脂肪酸（short-chain fatty acid，SCFA，包括乙酸、丙酸和丁酸等）是腸道菌群的常見代謝物，可通過多途徑促進Treg分化。例如，丁酸鹽可改變Foxp3基因啟動子中的組蛋白H3乙酰化來促進Treg產生[13]。可見，基于腸道菌群調控Th17/Treg失衡，誘導重建免疫耐受，可能成為治療ADs的新方法。

3 中藥單體通過腸道菌群調節Th17/Treg軸對不同ADs的干預作用

3.1 UC

UC是一種炎癥性腸病（inflammatory bowel disease，IBD），腸黏膜屏障受損是其關鍵病理機制[14]。腸緊密連接（tight junction，TJ）是腸黏膜屏障的主要結構基礎，由多種功能各異的蛋白質組成，如跨膜蛋白（閉合蛋白、咬合蛋白）和閉鎖小帶蛋白（zonula occludens，ZOs）等。病理情況下，腸道微環境紊亂可導致Th17/Treg失衡，引起免疫炎癥反應，TJ蛋白受到炎性破壞而致腸壁通透性增加，進而促使UC發生。

Liu等[15]通過16S rRNA基因測序發現，紅景天苷可恢復UC小鼠腸道菌群的多樣性，提高厚壁菌門等細菌的比例，抑制擬桿菌門等細菌的比例，并可顯著增加結腸固有層Treg細胞數，降低IL-6、IL-17A mRNA表達水平，抑制Th17分化，進而使得促炎因子IL-1β生成減少，以緩解腸黏膜炎性損害。該實驗進一步構建了偽無菌小鼠模型，結果發現紅景天苷對T細胞亞群分化及炎癥因子的調節作用喪失，從而佐證了紅景天苷治療UC的作用與腸道菌群相關。

人參皂苷Rg1是人參提取物，Zhang等[16]研究發現，人參皂苷Rg1可調節腸道菌群的多種代謝途徑（如抑制乙醛酸循環、檸檬酸循環、L-精氨酸通路），抑制Th17表達，促進Treg分化，下調Toll樣受體4/髓樣分化因子88信號通路而降低血清中促炎因子IL-1β、TNF-α和IL-17A水平，并上調抗炎因子IL-10水平，從而修復腸壁的炎性破壞。

先天淋巴細胞（innate lymphoid cell，ILC）多為組織駐留淋巴細胞，可分泌相關細胞因子協調T細胞分化[17]。Dong等[18]發現，小檗堿可調節葡聚糖硫酸鈉（dextran sulfate sodium，DSS）誘導的UC小鼠腸道菌群豐度和組成，減少結腸組織ILC1而增加ILC3，發揮抑制RORγt表達和Th17分化作用，能減少促炎因子IL-17、TNF-α的分泌，有效保護腸杯狀細胞和TJ蛋白，修復腸黏膜屏障。甘金剛等[19]亦發現，小檗堿能夠改善UC患者腸道菌群和腸道免疫狀態，抗炎功效顯著。

Xiao等[20]發現，姜黃素在門、綱、目、科和屬水平上可調控UC合并糖尿病小鼠腸道微生物菌群的多樣性和相對豐度，抑制RORγt而激活Foxp3，恢復Th17/Treg平衡，降低促炎因子IL-17A水平，減少炎癥細胞浸潤，不僅能改善胰島素抵抗和血糖水平，還可有效逆轉結腸黏膜破壞。

Wang等[21]發現，流蘇石斛多糖可改善UC小鼠腸道菌群代謝，提高SCFA濃度，抑制細胞因子IL-6、IL-17、IL-21、IL-23而恢復Th17/Treg細胞平衡，還能抑制核因子-κB炎癥信號通路和促炎因子IL-1β、IL-17、IL-21的表達，上調UC小鼠咬合蛋白和ZO-1的表達。

Wen等[22]研究發現，豆甾醇可改善IBD小鼠的腸道菌群多樣性和菌群結構失調，進而增加腸道微生物來源的SCFA，特別是丁酸鹽；并發現丁酸鹽可通過介導過氧化物酶增殖物激活受體γ的激活，改善能量代謝，從而促進初始CD4+T細胞分化為Treg，恢復Th17/Treg平衡，顯著下調DSS誘導的炎癥因子IL-6、IL-1β和TNF-α表達，緩解結腸炎性損害。

Hua等[23]首次發現，胡桃醌可能通過調節腸道菌群顯著抑制STAT3和RORγt蛋白表達，上調Foxp3蛋白表達，重建Th17/Treg平衡并降低結腸組織中IL-6、TNF-α和IL-1β蛋白表達水平和UC小鼠疾病活性指數，增加IL-10蛋白表達，且其療效與劑量呈正相關。

Wu等[24]發現，大黃酸可顯著增加DSS誘導的IBD小鼠腸道乳酸菌屬的豐度，抑制Th17分化，恢復Th17/Treg平衡，減少炎癥因子IL-17的合成而發揮良好的抗炎作用，從而減輕模型小鼠的結腸炎癥和組織損傷。

Liu等[25]證實，小白菊內酯可顯著增加腸道菌群的生物多樣性，提高有益菌的相對豐度和SCFA水平，降低細胞因子IL-6和IL-17A水平，以恢復Th17/Treg免疫平衡，進而降低促炎因子IL-1β、TNF-α水平并提高抗炎因子IL-10水平，從而緩解結腸炎性浸潤及滲出。該研究進一步用抗生素雞尾酒法建立偽無菌小鼠模型，結果發現小白菊內酯的上述抗炎作用消失。

Zhu等[26]發現，黃芩苷可改善腸道菌群的多樣性及分布，顯著提高產丁酸菌的豐度和丁酸的含量，上調Foxp3 mRNA轉錄而下調RORγt mRNA轉錄，恢復Th17/Treg平衡，上調抗炎因子IL-10而下調促炎因子IL-17，并能降低結腸組織活性氧的活性，增加UC大鼠結腸ZO-1和咬合蛋白的表達，恢復結腸黏膜的完整性。

瑞香素別名“祖師麻甲素”，Ji等[27]發現，瑞香素可提高腸道中產SCFA菌的豐度并降低IL-6、IL-21和IL-23的水平，逆轉IBD小鼠Th17/Treg失衡，抑制促炎因子IL-1β，從而緩解結腸免疫炎癥。胡紅鋒等[28]在UC患者中發現，瑞香素能通過調節患者腸道菌群的組成和Th17/Treg平衡，促進患者腸黏膜愈合，有效改善患者病情，且安全可靠。

Alrafas等[29]發現，白藜蘆醇可顯著逆轉IBD小鼠腸道菌群失調并提高SCFA水平，促進Treg分化，抑制Th17分化，降低IBD小鼠腸道中的炎癥生物標志物髓過氧化物酶的水平，從而顯著減輕結腸炎性損傷，且該結論在糞便菌群移植實驗中得到了驗證。

Jing等[30]發現，黨參多糖具有良好的益生元特性，可刺激有益菌的生長并抑制致病菌的生長。該研究通過氣相色譜法測定了DSS誘導的IBD小鼠糞便中SCFA的含量，結果發現黨參多糖顯著提高了小鼠糞便中乙酸、丙酸和丁酸水平，下調了細胞因子IL-6、IL-17的表達，恢復了Th17/Treg免疫平衡，使得促炎因子IL-17、TNF-α相應減少而抗炎因子TGF-β、IL-10生成增多，有效緩解了小鼠腸黏膜炎性浸潤和腸黏膜屏障破壞。

楊陽[31]研究發現，馬齒莧多糖可恢復UC模型小鼠腸道菌群結構，降低細胞因子IL-6和IL-17含量，恢復Th17/Treg平衡，抑制核因子-κB信號通路激活和促炎因子 IL-17、TNF-α生成，促進抗炎因子IL-10生成，有效減輕DSS誘導的腸道炎癥反應。

3.2 RA

RA是一種以血管炎和滑膜炎為特征的最終引起關節軟骨及骨破壞的慢性ADs。TNF-α和IL-6等是RA發病中激起炎癥反應的初始因素以及RA炎癥和關節損傷的重要介質[32]。

Peng等[33]通過建立膠原誘導型關節炎（collageninduced arthritis，CIA）大鼠模型發現，白芍總苷可提高大鼠腸道有益共生菌的相對豐度，下調Th17分化、促進Treg分化，降低腸道細胞因子γ-干擾素水平，減輕踝關節炎性細胞浸潤，降低關節滑膜血管內皮生長因子含量，有效抑制血管生成和滑膜細胞增殖。

姜冀等[34]發現，白藜蘆醇可提高CIA小鼠腸道中擬桿菌、乳桿菌和雙歧桿菌的豐度，降低血清中促炎細胞因子IL-6、TNF-α水平；流式細胞術分析顯示小鼠脾臟中Th17細胞數下調而Treg細胞數上調，提示白藜蘆醇有效改善了CIA小鼠的系統炎癥，緩解了骨破壞及滑膜細胞增生。

陶偉莉[35]研究發現，老鸛草多糖可調節CIA小鼠腸道菌群豐度，增加SCFA（如乙酸、丙酸、正丁酸等）的含量，使Th17/Treg細胞比例趨向平衡，進而恢復抗炎因子與促炎因子的平衡，使得CIA小鼠后足腫脹得以消退，脾臟明顯減小。

3.3 T1DM

T1DM是青少年和兒童最常見的代謝性疾病之一，以自身免疫系統逐漸破壞胰腺β細胞從而導致胰島素缺乏和高血糖為特征。除遺傳是T1DM易感性的重要因素外，腸道菌群紊亂以及Th17/Treg免疫失衡也已被證明在T1DM的發病機制中發揮關鍵作用[36]。

Chen等[37]發現，熊果酸可改善T1DM大鼠腸道菌群多樣性及菌群結構，抑制轉錄因子RORγt表達，促進Foxp3表達，恢復Th17/Treg平衡，下調促炎因子IL-17A、TNF-α水平而上調抗炎因子IL-10水平，發揮延緩胰島β細胞破壞、降低空腹血糖的作用。

Luo等[38]發現，芍藥苷可提高薩特氏菌屬豐度，抑制細胞因子IL-6生成和Th17分化而促進Treg分化，抑制促炎因子IL-1β分泌，進而有效緩解胰島炎癥浸潤和胰腺β細胞損傷。

3.4 其他

中藥單體在治療自身免疫性腦脊髓炎、自身免疫性葡萄膜炎、銀屑病等ADs中亦發揮了顯著作用。例如，松香酸可改善咪喹莫特誘導的銀屑病模型小鼠腸道菌群，抑制TNF-α、IL-17A、IL-23分泌，恢復Th17/Treg平衡，減輕皮膚損傷[39]。人參皂苷Rd可調控實驗性自身免疫性腦脊髓炎（experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE）小鼠腸道菌群并抑制RORγt、STAT3表達，促進Foxp3表達，降低IL-6和IL-17水平而提高TGF-β、IL-10水平，從而調節Th17/Treg失衡，減輕中樞神經系統脫髓鞘和炎癥細胞浸潤[40]。Du等[41]在實驗性自身免疫性葡萄膜炎（experimental autoimmune uveitis，EAU）小鼠中觀察到，小檗堿可增加腸道中具有免疫調節能力的細菌數，抑制Th17分化而促進Treg分化，減輕免疫炎癥反應，從而緩解血-視網膜屏障破壞。

上述研究中藥單體在干預ADs中調節的腸道菌群見表1。

表1 中藥單體在干預ADs中調節的腸道菌群

4 結語

隨著二代測序技術的快速發展，腸道、皮膚、口腔和泌尿道的微生物群得到了廣泛研究。腸道菌群失衡以多種方式影響Th17/Treg分化平衡，參與自身免疫耐受破壞和過度炎癥反應，在ADs發病中起到至關重要的作用。中藥防治ADs的歷史悠久，相較于化學藥，其不良反應少且療效確切。然而，中藥及中藥復方的成分較為復雜，這使其科學性和安全性飽受詬病。本文系統綜述了基于腸道菌群調節Th17/Treg軸干預ADs的中藥單體，發現中藥單體對ADs的治療依賴于其對腸道菌群的調節，并通過調節細胞因子產生、調控轉錄因子表達、影響能量代謝等多途徑調節Th17/Treg平衡，改善免疫炎癥反應。

然而，由于當前研究多停留在現象觀察方面，對于中藥單體影響腸道菌群和免疫平衡的具體作用途徑仍需進一步探索，且適應性免疫反應在ADs中的作用仍有許多問題尚未解決。為開發新的有效治療策略，不同T細胞亞群在ADs病變中的具體作用仍需充分闡明。此外，免疫學和遺傳學的最新進展闡明了固有免疫在ADs發病中的重要性。研究固有免疫和適應性免疫間的相互作用，特別是它們與腸道微生物群的關系，將有望為ADs的防治提供新的視野。