基于腸黏膜屏障探討炎癥性腸病從脾論治的相關研究*

李 姣，文穎娟，彭高強，趙 歡

陜西中醫藥大學，陜西 咸陽 712046

炎癥性腸病（inflammatory bowel disease，IBD）是由多種不明原因引起的以腹痛、腹瀉、黏液膿血便等為主要臨床表現的腸道自身免疫性疾病，包括潰瘍性結腸炎（ulcerative colitis，UC）和克羅恩病（Crohn disease，CD），病情輕重不等，多呈反復發作且治愈率較低［1］。研究表明，腸道內的第一層保護屏障即腸黏膜屏障的穩態改變會影響IBD 的發生、發展［2-3］。IBD 屬中醫學“腹痛”“泄瀉”“痢疾”等范疇。《素問·太陰陽明論篇》載：“食飲不節，起居不時者，陰受之……下為飱泄，久為腸澼。”中醫認為脾與IBD 的關聯性主要體現在脾“運化水谷”和“代謝水濕”兩方面。健脾方劑如四君子湯、補中益氣湯、參苓白術散等治療IBD 療效確切［4-5］。脾虛會導致腸黏膜屏障功能異常，現通過探討IBD 與腸黏膜屏障及脾的關系，為中醫從脾論治IBD提供依據。

1 腸黏膜屏障對IBD的影響

腸黏膜屏障是機體內外環境的最大屏障，既能促進營養物質消化吸收，又可防止機體免受腸腔內病原微生物損傷，與中醫所述脾的功能類似。研究表明腸黏膜屏障損傷是驅動IBD 的重要途徑［6-7］。腸黏膜屏障主要由腸上皮屏障、微生物屏障和免疫屏障組成，其結構與功能失常會導致IBD的發生發展。

1.1 腸上皮屏障腸上皮屏障位于腔內微生物與底層免疫系統之間。腸上皮屏障由富含抗菌物質的內外黏液層和呈單層排列的腸上皮細胞及緊密連接蛋白組成。腸上皮屏障中的杯狀細胞主要分泌MUC2 蛋白，其分泌的黏液基質對黏膜防御和修復至關重要，MUC2 基因的缺失會引起自發性結腸炎，表現為嚴重的腸黏膜屏障損傷［8-9］，抵抗素樣分子β（resistin-like molecule beta，REML-β）是杯狀細胞衍生的特異性蛋白［10］，可促進MUC2 分泌，調節炎癥期間的巨噬細胞和T 細胞反應，保護個體避免向結腸炎發展［11］，在小鼠模型中，RELM-β基因的存在減輕了結腸炎的嚴重程度。杯狀細胞可將病原微生物運輸到上皮細胞下層的免疫細胞，通過調節TLR/MyD88 信號將樹突狀細胞暴露于管腔中起作用［3］。潘氏細胞位于小腸隱窩底部，可直接感知病原微生物，并以TLR/NF-κB/MyD88的方式分泌抗菌蛋白（anti-microbial peptides，AMPS）如抗菌素REC3b、REC3g 及α防御素、溶菌酶等，被分泌到黏液中具有控制菌群和黏膜平衡作用，進一步加強屏障功能［12-13］。潘氏細胞對腸道穩態至關重要，其功能障礙會引發炎癥反應，引起腸道屏障功能損傷，進而發展為IBD［14-15］。近年來研究發現潘氏細胞中自噬風險位點ATGL1 改變及NOD 基因缺失將導致潘氏細胞的自噬功能受損，自噬是一種胞質內容物和細胞器的“自我降解和循環”，可抵抗感染和清除細胞內抗原微生物，預防IBD的發生。ATG16L1 和NOD2 突變患者，通過等效小鼠模型顯示Paneth 細胞分泌功能異常，導致抗菌肽分泌和自噬缺陷，影響病原菌的識別與清除，是IBD 的誘發因素［16-17］。然而潘氏細胞中α防御素降低與NOD2 基因介導的NF-κB 激活被抑制有關，TLR 信號通路下游因子NF-κB激活所需蛋白，如NF-κB抑制劑激酶復合物（inhibitor of kappa B kinase，IKK）、必要調節器（NF-kappa B essential modulator，NEMO）等的缺失將導致自發性結腸炎［18-20］，證實TLRs/NF-κB 信號通路在上皮穩態和修復中的重要作用。研究表明，腸屏障的諸多上皮細胞如杯狀細胞分泌的黏液或潘氏細胞、漿細胞、M 細胞分泌的抗菌物質減少，將導致腸上皮屏障通透性增加［21-23］，因此腸上皮細胞功能的完整性對于IBD至關重要。

腸上皮細胞間的緊密連接（tight junction，TJ）位于細胞的最頂端區域，是形成腸黏膜機械屏障功能最重要的結構，由多種結構蛋白及連接分子 共 同 組 成［24-25］。其 中 跨 膜 蛋 白（claudin，occludin）與連接黏附分子（junctional adhesion molecule，JAM）構成細胞骨架，適配器蛋白（ZO-1和ZO-2）作為中介體將細胞骨架與上皮細胞肌動蛋白相連，在促進TJ 結構動態穩定中起作用。研究表明，肌動蛋白收縮在TJ 介導的細胞對外界刺激的反應中發揮作用［26］。肌球蛋白輕鏈激酶（myosin light-chain kinase，MLCK）通過激活肌球蛋白來重構TJ 結構，調節屏障功能［27］，尤其通過調節體外Caco-2 腸細胞中ZO-1 和Occludin 的再分配進行。其中ZO-1 的定位錯誤最終會導致上皮屏障破壞［28］，這可能與缺少claudin 募集和TJ形成有關［29］。當MLCK激活時，刺激巨噬細胞和T 細胞分泌大量腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factorα，TNF-α），不僅通過降解破壞TJ 增加腸道通透性，還通過誘導上皮細胞凋亡來破壞腸道屏障［30-31］。據報道［32-33］JAM 可能在TJ 連接中起間接作用，JAM 基因敲除導致屏障破壞，可能通過調節肌球蛋白活性引起組織損傷。JAM在MLCK的激活下會促使腸道黏膜增加轉化生長因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）生成［34］，為腸上皮細胞提供適應性免疫保護，并可減弱TNF-α誘導的結腸上皮細胞中TJ 蛋白破壞，以TGF-β依賴方式促進上皮細胞傷口愈合，修復腸黏膜屏障［25］，預防IBD。

1.2 微生物屏障人類皮膚和黏膜表層覆蓋著數以萬計的微生物，包括真菌、病毒、寄生蟲和細菌，很大比例定植在胃腸道，因此被稱為腸道菌群［14］。與健康人群相比，IBD 患者體內表現為具有抗炎能力的細菌減少，具有促進炎癥作用的細菌增加，而炎癥反應導致氧氣濃度升高［35］，創造出一個不利于專性厭氧菌如雙歧桿菌、乳酸桿菌的環境，而該環境利于兼性厭氧菌如腸桿菌生成。LLOYD-PRICE 等［36］分析了132 名IBD 患者和非IBD患者的黏膜活檢標本、血液和糞便樣本，發現兼性厭氧菌增加，專性厭氧菌減少。同時，表現為腸道菌群多樣性減少和厚壁菌門豐度降低，變形菌門和擬桿菌門豐度增加。在健康人體內，微生物之間通過一定的內部選擇機制保證菌群平衡。在腸道微生物中，一部分細菌處于安靜的不活躍狀態，以保證菌群穩定性［37］，一部分定植在同一區域和生態位，如定植在黏液層以競爭黏液中的基質［38］，一部分細菌相互合作，競爭生存資源，產生協同代謝鏈。一部分細菌之間直接產生拮抗作用，如產生抗生素或其他有毒物質［39］，防止競爭對手生長。微生物群與宿主共同進化，確保了一種有益的互惠關系。在這種共生關系中，宿主主要提供營養并主動塑造腸道生態位，微生物則以激活免疫系統抗菌成分如抗菌肽［40］的釋放形成黏液層或產生代謝產物來支持宿主的生理功能作為回報。IBD患者相關菌群（R.gnavus、R.torques、B.vulgatus、B.bifi dum 和A.muciniphila 等黏液溶解菌）將黏液作為一種能量來源，并嚴格調節其產生，因此有證據表明，黏液的組成變化既是導致腸黏膜通透性增加的原因，也是一種失衡結果［41］。因此，入侵的微生物必須通過破壞微生物-宿主之間的共生關系來爭奪有限的生態空間和營養［42］，菌群失衡將導致病原微生物過度生長，打破腸黏膜屏障動態平衡，進而導致IBD［43］。

1.3 微生物代謝產物微生物代謝產物包括位于黏液外層的共生菌群發酵膳食纖維所形成的短鏈脂肪酸和肝細胞中膽固醇與共生菌相互作用所形成的膽汁酸等。

1.3.1 短鏈脂肪酸在調節腸道黏膜屏障功能中的作用 短鏈脂肪酸包括丁酸、乙酸等［44-45］，是具有生物活性和重要功能的代謝產物［46］。丁酸是腸上皮細胞的主要能量來源，由梭狀芽孢桿菌、擬桿菌等厭氧菌產生，可激活AMPK（amp 活化蛋白激酶）促進緊密連接蛋白TJ 組裝［47］，誘導杯狀細胞分泌MUC2 和產生抗菌防御素，抑制細胞旁途徑、乙酰蛋白去氧化物酶及誘導轉錄因子FOX3 H3 組蛋白乙酰化增加，抑制干細胞增殖，誘導腸上皮細胞凋亡［48］，丁酸主要被隱窩頂部結腸上皮C 通過β-氧化作用和三羧酸循環的方式消耗，同時導致結腸缺氧區缺氧誘導因子激活，造成缺氧環境以利于厭氧菌定植抵抗［49］。研究表明，炎癥性腸病患者抗生素的使用和病原菌分泌過多患者體內顯示出較低濃度的短鏈脂肪酸水平［42，50］，并影響腸道定植細菌數量和種類［51］，其中包括產生丁酸的厭氧菌，細菌以厭氧糖酵解的方式進行分解，產生硝酸鹽和氧氣，這又為兼性厭氧菌如腸桿菌打破厭氧菌的生態位定植抵抗提供了可能性。厭氧菌會因為沒有編碼氧自由基存在的機制而死亡，導致腸道內穩態失衡。乙酸是雙歧桿菌產生的一種短鏈脂肪酸，被證明能影響無菌性嚙齒動物模型中的杯狀細胞分化，產生乙酸的微生物及其本身均可促進杯狀細胞分泌黏蛋白，也增加了黏蛋白聚糖末端的唾液酸修飾，而乙酸消耗菌的存在減少了這些作用。無菌小鼠體內缺乏這些代謝產物，顯示出更短的MUC2-O 聚糖，這與腸上皮細胞可降低各自糖基轉移酶表達有關［52］，可造成腸黏膜屏障的持續損傷，進而導致IBD的發生。

1.3.2 膽汁酸在腸黏膜屏障中的作用 初級膽汁酸由膽固醇合成，并被腸-肝循環系統運送到腸道［53］，進而被腸道微生物去羥化、脫氫生成次級膽汁酸，可拮抗腸內核模法尼索樣受體和G蛋白偶聯受體TGR5［54-55］。研究表明，腸道屏障功能損傷與次級膽汁酸、熊去氧膽酸（ursodeoxycholic acid，UDCA）和去氧膽酸（deoxycholic acid，DCA）的比例有關。RAIMONDI 等［56］發現含DCA 的小鼠與常規小鼠相比腸道通透性增加，是DCA 通過對緊密連接蛋白TJ水平的重排來調節腸道通透性。UDCA沒有直接阻斷腸道通透性的作用，卻可以通過阻斷DCA 誘導的腸道通透性來保護腸黏膜屏障［57］。膽汁酸是一把雙刃劍，因此需要適當地調節不同膽汁酸之間的比例來調節腸黏膜屏障。膽汁酸對腸道菌群的組成和密度有強烈影響，并具有直接抗菌作用，如CA 和DCA 對短雙歧桿菌和唾液乳桿菌的影響［58］；同時可以間接刺激宿主產生抗菌肽，分泌到黏液層，并刺激血管生成素和誘導型NO 合酶的生成以保護腸黏膜屏障，從而預防IBD的發生。

1.4 免疫屏障由多種原因導致的免疫系統失調引起的腸黏膜屏障功能的破壞和炎癥的持續進展，最終導致IBD。腸道免疫系統能夠檢測到黏膜表面的細菌和抗原，并驅動適當的反應有賴于細胞表面的模式識別受體（pattern recognition receptor system，PRRs）如Toll 樣受體2（Tolllike receptors 2，TLRs2）以區分黏膜共生細菌和細菌抗原，這些受體表達在多種細胞類型中，包括巨噬細胞、樹突狀細胞以及腸上皮細胞，可以識別微生物病原體的各種成分［59-60］。TLRs是連接非特異性與特異性免疫的橋梁，抗原微生物通過破壞緊密連接到達黏膜下層與覆蓋著模式識別受體（如Toll 樣受體或NLRs 受體）的上皮細胞基底外側表面相互作用，刺激炎性細胞因子釋放，招募吞噬細胞和適應性免疫系統的組成部分，完成抗原提呈過程。研究表明，Toll 樣受體具有促炎作用（通過激活NF-KB 炎癥信號通路，分泌炎癥因子和趨化因子廣泛產生），但Toll 樣受體基因敲除小鼠反過來又會導致局部黏膜組織損傷和潰瘍，說明Toll樣受體在調節IBD黏膜免疫方面具有雙向調節作用。盡管先天免疫反應似乎是過度激活適應性免疫的先決條件，但后者是組織損傷的更重要驅動因素，這在IBD 患者中表現明顯。適應性反應是一種由TH17主導的T細胞的復雜反應。在IBD 中由抗原提呈細胞和巨噬細胞分泌IL-18、IL-23 和TGF-β等細胞因子促進Th17 的分化，與此同時產生IL-6、IL-17、IL-22 和TNF-α等炎癥因子［61-62］，后者的產生又會進一步促進巨噬細胞分泌。巨噬細胞在健康人體內處于低響應狀態，其增殖和活化程度較低［63-64］，通過產生IL-10促進腸道固有層的耐受性，從而抑制結腸炎癥中Th17分化［65］，減少炎癥因子產生，同時促進調節性T 細胞Treg 分泌，在免疫系統中具有調節或抑制炎癥細胞作用［66］。Foxp3 是Treg 的特異性轉錄因子，其異常表達將導致TGF-β和IL-10分泌減少，下調免疫反應，增強炎癥水平，促進IBD 發生［67］。Th17細胞作為效應T 細胞的一個亞群，以產生白細胞介素IL-17A、IL-17F、和IL-22 為特征，由TGF-β驅動［68-69］。在沒有炎癥介質存在的情況下，TGF-β促進與抑制炎癥反應相關的Treg 細胞發育［67，70］。相反，在IL-6等促炎細胞因子作用下，TGF-β可誘導TH17 細胞分化。維甲酸相關孤核激素受體γt（retinoic acid receptor-related orphan receptorγt，ROR-γt）是Th17 的標志性轉錄因子，是促進Th17 分泌的關鍵因素，其中Th17 產生的IL-17A會加重CD炎癥。然而，最近的研究表明［71］，IL-17在調節性T細胞分泌方面具有作用，同時可誘導抗菌肽的分泌并調節緊密連接蛋白形成，表明IL-17A 不僅在控制免疫激活、限制炎癥反應方面具有作用，同時也是恢復黏膜屏障的重要細胞因子［72］，在IBD 免疫發病中發揮作用；IL-10 敲除小鼠中巨噬細胞減少可以預防結腸炎，而結腸炎的發生是由巨噬細胞不受調控產生IL-23 和IL-12等炎癥因子所致［73］；IL-23信號通過JAK2在STAT3/STAT4 依賴的通路上表達IL-17A、IL-17F、IL-6、IL-22、TNF 和CXCL1 等許多促炎信號［74］，可維持或擴大Th17 細胞群，同時激活STAT-3 途徑，促進RORγt 對Th17 的分化［75］。因此調控IL-23/IL-17軸與Treg之間的比例對于防止免疫反應失調極其重要，維持其動態平衡是維持免疫屏障的關鍵［76］，在IBD發病中具有潛在意義。

2 脾與IBD的相關性

祖國醫學沒有IBD病名，根據IBD患者的臨床表現，可將其納入“腹痛”“泄瀉”“痢疾”等范疇。脾與炎癥性腸病之間的關聯性主要體現在“運化水谷”和“代謝水濕”兩個方面。脾運化水谷之功能強健，則清陽得以堅實四肢，筋骨肌肉滿壯。反之，會引起腹痛、腹瀉等病癥進而致筋骨日衰，四肢不用。《素問·陰陽應象大論篇》載：“清氣在下，則生飱泄。”指出脾不升清，運化水谷失司即為泄瀉。《素問·經脈別論篇》載：“飲入于胃，游溢精氣，上輸于脾。脾氣散精，上歸于肺，通調水道，下輸膀胱。”指出肺可借脾之運化以促濁陰歸六腑，調暢水道，代謝水濕。反之，會出現濕邪流注腸道為“泄瀉”，濕熱下迫大腸為“暴泄”等。《素問·至真要大論篇》載：“諸濕腫滿，皆屬于脾。”《素問·陰陽應象大論篇》載：“濕勝則濡瀉。”可見脾氣健運在IBD發展過程中的重要作用。梁堯等［77］將UC患者分為加味柴芍六君組和美沙拉嗪組，結果表明加味柴芍六君組可以通過健運脾氣改善腸道炎癥及便血癥狀，效果優于西藥組；張璐等［78］用補中益氣湯和葛根芩連湯治療慢性結腸炎，表明二者合用可減輕IBD 慢性期濕熱膠結及脾氣虛弱癥狀，故認為脾之健運與IBD密切相關。

3 中醫脾與腸黏膜屏障具有相同的功能基礎

中醫所述之脾與腸黏膜屏障沒有直接關聯，但二者在保衛機體穩態、抵御外在損害方面有類似功能。中醫認為脾為水谷之海，脾胃運化食物為水谷精微以生成精、氣、血、津液疏布全身，濡養人之四肢百骸，使五臟元真通暢。同時脾為氣機升降之樞，可促進氣血周流全身。陰平陽秘，則五臟安和，方可護衛人體之正氣。

《靈樞·五癃津液別》篇載：“五臟六腑，心為之主……肺為之相，肝為之將，脾為之衛，腎為之主外。”衛者，人身之藩籬也，屏障也，驅邪也。脾通過運化、升清功能為衛氣的生成輸布提供原動力。《黃帝內經·素問》載：“脾氣散精上歸于肺。”由脾向肺傳輸水谷精微，而后肺氣宣發輸布衛陽于皮膚肌腠，即“清陽發腠理”，以抵御外邪。故脾之運化、升清功能正常是脾為之衛（機體抵御外邪）的基礎，此所謂“正氣內存，邪不可干”。同時，《金匱要略》有四季脾旺不受邪之說。現代醫學認為IBD 是由腸黏膜持續炎癥導致屏障功能受損所致［79］。腸黏膜作為腸道系統的防衛屏障可保衛機體免受外來微生物、炎癥因子等侵襲，與中醫“脾為之衛”具有一致的生理功能和病理基礎。同時，腸黏膜屏障功能衰弱屬脾衛外功能衰弱范疇。

4 治脾對腸黏膜屏障的影響

近年來，隨著諸位學者對IBD 的內在機制深入挖掘表明，脾虛型大鼠腸道黏膜屏障功能異常，并通過實驗證明健脾類方劑如四君子湯能減少腸黏膜表面炎癥細胞浸潤、恢復黏膜厚度及結構［80-82］。實驗研究表明［83-85］脾虛型幼鼠出現結腸質量降低，杯狀細胞蛋白、TJ 蛋白表達降低，經參苓白術散治療后腸上皮屏障得以恢復；趙春一等［86］研究表明，補中益氣湯可使脾虛型失眠患者腸道有益菌增加，致病菌減少，可有效維持腸道穩態；陳曉君［87］研究表明，健脾散精法可使腸桿菌、腸球菌等有害菌數量降低，而梭菌、乳酸桿菌等數量增加，增強微生物屏障穩態；CHEN等［88］發現健脾針刺療法可促進人體對微生物代謝產物的利用率，從而減輕腸道癥狀；權利珍等［89］研究發現參苓白術散可通過降低IL-23、IL-17、TNF-α等炎癥因子水平以保護免疫屏障［90］，減輕IBD 的臨床癥狀。上述研究表明可通過健脾減輕腸黏膜屏障損傷并對IBD 具有較好的療效，據此，可將腸黏膜屏障損傷納入脾虛證的范疇。

5 結語

隨著工業化進程的加快，國人飲食結構、起居規律等逐漸變化，加之環境因素的改變，導致IBD在我國表現出新的流行趨勢。IBD 是由多重因素、多種機制導致的以腸黏膜屏障損傷為病理生理表現的疾病。中醫從脾論治對恢復腸黏膜屏障恢療效較好，四君子湯加味、參苓白術散等方劑能緩解IBD 患者的臨床癥狀。腸黏膜屏障與中醫“脾為之衛”具有類似功能，基于此，運用中醫取象比類之思維推論：從脾論治IBD 可能通過改善腸黏膜屏障結構與功能而實現，因此脾與腸黏膜屏障視角不僅可為中醫治療IBD 提供思路，同時可為以腸黏膜屏障為基點進一步深入研究中醫藏象理論脾之生理功能提供依據，也可為中西醫相互借鑒搭建橋梁。