朱佳源,肖嫩群,譚周進

朱佳源,肖嫩群,譚周進,湖南中醫(yī)藥大學微生物教研室 湖南省長沙市410208

0 引言

腸黏膜的表面積約為400 m2,是一種高度動態(tài)結(jié)構(gòu),同時是多個應激源的部位,并形成了內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境之間的一道屏障,一方面,完整的腸黏膜可保護人體免受微生物和毒素的侵襲,防止水和電解質(zhì)損失,另一方面,允許機體與外部環(huán)境進行分子交換,選擇性滲透性,能夠吸收營養(yǎng)物質(zhì)、電解質(zhì)和水(圖1)[1].腸黏膜由黏膜上皮細胞(epithelial cell,IEC)、細胞間緊密連接和菌膜三者構(gòu)成,其中IEC與粘液層一起形成主要的物理和生化屏障,此外,腸黏膜還聚集了大量的免疫細胞,包括T細胞,B細胞,巨噬細胞和樹突狀細胞與帶有共生腸道菌群的外粘液層、抗菌蛋白(antimicrobial peptides,AMP)和分泌性免疫球蛋白(secretory Immunoglobulin A,sIgA)分子共同形成了強大的黏膜免疫屏障[2,3].微生物群、腸上皮屏障和局部免疫系統(tǒng)之間的復雜相互作用幫助機體維持體內(nèi)平衡并促進腸道的健康發(fā)展[1,4].而當機體腸黏膜結(jié)構(gòu)和功能受損,引起抗原和細菌發(fā)生滲漏,全身炎癥并激活免疫細胞觸發(fā)免疫反應,導致人體患自身免疫性疾病的風險增加,此外許多腸道疾病與胃腸道發(fā)生滲漏有關(guān),例如炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)[5].腸道黏膜受損,腸道免疫功能也受到不同程度的抑制,主要表現(xiàn)為腸道sIgA產(chǎn)生含量減少,腸道抗定植力下降,促進腸內(nèi)細菌和內(nèi)毒素移位等[6].

近年來,應用西藥治療腸道疾病雖然起效快,但復發(fā)率高,而中藥在很大程度上克服了這一點,主要通過調(diào)節(jié)腸道菌群和胃腸代謝水平,維持腸黏膜完整性和恢復腸道屏障功能[2].但服用過量的緩瀉劑和苦寒類中藥可以通過影響腸道菌群結(jié)構(gòu)及其物質(zhì)和能量代謝,引起腸道微生態(tài)失衡,或破壞腸黏膜機械和免疫屏障,加重腸黏膜損傷[7].本文討論了中藥對腸黏膜損傷的主要方式,包括中藥對腸黏膜機械、生物、免疫屏障的損傷,并對中藥損傷腸黏膜的機制以及如何降低中藥的毒副作用進行了思考,以期為中藥治療腸道疾病提供更加科學的依據(jù).

1 中藥對黏膜損傷的方式

中醫(yī)藥可通過健脾、運脾、補脾、疏肝治療腸道疾病,此外中藥可以通過改善腸道菌群失調(diào)、調(diào)節(jié)腸黏膜免疫、維持腸黏膜組織的完整性、降低腸黏膜通透性、促進腸蠕動和增加腸黏膜的血流量來實現(xiàn)對腸黏膜的保護[2,8,9].然而近年來有研究表明,中藥亦可通過影響腸道菌群或破壞腸黏膜機械和免疫屏障來損傷腸黏膜,其可能機制如下(圖2).

1.1 中藥對腸黏膜機械屏障的損傷 腸黏膜屏障以機械屏障最為重要,主要由共生腸道菌群的外黏液層、單層的柱狀上皮細胞(IECs)及其緊密連接、固有層組成.黏液層覆蓋在腸上皮細胞,是外部分子到達腸腔的第一道物理防線,主要組成部分是高度糖基化的粘蛋白,與腸道杯狀細胞形成疏水的彈性凝膠層,保護上皮絨毛免受物理性摩擦、化學消化和細菌粘附[3].IECs是腸屏障的決定因素,與黏液層一起形成主要的物理和生化屏障,腸上皮細胞之間的增殖與凋亡平衡是維持黏膜上皮穩(wěn)定的關(guān)鍵,凋亡過度可能會抑制黏膜上皮細胞的再生與修復,凋亡不足可能導致黏膜上皮細胞的增生或肥厚,引起腸道黏膜屏障受損[2].單層IECs之間通過緊密連接的復合物:緊密連接(tight junction,TJ)、粘附連接(adherens junctions,AJ)和橋粒進一步將腸上皮細胞緊密連接起來,幫助維持腸黏膜屏障的完整性[3].此外,由毛細血管網(wǎng)、毛細淋巴管、神經(jīng)、分散平滑肌、免疫細胞等組成固有層對各種分子的的篩選起到限制作用[3].引起腸黏膜機械屏障受損的原因很多,例如腸黏膜缺血及再灌注損傷、炎癥介質(zhì)、細菌易位及內(nèi)毒素合成增加等皆可引起腸黏膜機械屏障受損[10].許多中藥對腸黏膜機械屏障損傷的治療有著很好的療效,可通過降低TNF-α、IL-6等炎癥因子水平來緩解腸道炎癥、減輕腸道上皮細胞的損傷,亦可增強緊密連接作用、減少內(nèi)毒素吸收,從而促進腸黏膜機械屏障修復[2,11].而當過量服用一些緩瀉劑或使用一些存在配伍禁忌的復方時,可能引起一些腸道內(nèi)毒素合成增加,或直接引起腸道炎癥而損傷腸黏膜,從而破壞腸黏膜機械屏障.

圖 1 腸黏膜與免疫、營養(yǎng)吸收功能關(guān)系.SIgA:分泌性免疫球蛋白.DC:樹突狀細胞;CD4+:T細胞;SED:上皮下圓頂.

圖 2 中藥引起腸黏膜損傷的機制.LPS:脂多糖;DAO:血清二胺氧化酶;PGE2:前列腺素E2;MUC-2:黏蛋白2;Treg:調(diào)節(jié)性T細胞.

據(jù)《本草綱目》記載:“續(xù)隨子與大戟、澤漆、甘遂莖葉相似,主療亦類同,其功皆長于利水,惟在用之得法,亦皆要藥也.”說明自古以來千金子就與京大戟、甘遂、甘草等同列為利水要藥.有研究表明[12]脂多糖(LPS)可誘導腸道炎癥的發(fā)生,可引起腸道黏膜水腫,腸通透性增加,腸黏膜損傷,從而破壞腸黏膜機械屏障.陶偉偉等人[13]用甘草水提物、千金子醇提物水混懸液作為供試藥品,對小鼠分別進行灌胃處理,發(fā)現(xiàn)甘草可通過輕度增加入血LPS含量,輕微損傷腸黏膜,千金子能明顯升高血清二胺氧化酶(serum diamine oxidase,DAO)和入血LPS水平,導致腸黏膜受損.且經(jīng)研究證實,源自于大戟科大戟屬植物的大戟、甘遂、千金子等均含有化學結(jié)構(gòu)相似的二萜類化學成分,具有相似的藥性與功效取向,當與甘草合用時可能存在共性的禁忌規(guī)律,千金子與甘草合用升高LPS與DAO水平的同時,腸道黏液降解功能增強,加重腸黏膜損傷[13].番瀉葉作為一種含蒽醌類衍生物的緩瀉劑,可以直接刺激腸壁,增加腸道的水分,引起腹瀉,而服用過量的番瀉葉,可致腸道炎癥性充血,損傷腸道黏膜,同時降低腸道乳糖酶活性,引起腸道內(nèi)乳糖的滯積,加重腹瀉而引起腸道發(fā)生彌漫性損傷[14].有研究表明[15]生半夏對胃腸黏膜具有明顯的刺激毒性,可顯著促進大鼠胃腸的運動并降低胃液中前列腺素E2(prostaglandin E2,PGE2)的含量、胃酸的分泌和胃蛋白酶的活性,從而導致胃腸黏膜的損傷.

1.2 中藥對腸黏膜生物屏障的損傷 腸黏膜的生物屏障主要由正常的腸道菌群構(gòu)成,健康成人腸道菌群以擬桿菌門 和厚壁壁菌門為主,但也包括較少的放線菌門、變形桿菌門、梭菌門和疣微菌門,這些菌群維持相對平衡,幫助機體抵御外來病原體的感染和促進人體免疫器官的發(fā)育成熟,亦可作為廣譜抗原激活腸道免疫系統(tǒng)[11].此外還有促進藥物代謝、激素分泌、維生素合成及血管重塑等功能[16-18].而當機體腸道菌群失調(diào)時,可促進兒茶酚胺的釋放或直接刺激大量致病菌的生長,從而引起腸黏膜損傷,加重炎性腸病的發(fā)生與發(fā)展.

絕大多數(shù)中藥給藥途徑以口服為主,中藥中很多有效成分必須經(jīng)過腸道菌群產(chǎn)生的特定代謝酶代謝轉(zhuǎn)化后生成新的活性代謝產(chǎn)物才能被吸收而發(fā)揮藥理作用,進而對機體產(chǎn)生不同的生物學效應,參與腸肝循環(huán)的藥物可能再次被腸道菌群代謝轉(zhuǎn)化[19,20].因此,腸道菌群在中藥的代謝轉(zhuǎn)化過程中具有非常重要的作用.腸道菌群代謝某些中藥成分能夠改變腸道菌群的結(jié)構(gòu)和代謝,例如高劑量黃芩苷(苦寒類中藥黃芩的提取物)長期使用可使小鼠腸道菌群失調(diào),出現(xiàn)類似于林可霉素的破壞作用[21].長期服用高劑量黃連解毒湯(組方為黃連、黃芩、黃柏和梔子)時,小鼠腸道益生菌(雙歧桿菌和乳酸桿菌)數(shù)量減少,機體定植抗性下降,引起腸道微生態(tài)失衡[22].進一步研究發(fā)現(xiàn)[23],給予高劑量黃連解毒組方顆粒劑一段時間后,小鼠腸道菌群也明顯失衡.研究發(fā)現(xiàn)甘草中的甘草酸苷衍生物可改變胃腸道的酶和黏液表達,并可能改變腸道菌群的微環(huán)境,甘遂中的二萜具有細胞毒性和肝毒性,可刺激胃腸道,引起黏膜細胞和細菌細胞的代謝發(fā)生改變[24,25].余金高等人[25]對正常小鼠分別用甘草提取物、甘遂提取物和甘草-甘遂聯(lián)合提取物處理7 d,發(fā)現(xiàn)甘草-甘遂聯(lián)合使用影響腸道菌群多樣性及脂質(zhì)、H2S代謝,引起腸道微生態(tài)失衡.因此可通過腸道菌群了解某些含有草藥組合中藥方劑的缺點.

1.3 中藥對腸黏膜免疫屏障和免疫系統(tǒng)的損傷 腸黏膜免疫屏障主要由腸道相關(guān)淋巴組織(gut associated lymphoid tissue,GALT)和彌散免疫細胞(主要指固有層淋巴細胞和上皮內(nèi)淋巴細胞)構(gòu)成及其分泌的免疫介質(zhì):抗菌肽(antimicrobial peptides,AMP)、lgA等構(gòu)成[11].其中上皮內(nèi)淋巴細胞(intraepithelial lymphocytes,IEL)與上皮細胞形成了抵抗入侵病原體的免疫防線,IEL受刺激后迅速增殖,并能通過釋放IL-2、IFN-γ、TNF-α等多種細胞因子,有效抵御腸道病原體入侵,還有抗黏膜過敏反應、抑制免疫應答、消除損傷上皮細胞和促進SIgA發(fā)育等功能[26,27].黏蛋白(MUC)是腸上皮杯狀細胞產(chǎn)生的黏液中的重要大分子,MUC-2對杯狀細胞和CD103+樹突狀細胞之間的協(xié)同作用可導致Treg細胞分化和免疫耐受[28].固有層淋巴細胞主要產(chǎn)生聚合IgA能防止病原體穿過腸黏膜,抑制病原體的擴散以及在能侵襲的情況下破壞病原體[29,30].GALT是黏膜免疫系統(tǒng)的傳入誘導和活化部分,誘導部位包括派爾集合淋巴結(jié)(peyer's patch,PP)和腸系膜淋巴結(jié)(mesenteric lymph nodes,MLNs),能夠區(qū)分有害和無害抗原[31].GALT的免疫細胞由T、B細胞和樹突狀細胞(DCs)組成,其獨特的結(jié)構(gòu)內(nèi)還包括微皺襞細胞、潘氏細胞等[32].PPs可以收集胃腸道上皮表面的抗原,MLN主要功能是過濾來自腸道的淋巴液,并對游離的抗原和由固有層巨噬細胞遷移到MLNs的抗原作出免疫應答[30,33].

大多數(shù)中藥可以增強腸黏膜免疫屏障,可激活巨噬細胞、T淋巴細胞、B淋巴細胞和血液補體蛋白來實現(xiàn)其免疫調(diào)節(jié)作用,可通過促進上皮細胞修護及杯狀細胞分泌黏液,促進固有層漿細胞分泌IgA的合成來改善腸免疫屏障功能[2,11].有關(guān)中藥損傷腸黏膜免疫屏障的相關(guān)研究很少,但一些治療便秘的中藥可以引起腸道菌群失調(diào),菌群失調(diào)可以導致腸道內(nèi)IgA的分泌減少,進而誘發(fā)腸道炎癥,從而影響腸道黏膜免疫屏障功能[25,34].且有研究表明[17]腸道菌群紊亂可使腸黏膜免疫系統(tǒng)發(fā)育受損,腸道內(nèi)環(huán)境生態(tài)失調(diào),進而引起免疫介導的相關(guān)疾病發(fā)生.這提示我們腸道菌群可能有助于維護腸道黏膜免疫.元華是一類具有腸毒性的中藥,服用普通劑量相對安全,但與甘草合用其毒性顯著增加,能明顯抑制MUC-2的表達,從而可能抑制Treg細胞分化和免疫耐受[35].腸黏膜免疫系統(tǒng)十分復雜,目前對于其結(jié)構(gòu)和功能都有了較深入的了解,關(guān)于中藥通過腸道黏膜免疫系統(tǒng)發(fā)揮治療作用的設(shè)想和研究的報道日益增多,傳統(tǒng)中藥湯劑中水溶性成分相對較多與中藥活性成分大多為極性較小的脂溶性成分形成明顯反差[28].因此,腸道黏膜免疫系統(tǒng)很可能在中藥發(fā)揮作用的過程中扮演著重要角色,值得我們深入探討.

2 中藥對腸黏膜損傷的思考

多年來中醫(yī)藥的安全性和有效性受到質(zhì)疑,仍是中醫(yī)藥發(fā)展的主要障礙.如今,隨著中藥方劑的現(xiàn)代化,科學家和醫(yī)生越來越意識到草藥組合可能誘發(fā)副作用或毒性的風險.源自《神農(nóng)本草經(jīng)》的“十八反”、“十九畏”是中藥禁忌配伍的重要依據(jù),然而許多湯劑中仍然存在一些存在配伍禁忌的組合,常見的有甘遂半夏湯,海棗玉虎湯,肝棗湯等[35].“甘遂-半夏”湯是一種含有甘草-甘遂組合的湯劑,在中醫(yī)湯劑發(fā)展已有數(shù)千年的歷史,如今仍被廣泛用于臨床治療各種腹水.研究發(fā)現(xiàn)當甘草和甘遂一起提取時,可加速甘遂中二萜的溶解,并可能增加這種草藥的毒性,然而當二者分開提取后再聯(lián)合使用仍能引起腸道菌群失調(diào),這表明二者副作用或毒性可由聯(lián)合用藥本身直接誘導的[36].海棗玉虎湯配方中存在海藻和甘草被認為是不利組合,然而其在治療甲狀腺相關(guān)疾病功效顯著[37].傳統(tǒng)湯劑的聯(lián)合是復雜的,且現(xiàn)在的許多湯劑沒有考慮疾病的本身去進行劑量上的合理設(shè)計,而是嚴格按照國家藥典計量比設(shè)定,藥物的毒副作用也因人而異,相關(guān)臨床研究又十分的少[25].因此,需要結(jié)合大量臨床實踐和動物實驗來正確評估含有甘草和甘遂或存在其他配伍禁忌的中藥湯劑的利弊,探討聯(lián)合用藥是否以及如何引起毒性作用.

如何降低中藥對腸黏膜損傷的毒副作用以及了解相關(guān)機制,也值得我們深入研究,盡管不相容草藥對的數(shù)量以及中藥對腸黏膜損傷的相關(guān)研究有限,但這些草藥對的不相容機制、不相容的發(fā)生條件以及如何引起腸黏膜損傷的原因非常復雜,幾乎涉及體內(nèi)藥物處置過程的每個階段[35].例如甘遂-半夏湯雖然含有甘草-甘遂這兩種存在配伍禁忌的草藥,但是該湯劑中的芍藥可以促進甘草的吸收,甚至減弱甘遂對甘草的抑制作用,此外還通過磷脂代謝、脂肪酸代謝、苯丙氨酸代謝、色氨酸代謝等多種代謝途徑減弱其配伍毒性[38,39].甘遂還可以通過用醋炒的方式降低中藥毒性,其可能機制是由于其增加了腸道有益菌的比例,潛在致病菌的數(shù)量下降,從而起到降低其胃腸道毒性的作用[40].大黃是常用的蒽醌類瀉藥,治療慢性腎臟病也極為普遍,經(jīng)發(fā)現(xiàn)其過量有胃腸道毒性,而經(jīng)炮制后所得熟大黃、酒大黃、醋大黃,大大減輕其苦寒之性及瀉下的副作用,與土茯苓配伍或經(jīng)醋炒皆可減輕胃腸道反應[41].不同提取組分的半夏其毒性存在差異,半夏醇提組分的毒性大于全組分和水提組分,說明半夏的毒性成分主要存在于醇溶部位,水溶部位僅存在少量毒性成分,但是其產(chǎn)生毒性的具體成分是否僅為半夏草酸鈣針晶和凝集素蛋白及毒性機制仍需進一步深入的研究證實[15].黃連解毒湯在低劑量應用時不會引起腸道菌群失調(diào),甚至減少條件致病菌(腸球菌、大腸埃希菌)的數(shù)量,提示我們黃連解毒湯或許在更低劑量應用時可以作為腸道菌群調(diào)節(jié)劑[22].因此,我們可通過設(shè)計合理的配伍及用量或改變中藥的處理的方式來降低中藥對腸黏膜損傷.

3 結(jié)論

腸黏膜是一個復雜多樣的動態(tài)結(jié)構(gòu),涉及多個組分之間的相互作用,共同形成完整的腸黏膜屏障,允許吸收營養(yǎng)物質(zhì)的同時并能夠起到保護人體免受微生物和毒素的侵襲,防止水和電解質(zhì)損失的作用.一旦這種屏障遭到破壞,可能會引發(fā)一系列腸道和全身疾病.近年來,應用中醫(yī)藥修復腸黏膜損傷越來越受到關(guān)注,許多中藥成分能促進益生菌的繁殖而抑制有害菌的生長而恢復腸道菌群失調(diào),增強黏膜免疫和緩解腸道炎癥而促進黏膜損傷修護[2,19].然而,近年來有不少研究發(fā)現(xiàn),服用一些存在配伍禁忌的中藥或過量使用一些緩瀉劑、苦寒類的中藥可以通過影響腸道菌群的結(jié)構(gòu)和代謝、腸黏膜機械和腸黏膜免疫引起腸黏膜受損.雖然這些損傷大多是可避免的,但是為什么一些存在配伍禁忌的復方仍然廣泛應用,這是值得我們深入探討的,以及尋找降低這些中藥對腸道的毒副作用的方法并深入了解相關(guān)機制,能幫助我們更好的促進中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展與傳承.