宋美俊，劉語萌，武俊瑞，劉艷鳳，霍金海，史海粟，史琳，王偉明*，烏日娜*

1.沈陽農(nóng)業(yè)大學 食品學院，遼寧 沈陽 110866；

2.遼寧省食品發(fā)酵技術工程研究中心，遼寧 沈陽 110866；

3.沈陽市微生物發(fā)酵技術創(chuàng)新重點實驗室，遼寧 沈陽 110866；

4.黑龍江省中醫(yī)藥科學院，黑龍江 哈爾濱 150036

多糖作為一種生物活性大分子，通常由10 個以上的單糖通過糖苷鍵連接而成，是藥食同源植物的主要活性成分之一。目前，從藥食同源中藥（包括黨參、蒲公英、黃芪、黃精等）中提取出的多糖已超過100 種，主要由阿拉伯糖、葡萄糖、鼠李糖和半乳糖等組成，具有降血糖、抗氧化、抗腫瘤、免疫調節(jié)、抗病毒等生物活性[1]，廣泛應用于食品、醫(yī)學、生命科學等領域。

腸道菌群是寄生在腸道內的微生物群落的總稱，主要由益生菌、中性菌和病原菌組成，可以通過轉化能量物質、分泌神經(jīng)遞質生成能夠維持機體生理功能穩(wěn)態(tài)和健康的維生素、短鏈脂肪酸（SCFAs）等物質。人體腸道菌群的組成隨著營養(yǎng)狀況、生活方式、遺傳因素等的改變而變化，影響胰島素抵抗、膽汁酸代謝、炎癥反應，并與糖尿病、消化道疾病、心血管疾病、肥胖的發(fā)生密切相關。

炎癥性腸病主要包括克羅恩病和潰瘍性結腸炎2 種形式。潰瘍性結腸炎主要表現(xiàn)為從直腸向結腸延伸形成不同程度的彌漫性黏膜炎癥[2]。克羅恩病可引起跨壁炎癥，并影響胃腸道健康，特點是巨噬細胞聚集，經(jīng)常形成非干酪肉芽腫，常發(fā)于末端回腸或肛周區(qū)域，呈非連續(xù)性。與潰瘍性結腸炎不同，克羅恩病通常伴有膿腫、瘺和狹窄等并發(fā)癥。在慢性炎癥性腸病的發(fā)生和發(fā)展過程中，微生物尤其是共生菌群與宿主防御反應之間的動態(tài)平衡在維持腸黏膜穩(wěn)態(tài)中起著至關重要的作用。機體缺乏分解多糖的酶，但是腸道菌群可以通過分泌的糖苷水解酶、裂解酶和脂酶等對多糖進行分解，進而生成各種有益代謝產(chǎn)物，如SCFAs 等，為宿主腸道上皮細胞提供能量來源和營養(yǎng)物質。同時多糖也能有效調控腸道菌群的組成與功能特性，并調節(jié)細胞因子的表達水平，改善炎癥性腸病。本文綜述了藥食同源植物多糖對腸道菌群的調節(jié)及基于腸道菌群改善炎癥性腸病的研究進展，為研究藥食同源植物多糖通過調節(jié)腸道菌群治療炎癥性腸病的作用機制提供參考。

1 藥食同源植物多糖與腸道菌群的互作機制

藥食同源植物多糖與腸道菌群的互作機制主要表現(xiàn)在2 個方面：1）腸道菌群分解藥食同源植物多糖；2）藥食同源植物多糖重塑腸道菌群。其中藥食同源植物多糖主要通過調節(jié)炎癥因子、代謝產(chǎn)物、代謝通路3個方面進行腸道菌群的重塑（圖1）。

圖1 藥食同源植物多糖與腸道菌群互作機制

1.1 腸道菌群對藥食同源植物多糖的分解

藥食同源植物多糖一直被認為是中藥成分中與腸道菌群相互作用最主要的物質。消化酶主要有蛋白酶、分解酶、脂肪酶、核糖核酸酶，常見的有胰蛋白酶、胃蛋白酶、羧肽酶等。多數(shù)藥食同源植物多糖不被胃腸道中的消化酶消化分解，在人體中的生物利用率較低[3]，當其到達結腸后，可被腸道菌群產(chǎn)生的酶類所分解，提高生物利用率，并能通過代謝產(chǎn)生對人體健康有益的代謝產(chǎn)物，如SCFAs等[4-5]。厚壁菌門和擬桿菌門是腸道中最優(yōu)勢的菌群，占微生物總數(shù)的80%以上。厚壁菌門和擬桿菌門中含有大量的糖苷水解酶，可以幫助消化胃腸道中不可消化的多糖[6]。厚壁菌門屬于革蘭陽性菌，通過代謝碳水化合物產(chǎn)生丁酸鹽，利于能量代謝、保護腸黏膜和增強免疫功能[7]。腸道菌群分解藥食同源植物多糖產(chǎn)生SCFAs 的途徑見圖2。研究表明，腸道微生物可以降解鼠李糖產(chǎn)生丙酸，擬桿菌在近端結腸降解阿拉伯糖的較大聚合物（己糖或更多）為較小的片段，并增加乙酸、丙酸和乳酸的產(chǎn)生，普雷沃氏菌在小腸中可發(fā)酵木聚糖進而增加丁酸鹽的產(chǎn)量[8]，而黃精多糖主要由鼠李糖、阿拉伯糖和木糖組成，因此可以推斷黃精多糖可能被腸道中的厚壁菌門和擬桿菌門降解為單糖，并發(fā)酵產(chǎn)生SCFAs[6]。結腸遠端缺乏可發(fā)酵的碳水化合物，微生物會對蛋白質進行發(fā)酵，將產(chǎn)生有毒化合物并使病原微生物增殖。為最大限度地減少蛋白質發(fā)酵，可增加藥食同源植物多糖攝入量，維持腸道健康[8]。此外還有研究表明，腸道菌群降解藥食同源植物多糖可能與其結構有關。Huang 等[9]利用乳桿菌體外發(fā)酵龍眼多糖，發(fā)現(xiàn)未發(fā)酵龍眼多糖與發(fā)酵龍眼多糖的總糖質量分數(shù)分別為78.42%和69.31%，與未發(fā)酵龍眼多糖相比，發(fā)酵龍眼多糖的相對分子質量較低，中性糖、糖醛酸和葡萄糖的含量較低，阿拉伯糖、半乳糖、鼠李糖和甘露糖的含量較高，這說明龍眼多糖被乳桿菌發(fā)酵分解利用，并增加SCFAs 與乙酸的含量。利用腸道菌群體外發(fā)酵山楂多糖，推測葡萄糖和半乳糖的發(fā)酵引起乙酸和丁酸的增加，而異丁酸、正戊酸和異戊酸的量在發(fā)酵過程中處于較低水平[10]。

圖2 腸道菌群分解藥食同源植物多糖產(chǎn)生SCFAs途徑

1.2 藥食同源植物多糖對腸道菌群的重塑

腸道菌群在人體利用多糖的過程中發(fā)揮著非常重要的作用。藥食同源植物多糖經(jīng)腸道菌群發(fā)酵產(chǎn)生代謝產(chǎn)物如SCFAs、丁酸等，這些代謝產(chǎn)物作為腸道菌群的營養(yǎng)來源促進腸道菌群生長繁殖[11]，進一步參與機體的能量代謝、免疫應答等過程；同時也對宿主腸道菌群的豐度產(chǎn)生重要影響[12]。

1.2.1 藥食同源植物多糖的組成對腸道菌群的影響 研究表明，藥食同源植物多糖對腸道菌群的調節(jié)受多糖中的糖含量、相對分子質量、單糖組成、分支程度和水溶性等的影響。黃芪多糖由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸、鼠李糖和甘露糖組成，能夠有效增加抗生素相關性腹瀉（AAD）大鼠腸道假單胞菌的相對豐度，降低異球菌和糞球菌的相對豐度[17]。SY01-21、SY01-22、SY01-23 是從桑葉中分離得到的3 種均質多糖，均含有鼠李糖、半乳糖和阿拉伯糖，而SY01-22 含有半乳糖醛酸、葡萄糖和木糖，SY01-23 含有葡萄糖醛酸。生物活性檢測表明，SY01-23對卵形擬桿菌（BO）和纖維素類擬桿菌（BC）的作用遠優(yōu)于SY01-21和SY01-22[24]。山楂多糖HAW1-2 由阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖組成，生物活性實驗表明，HAW1-2 能顯著促進多形擬桿菌（BT）、長雙歧桿菌（BL）和BO 的生長[20]。玉竹多糖的單糖組成為鼠李糖、甘露糖、木糖和阿拉伯糖，能降低高脂飲食誘導的肥胖大鼠腸道中梭狀芽孢桿菌、腸球菌、糞桿菌、乳球菌的相對豐度[21-22]。人參多糖由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸、鼠李糖和甘露糖組成，能有效增加AAD小鼠腸道中乳酸桿菌、乳球菌和鏈球菌的相對豐度，降低擬桿菌的相對豐度[13]。山藥多糖由核糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖組成，能有效逆轉葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導的結腸炎小鼠腸道中厚壁菌門與擬桿菌門的比例，并降低另枝菌屬、螺桿菌屬的豐度，提高羅氏菌屬、杜氏桿菌屬和丁酸桿菌的豐度[23]。當白扁豆多糖在MRS培養(yǎng)基中的添加量＜0.2% 時能促進嗜酸乳桿菌（LA5）的增殖，且隨著多糖濃度的增加促增殖作用加強；但是隨著代謝產(chǎn)物的積累，最終會導致LA5增殖受限[25]。黨參多糖是一種潛在的益生元，能同時刺激雙歧桿菌屬、乳桿菌屬和阿克曼氏菌屬3 種重要益生菌的生長，抑制病原菌的生長，其刺激雙歧桿菌屬的生長與富含胰島素型果聚糖有關[16-17]。除了上述的5 種主要菌門外，藥食同源多糖還能有效抑制金黃色葡萄球菌、大腸埃希氏菌等的生長，如花椒多糖能有效抑制金黃色葡萄球菌的生長[29]，余甘子、桃仁和槐花多糖能有效抑制金黃色葡萄球菌、大腸埃希氏菌、枯草芽孢桿菌的生長[26-28]，菊花多糖使條件致病菌大腸埃希氏菌、腸球菌和普雷沃氏菌的豐度降低[30]，玉竹多糖對致病菌金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、枯草芽孢桿菌和大腸埃希氏菌具有抗菌活性[22]（表1）。

表1 藥食同源植物多糖改變腸道菌群豐度

1.2.2 藥食同源植物多糖重塑腸道菌群作用機制

1.2.2.1 通過炎癥因子重塑腸道菌群 2019 年《腸外腸內營養(yǎng)學名詞》[31]中規(guī)范炎癥因子為參與炎癥反應的各種細胞因子。炎癥因子是一種由外周免疫細胞及神經(jīng)膠質細胞產(chǎn)生的多肽類物質，可與相應靶細胞表面的受體結合，傳遞生物信息，介導免疫和炎癥反應。輔助性T 細胞1（TH1）、TH2、TH17 和調節(jié)性T 細胞是最重要的免疫細胞。TH1 產(chǎn)生γ干擾素（IFN-γ）、白細胞介素-2（IL-2）和腫瘤壞死因子-β（TNF-β），主要與細胞內細菌和病毒的殺滅有關。TH2 產(chǎn)生IL-4、IL-5、IL-6 和IL-13，通常與寄生蟲和過敏反應有關。TH17 產(chǎn)生IL-17、TNF-α、IL-22 和IFN-γ。其中IL-17 是參與炎癥反應的主要細胞因子，能提高宿主對細菌感染的防御能力[32-33]。藥食同源植物多糖能通過調節(jié)IL-4、IL-6、TNF-α等炎癥因子改善腸道菌群。百合多糖通過抑制脂多糖和血清炎癥因子IL-6、TNF-α含量的增加，進而抑制細胞內炎癥因子的釋放，提高回腸組織分泌型免疫球蛋白的含量，并通過扶植腸道內有益菌、抑制有害菌調節(jié)腸道菌群[34]。馬齒莧多糖有效地增加潰瘍性結腸炎小鼠體內雙歧桿菌豐度，通過抑制核轉錄因子-κB（NF-κB）、減少腸黏膜中的促炎因子TNF-α和IL-6的分泌、增加抗炎因子IL-10的分泌實現(xiàn)其抗炎作用，恢復腸道免疫功能，調整腸道菌群失調[35]。

1.2.2.2 通過代謝產(chǎn)物重塑腸道菌群 在人類基因組所編碼的300 萬個基因中，微生物在人體組織細胞中編碼23 000 個基因，產(chǎn)生數(shù)千種代謝產(chǎn)物，影響宿主健康[36]。許多微生物群的功能依賴于特定代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生，如細菌素、SCFAs、氨基酸、維生素和群體感應自誘導劑。這些分子可能參與抑制病原體增殖（通過影響侵襲或細胞膜的完整性）、激活宿主先天免疫反應或保護功能。龍眼多糖經(jīng)腸道菌群分解所產(chǎn)生的SCFAs 刺激了宿主的免疫應答，隨著免疫球蛋白A（IgA）、IgG、IgM、IL-6、IFN-γ、轉化生長因子-β（TGF-β）等免疫指標的升高[37]。山藥多糖能提高大鼠消化液中乙酸酯、丙酸酯和丁酸酯的含量及腸道有益微生物群如淀粉乳桿菌的豐度，降低異丁酸含量，抑制細菌病原體的生長[38]。

SCFAs是腸道微生物代謝產(chǎn)物中最豐富的一類，主要包括乙酸酯、丙酸酯和丁酸酯（比例為3∶1∶1）。這些代謝產(chǎn)物參與G 蛋白偶聯(lián)受體（GPRS）和組蛋白去乙?；敢种苿┕δ埽℉DACI）相互作用的多種效應。這些效應使SCFAs 在基因調節(jié)、蛋白質穩(wěn)定和通路激活等方面發(fā)揮作用[39]。桑葚多糖經(jīng)體外糞便發(fā)酵后顯著增加擬桿菌門的豐度，并降低厚壁菌門的豐度，同時發(fā)酵液中SCFAs 和乙酸、丙酸、丁酸均顯著升高[40]。肉蓯蓉粗多糖通過增加腸道有益菌群數(shù)量，同時提高SCFAs 的產(chǎn)量來調節(jié)腸道菌群多樣性[41]。龍眼多糖對小鼠典型腸道免疫指標有明顯改善作用。多組學網(wǎng)絡分析表明，龍眼多糖的攝入引起腸道微生物區(qū)系和腸道代謝產(chǎn)物的變化，促進了假龍雙歧桿菌、迷香魏氏桿菌、枯草芽孢桿菌、金氏副芽孢桿菌、沙氏粘霉、木糖葡萄球菌、戊糖片球菌、腐生葡萄球菌、魚腥草副芽孢桿菌、脆弱類桿菌、解淀粉芽孢桿菌、隱花澤瀉桿菌、齒形臭桿菌和排泄副芽孢桿菌的生長，這些菌通過脂肪酸生物合成的微生物代謝途徑產(chǎn)生乙酸、丙酸和丁酸等SCFAs[37]。

1.2.2.3 通過代謝通路重塑腸道菌群 小鼠腸道微生物的代謝物主要為苯類、吲哚類、碳水化合物類、氨基酸類、脂肪酸類物質，代謝通路主要包括色氨酸代謝、酪氨酸苯丙氨酸代謝、脂肪酸代謝、糖代謝、嘌呤嘧啶代謝等[42]。對環(huán)磷酰胺（CTX）誘導的免疫缺陷小鼠糞便樣品進行非靶向代謝組學分析，發(fā)現(xiàn)西洋參人參多糖（AGP_AGG）顯著影響不飽和脂肪酸的生物合成、苯丙氨酸、嘌呤和甘油磷脂的代謝，并逆轉雙歧桿菌屬等8 個屬的相對豐度[43]。菊粉通過調節(jié)苯丙氨酸代謝、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成、亞油酸代謝、甘油磷脂代謝、鞘脂代謝、嘧啶代謝和精氨酸生物合成8 個代謝途徑降低代謝紊亂，并有效改善腸道微生物組成[44]。

此外，藥食同源植物多糖可以通過Janus酪氨酸蛋白激酶（JAK）/信號轉導及轉錄激活因子（STAT）、NF-κB等信號通路重塑腸道菌群。JAK/STAT信號通路是細胞功能的中心通信節(jié)點之一。JAK/STAT信號通路中已發(fā)現(xiàn)50 多種細胞因子和生長因子，能介導多種下游事件，包括造血、免疫適應等，而其組分的丟失或突變會造成結腸組織損傷[45]。氧化劑能分泌IL-6、IL-1、IL-4 等炎性細胞因子并降解NF-κB抑制劑（IκB），激活NF-κB 信號通路，在炎癥性腸病組織損傷、修復和炎癥發(fā)生過程中起重要作用[46-48]。山藥多糖顯著抑制了DSS刺激激活的炎癥信號通路，如NF-κB、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）-蛋白激酶B（Akt）、JAK-STAT 信號通路，并通過上調髓樣分化因子88（MyD88）的依賴性途徑，減輕了DSS 誘導的結腸炎小鼠的腸道菌群失調，重塑了小鼠腸道菌群結構[23]。魚腥草多糖可以減少Toll 樣受體的表達，抑制NF-κB 信號通路的激活，減輕甲型流感病毒H1N1 感染小鼠的炎癥反應，同時降低小鼠腸道中芽孢桿菌和弧菌的豐度[49-50]。

2 藥食同源植物多糖通過腸道菌群改善炎癥性腸病

炎癥性腸病是胃腸道的特發(fā)性慢性疾病，傳統(tǒng)上根據(jù)其表型分為潰瘍性結腸炎和克羅恩病。潰瘍性結腸炎是炎癥性腸病最主要的類型，發(fā)病率為0.007 6%～0.024 6%，其次為克羅恩病，發(fā)病率為0.003 6%～0.021 4[51]。過去的20 年中，炎癥性腸病在北美和歐洲的患病人數(shù)約370 萬人，在中國和印度等發(fā)展中國家的患病率有所上升[52]。

目前研究表明，藥食同源植物多糖通過調控腸道內炎癥因子治療炎癥性腸病。在三硝基苯磺酸（TNBS）誘導的結腸炎小鼠模型中，茯苓羧甲基多糖（CMP33）能降低炎癥性腸病小鼠結腸組織和血清中促炎性細胞因子水平，提高抗炎性細胞因子水平。通過蛋白質組學和代謝組學的綜合分析，發(fā)現(xiàn)了潛在的蛋白質代謝途徑（PMP），大劑量CMP33治療組的PMP 為2-羥基丁酸→（丙氨酸氨基轉移酶、γ-谷氨酰水解酶）→谷胱甘肽→白蛋白→睪酮→轉甲狀腺素蛋白→二氫睪酮；小劑量CMP33 組的PMP 為：（YY 肽、脂肪酸結合蛋白2、人線粒體羥甲基戊二酸單酰輔酶A合酶2）→油酸→轉甲狀腺素蛋白→二氫睪酮，對小鼠的炎癥性腸病具有保護作用[23]。此外藥食同源植物多糖還通過調節(jié)雙歧桿菌、乳桿菌、擬桿菌等桿菌屬的菌群分度，改善潰瘍性結腸炎小鼠的腸道菌群紊亂，以達到緩解疾病的效果。

2.1 潰瘍性結腸炎

潰瘍性結腸炎可能由多種因素引起，如環(huán)境、遺傳、免疫和心理因素，目前尚無治愈方法，其中炎癥性損傷是結腸炎的重要病理過程，包括過度氧化應激和炎癥因子分泌異常[53]。腸道菌群的屏障、代謝及平衡在調節(jié)潰瘍性結腸炎發(fā)病過程中起著關鍵作用。研究表明，入侵潰瘍性結腸炎患者末端回腸和結腸的微生物為促炎菌腸出血性大腸埃希氏菌（EHEC）和彎曲桿菌，均為腸桿菌科成員[52]。在活動性潰瘍性結腸炎患者中，來自XIVA 和IV 梭菌簇的細菌數(shù)量較少[54]。用熒光原位雜交法分析的糞便樣品未發(fā)現(xiàn)抗炎乳酸菌和乳酸片球菌。然而，隨著潰瘍性結腸炎的緩解，這些菌株又出現(xiàn)了[55]。這說明乳酸菌在緩解潰瘍性結腸炎過程中發(fā)揮重要作用。腸道菌群還可通過免疫系統(tǒng)（主要是大腦中的小膠質細胞）和循環(huán)代謝物（如神經(jīng)遞質）與中樞神經(jīng)系統(tǒng)相互作用，研究人員從腸道微生物組、血清代謝組學和血清蛋白質組學方面研究發(fā)現(xiàn)患有潰瘍性結腸炎的抑郁、焦慮患者糞便微生物群落豐富度和多樣性較低、腸道微生物區(qū)系紊亂，如乳桿菌屬和梭狀芽孢桿菌屬豐度上升、代謝紊亂，進而減少血液中的免疫相關蛋白，促使炎癥的發(fā)生，并傳遞到大腦影響患者心態(tài)，通過預防性給藥2-脫氧-D-核糖和L-哌酚酸能顯著減輕結腸炎小鼠的抑郁行為并緩解結腸炎[56]。

2.1.1 山藥多糖 山藥在中國被用作膳食補充劑和傳統(tǒng)草藥，其中多糖是山藥的主要生物活性成分。已有研究表明，山藥多糖具有免疫刺激、調血脂等生物學效應。結合補充山藥有助于緩解氨芐西林誘導的腸道微生物群紊亂和山藥非淀粉多糖通過NF-κB 信號通路激活巨噬細胞RAW264.7 的研究結果[57]，推測山藥多糖通過調節(jié)腸道微生物群組成和腸道免疫應答改善潰瘍性結腸炎，主要通過調節(jié)腸道內桿菌屬的豐度。

對于DSS 誘導的結腸炎小鼠，山藥多糖能夠降低小鼠腸道中Alistipes、幽門螺桿菌和未知腸桿菌科的水平，但提高了鼠桿菌、玫瑰桿菌和杜氏桿菌的水平，并改善了柱狀上皮結構，補充了杯狀細胞，減少了炎性細胞的浸潤，表明山藥多糖減輕了DSS誘導的結腸炎小鼠的腸道微生物群失調，并調節(jié)腸道微生物群的組成，減輕DSS 誘導的結腸炎小鼠的炎癥反應[23]。山藥多糖與菊粉多糖復合喂養(yǎng)TNBS誘導的潰瘍性結腸炎大鼠，發(fā)現(xiàn)復合多糖有效逆轉變形桿菌、擬桿菌和Firmicutes的豐度，并通過改善基本代謝和減少氧化應激、細胞運動、信號轉導、外源性生物降解和代謝改善潰瘍性結腸炎癥狀[58]。山藥多糖通過提高DSS 誘導結腸炎小鼠腸道內有益菌乳酸桿菌屬和羅斯氏菌屬的相對豐度、厚壁菌門和擬桿菌門的豐度比值，降低有害菌擬桿菌屬和另支菌屬的相對豐度，降低小鼠促炎因子TNF-α的分泌水平，改善小鼠潰瘍性結腸炎。

2.1.2 黨參多糖 黨參的主要活性成分是多糖、木脂素和聚乙炔[59]，因其具有免疫調節(jié)、抗氧化、抗腫瘤、抗疲勞和益生元等生物活性而備受關注[60]。黨參與黃芪多糖聯(lián)合可治療DSS誘導的結腸炎小鼠，有效緩解小鼠體質量下降，抑制IL-1β、TNF-α、IL-6等細胞因子的分泌，參與結腸炎小鼠微生物群結構重構（如壁面菌、擬桿菌和變形桿菌），恢復結腸黏膜損傷[53]。Jing等[17]研究表明，黨參多糖通過上調雙歧桿菌、乳酸桿菌和阿克曼氏菌的豐度，下調脫硫弧菌、阿里斯蒂普菌和螺桿菌的豐度，恢復結腸炎小鼠的腸道穩(wěn)態(tài)。腸道微生物群利用其編碼的代謝酶促進黨參多糖分解為小分子多糖，促進SCFAs 的產(chǎn)生，為結腸提供充足的能量。同時黨參多糖還可以通過促進抗炎細胞因子的表達和抑制促炎細胞因子的分泌，平衡異常的Th17/調節(jié)性T細胞（Tregs），增強機體的免疫應答，抑制病原菌的定植，達到抗炎、抗菌和保持腸黏膜完整性的作用。

2.1.3 菊粉 果聚糖在菊科的許多成員中起到儲存聚合物的作用，如菊苣、蒲公英和菊芋。菊粉是從菊苣中提取的一種由β(2→1) 糖苷鍵連接的果糖基單元組成的天然果聚糖。由于其β-構型不能被哺乳動物的消化酶水解，菊粉通常被腸道微生物發(fā)酵成SCFAs，這些SCFAs 對腸道具有重要作用，包括促進抗炎調節(jié)性T 細胞的生成和一些有益細菌的增殖，如乳酸菌和雙歧桿菌[61-62]。

Liu等[63]對DSS 誘導的潰瘍性結腸炎小鼠研究發(fā)現(xiàn)，菊粉能夠增加腸道菌群的豐度和多樣性，提高有益菌的含量，改善小鼠腸炎。在糞便微生物區(qū)系的研究中，菊粉特異性地介導乳酸菌群和梭菌簇Ⅳ的減少，而梭菌簇的豐度與大鼠結腸炎癥狀呈正相關，隨著菊粉在腸道內的分解，梭菌簇豐度降低，減輕大鼠結腸炎癥狀[64]。但是長期攝入菊粉會加重DSS 所致O 型春季大鼠腸道損傷和炎癥反應，這與結腸醋酸酯水平降低、腸道微生物多樣性降低和組成改變有關[65]。

2.1.4 其他藥食同源植物多糖 枸杞多糖具有抗炎、抗氧化、調節(jié)免疫等功效，體外研究表明，枸杞多糖可以促進雙歧桿菌和乳酸菌的增殖，能夠使DSS 誘導的潰瘍性結腸炎小鼠腸道內乳桿菌屬、毛螺菌屬、產(chǎn)丁酸球菌屬和S24-7 菌屬的豐度增高、丁酸含量升高、結腸長度增加，并緩解小鼠腸道炎癥[66]。蒲公英多糖能通過促進S24-7菌屬和放線菌屬的富集，降低厭氧菌、腸球菌、腸桿菌科和消化鏈球菌科的豐度及調節(jié)脂肪酸降解改善DSS 誘導的小鼠潰瘍性結腸炎[67]。Zhang 等[68]對腸癌細胞ct-26 誘導的荷瘤小鼠進行糞菌移植處理，發(fā)現(xiàn)甘草多糖能夠有效抑制腫瘤的生長和轉移。魚腥草多糖具有抗炎、抗菌、保護腸道等功能特性。魚腥草多糖顯著降低了結腸炎小鼠腸道內擬桿菌門與變形菌門的豐度，調節(jié)腸道菌群紊亂，同時降低小鼠血清中促炎因子IFN-γ、IL-1β、IL-6 和TNF-α的水平，緩解小鼠潰瘍性結腸炎[69]。馬齒莧多糖是中藥益生元制劑，能顯著促進雙歧桿菌的生長。馬齒莧多糖能夠使DSS 誘導的潰瘍性結腸炎小鼠腸道內由厭氧菌產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸含量恢復正常水平，降低腸桿菌的含量，有效緩解小鼠潰瘍性結腸炎[70]。

2.2 克羅恩病

克羅恩病是炎癥性腸病的一種亞型，可發(fā)生在胃腸道的任何部分，并導致并發(fā)癥的發(fā)生如異常的免疫反應和腸梗阻等?？肆_恩病的發(fā)病機制涉及宿主遺傳、宿主免疫失調和環(huán)境因素等，其中最重要的為人類腸道微生物群改變。人腸道通過改變微生物組成提供抗原，導致宿主-微生物失衡，造成腸道和免疫穩(wěn)態(tài)紊亂。在遺傳易感宿主中，侵襲性T 細胞介導的免疫反應導致克羅恩病腸道炎癥[71]。一項從多個胃腸道部位收集樣本的研究顯示，細菌組成的變化（韋氏菌科、巴氏桿菌科、腸桿菌科和梭桿菌科豐度的增加）與黏膜炎癥水平密切相關，這揭示了直腸黏膜相關微生物組圖譜為克羅恩病的早期診斷提供了可靠的生物標志物[72]。

目前有關藥食同源植物多糖緩解克羅恩病的研究較少，克羅恩病患者的微生物區(qū)系以牧草科、面紗科、奈瑟科、梭菌科和大腸桿菌為主；與健康成人相比擬桿菌屬、梭狀芽孢桿菌屬、糞桿菌屬、紫檀屬、白毛屬、瘤胃球菌屬和流線型螺旋體科的豐度下降[73]。研究人員采用16S rRNA二代測序（NGS）對微生物區(qū)系進行分析。發(fā)現(xiàn)與對照組相比克羅恩病患者體內腸球菌屬的數(shù)量顯著增加，雙歧桿菌、羅氏菌、糞桿菌、金黃色葡萄球菌、瘤胃球菌和面紗菌科的數(shù)量減少[74]。Lewis 等[75]檢查了90 名年齡＜22 歲的克羅恩病患者，發(fā)現(xiàn)這些患者體內的普氏桿菌、真桿菌、臭桿菌、阿克曼氏菌、玫瑰珠菌、副珠藻、澤瀉菌、球菌、多利亞菌和瘤胃球菌的相對豐度減少，大腸埃希氏菌、克雷伯菌、腸球菌和韋氏菌豐度增加。招募10 名活動性克羅恩病患者，每天給予15 g 低聚果糖（菊粉）3 周，發(fā)現(xiàn)菊粉治療導致克羅恩病的活動性顯著降低，同時糞便中雙歧桿菌濃度增加[76]。De Preter 等[77]對67 例非活動期和中性活動期的克羅恩病患者進行雙盲隨機安慰劑對照試驗，發(fā)現(xiàn)富寡果糖菊粉治療組中，長梭菌數(shù)量和碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)物丁酸脂、乙醛含量顯著增加。另一項研究表明，富寡果糖菊粉治療4 周后，通過使優(yōu)勢微生物中的瘤胃球菌顯著減少，長雙歧桿菌數(shù)量顯著增加，可緩解克羅恩病[78]。

3 藥食同源植物多糖與菌群組成合生元改善炎癥性腸病

2001 年，聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織/世界衛(wèi)生組織聯(lián)合專家咨詢會將益生菌定義為“活的微生物，當給予足夠數(shù)量的益生菌時，會給宿主帶來健康益處”[79]。特定的細菌可以通過阻止病原微生物在腸道中定植，以及其自身的抗炎特性對炎癥性腸病起保護作用[80]。益生元是不可消化的、選擇性發(fā)酵的成分，會使腸道微生物區(qū)系的活動和組成發(fā)生變化，并維持宿主健康[81]。合生元是同時含有益生菌和益生元的產(chǎn)品，比單獨使用益生菌或益生元維持腸道健康和功能更有效。合生元有助于降低不良代謝物（包括亞硝胺）的濃度、滅活致癌物、防止各種病因的便秘和腹瀉、減少有害微生物群，如產(chǎn)氣莢膜梭菌和其他內源性病原菌[82]。益生菌和益生元聯(lián)合是治療炎癥性腸病的一種新途徑。最常見的合生元包括乳酸菌GG 和/或雙歧桿菌與低聚果糖和/或菊粉的組合。

合生元制劑誘導結腸CD4+T 細胞的變化、丁酸和乙酸的濃度的改變，并提高黏膜微生物多樣性。Moser 等[83]研究表明，炎癥性腸病患者每天2 次、連續(xù)4 周服用益生元（玉米淀粉、麥芽糊精、菊粉、低聚果糖）和多株益生菌（干酪乳桿菌W56、嗜酸乳桿菌W22、副干酪乳桿菌W20、唾液乳桿菌W24、植物乳桿菌W62、乳酸乳球菌W19、乳酸乳球菌B 和雙歧桿菌W23）組成的合生元制劑，可引起結腸分化決定族抗原4 陽性T 細胞（CD4+T）數(shù)量減少，微生物多樣性增加，腸內SCFAs、丁酸和乙酸水平增加。此外，研究還發(fā)現(xiàn)患者腸道中連蛋白濃度降低，且黏膜屏障功能有所改善。這說明CD4+T 細胞數(shù)量的減少會增加結腸黏膜的抗炎作用，可作為黏膜屏障健康的一個指標。

臨床試驗證明，使用菊粉與不同菌種組成的合生元能通過改變潰瘍性腸炎患者的血清炎癥因子、腸黏膜上益生菌濃度有效改善疾病癥狀。Steed 等[84]評估了由BL、菊粉與低聚果糖混合組成的合生元對35 名活動性潰瘍性結腸炎受試者的影響?；顒有詽冃越Y腸炎患者接受6 個月的每日6 g 的合生元或安慰劑。結果表明，與安慰劑組相比，合生元組患者的潰瘍性結腸炎癥狀顯著改善，腸道雙歧桿菌種類增加，黏膜標本中TNF-α表達量在3 個月后顯著下降，但在6 個月后趨于平穩(wěn)。Furrie 等[85]對活動性潰瘍性結腸炎患者補充活長孢霉2×1011CFU 和益生元6 g（低聚果糖、菊粉混合物），每日2 次，連續(xù)4周。結果發(fā)現(xiàn)合生元組和安慰劑組的臨床活動差異無統(tǒng)計學意義，但合生元組患者直腸黏膜標本內鏡評分和組織病理學活動顯著降低，血清C 反應蛋白和黏膜人β-防御素2（HBD2）、HBD3、HBD4、TNF-α和IL-1α顯著降低，腸黏膜上的雙歧桿菌增加了42倍[86-87]。

4 結語與展望

藥食同源植物多糖通過對NF-κB、PI3K-Akt、JAK-STAT 等炎癥信號通路，SCFAs、丁酸、乙酸等代謝產(chǎn)物及IL-4、IL-6、TNF-α等炎癥因子調節(jié)和重塑腸道菌群。腸道菌群利用代謝產(chǎn)物分解藥食同源植物多糖，如此在腸道內形成小循環(huán)，并改善炎癥性腸病。同時，藥食同源植物多糖作為益生元，與益生菌共同組成合生元，通過對潰瘍性結腸炎患者的血清炎癥因子、腸黏膜上益生菌濃度的調節(jié)，減少CD4+T 細胞數(shù)量，改善炎癥癥狀。通過多種干預措施修復腸道菌群失衡、增加微生物多樣性是緩解炎癥性腸病的關鍵。目前腸道菌群已成為藥物治療的新靶點，這也是益生菌和益生元廣泛應用的原因。益生菌和益生元的協(xié)同作用被認為比2 種單獨的成分更有效地預防和治療腸道、免疫疾病。雖然益生菌或益生元單獨治療炎癥性腸病有效性的研究已多有報道，但目前關于合生元應用的研究較少。合生元補充劑的開發(fā)是對免疫相關疾病預防或治療的新策略，但也需要進一步的研究來證明益生菌和益生元結合的健康效應[88]。