李琰,蒉纲,张惠芳,李福伦,李斌
(1.上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院,上海200437;2.上海交通大学附属第九人民医院,上海200011;3.上海市闵行区吴泾医院,上海200241)
我国微生态学创始人魏曦教授曾预言:“微生态学很可能成为打开中医奥秘大门的一把钥匙”[1],微生态学自德国微生物学家Verboz Rusch 博士于1977 年从正常微生物生态规律出发提出以来,为现代医学理论提供了新的研究方向,为临床治疗开辟了新的途径。中医药学有着数千年的发展历史,将人作为和谐统一的有机体,在中医辨证论治中涉及了大量与微生态学相关的内容。皮肤溃疡也是一个微生态系统,中医学外治法在调节其微生态平衡上卓有成效,为将二者紧密联合,现将皮肤溃疡微生态研究工作进展综述如下,并从微生态角度对皮肤溃疡与中医外治法提出一定思考。
自然界里,在一定生活环境里有特定的生物群体,在其中生长、繁殖和活动宏生物或微生物与其所处的生活环境形成了一个统一体,称为生态系[2]。生态系在不同的生物体的表面和体内生存着,例如人的皮肤、口腔、胃肠道、泌尿生殖道等都生存着各具特色的微生物群,这样人体的不同部位就成为微生物的外环境,同时人也就成为微生物的宿主,并构成了微生态系。一个健康成人约由1013个细胞组成,而人体表面和胃肠道中定植着1014个细菌细胞[3]。正常菌群在人体占领皮肤及消化道黏膜表面,竞争性生长使致病菌无法定植, 发挥了强大的生物拮抗功能[4-5]。
微生态学的核心问题是微生态学平衡理论。Schloss[6]指出一个健康器官的、平衡的、可以再度组成的,能够自然发生的微生物群落的状态,称为微生态平衡。任何平衡都不是孤立的,要确定任何一个微生态平衡都必须全面地、综合地相互联系地进行分析与判断。
微生态失调是指在外环境影响下,正常微生物群与生物环境(即宿主)之间的微生态平衡,由生理性组合转变为病理性组合状态。从某种意义上说,微生态失调也是一种平衡状态,但对宿主而言只是病理性,不协调的。而一个生态体系长期处于不平衡状态,则必然会导致瓦解和消亡。
皮肤也是一个生态系统,即微生态。这些微生物群落以细菌为主,还包括少量的真菌、病毒和螨虫等。生理功能上的相互作用导致这些微生物可以在上皮定植,形成共生[7]。皮肤天然性免疫与获得性免疫反应都可以调节定植在皮肤上的各种微生物,同时,这些微生物也反馈训练了我们的皮肤免疫系统[8],帮助产生抗菌素、维生素抵御外来的入侵者[9]。随着技术的进步以及对皮肤表皮微生物的深入认识,人们越来越多地开始从生态学的角度来认识这些微生物。
现代医学已经意识到在造成慢性伤口的众多因素中,溃疡表面细菌等微生物负荷是极其重要的一个。慢性溃疡经久不愈形成了难愈性创面,其表面已寄居着庞大复杂的微生物群,形成了一个包含已知与未知病原微生物及有益微生物群(EM)的微生态环境,慢性溃疡菌群来源广,对象微生物种群具有多样性,且其病原或临床表现都与继发感染密切关联。一项发布在《BMC Microbiology》上的研究报告,针对40 例下肢静脉曲张性溃疡患者创面使用焦磷酸测序技术与宏基因组对照发现慢性溃疡可能与原虫、真菌和新型病毒有关。同时提示在无急性感染的小腿溃疡病例,全身性抗生素的应用是不必要的,但几种局部用药有效。遗憾的是西药抗菌药物仅针对以敏感菌为主的已知微生物,其治疗对象的局限性影响其疗效[10]。
创面微生态的研究主要集中在创面病原微生物的培养及抗菌药物的敏感性方面,覃秋海[11]选择烧伤患者267 例,进行创面病原微生物分析及常用抗菌药物敏感性的检测。发现267 例患者烧伤创面培养阳性者203 例(76.0%),共培养出病原菌449株,病原菌对多数常用抗菌药物敏感性较低,沈明强[12]回顾性分析400 例烧伤住院患者的临床资料及创面细菌培养结果,发现导致烧伤创面感染的绿脓杆菌、金葡菌及真菌的感染率与治疗措施不同有关,所以积极的创面处理与合理的抗生素使用对防治细菌感染尤为重要。抗生素和杀菌剂杀灭细菌同时可致耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等迅速定植生长。有研究发现细菌与靶表面结合,可形成生物膜(菌膜)作为细菌繁殖支架。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌黏附于皮肤形成菌膜,遇创面血浆成分,形成含有纤维和多糖-蛋白质复合物的菌膜,对抗抗生素和抗体的屏障,同时细菌产生多种毒素和酶,影响创面正常愈合[13]。
创面直接补充乳酸杆菌的微生态治疗方法改变了临床常用治疗思路,其原理是非致病性细菌定植并造成优势,抑制高致病性耐药细菌生长,增加创面肉芽的抵抗力[14]。微生态制剂在临床已有较多应用,但在烧伤创面应用则极少,王磊等[15]对45例Ⅱ度烧伤病人创面进行临床研究,通过运用枯草杆菌活菌气雾剂(微生态制剂)将优势菌枯草杆菌植入患者创面,发现治疗组分泌物较对照组明显减少,细菌检出率少于对照组。有观点认为微生态制剂通过迅速形成的菌膜和生物拮抗作用,在创面形成生物菌屏障,从而抑制细菌生长繁殖,减少了创面细菌生长,使创面干燥、清洁它的应用一定程度上克服了临床创面使用抗生素所造成的菌群失调、耐药菌株产生的弊端,改变了创面感染应用抗生素控制的传统观念[16-17]。
中医药治疗皮肤溃疡历史悠久,外治法重在根据疾病不同阶段或不同症状采用不同外治法,将中医外科临床独特的诊疗技术,如贴敷、湿敷、灌注、垫棉、缠缚等分阶段运用,通过多个途径创造了一个不利于细菌菌群失调而过度繁殖导致疾病发生环境,从而促进了疮面抗感染能力,在控制和消除创面感染的同时,明显加速慢性难愈性创面的生长愈合[18]。徐杰男等[19]针对合并铜绿假单孢菌、甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌感染的慢性难愈性创面,使用中医外治疗法治疗铜绿假单孢菌感染创面,细菌培养转阴率为92.21%;甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌感染创面,细菌培养转阴率为95.56%,总有效率为98.80%。
曾忠铭[20]指出感染的本质是异常的微生物学反应病理效应,而慢性感染是微生态系的生理性稳定、平衡转化为病理性的稳定,所以在感染的防治中不能单单着眼于病原微生物,必须考虑微生态系的组成、结构等的改变,重在恢复整个微生态系统的生理性平衡。在这一点上,中医药大有可为,研究并开发5 项微生态调节剂的康白教授在早期研究即指出抗生素运用应遵循“多抑少补、先抗后调、清扫扶正”的治疗原则,这与中医唐汉钧教授提出的治则“扶正祛邪、祛瘀生肌”有相通之处。
从微生态学的角度来看,感染是病原微生物引起的人体异常反应。发病与否不仅取决于病原微生物,更取决于个体的微生态的平衡,以及进入人体的病原微生物激活人体免疫机能的状态。从中医角度思考,人体的免疫机能状态直接与人体的“正气”相关,病原微生物则属于“邪气”的范畴。人体的免疫机能状态与病原微生物的关系,也就是“正气”与“邪气”的关系[21]。
李庆生等[22]研究发现中医学“正气”与微生态平衡、正常免疫物质及其功能具有一定相关性。在微生态平衡情况下,人体对微生态的定植抗力是机体“正气”的重要内容:微生态平衡状态下形成的微生物系统的生物屏障作用保护机体抗御致病菌入侵、定植、繁殖,从而避免了感染性疾病的发生;在病原微生物的刺激下免疫系统正常的应答反应能力及其所表达的功能是构成正气的重要因素,有利于维持“正气存内,邪不可干”的状态。其具体表现为:菌群密集度均衡、菌群多样性明显、优势菌以有益菌为主;抗体IgG、IgM、IgA 均正常。CD4+/CD8+比值正常,血清补体C3 滴度正常。菌群多样性越高、菌群越复杂,不同细菌之间的关联度也越高,细菌间的相互作用在维持菌群稳定方面起着决定性的作用,使菌群具有较强的自身稳定性,能在一定程度上抵抗微生环境参数的变化,有很强的对外源性细菌的抗定植作用,可很好地维护机体健康,显示出“正气”的作用。反之,若菌群多样性降低,平衡被打破,则成为“邪”[23-24]。
中医学外治皮肤溃疡的内容十分丰富,注重人身整体系统的平衡,形成了独特的理论体系。《医学源流》曰“外科之法,最重外治”。基于前人的研究成果,李竞等提出“腐去肌生”是皮肤溃疡愈合的一般规律。唐汉钧教授提出本病的基本病因为“腐”、“瘀”、“虚”的存在,病机为久病正虚,气血瘀滞,营卫不畅,肌肤失养,复染邪毒所致。李斌教授检索慢性皮肤溃疡中医理论及临床经验相关文献,结合集对分析理论[25],提出慢性皮肤溃疡3 大病理因素是“热”、“瘀”、“虚”, 其治疗遵循分阶段应用“清”、“化”、“补”原则,尤其重视外治,认为其有许多内治之法所不能达到的预期直接疗效[26],我们利用宏基因组学分析方法对临床24 例下肢慢性创面菌群研究发现,溃疡内与创周正常皮肤在微生物物种分类有明显区别,相对于创周正常皮肤对照,创面菌群更加凸显优势菌群,即“菌群失衡”,见图1,提示中药外敷治疗慢性溃疡对微生物的种群失衡的“再平衡”可能是一个潜在的作用机制与研究特点。人的机能状态直接与人体的“正气”相关,病原微生物则属于“邪毒”的范畴。人体的免疫机能状态与病原微生物的关系,也就是“正气”与“邪毒”的关系。菌群多样性越高、菌群越复杂,不同细菌之间的关联度也越高,细菌间的相互作用在维持菌群稳定方面起着决定性的作用,使菌群具有较强的自身稳定性,能在一定程度上抵抗微生环境参数的变化,有很强的对外源性细菌的抗定植作用,可很好地维护机体健康,显示出“正气”的作用。反之,若菌群多样性降低,平衡被打破,则成为“邪”。这提示我们创面的治疗离不开中医“扶正祛邪”理论,在创面坏死炎症期阶段,中医外用药物可能一方面通过抗菌成分抑制病原微生物活动,另一方面通过改善局部气血循环使得有益微生物群增多或其相关基因表达增加,即通过“祛瘀生肌”对创面微生态的平衡起调控作用,在创面转归为肉芽生长期即上皮生长期,药膏通过“扶正祛邪”的治疗原则,模拟健康人体机能状态,提供创面适宜的生长环境,加速创面愈合。
虽然中医外科学对于创面的认识及治疗主旨在宏观层面,不能完全等同于微生态学从微观视角出发的系统思想,但两者在思维方法上却具有异曲同工之处,微生态学是一门从整体去研究微生物世界的科学,在对于皮肤溃疡的研究领域,从认识单一菌种提升到整个环境中的成百上千的微生物群体,为人们揭示了溃疡面更为复杂和更高层次的微生物环境,这种综合整体的方法与中医外科治疗疮疡的整体观不谋而合。中医外科学研究过程中引入微生态学概念, 利用现代分子研究技术和方法兼顾个体及整体, 将为中医外科学临床治疗指明新的研究方向,同时有助于中医学的标准化和客观化。
图1 创周对照与创面菌群在科层面上的宏基因比较 (n=24)
[1] 魏曦.微生态学刍议[J].中国微生态学杂志,1989,1(1):4-5.
[2] Kellenberger E. Exploring the unkown. The silent revolution of microbiology[J].EMBO Rep,2001,2:5-7.
[3] 蔡子微.“魏羲预言”对中医理论研究的启迪——宏观生态理论在人体微观世界的运用[J].中国微生态学杂志,2014,26(12):1455-1457.
[4] 陶方明.人体的微生态平衡[J].检验医学与临床,2007,4(3):204-205.
[5] 蔡子微,康白.论微生态学的逻辑起点[J].中国微生态学杂志,2013,25(2):211-213.
[6] Schloss PD. Microbiology: An integrated view of the skin microbiome[J].Nature,2014,514:44-45.
[7] Chen YE, Tsao H. The skin microbiome: current perspectives and future challenges[J].J Am Acad Dermatol,2013,69:143-155
[8] Grice EA,Segre JA.The Skin microbiome[J].NatRevMicrobiol,2011,9:244-253.
[9] Findley K, Grice EA. The skin microbiome: a focus on pathogens and their association with skin disease[J]. PLoS Pathog,2014,10:e1004436
[10] Wolcott RD,Gontcharova V,Sun Y,et al.Evaluation of the bacterial diversity among and within individual venous leg ulcers using bacterial tag-encoded FLX and titanium amplicon pyrosequencing and metagenomic approaches[J].BMC Microbiol,2009,27:226
[11] 覃秋海. 烧伤创面病原菌分布及耐药菌分析[J]. 临床医学,2013,33(12):75-76.
[12] 沈明强.烧伤创面细菌感染临床分析[J].杭州医学高等专科学校学报,2002,23(4):154-155.
[13] 王世荣.微生态学研究概况及其应用前景[J].中国微生态学杂志,2013,25(5):617-619.
[14] 熊德鑫.正常菌群对常见致病菌拮抗作用的研究[J].微生物学通报,1993,20(4):217-220.
[15] 王磊,谭谦,宁官森,等.枯草杆菌微生态制剂在Ⅱ度烧伤创面的应用[J].铁道医学,1999,38(6):417.
[16] 毕波,周慧敏,杨平,等.微生态制剂局部给药加速残余创面愈合临床研究[J].中华实用诊断与治疗杂志,2011,25(3):232-234.
[17] 俞加林,邹积宏,鲁丽,等.枯草芽胞杆菌活菌制剂促进烧伤创面愈合的实验研究[J].中国微生态学杂志,2001,13(1):55-57.
[18] 唐汉钧,陈红风,程亦勤,等.合并绿脓杆菌感染的难愈性创面的中医药治疗——附72 例资料分析[J].上海中医药杂志,2004,38(4):26-28.
[19] 徐杰男,唐汉钧.唐汉钧教授治疗慢性下肢溃疡经验撷英[J].四川中医,2014,32(4):7-9.
[20] 曾忠铭,康白. 感染的微生态防治[J]. 中国微生态学杂志,1989,1(1):114-115.
[21] 李立平.中医正气与免疫、微生态平衡的研究现状[J].现代中西医结合杂志,2012,21(31):3524-3526.
[22] 李庆生,袁嘉丽,陈文慧.中医学“邪正相争”应包括微生态与免疫的平衡与非平衡[J].中医杂志,2005,46(7):489-491.
[23] 袁嘉丽,李庆生.从微生态平衡与邪正发病学说的相关性谈中医现代多学科研究[J].云南中医学院学报,2004,27(2):7-9.
[24] 李庆生,袁嘉丽,陈文慧.微生态失调与免疫功能紊乱属中医学“邪气”范畴[J].中医药学刊,2005,23(2):199-202.
[25] 李斌,李福伦,赵克勤.慢性皮肤溃疡中医辨证论治规律数学建模探析[J].中国中西医结合皮肤性病学杂志,2010,9(1):4-7.
[26] Li FL,Wang YF,Li X,et al.Characteristics and clinical managements of chronic skin ulcers based on traditional Chinese medicine [J].Evid Based Complement Alternat Med,2012,2012:930192.