大黄对重症急性胰腺炎肠道屏障保护的研究进展∗

李兆霞 许才明 罗亚岚 蒋 柳 张桂信 陈海龙△

（1.大连医科大学附属第一医院，辽宁 大连 116011；2.大连医科大学，辽宁 大连 116044）

急性胰腺炎（AP）是临床常见的急腹症之一，临床表现为突发性左上腹剧痛、恶心呕吐、痞满拒按、发热，伴有早期尿、血淀粉酶典型增高。近年来，AP发病率呈逐渐升高的趋势，其中20%～30%发展成为重症急性胰腺炎（SAP），死亡率10%～30%［1］。肠道是SAP最早受损的功能器官之一，肠道屏障的损害导致其通透性增加是SAP引起肠源性内毒素血症和细菌移位的重要原因，可见肠道既是受邪之地，又是蕴生毒邪之所，是“二次打击”的源泉。因此，肠道屏障功能障碍是SAP引起“全身炎症反应综合征（SIRS）/多器官功能障碍综合征（MODS）”的病理基础。目前，关于SAP肠屏障功能障碍的临床治疗并无特效药，而有关大黄保护胃肠屏障功能的研究越来越受到重视。本研究对胃肠黏膜屏障损伤发生机制和大黄防治机理做一总结阐述。

1 大黄概述

大黄，也被称为“将军”或者“黄良”，是多种蓼科大黄属的多年生植物（掌叶大黄Rheum palmatumL.、唐古特大黄R.tangguticum Maxim.ex Balf和药用大黄R.officinaleBaill.）的干燥去皮根及根茎，始记载于《神农本草经》，至今已有两千多年的历史［2］。大黄的主要成分为蒽醌类（大黄酸、大黄素、大黄酚及番泻苷A、B、C、D等）和鞣质类物质［3］。

《神农本草经》记载“下瘀血，血闭，寒热，破癥瘕积聚，留饮宿食，荡涤肠胃，推陈致新，通利水谷，调中化食，安和五脏”。多项研究证实，大黄通里攻下可以明显减轻肠源性内毒素血症，降低肠黏膜通透性，调整肠道细菌微生态，清泄内毒素池，起到“釜底抽薪，急下存阴”的作用。可见，大黄在临床急重症（脓毒血症）的肠道屏障功能中发挥了重要的保护作用，其机制亦复杂多样，值得深入探讨。

2 大黄治疗SAP肠屏障的机制

肠道屏障是指肠道上皮具有防止有害物质透过肠道黏膜，进入血液循环并布散至全身组织器官的作用。肠道屏障的构成包括4个部分：1）由完整的肠黏膜上皮细胞及细胞间多种连接构成的肠道机械屏障；2）由肠黏膜上皮分泌的黏液和消化液构成的肠道化学屏障；3）由肠黏膜淋巴组织、浆细胞、肥大细胞及部分分泌物构成的肠道免疫屏障；4）由肠道内固有菌群相互作用构成的肠道生物屏障。在SAP发生发展过程中，细胞凋亡、微循环障碍、炎症因子的过度释放与激活、缺血-再灌注损伤是引起肠道黏膜屏障功能障碍的主要因素，而中药大黄对SAP肠道屏障的作用机制充分体现了其多层次、多环节、多靶向的综合效应。

2.1 机械屏障 由肠黏膜上皮细胞、细胞间的紧密连接和间隙连接、基底膜及固有层等组成的结构和功能完整的肠道机械屏障是整个肠道屏障的最基本支撑，也是其他各层屏障的结构基础［4］。研究表明，微循环障碍是SAP的重要特征之一，可引起肠道上皮细胞脱落、凋亡，促进MLCK/p-MLC通路的激活，增加ZO-1、occludin等丝状肌动蛋白的丢失，破坏了细胞间的连接结构，肠道机械屏障的完整性受损，肠道黏膜通透性随之增加，某些大分子物质诸如细菌和内毒素能够穿过肠上皮经血液循环引起Sepsis或SIRS/MODS［5］。有研究发现，大黄多糖在调控肠上皮细胞增殖和凋亡平衡中发挥了重要作用，一方面上调c-Myc和c-fos的表达，促进肠上皮细胞的增殖、移行及分化；另一方面促进抑凋亡蛋白Bcl-2表达而减少Bax表达，并抑制Caspase-3活化，从而抑制肠上皮细胞的凋亡，保护肠道屏障功能［6］。Wang等证明大黄酸能够上调ZO-1、occludin、claudin-5等紧密连接蛋白的表达，下调NF-kb/MLCK/p-MLC通路的激活，从而抑制细胞骨架的结构重构，以维持肠黏膜的通透性，达到保护肠黏膜屏障的目的［5，7］。此外，Jiao等发现在大黄辅食喂养的山羊肠组织中Claudin-1的mRNA和蛋白水平均显著上调，可以促进肠绒毛生长，改善回肠黏膜形态［8］。王荣荣等发现大黄牡丹汤可能对肠黏膜修复有促进作用，维持肠道机械屏障的结构和功能［9］。

2.2 化学屏障 肠黏膜屏障中表面黏液层的黏液与肠道水分、消化液等化学物质相互融合，共同作用将肠内容物与肠上皮细胞层相互隔绝，从而构成了保护肠黏膜免受微生物侵袭及酸碱腐蚀的化学屏障，该化学屏障可以伴随肠道蠕动的形式移动至肠道远端，并将内毒素、有害菌群等有害群体排出体外［10］。相关研究显示，黏液层中黏液的主要由黏蛋白、抗菌肽、溶菌酶等组成，其中粘蛋白尤其是由杯状细胞合成并分泌黏液蛋白2（MUC2）是构成肠道黏膜化学屏障的核心骨架成分，具有维持黏液层凝胶样状态的特性［11］。徐汇等研究发现在急性坏死性胰腺炎中大鼠肠道通透性增加，黏液层变薄，MUC2 mRNA显著下调［12］。Grootjans J等研究已经证实，在大鼠缺血再灌注的结肠组织损伤模型中，促进杯状细胞的分泌活性可以明显促进细菌、内毒素的外排，抑制菌群移位，促进肠黏膜屏障的快速恢复［13］。此外，研究显示MUC2敲除小鼠有自发结肠炎倾向，且在肠系膜淋巴结、脾脏中有细菌移位现象［14-15］。大黄提取液可以促进大鼠肠道黏蛋白MUC2分泌，并呈剂量依赖性［16］。此外，Chen等研究发现，大黄能促进肠黏膜内杯状细胞增殖并增加黏液分泌，进而保护肠道黏膜屏障［17］。Kentaro Shimizu等在运用大黄治疗肠道动力障碍的案例中发现，大黄可以明显促进胃肠蠕动，而肠蠕动的增加与化学屏障的外排机制相结合，可以在胰腺炎肠屏障保护中发挥重要作用［18］。

2.3 免疫屏障 免疫屏障是由驻留在肠道内的大量免疫细胞提供的，这些细胞或以有组织的结构存在，如Peyer s patch和肠系膜淋巴结，或散布在肠道上皮细胞和固有层，如树突状细胞（DCs）、肥大细胞、巨噬细胞、上皮内淋巴细胞（IEL）、T调节细胞（T Regs）、CD4+淋巴细胞、B淋巴细胞和浆细胞［19］。肠的先天免疫系统在SAP胰腺炎的发展过程中扮演了各种不同的角色，既可以通过模式识别受体（TLRs）和NOD样受体（NLRs）激活核转录因子-κB（NF-κB），启动炎症反应，又可以通过T细胞免疫和浆细胞体液免疫作用，防止机会性病原体和原发病原体对机体的伤害［20］。其中，肠道相关淋巴组织（GALT）产生的特异性分泌型免疫球蛋白（SIgA）可以在肠道中选择性包被革兰氏阴性菌，所形成的抗原抗体复合物能够阻碍细菌结合上皮细胞上的受体，并刺激肠道蠕动和黏液分泌，能够明显抑制细菌对肠黏膜上皮的黏附［21］。机体在感染、休克等应激状态时，表现出明显的GALT抑制现象，SIgA分泌下降，细菌黏附的概率增加并进一步发生易位。多项研究证实，大黄辅助早期肠内营养治疗SAP大鼠，可以显著降低血浆中内毒素、D-乳酸水平，更重要的是可以提高肠分泌的SIgA蛋白水平，从而抑制菌群移位，减轻肠黏膜损失，这一研究成果［22-23］与Xiong等［24］的报道一致。此外，Xiong等实验表明大黄蒽醌（FTRAs）还通过下调SAP大鼠肠组织中NLRP3炎性小体及相关蛋白caspase-1、IL-1β的表达，增加SIgA的表达，减少Tregs的数量，降低血液中ET、IL-1β、TNF-α和NO水平，恢复Th1/Th2的平衡来调节黏膜功能，即通过调节免疫功能来保护肠道损伤，改善肠黏膜屏障功能［24-25］。研究发现，大黄素可以减少SAP大鼠肠系膜肥大细胞脱颗粒率，进而抑制TNF-α、IL-6、NF-κB的表达与激活，限制了炎症反应的进一步扩散［26-28］。此外，大黄素还可以通过上调SAP大鼠中腹腔巨噬细胞间ICAM-3的表达，促进其吞噬能力，进而减轻SAP炎症反应［29］。因此，大黄对SAP免疫屏障的作用是多层次、多方面的，不仅可以抑制病原体的移位，亦可以截断炎症反应的扩散途径。

2.4 生物屏障 肠道的生物屏障指的是肠道内与人体互利共生的微生物群落，也被称为人体内的又一个“器官”。本课题组较早证实了大鼠MODS状态下肠道菌群发生了明显的变化，表现为肠杆菌、球菌等需氧菌的数量明显增多，双歧杆菌、乳酸杆菌等厌氧菌的数量明显下降，革兰氏阴性肠杆菌与双歧杆菌的比例倒置，导致肠腔内游离内毒素含量增加，易于引起菌群及内毒素移位［30-31］。研究证实，SAP患者肠道微生物菌群处于紊乱的状态，其比例严重失调，主要表现为大肠埃希菌繁殖增加，双歧杆菌和乳酸杆菌生长受到抑制［32］。厌氧菌本是肠道内的主导菌，可以稳定地栖息在肠道内的各种壁龛中，能够有效防止其他致病菌的对肠壁的黏附和定植，从而起到预防菌群移位的作用［33］。由此可见，肠道菌群的紊乱失调是诱发SAP肠源性感染和内毒素血症的主要原因之一。多项研究发现，与健康人群相比，肠道菌群比例改变较大的SAP患者并发症、急性生理与慢性健康Ⅱ（APACHEⅡ）评分等均明显升高，而运用益生菌恢复AP患者肠道菌群比例可以有效抑制菌群移位，降低患者的感染率和并发症发生率［34-37］。Yao等研究证实，SAP大鼠肠道菌群出现紊乱，表现为乳酸杆菌和双歧杆菌数量明显下降、大肠埃希菌数量明显增加，而大黄可以在一定程度上缓解这一现象［38］。小鼠溃疡性结肠炎的实验中，大黄牡丹汤增加了有益菌的数量，减少了有害菌的数量，恢复肠道菌群的多样性和SCFA的含量，并在Th17/Treg的平衡重建中发挥重要作用［39］。此外，通过16srRNA测序发现大黄衍生物能通过促进溶菌酶和防御素等分泌改变肠道微生物系统，并促进某些细菌参与肠道屏障功能［40］。在脓毒症、SAP等不同疾病模型中，均发现大黄及其衍生物有纠正肠道菌群紊乱、抑制肠道菌群移位、维护肠道屏障功能等作用［41］。

3 结语

综上所述，各个肠道屏障层次之间实际上既是一种相互独立更是是一种相互依存的关系，对于预防肠源性感染、多器官功能衰竭具有重要意义。大黄对肠道屏障的保护作用贯穿整个肠屏障结构，维持并修复肠道屏障的结构和功能，是多层次多靶点的联合效应。目前对胃肠屏障功能障碍诱发MODS的防治仍然一筹莫展，大黄是天然药材，资源贮备大，价廉易得，在急重症领域的药物开发和应用值得深入研究。