基于肠道菌群调节探讨糖尿病肾病的中医药防治及研究思路

郭晓媛，刘铜华，吴丽丽，秦灵灵

(1. 北京中医药大学东方医院，北京 100078；2. 北京中医药大学，北京 100029)

糖尿病肾病(diabetic nephropathy,DN)是糖尿病最常见的慢性微血管并发症之一。最新流行病学调查显示DN是我国目前慢性肾脏病住院患者的最主要病因，占我国终末期肾病的16.4%[1]。尽管现代医学对ND发病机制开展了广泛和深入的研究，其临床治疗方法仍相对单一，缺少延缓疾病进展的有力方法。尤其DN早期患者临床症状轻微，仅实验室检查表现为微量白蛋白尿，极易被患者忽视。治疗方法以控制血糖等糖尿病基础治疗及使用肾素-血管紧张素系统(renin-angiotension system,RAS)抑制剂为主。当DN进入显性蛋白尿阶段后，RAS抑制剂疗效相对较差，疾病进展迅速，较其他类型的肾脏病更早发展至终末期肾病，诱发严重并发症，须采取肾脏替代治疗方法维持生命，进而降低患者生活质量，带来沉重的社会及个人家庭经济负担，已成为严重威胁国人健康的公共卫生问题。

肠道菌群是机体的重要组成部分，肠道菌群的组成和代谢活性发生改变可导致肠道菌群失调，从而影响人体代谢系统的正常发展，现已证实肠道菌群失调与糖尿病等多种代谢相关疾病关系密切[2]。近年来研究表明，肠道菌群失调可导致血流动力学改变、糖脂代谢异常、肠源性内毒素血症，在DN的发生发展中具有重要作用，现已成为DN发病机制研究中的热点。本文从中医药治疗DN和肠道菌群失调的现有研究出发，结合目前DN和肠道菌群失调相关性的中医认识，对基于肠道菌群调节的DN中医药防治研究思路进行探讨和展望。

1 肠道菌群失调在DN发生发展相关机制中的作用

糖尿病和DN患者肠道菌群的丰度和种群与健康人群相比有显著差异。糖尿病和DN患者肠道菌群均存在产丁酸盐菌减少，两者间也存在特异性的菌群失衡模式。研究发现，与无肾损害的糖尿病患者相比，DN患者乳酸杆菌减少[3]，可通过志贺菌属(g-Escherichia-Shigella)和普雷沃氏菌属(g-Prevotella-9)两个菌属的量进行区分，提示从糖尿病进展至DN可能与肠道菌群失调相关[4]。肠道菌群失调与DN早期的相关性主要涉及血流动力学紊乱、糖脂代谢异常、慢性炎症等机制。肠道菌群失调可能导致RAS活化，如导致在入球小动脉表达、介导肾素分泌的短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)受体表达异常[5]。DN患者肠道益生菌丰度降低，通过益生菌如乳酸杆菌发酵释放的血管紧张素Ⅰ抑制肽减少[6]，降压作用减弱。肠道菌群与RAS之间的一系列联系破坏肾脏的血管紧张素转换酶和血管紧张素Ⅱ之间的平衡，级联反应进一步促进糖尿病肾病进展。肠道菌群失调导致肠上皮屏障改变，肠道紧密连接表达减少，肠源性脂多糖入血，激活Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)通路，增加诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)产生，降低胰岛素敏感性[7]，乳酸杆菌的比例减少可降低胰岛素分泌[8]，血糖过高导致晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products,AEGs)形成，促进肾小球基底膜增厚以及细胞外基质增加。胰高血糖素样肽(glucagon-like peptide-1,GLP-1)及其受体激活可减少近端肾小管的重吸收，减轻高血糖对肾脏早期的部分损害[9]。DN患者因肠道菌群失调及含钾饮食摄入受限，SCFAs产生减少，影响GLP-1释放[10]。DN患者体内存在糖代谢紊乱，易发生葡萄糖氧化、代谢应激反应等，体内形成大量的活性氧，产生炎症反应。肠道内变形杆菌属增多可导致循环中脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)增多，通过TLR4途径激活丝裂原激活的蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)、核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)等信号转导通路[11]，上调肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)、白细胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-6等炎性因子表达。炎症小体是机体天然免疫系统中重要的蛋白复合体感受器，参与病原体引起的宿主防御反应，在维持肠道免疫稳态中发挥关键作用[12]。炎症小体是启动细胞焦亡，即细胞的炎性死亡的重要因素[13]。细胞焦亡是DN早期发生的肾小管上皮细胞转分化的关键机制，与DN肾纤维化的形成密切相关[14]。因此炎症小体成为DN与肠道菌群失调相关性研究的又一靶点。

肠-肾轴理论(The theory of gut-kidney axis)指肠道屏障功能受损、肠道菌群失调及肾小球滤过率下降相互作用构成肠-肾轴，旨在强调肠道与肾脏在物质代谢、免疫炎症、肠道黏膜及肠道细菌的结构和功能等方面存在的紧密联系[15]，为调节肠道菌群和结肠透析治疗慢性肾脏病提供了坚实的理论依据。慢性肾脏病患者肾小球滤过率下降，产生的尿毒症毒素通过一系列机制导致肠道结构与功能损伤，从而进一步加重尿毒症毒素的蓄积，蓄积的尿毒症毒素可加重肾脏损害[16]。作为慢性肾脏病的主要病因，DN与肠道菌群失调的相关性可以通过肠-肾轴理论进行阐释。然而DN患者一旦出现肾小球滤过率下降，将快速进展至终末期肾病，此时施治的疗效有限。因此从DN防治的长远角度考虑，针对DN早期与肠道菌群失调的相关机制研究更具有临床意义。

综上可知，肠道菌群失调对DN的发生和发展具有重要的推动作用，DN可进一步加重肠道菌群失调，两者相互影响、相互作用，共同导致疾病恶化。

2 DN与肠道菌群失调相关性的中医认识及研究现状

中医学无“肠道菌群失调”病名，根据腹泻、便秘等消化道症状，多从“泄泻”“便秘”论治。临床医家普遍认为肠道菌群失调存在脾气亏虚、湿热蕴结、胃肠积滞等病机。对于无消化道症状的肠道菌群失调亦多从脾胃论治。有医家提出“中医微生态学”概念，认为肠道菌群的动态平衡与中医对机体阴阳动态变化的认识相符[17]。糖尿病与肠道菌群失调相关性的病机探讨和辨证论治相关研究已广泛开展。有医家提出肠道菌群失调的糖尿病患者存在“胃强”[18]“脾失散精”[19]的病机，胃强则阳明燥热，脾虚则水湿内生，以致痰浊、湿热、毒邪等病理产物出现，进一步因实致虚，如此病情反复。在诸多病机要素中，针对湿、热、毒病机的探讨最为广泛，这些病机要素与脂代谢紊乱、炎症反应以及肠源性内毒素血症的理论的中医认识相符。大量研究证实传统的清热燥湿解毒类方药能保护胰岛细胞，改善胰岛素抵抗，调节糖脂代谢、炎症因子和肠道菌群[20]。

DN属中医“消渴病肾病”范畴，临床医家多在消渴病的基础上，根据临床表现和分期不同，从“尿浊”“水肿”“关格”等论治。目前公认DN总属虚实夹杂，早期实证突出，以热为主，随病情进展逐渐发展为阴虚内热、气阴两虚，疾病后期可见阳虚，兼有水湿、痰浊、瘀血。目前鲜见DN早期和肠道菌群失调相关性的病机与证候的专题探讨，病机认识和辨证论治多参考无肾脏损害的糖尿病患者。DN后期出现氮质血症，进入终末期肾病可见尿毒素血症，胃肠道症状突出，肠道菌群失调问题凸显，中医多以化湿、活血、降浊等法论治，除中药内服，还采取中药灌肠方法，通过药物的结肠吸收达到直接促进含氮废物的肠道排泄和调节肠道菌群的目的，研究证实能同时降低DN Ⅳ期患者24 h尿蛋白定量[21]。目前中药复方的研究相对较少，如刘铜华教授团队研制的改善DN早期肾脏病变的中药复方糖耐康能够影响ZDF大鼠肠道中乳酸杆菌及普雷沃菌的丰度[22]。中药有效成分研究较多，如阿魏酸钠能改善DN患者大便球菌/杆菌比例失调，增加肾小球滤过，改善肾功能[23]；桑叶多糖可减轻糖尿病大鼠尿素氮、肌酐、24 h尿蛋白定量，改善体内炎症状态[24]，增加肠道菌群失调模型小鼠的菌群种类和数量[25]。目前绝大多数研究仅证实了中医药治疗DN的同时可调节肠道菌群，对具体取效机制的探讨尚显不足。

3 基于肠道菌群调节的DN中医药防治研究的思路与展望

DN是糖尿病的并发症，但在其发展过程中因相关脏腑不同，病机有别，辨证有其各自的特点，因此不能以糖尿病完全替代DN来分析与肠道菌群失调的相关性。如何基于中医理论，充分结合现代研究进展，探究DN与肠道菌群失调的相关病机，服务于DN的中医药防治，实现更加深远的研究意义，是目前亟须思考的问题。

在证候研究方面，开展大规模的多中心、前瞻性的证候研究迫在眉睫。无论DN还是肠道菌群失调，强调某一病机要素的意义是为了阐释其在疾病不同阶段的侧重点，而不能简单机械地以对发病机制的中医认识取代传统的辨证，有悖于中医个体化治疗的本质，这从一定角度反映了证候研究的重要性。证候研究有助于总结病机演变的特点，对中医证治方案的制订具有指导意义。在证候研究过程中应充分考虑到地域、气候、体质、疾病、药物、生活习惯等影响肠道菌群的因素。辨证的素材除了传统的中医四诊资料外，应与肠道菌群变化、DN的相关实验室指标、肾脏病理表现等相联系，从一定程度上实现传统宏观辨证与现代“微观辨证”相结合。研究中涉及较多尿液、粪便等排泄物的检测，属无创性检查，研究对象的依从性相对较高，但对于标本的采集、保存要求也更加严格，以保证研究结果的准确性。

在疗效研究方面，高质量的大样本、随机临床对照研究是中医药基于调节肠道菌群防治DN的最有力证据。DN不同分期的治疗原则有所不同，肠道菌群的分布各异，应进行针对DN不同分期、不同的菌群变化特征的分阶段干预研究，从而使研究更加深层次和立体化。目前针对DN的研究主要涉及显性蛋白尿和肾功能渐退出现以后，此时DN的中医治疗主要围绕减轻临床症状、延长非透析治疗时间的目标开展。因此，为了重点探究中医药的早期干预优势，充分阐释中医药“未病先防，既病防变”的“治未病”理念，在方案设计过程中研究对象的病程应覆盖到DN的早期，分期研究应进一步向疾病早期倾斜，尤其是微量白蛋白尿出现的前后。在干预措施上，目前的研究仍以中药口服为主，涉及中药灌肠，今后可进一步发掘更多外治疗法，并拓展到食疗及其他调护措施，丰富治疗方法的选择。

在机制研究方面，目前仍以动物模型的实验研究为主。动物模型虽然能高度模拟人体疾病的病程和临床表现，但鉴于肠道菌群在物种间存在的差别，DN与肠道菌群相关性的研究对象应主要针对人体。除了应用宏观基因组学和代谢组学等肠道菌群研究的常用工具，还应结合DN的发病机制，选取反映DN肾脏早期损伤的实验室指标，对无消化道症状的肠道菌群失调的DN早期患者群体的研究具有重要意义。在研究方法方面，应充分发挥中医治疗多环节、多靶点、多通路的特点，采用系统生物学方法，如网络药理学，对于临床疗效肯定或基础研究证实治疗作用的有效方药建立“中药方剂-化学成分-作用靶标-疾病靶标”多维度关联，揭示方药的药效物质基础及分子机制，从而在真正意义上明确中医药通过调节肠道菌群防治DN的具体机制；同时应把握紧紧围绕临床需求来开展机制研究的原则。如《伤寒论》经典名方葛根芩连汤，原方主治湿热泄泻，目前经临床及实验研究已证实能调节肠道菌群，有效改善胰岛素抵抗，降糖效果显著，从而拓宽了传统古方的应用范围[26]。再如实验研究发现大剂量大黄可将小鼠肠道中大量的乳酸杆菌、双歧杆菌、大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌排出体外，破坏肠道菌群的稳态，而中剂量的大黄可以使紊乱的肠道菌群得到恢复，从而为临床把握用药剂量提供实验依据[27]，这些研究的思路值得借鉴，真正体现中医药机制研究源于临床而服务于临床的本质。

综上所述，肠道菌群失调在DN的发生发展中具有重要作用，已成为DN中医药防治研究的热点。目前中医药对DN的疗效及肠道菌群的调节通过临床及实验研究得到证实。今后应加大力度开展证候研究，着重疾病早期的疗效研究，深入探究取效机制，从而达到明确证候特点、优化治疗方案的目的，这将对DN的中医药防治具有重要意义。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。