基于5-HT信号系统探讨痛泻要方治疗肝郁脾虚型溃疡性结肠炎的作用机制*

张旭飞，蒋志滨，高洁，罗运凤，陈云志

贵州中医药大学，贵州 贵阳 550025

溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）是一种病变始于直肠，呈连续性或弥漫性向近端延伸，分布于部分或整个结肠的特发性慢性炎症性肠病。该病通常以反复发作的腹泻、黏液脓血便及腹痛为临床表现，其中出血性腹泻是其最典型症状［1］。UC和克罗恩病（Crohn disease，CD）是炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）主要的疾病类型，而UC和CD组织损伤的基本病理过程相似，但病理表现方面却有差异［2］。近年来该病发病率在全球范围内逐渐上升［3］，在西方国家犹太人口发病率远高于其他种族［4］，为亚洲国家的20倍［5］，表明UC发病率存在着种族差异。在过去的几十年里，我国的发病率也呈上升趋势［6］，63.9%的患者在40岁以上时被确诊［7］，表明UC发病呈老龄化趋势。现代医学治疗UC常用药物有氨基水杨酸类、免疫抑制剂、生物制剂等，虽然其临床缓解率较高，但已有报道表明长期使用会对人体造成负面影响［8］。除此以外，UC的高发病率、低治愈率以及高癌变率［9］，使得诊断和治疗成本不断增加，还造成了巨大的社会经济负担。因此，解决上述问题，有必要一方面从实验角度进一步探索UC进展过程的潜在机制，另一方面也需要面向临床找寻更加有效的治疗策略，以提高UC患者的生活质量，降低医疗成本。

在机制研究方面，UC在发病早期和缓解期的肠易激表现，在组织损伤病程中的病理改变有着和肠易激综合征（irritable bowel syndrome，IBS）、CD等肠道疾病类似的临床表现及发病机制［10］，因此在分子水平上进一步探索UC发病机制，某些方面可以借鉴CD、IBS等疾病的机制研究，尤其在5-羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）信号系统的研究方面，对于诠释胃肠道疾病的发病机制以及中医药的治疗作用具有重要的临床意义。在临床治疗方面，实践表明一些中药方剂（如痛泻要方等）在治疗UC等肠道疾病过程中能够有效缓解腹痛、减少黏液脓血便等临床症状，并且可以使疾病长期维持在缓解期，降低复发率和药物不良反应［11］。但这些中药方剂在分子层面的干预机制仍然没有得到很好的解释，因此本文旨在查阅相关文献资料，以痛泻要方为例，尝试探索中医药干预UC的科学内涵，为后续实验论证提供理论支撑。

1 5-HT信号系统

5-HT是一种神经活性物质，在肠道中扮演着关键的信号分子角色。人体超过90%的5-HT是由肠道黏膜层的嗜铬细胞（enterochromaffin cell，EC）产生、合成、储存并释放到血液循环中被血小板吸收，10%存在于肠神经系统。研究表明5-HT主要通过与肠道、大脑、肝脏等不同组织器官间的各型5-HTR结合发挥多种生理调控作用［12］。

1.1 与肠道受体结合研究表明，生理状态下，EC细胞向肠道内释放一定量的5-HT，同时各种肠道刺激也能引起EC细胞释放大量额外的5-HT。而5-HT1R至5-HT4R及5-HT7R等5种受体在胃肠道有相应表达［13］，5-HT在肠道中通过作用于这些受体，调节肠道分泌和蠕动反射［14］。病理状态下，5-HT信号系统异常会导致肠道运动功能、通透性、肠道敏感性改变产生腹泻、腹痛等症状［15］。实验结果显示在UC的动物模型中EC细胞数量和5-HT的含量、释放、摄取出现明显变化［16］。临床研究显示UC患者结肠黏膜中EC细胞增加、5-HT含量及释放量增加而引起的5-HT再摄取改变将增强5-HT的有效性［17］。由于5-HT在肠道中启动了运动、分泌和感觉反射，引起患者内脏敏感性增高和肠动力紊乱［18］，因此UC腹泻、腹痛等症状可能源于5-HT信号通路的异常或信号传导的改变［19］。既往观察表明在肠道动力紊乱、内脏感觉异常等分子机制中5-HT受体（5-HT receptor，5-HTR）和5-HT转运体（serotonin reuptake transporter，SERT）发 挥 了 重 要 作 用［20］。5-HT1A、5-HT2A、5-HT3R、5-HT4R、5-HT7R等多种受体与痛觉过敏及异常相关［21］。目前IBD（UC、CD）和IBS研究最多的受体是5-HT3R以及5-HT4R。肝郁脾虚型IBS和UC关于5-HT信号系统的指标检测中限速酶色氨酸羟化酶1（tryptophan hydroxylase，TPH1）、5-HT、5-HT3R、5-HT7R的表达均明显升高，5-HT4R表达和SERT的表达明显降低［22］，两种肠道疾病的发病机制和临床表现具有相关性。

1.2 与大脑及外周神经系统受体结合5-HT3R可传递脑肠之间的信息，启动脑肠互动，介导胃肠运动。当肠道受到不良刺激时，5-HT释放增加与5-HT3R相结合，向大脑传递信号，导致内脏高敏感性等不适感［23］。5-HT3R、5-HT4R拮抗剂通过特异性阻断5-HT3R达到镇痛作用，是治疗IBS相关疼痛的有效治疗方法，证明5-HT3R与内脏感觉及结肠动力的调节密切相关［24］。相关研究还观察到精神心理因素与UC的复发和加重关系密切，并在发病机制中起触发作用，其中5-HT对于人体而言是一个关键的情绪调节因子。临床观察表明UC患者存在一定程度的焦虑、抑郁症状，使脑肠肽5-HT升高，出现神经内分泌的改变［25］。既往研究证实抑郁情绪及抑郁症与5-HT代谢异常、数量减少等失衡有关，而5-HT2R是其研究最多的受体［26］。其中5-HT2C受体与抑郁症关系最为紧密，在其发生及治疗中起重要作用［27］。研究发现抑郁症患者5-HT、5-HT1A下降，证实5-HT1A与人类的精神疾病密切相关，5-HT神经传递的减少是导致精神疾病的发病机制之一［28］。中医疏肝安神法可通过海马突触上的5-HT1A调节焦虑抑郁情绪，并改善睡眠质量，达到治疗肝郁失眠患者的目的［29］。疏肝方剂改善肝郁证候的机制在于调节海马5-HT1A的mRNA表达而发挥疗效［30］。UC患者精神心理因素也是研究中不可忽视的部分，探究其在疾病发生发展中的作用机制，同时临床上应加强精神心理的疏导和干预，从而更有效地治疗UC。

1.3 与肝脏受体结合既往观察证实作用于肝脏中5-HT2R的是肝脏合成的5-HT，而非其他组织细胞合成的5-HT［31］。研究表明在大鼠肝组织和体外培养的BRL-3A细胞中均检测到5-HT合成酶TPH1 mRNA和蛋白表达，表明肝脏和BRL-3A细胞中均有5-HT的合成，并通过肝组织细胞中5-HT2R发挥生理病理效应［32］。实验显示肝郁脾虚型UC大鼠肝组织5-HT2R表达上调，经痛泻要方干预后5-HT2R表达下降，肠道5-HT水平降低，其在肝郁脾虚型UC治疗中产生影响［33］。

2 肝郁脾虚型肠病的物质基础

中医没有UC对应的病名，按其症状将具有腹痛、里急后重、下痢赤白脓血为主症的病证统归为中医“痢疾”的范畴［34］。本病虽发于大肠，却与脾肝的功能失调息息相关。UC是中医药治疗的优势病种之一，且中医药治疗UC的历史较为悠久，如中药内服、针灸治疗、中药灌肠、穴位贴敷、穴位埋线等均有相关的文献记载［35］。UC病因尚未明确且发病机制复杂，涉及相关信号通路、基因蛋白表达，并且是多种因素相互作用的结果。研究发现UC患者的焦虑、抑郁状态明显高于正常水平［36］，表明UC发病与精神心理因素具有相关性［37］。中医学认为虽然UC的病位在肠，但其发病与肝脾密切相关，肝郁脾虚是UC发病的主要病机。《医方考》云：“泻责之脾，痛责之肝；肝责之实，脾责之虚。”肝主疏泄，影响着胃肠功能和情志活动。焦虑、抑郁等心理问题，中医称其病机为肝失疏泄、肝气郁结，其刺激可使支配胃肠运动功能的迷走神经受抑制，胆碱能神经末梢释放的化学递质乙酰胆碱（acetylcholine，ACh）降低而出现胃肠动力障碍［38］。脾虚往往出现胃肠道功能紊乱，黏膜屏障作用下降，胃肠动力异常［39］。现代医学证实结肠上皮细胞、黏液屏障和上皮屏障缺陷与UC的发病机制密切相关［40］。

2.1 “脑肠轴”假说人的肠道有其自己的大脑，由嵌在胃肠壁中的神经元鞘组成。在研究“脑肠轴”理论中，把中枢神经系统和胃肠间的神经—内分泌网络称为“脑肠轴”，机体通过“脑肠轴”的双向通路进行脑肠互动［41］。而其中5-HT是一个关键的神经递质，同时5-HT信号系统是以“脑肠轴”为物质基础的脑肠间交互作用的重要途径［42］。有研究指出中医肝脾不和的生物学基础被认为是“脑肠轴”不平衡［43］。长期精神紧张、心理压力、情绪焦虑抑郁等不良状态可刺激中枢神经系统，通过“脑肠轴”的双向通路，抑制消化系统激素分泌，使胃酸分泌和小肠吸收功能减弱，进而出现腹痛、腹胀、腹部不适、食欲减退等消化功能障碍的表现，中医将上述“脑肠轴”介导的病理过程称之为肝郁脾虚［44］。李晓红等［45］实验研究显示，5-HT及其相关受体是肝郁脾虚证现代生物学的重要物质基础，其在肝郁脾虚证的“脑肠轴”双向通路中发挥调控作用。调和肝脾的方药可通过“脑肠轴”途径调节5-HT及其受体的表达而治疗疾病［46］。IBS内脏高敏感与“脑肠轴”中5-HT信号通路具有紧密联系，而痛泻要方能够缓解腹痛腹泻症状和焦虑抑郁状态是通过调节5-HT信号通路，进而缓解IBS的内脏高敏感状态［47］。张薇等［48］研究表明，痛泻要方可下调腹泻模型大鼠外周及大脑的5-HT含量，增加SERT和5-HT4R的水平，抑制5-HT3R的蛋白表达，其中防风可增强痛泻要方调控5-HT信号系统的效应。将现代医学“脑肠轴”理论与中医肝脾理论相结合，采用疏肝健脾法来调控“神经内分泌网络”，为临床防治肝郁脾虚型肠道疾病寻求新的渠道。

2.2 “肝肠轴”假说“肝肠轴”概念的提出使肝与肠之间的作用机制受到众多学者的关注。肝与肠的相互影响可体现在肠道微生态对肝脏生理病理功能起着关键的作用［49］。强有力的证据表明，肠道病原体衍生化合物对肝脏疾病有重要的调节作用，肠道上皮细胞的完整性，肠道和肝脏的免疫防御以及微生物的组成似乎都在平衡“肝肠轴”方面发挥着综合作用［50］。生理状态下肠道黏膜和肝功能在维持人体内环境稳定中担任着重要角色，而一旦“肝肠轴”失衡，将会引起病理性变化。研究表明肠道黏膜屏障被破坏将导致细菌和内毒素进入肝和门静脉系统，使肝脏内毒素升高，从而造成肝损伤［51］，并引起炎症反应，产生一系列促炎细胞因子和趋化因子，对肝病产生重要影响，而肝脏病理状态同样也会牵连至肠道黏膜屏障，使其产生病理改变［52］。现代医学“肝肠轴”学说与中医整体观“肝与大肠相通”理论有异曲同工之处。《医学入门》有云：“肝与大肠相通，肝病宜疏通大肠。”明代医家李梴认为肝与大肠在生理功能上相互作用，在病理状态下彼此影响。此外中医学认为“肝肠轴”学说中的“肠”也包含中医“脾”，因此“肝肠轴”学说被认为是肝脾相关理论的丰富和补充［53］。“肝肠轴”相互作用、相互影响、互为因果的机制，对于诠释中医肝郁脾虚证的物质基础提供了参考。

综上所述，UC等肠道疾病肝郁脾虚证候与多系统之间的协作关系有微妙的相通之处，各个系统病理变化的交叉、重叠、联系与中医的“整体观念”相吻合。

3 痛泻要方借由5-HT系统干预肝郁脾虚型肠病

王武斌等［54］通过“痛泻要方—靶标—溃疡性结肠炎”网络构建与分析，发现其中关键的生物学通路主要集中在炎症—免疫相关通路、神经调节相关通路、生长发育相关通路，而痛泻要方可能通过作用于相关靶标，对因这部分生物通路中的功能失衡而导致UC发生的病理过程进行调节，从而起到治疗的作用。研究指出，肠上皮屏障成分的缺陷是UC发病机制中的病因，而肠上皮屏障的完整性取决于不同的因素，包括先天免疫反应、上皮旁细胞通透性、上皮细胞完整性以及黏液的产生［55］，痛泻要方对肠上皮细胞屏障的完整性具有保护作用［56］。UC出现腹泻、腹痛等临床表现，其机制在于胃肠功能紊乱下各种因素刺激致使EC细胞数量增加、功能活跃，从而释放大量的5-HT［57］，痛泻要方抑制EC细胞异常，从而调节5-HT的分泌，进而达到双向调节胃肠功能、解除胃肠道痉挛等作用［58］。

在其他肝郁脾虚型肠病相关研究方面，实验表明痛泻要方可以降低腹痛大鼠肠道5-HT的表达［59］。IBS肥大细胞（mast cell，MC）增多、内脏敏感性增高、胃肠功能紊乱均与5-HT的异常表达分泌相关，痛泻要方可通过调节MC表达影响5-HT分泌［60］。实验发现调节结肠黏膜上MC活化程度，并抑制MC释放5-HT可改善大鼠内脏高敏性［61］。汤伯宗等［62］发现痛泻要方的作用机制可能与降低瞬间受体电位离子通道A1（transient receptor potential A1，TRPA1）介导的5-HT分泌有关。痛泻要方治疗肝郁脾虚型IBS和IBD的依据在于通过调肝来缓解肝气郁结对肠道的不良刺激，减少5-HT的分泌达到降低肠动力功能的目的［63］，通过调控血清中的5-HT浓度进而缓解腹痛、腹泻等胃肠功能紊乱症状可治疗IBS［64］。痛泻要方能够下调5-HT1受体和5-HT3受体的过度表达从而降低模型大鼠的内脏高敏感性，作用于5-HT信号传导途径中多个靶点而发挥作用［65］，同时能下调5-HT3受体mRNA表达水平，抑制5-HT3受体的活化［66］。痛泻要方干预后增强内脏高敏感性大鼠结肠5-HT4受体蛋白表达而降低5-HT的释放［67］。动物实验进一步证实，大鼠经直肠扩张刺激后结肠中5-HT4受体mRNA的表达明显降低，肠道敏感性增强，而痛泻要方能显著上调大鼠结肠中5-HT4受体mRNA的表达，使肠道敏感性下降［68］。中医治疗疾病往往抓住证候的本质，只要其本质矛盾相同，“异病”也可以“同治”。IBD和IBS虽是两类肠道疾病，但基于共同的肝郁脾虚证型，均可采用疏肝补脾、祛湿止泻的治法。

综上所述，痛泻要方可通过调节5-HT相关分子系统，干预IBD、IBS等不同类别肠道疾病。从中医角度出发这些疾病都可以辨证为肝郁脾虚证，均可采用疏肝补脾、祛湿止泻的治法。这体现中医“异病同治”的治则和“辨证论治”的内涵，临证抓住证候的本质，只要其本质矛盾相同，“异病”也可以“同治”。

4 结语

5-HT信号系统在UC的发生发展中起着重要作用，从5-HT、5-HTR、SERT、TPH1等表达及功能变化入手分析，并结合中医“整体观念”设计实验，有助于全面阐述痛泻要方治疗UC的机制。目前，大量的临床研究已经证实痛泻要方治疗UC疗效显著，但深入现代分子生物水平的相关实验机制研究，尤其是以中医整体观为出发点结合现代分析技术的机制研究却比较少。研究表明，痛泻要方通过“脑肠轴”途径调节5-HT及其受体的表达，控制神经递质分泌、缓解胃肠功能紊乱、抑制肠道收缩、保护肠黏膜、降低肠道敏感可能是其治疗肝郁脾虚型UC的作用机制［69］。在UC等肠道疾病研究中基于“肝肠轴”的研究则较少，提示可以从肝本脏入手，加强肝郁脾虚证实质的研究。

因此，基于对5-HT信号系统和相关疾病机制的认识，笔者认为肝郁脾虚证可能与5-HT作用于人体不同器官组织的5-HT受体有密切关联。立足中医“整体观念”，结合肠、肝、脑等进一步研究5-HT信号系统在相关疾病中的作用及痛泻要方的干预机制，有助于阐释中医肝郁脾虚证的证候物质基础，为中医药防治UC的科学内涵提供符合中医特色的科学论据。