基于肠道菌群探讨支气管哮喘从脾论治作用机理

杨昆，龚新月，张光宇，王飞

1.重庆三峡医药高等专科学校，重庆 404120；2.重庆大学附属三峡医院，重庆 404120；3.成都中医药大学，四川 成都 610075

支气管哮喘（以下简称“哮喘”）是一种以炎症细胞如嗜酸性粒细胞、中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等浸润为主的慢性气道炎症性疾病。近年来，哮喘发病率有显著上升的趋势，已成为全球性重大公共卫生问题。研究发现，肠道菌群与哮喘患者肺功能及炎症表型具有相关性[1]。目前治疗大多针对哮喘发作时的症状控制，并无针对哮喘病理机制的有效药物。中医认为，脾虚是导致哮喘发生的核心病机，以健脾类方药治疗取得良好效果，但具体作用机制尚不明确。现代研究认为，肠道菌群紊乱与中医之脾胃功能失调相关[2]。笔者探讨肠道菌群与哮喘、脾虚证与肠道菌群之间的关系，以期为哮喘防治研究提供新的思路。

1 肠道菌群与哮喘

肠道菌群是人体最重要的微生态系统，菌群之间互利共生并发挥其特有作用，维系宿主健康[3]。菌群失调包括比例失序和定位转移，正常微生物菌群受宿主及外环境影响引起菌群种类、数量发生改变，造成菌群失调，最终导致宿主发病。研究显示，哮喘患者与健康人之间存在不同的呼吸道、肠道微生物群，提示肠道菌群与哮喘之间存在关联[4]。肠道菌群与哮喘相关的机制主要涉及Th1/Th2免疫应答、Th17/Treg淋巴细胞分化失衡学说、树突状细胞、Toll样受体（TLRs）、肠道菌群代谢产物。

1.1 Th1/Th2免疫应答

Th1/Th2平衡失调是目前阐释哮喘的重要机制[5]，肠道有益菌能减少炎症介质释放，增强肠道屏障功能，促进Th1细胞发育与分化[6]。研究发现，哮喘小鼠口服鼠李糖乳杆菌可明显降低气道高反应性，显著减少肺泡灌洗液和血清中Th2细胞因子[7]，而双歧杆菌能下调Th2反应，减轻小鼠的气道高反应性[8]。张娟等[9]发现，酪酸梭菌可显著降低哮喘小鼠支气管肺泡灌洗液中炎症细胞总数和白细胞介素（IL）-4含量，升高血清IL-10水平。可见，肠道菌群失调可影响Th1/Th2平衡而致哮喘。

1.2 Th17/Treg淋巴细胞分化失衡学说

Th17细胞是一种辅助T淋巴细胞亚群，IL-17A由Th17细胞特异性产生。Th17和调节性T细胞（Treg）是连接肠道菌群和肠道免疫功能的关键细胞亚群。Lee等[10]研究表明，普通小鼠体内IL-17表达水平相对高于无菌小鼠，表明肠道微生物能影响机体内促炎症和抗炎症2种免疫反应之间的平衡。Furusawa等[11]发现，给予肠道定植梭菌的小鼠高纤维饮食，能升高外周Treg数量。孙大庆等[12]建立肠道菌群失调小鼠模型，随后气道吸入卵清蛋白激发哮喘，结果发现，肠道菌群失调小鼠肺组织Th17水平高于正常对照组，推测可能与Treg调节功能不足有关。也有研究发现，肠道益生菌能诱导Treg产生黏膜免疫耐受，促进Th0细胞向Treg定向分化，纠正Th17/Treg平衡[13]。因此，影响Treg/Th17平衡可能是肠道菌群引起哮喘的机制之一。

1.3 树突状细胞与肠道菌群

树突状细胞（DCs）是识别内外抗原、调节免疫功能的关键因素，是机体内重要的抗原提呈细胞。DCs能调节获得性免疫反应，DCs对Th2细胞的始动作用在哮喘起始阶段发挥重要作用[14]。肠道益生菌制剂能增加CDllc+调节性树突状细胞（rDCs）水平，促其分泌IL-10、IL-6等细胞因子，提示肠道菌群失调诱发哮喘的作用机制可能与DCs有关[15]。

1.4 Toll样受体与肠道菌群

TLRs是Ⅰ型跨膜蛋白受体，在炎症反应中具有重要作用[16]。其中，TLR2、TLR4是TLRs家族的重要亚型，并与哮喘关系密切[17]。国外有学者发现，给孕鼠口服乳酸杆菌可通过激活TLR2/4通路预防后代鼠过敏性气道炎症反应[18]。肠上皮TLRs/核因子-κB（NF-κB）信号转导通路在维持肠上皮免疫系统稳态及其与肠道共生菌平衡中起重要作用[19]。研究显示，肠黏膜上皮细胞仅表达少量TLR2、TLR4，健康肠道可弱化对肠腔细菌的识别，若肠道菌群失调则打破耐受机制，TLR与相关受体结合，激活NF-κB而诱导炎症发生[20]。

1.5 肠道菌群代谢产物

肠道菌群除直接与宿主相互作用外，还通过影响肠道内代谢物质的吸收及厌氧发酵产生一系列物质，即肠道菌群代谢产物，其中部分被跨肠上皮吸收进入循环，与免疫调节有关。短链脂肪酸（SCFAs）是淀粉、膳食纤维等通过肠道菌群代谢的主要产物，包括乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸等。SCFAs介导的抗炎机制包括激活G蛋白偶联受体（GPCRs），减少促炎细胞因子产生和增强Treg，其中GPR41和GPR43是重要的SCFAs受体，SCFAs能通过激活GPR43促进Treg增殖及免疫抑制功能[21]，通过激活GPR41抑制过敏性气道炎症。

2 脾虚与哮喘

哮喘属中医学“哮病”“喘证”范畴，宿痰伏饮为其发病内因。《症因脉治·哮病》“哮病之因，痰饮留伏……潜伏于内……则哮喘之症作矣”明确指出哮病病因以痰饮为主。《医学法律·痰饮》有“痰饮之息，未有不从胃起者矣”，一方面，脾虚不能运化水液，津液聚而生痰，聚湿生痰为饮，伏于体内，痰阻气道，上迫胸肺则咳逆倚息、短气不得卧；另一方面，脾胃虚弱则气血生化乏源，脾胃水谷所化精气先输布于肺，故脾胃虚弱首先累及肺，肺气虚衰则肃降功能失调引发哮喘。历代医家治疗肺系疾病时多重视脾土。沈金鳌《杂病源流犀烛·咳嗽》云：“肺不伤不咳，脾不伤不久咳。”《临证指南医案·哮》亦指出，哮喘“久发中虚，必补中气”。痰饮既是脾虚产生的一种病理产物，又可成为致病因素，出现痰阻脾胃，二者相互作用，相互为患；同时，哮喘反复发作，耗伤正气，使机体免疫力下降，从而加重脾气亏虚。可见，脾虚乃哮喘关键病机。

3 脾虚证与肠道菌群

脾胃乃后天之本，气血生化之源，若脾胃虚弱，运化失常，则见纳差、倦怠、泄泻、腹胀等症状。生理状态的肠道菌群按一定种类、数量、比例而相互依存、相互制约，处于动态平衡，一旦失去平衡，就会出现腹泻、纳差、乏力等。研究显示，脾胃运化功能与肠道菌群关系密切，如消化吸收、免疫防御等，符合中医学“脾胃为后天之本”“脾主运化”等理论[22]。当机体胃肠功能异常时，肠道微生态系统受到破坏，出现大肠杆菌等条件性病原菌大量增殖，以及双歧杆菌等益生菌数量显著下降[23]。肠道菌群微生态平衡是维持中医脾生理功能正常的重要因素，一旦微生态失衡，菌群紊乱，易出现中医“脾虚湿困”病理现象[2]。丁维俊等[24]研究发现，脾虚证模型小鼠肠道菌群中双歧杆菌、乳杆菌及类杆菌、厌氧菌含量较正常小鼠明显偏低，而大肠杆菌等需氧菌含量明显增多。脾虚泄泻患者双歧杆菌/肠杆菌比值低于健康人，番泻叶与大黄煎剂致大鼠脾虚后肠道菌群多样性显著降低[25]。可见，脾虚证与肠道微生态之间存在关联。

4 健脾类方药对肠道菌群的调节作用

近年来，健脾类方剂对肠道微生态的调节作用越来越受到关注。临床研究表明，健脾类方药能改善哮喘临床症状，减少急性发作次数，延缓肺功能下降[26]。任光友等[27]发现，四君子汤能增加小鼠肠道益生菌双歧杆菌、乳酸杆菌菌量。七味白术散能促进双歧杆菌、乳酸菌等肠道有益菌的生长[28]；参苓白术散能使小鼠肠杆菌、双歧杆菌、类杆菌、乳酸杆菌等数量恢复到正常水平，修复肠黏膜组织损伤[29]；加味补中益气汤能恢复乳酸杆菌、双歧杆菌、肠球菌、枯草芽胞杆菌数量[30]。复方苍术方（苍术、薏苡仁、山楂等）能调节肠道菌群结构，改善肠道微环境，增强肠道黏膜屏障作用[31]；健脾止泻颗粒能调节脾虚泄泻小鼠肠道菌群，使受损的小肠上皮细胞微绒毛明显改善，从而对脾虚小鼠发挥治疗作用[32]。

5 小结

迄今研究显示，肠道菌群与哮喘、脾虚证与肠道菌群之间关系密切，诱导哮喘发病的Th1/Th2、Th17/Treg平衡失调、炎症信号通路TLRs/NF-κB、肠道代谢产物均与肠道菌群相关。调节肠道菌群可能为治疗哮喘提供新途径。中医健脾法能调节肠道菌群，维持肠道微生态平衡，运用健脾类方药治疗哮喘也取得良好效果。基于上述研究，我们认为，健脾法治疗哮喘的作用机制可能是通过调节肠道菌群而实现，可对健脾法治疗哮喘的现代机制研究进行阐释，为健脾类方药治疗哮喘有效性提供科学依据。

当然，目前对哮喘肠道菌群研究尚存在不足，如研究大多体现在增加有益菌数量、降低致病菌数量等方面，而对更深入的分子生物学机制涉足较少。近年来，宏基因组学技术迅速发展，为肠道菌群的研究带来更大机遇。利用分子生物学检测方法研究肠道菌群，能深入揭示肠道菌群失调在哮喘发病中的作用，而明确健脾类方药治疗哮喘的作用靶点应是今后研究的主要方向。