针灸改善结直肠癌的作用机制研究进展*

2022-01-01 02:14敬小力董思进李佳祥周燕红
湖北科技学院学报(医学版) 2022年3期
关键词:胃肠道菌群直肠癌

敬小力,董思进,李佳祥,王 丹,周燕红**

(1.湖北科技学院医学部药学院,湖北 咸宁 437100;2.湖北科技学院医学部)

结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是当前较常见的恶性胃肠道肿瘤之一,在美国CRC是癌症的第二大常见死因。根据美国癌症协会提供的数据,2020年约有147 950人被诊断为CRC,其中53 200人死于该疾病(死亡率约达35.96%)[1]。近年来结直肠癌患者数量在世界范围内持续增长,且多数为死亡率极高的晚期确诊患者。而对于早期确诊患者,一般通过合理的治疗方案能够较好的缓解症状和康复。目前CRC治疗最有效的方法是细胞毒性药物治疗、放射疗法或手术切除,但由于药物对于癌细胞与健康细胞之间的低选择性和毒副作用,通常具有一定的疗效差和复发风险,因此,临床上迫切需要寻找治疗CRC的新疗法。随着中医药事业的蓬勃发展,中医药在肿瘤治疗中的运用日趋重要并发挥着有效作用。目前针灸作为补充及代替疗法被广泛应用于临床治疗。美国国家癌症研究所于2017年首次提出“肿瘤针灸”的概念,将肿瘤针灸描述为是肿瘤治疗领域的一种实践行为[2]。

近年有大量研究表明针灸对肿瘤相关症状及肿瘤一线常规治疗的不良反应具有一定的防治效果,其中针灸对结直肠癌患者围术期的不良反应有显著疗效;加速患者腹腔术后胃肠道功能的恢复;对结直肠癌患者的免疫微环境及相关炎症因子有显著调节作用。现将针灸在面向结直肠癌治疗机制的研究进展概述如下。

1 针灸对结直肠癌患者机体免疫系统的调节作用

结直肠癌患者常常伴随着不同程度的免疫机能受损。针灸可通过增强患者机体细胞的免疫能力、降低肿瘤细胞的负荷来提高结直肠癌的临床疗效。由于针刺治疗的多靶点多机制的特性,其可作用于由一系列细胞及细胞因子组成的复杂免疫网络系统。目前已有的机制研究表明,针灸恢复结直肠癌患者围手术期机体免疫系统的异常状态的具有显著作用。其作用机制主要是通过调节固有性免疫及适应性免疫。常见参与作用的炎性因子有IFN-γ、TNF-α、IL-10、IL-6等,它们可通过多种通路调节患者的免疫功能、加速患者术后恢复时间。针灸对结直肠癌患者免疫功能的调节机制概述如下。

1.1 针灸影响固有性免疫

针灸对固有性免疫的作用机制主要聚焦于:①对固有免疫细胞的调节作用,包括树突状细胞(dendritic cell,DC)、自然杀伤细胞(natural killer cell,NK)、巨噬细胞(macrophage);②调节体液免疫系统以高效识别病毒等病原体;③促进免疫调控机制的启动。

在外环境的刺激下,巨噬细胞可以分化为炎症杀伤因子(M1)和抗炎修复因子(M2)两种类型。在结直肠癌患者体内炎症反应过程中,M1会产生高水平炎症细胞因子如IFN-γ、TNF-α、IL-12、IL-23、IL-6等来调节M1/M2的平衡。防止M1的过度极化和增强M2的极化是针灸调节巨噬细胞的重要机制之一[3]。李金骁等[4]研究显示电针可通过激活SIRT1实现降低小鼠肿瘤数量、抑制P62的表达、提高DAI评分及并增强Beclin1、LC3的表达。由此可知,针刺治疗对拮抗免疫抑制,可明显影响相关细胞因子的数量和活性。

有研究[5-6]表明NK细胞在抗结直肠癌时可快速产生IFN-γ以响应“危险信号”并杀伤肿瘤细胞。目前有研究提出结直肠癌可诱发激活NK细胞受体表达,影响机体的免疫监测,促进肿瘤的形成与进一步发展。因此,NK细胞被认为是防御转移的第一道防线。Pais等[5]对结直肠癌患者在化疗期间联合使用针灸疗法,结果表明患者的焦虑及抑郁状态均有明显改善,同时NK细胞的活性显著增强且数量明显提升。虽然其作用机制仍不明确,但可知NK细胞释放的干扰素(IFN-γ)能使抗肿瘤免疫功能显著增加。有研究者针刺肿瘤小鼠模型的百会、肾俞、足三里等穴位,结果显示NK细胞数量明显增加,且小鼠血清和脾脏中IFN-γ、TNF-α及IL-6的含量也在针刺治疗后显著增加[6]。

1.2 针灸影响适应性免疫

适应性免疫主要通过T细胞与B细胞特异性识别并清除病毒。目前针灸改善结直肠癌的研究重点集中在:①T细胞:感染病毒后机体可产生特异性CD4+T细胞和CD8+T细胞;②B细胞:参与细胞免疫与体液免疫。

针灸能促进抗结直肠癌肿瘤因子,其对T细胞的调节是免疫应答的重要机制之一。辅助性CD4+T细胞在免疫过程中起重要调节作用,有Th1细胞和Th2细胞两种亚群。Th1主要分泌IL-2、TNF-β和IFN-γ,主要介导炎性反应和免疫杀伤作用。而Th2主要分泌IL-4、IL-6、IL-10,可通过刺激B淋巴细胞,促进IgE、IgG等抗体产生,主要介导体液免疫。因此,调节Th1/Th2的平衡状态可能成为针灸改善结直肠癌免疫抑制状态的重要机制。一项临床试验结果表明电针可显著提升结直肠癌术后患者CD4+T细胞的含量,从而改善患者免疫抑制状态、减少IL-6分泌,同时显著提升血清中MTL的含量和加速胃肠道的动能恢复[7]。另有研究者提出不同艾灸方法改善化疗药物所致的免疫抑制状态效果也存在明显差异。对环磷酰胺所致免疫抑制兔进行针灸治疗,对广泛存在于活化T淋巴细胞、B淋巴细胞和巨噬细胞表面的程序性死亡因子(PD-1)及其配体PD-L1,隔药饼灸对增加IgG含量的效果更优[8]。作为参与细胞免疫的重要组成部分,B淋巴细胞在抑制肿瘤生长方面也具有重要作用。针灸对B淋巴细胞的调节主要体现在:①对其数量的调节;②作为体液免疫的主要效应细胞,针灸可促进其分泌免疫球蛋白。龚君君等[9]设计的一项临床试验,对消化道恶性肿瘤患者化疗期间西药辅助温针灸治疗,结果显示研究组患者的免疫球蛋白水平、TNF-α及IL-2水平明显高于对照组,温针灸可有效缓解消化道恶性肿瘤化疗期的免疫抑制状态。

2 针灸对结直肠癌胃肠道功能的调节

针灸作为重要的代替或补充治疗方案,针灸疗法在胃肠道疾病有非常显著的临床优势但机制比较复杂,近年来针灸调节结直肠癌患者胃肠道功能的相关机制研究总体可概括为:对胃肠道益生菌群的调节;对胃肠动力相关的神经调节及对胃肠功能相关激素的调节。

2.1 针灸对结直肠癌患者肠道菌群的影响

人类肠道微生物主要由5种菌门组成,包括厚壁菌门(firmicutes)、拟杆菌门(bacteroidetes)、放线杆菌门(actinobacteria)、变形杆菌门(proteobacteria)和梭杆菌门(fusobacteria)。其中有3种细菌与CRC的发生相关,分别是:具核梭杆菌、肠毒性脆弱拟杆菌和pks阳性大肠杆菌。肠道微生物区系可能通过3条主要途径造成宿主癌症风险:①改变宿主细胞的增殖或翻转;②影响免疫功能;③代谢摄入的和宿主衍生的产物。针灸对结直肠癌患者肠道菌群的调节主要通过直接改善肠道菌群的含量,如提升双歧杆菌和乳酸菌等有益益生菌的数量、减少肠球菌和大肠杆菌等肠道有害益生菌的数量;或通过调节“肠脑轴”通路中细胞因子的表达以调节菌群的数量。大量实验结果显示针灸可通过调节菌群的数目变化以维持机体肠道菌群的稳态和多样性。有临床研究表明[10],温针灸可有效改善结直肠癌根治术后患者的肠道菌群以及免疫功能,例如治疗后针灸组患者双歧杆菌、乳杆菌水平均高于对照组,同时大肠杆菌、肠球菌水平均低于对照组。赵珈宇等[11]为探讨针刺治疗应激性胃溃疡(SGU)可能的作用机制,观察针刺关元、下巨虚对SGU模型大鼠脑和肠组织及肠道菌群内Toll样受体4(TLR4)水平的影响,结果显示针刺组大鼠肠组织内的TLR4数量明显降低。其机制可能与增加肠道菌群多样性,促使紊乱的肠道菌群趋于正常,以及降低脑和肠组织内TLR4的数目有关。

2.2 针灸对结直肠癌患者胃肠道动力的调节

目前针灸对结直肠癌患者胃肠动力调节的机制研究聚焦于针灸对胃肠道动力学相关的细胞因子及蛋白的调节作用。有学者[12]提出,针灸可通过调节ICCs和CO及其合成酶的表达水平,改善患者术后胃肠道功能障碍。其作用机制包括:①加速与胃肠道功能障碍密切相关的ICCs细胞的修复进程;②增加作为胃肠平滑肌细胞、ICCs及肠神经间的信号传递中介CO的含量;③调节在CO生成途径中不可或缺的HO-2和HO-1的活性。一项临床试验结果[13]表明,对结直肠癌腹腔手术后患者电针处理足三里、上巨虚、太冲、合谷穴可明显改善其胃肠道动力及维持胃肠道菌群的平衡。杨大业等[14]通过动物实验验证了对腹泻型肠易激综合征模型大鼠电针足三里穴,可通过下调Vimentin蛋白的表达改善大鼠的胃肠动力,且对平滑肌细胞的收缩力也有一定的调节作用。Guo等[15]的一项电针或针灸对消化不良的系统性回顾研究表明,针灸可显著改善胃肌活动,包括胃肌电活动的频率和胃排空的速率。因此,在结直肠癌围手术期施以针灸可显著改善患者胃肠道不良反应,加速患者的术后恢复。

2.3 针灸通过神经系统对结直肠癌的胃肠道的调节

针灸对胃肠运动的疗效确切。现有研究认为针灸主要是通过调节神经通路来改善胃肠道动力。胃肠道相关神经系统可通过三个层次:自主神经系统(autonomic nervous system,ANS)、中枢神经系统(central nervous system,CNS)、肠神经系统(enteric nervous system,ENS)与胃肠道形成脑-肠轴内分泌网络。一般认为大脑的各级中枢及脊髓接收信号分子后,通过整合由脑-肠轴系统网络通路作用于胃肠道平滑肌细胞或传递至胃肠道内的神经丛来改善胃肠道功能[16]。5-HT广泛存在于CNS与胃肠道中,被认为是调节胃肠道功能的主要神经递质。电针IBS-D模型大鼠的足三里、内关、太冲穴位可通过增加5-HT的含量加速收缩肠道平滑肌,同时大鼠血清中促炎因子IL-1β含量的升高、抑炎因子IL-10含量的降低不仅可反映针灸可有效改善肠道炎症,还可反映对肠道功能的恢复作用[17]。

电针可通过增强相关穴位迷走神经的放电频率以调节幽门括约肌以加速大鼠的胃排空速率。研究[18]表明,电针大鼠足三里穴区能促进迷走神经胃支放电频率升高。此外电针对小肠运动抑制模型大鼠的小肠平滑肌肌电有调节作用,且对于不同经络及穴位的治疗效果存在相对特异性[19]。

降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)是一种广泛分布在中枢和外周神经系统的神经肽。大量研究表明CGRP在多种胃肠道疾病的病理过程中具有重要作用,其也是结直肠癌的重要干预靶点[20]。黄瑞等[21]在采用DSS法设计UC小鼠模型的同时艾灸足三里穴位,结果显示经艾灸干预的小鼠结肠远端黏膜层CGRP阳性神经纤维的表达显著减少,同时小鼠结肠全段黏膜损伤长度的百分比显著降低。由此可知艾灸可明显减缓结肠黏膜神经纤维的CGRP异常表达。

2.4 针灸对结直肠癌患者胃肠激素的调节

胃肠激素是由胃肠壁的神经末梢、胃肠道黏膜层的内分泌细胞及胰腺内的旁分泌细胞所释放的一组小分子高效能生物活性物质。目前针灸对结直肠癌胃肠激素的相关性研究多见于血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)、胃动素(motilin,MOT)、胃泌素(gastrin,GAS)、P物质(substance P,SP)、胆囊收缩素(cholecystokinin,CCK)、生长抑素(somatostatin,SS),它们均对胃肠道的功能恢复具有重要作用[22]。Hou等[23]对肠癌老年患者术后1、3、4d施以电针刺激足三里,上巨虚穴位,可显著增加患者MOT、GAS的含量。虽该实验未能明确针灸调节胃肠激素的机制,但提出了针灸通过神经调节胃肠激素活性的观点。吴静等[24]的一项临床试验结果表明,对胃癌患者术后常规处理的基础上进行温针灸结合穴位按摩的治疗方式,7d后患者血清中GAS、MOT、VIP,全血白细胞(WBC)、中性粒细胞计数(NEU)均呈上升趋势,加速了胃肠道的功能恢复。李博萍等[25]对结直肠癌术后患者施用针灸联合辨证配伍香砂六君子汤或黄土汤治疗,结果显示针药联合组患者的血清中MOT及SS水平显著升高。消化性不良是结直肠癌最常见的并发症,一项动物实验表明针灸可双向调节消化不良大鼠模型的胃肠道活力,针灸可显著抑制VIP与SS的逆转录而减少其在胃肠道中的含量,GAS与MOT的水平也得到双向调控[26]。

3 总结与展望

目前,结直肠癌的发病率呈逐年上升趋势,已成为严重影响人类健康事业发展的疾病。随着“中医精准治疗”在肿瘤治疗中的发展,针灸作为中医的重要组成部分已成为胃肠道疾病重要的补充治疗方案。当前研究对针灸干预免疫系统、改善胃肠道功能的作用已有一定的认识,在此基础上对针灸在结直肠癌中的机制探索也在逐渐深入和发展。针灸改善结直肠癌患者免疫抑制状态的机制研究目前主要集中在基因组学基础上观察针灸对炎性因子的调节,可通过影响固有性免疫和适应性免疫明显改善相关的细胞因子的增殖,从而实现对机体免疫的调节作用。对针灸改善胃肠道功能的作用机制研究主要集中在对肠道菌群稳态,胃肠动力相关的神经通路以及肠道相关激素的调节,针灸神经网络调节作用是目前机制研究的重点,其中脑-肠轴系统网络为主流机制。

为提高针灸疗法的认可度,进一步应用于直肠癌的辅助治疗全程中,需要对针灸作用于机体的内在机制进行深入的研究与探讨,来弥补现阶段理论研究存在的不足。今后的研究工作主要为以下几点:①针灸疗法具有多靶点多机制双向调节的复杂性,可扩大针灸在改善结直肠癌的研究范围,可探索中药与针灸交互对结直肠癌的作用机制,丰富针灸与多种药物结合的理论依据,更好地实现从现象描述向机制挖掘的转换。②提高实验的严谨性,对于动物的相关穴位定位及实验设计和动物造模方法需要进一步改进。不仅要明确观察指标,相关检测方法及精确度也还需进一步提高。③精准取穴,由于目前针灸选穴无统一标准,多依靠经验穴位进行观察且作用效果一直存在争议,为使选穴更加精准,可通过专家经验或利用现代电子信息技术,如荟萃分析或文献管理平台筛选出频率较高的一些穴位进行研究。

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