陈飘逸 孙灵钰 李思佳 陈鑫丽 谢长生
结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是全球第三大常见癌症[1]。根据2018 中国癌症统计报告,我国结直肠癌发病率、死亡率在全部恶性肿瘤中分别居于第3位和第5 位,其中新发病例37.6 万,死亡病例19.1 万[2]。我国人群癌症5 年相对生存率40.5%,远低于发达国家,预后相对较差[3]。近年研究表明,肠道微生态与CRC 的发生发展密切相关,中医药对CRC 有较好的干预作用,以肠道菌群为切入点,探索中医药干预CRC 作用机制的研究也层出不穷,左金丸是代表方剂之一。本文对左金丸调控肠道菌群干预CRC 的临床及基础性研究作一综述。
肠道微生物群是一个复杂的生态系统,人体肠道内有远超1000 种细菌,总重高达1~2kg,总数约1×1014个[4]。新生儿出生后,微生物会立即在肠道内定居,与宿主一同进化,贯穿宿主的整个生命周期[5]。
1.1肠道微生态影响CRC 的发生发展 CRC 患者肠道微生物区系的多样性和组成与健康人群存在明显差异,呈现生物失调,相关变化取决于CRC 的严重程度和病变位置。Yachida 等[6]通过粪便代谢组学研究,发现核梭杆菌的相对丰度从黏膜内癌向晚期持续升高,多发性息肉样腺瘤和/或黏膜内癌中极小隐杆菌属和齿状放线菌显著增加。Wong 等[1]分析确定了CRC 中脆弱芽孢杆菌等7 个富集细菌的微生物核心。测序研究揭示CRC 患者的生物失调,动物模型研究明确了几种细菌在CRC 发生发展中的作用,提示肠道微生物可作为筛查或预测CRC 的生物标志物。
1.2肠道微生态失调导致CRC 的机制 研究发现,CRC 肠道微生物区系潜在保护性类群的丰度较低,致癌类群的丰度增加[7]。肠道的动态平衡被打破,微生物、炎症和肠道免疫调节共同推动了肠道癌变。细菌代谢产物与CRC 密切相关:纤维可被肠道菌群转化为短链脂肪酸,重塑免疫系统功能,驱动抗炎反应和肿瘤抑制[8];高脂饮食则引起肠道菌群代谢失调,产生大量次级胆汁酸,影响有丝分裂,诱导ROS 的生成和DNA 损伤,增加CRC 风险[4]。据估计,20%~30%的CRC 病例与炎症有关,炎症机制是肿瘤发生的公认驱动因素[9]。肠道微生物紊乱干扰促炎症反应信号传导,加剧肠道黏膜上皮损伤,相关促炎细胞因子包括IL-1β、IL-23、IL-22、IL-27,特别重要的是IL-17A 和IL-6[7]。
1.3调节肠道微生态可干预CRC 多项流行病学研究表明,过量摄入动物蛋白和脂肪,可增加CRC风险,而纤维可以预防CRC 的发生,应采用富含纤维的均衡饮食来调节肠道细菌代谢产物,从而降低CRC 的风险[10]。肠道菌群参与免疫或化疗的过程,动物实验发现CTLA-4、环磷酰胺、CpG-低聚核苷酸或铂类发挥作用均依赖肠道菌群[11]。因此,调节肠道微生态能产生更好的抗肿瘤疗效。
中医药是防治CRC 的手段之一,在降低复发率及转移率,减轻放化疗、免疫靶向副反应,改善生活质量,延长生存期等方面起重要作用。通过肠道微生态干预CRC 不只是现代医学的研究思路,也是中医药领域的研究热点。左金丸作为中医药的代表方剂,其复方及成分对于CRC 的干预机制受到了越来越多的关注,基于肠道微生态展开的研究也逐渐增加。
2.1左金丸溯源及临床应用 左金丸(ZJP)始载于《丹溪心法》,由黄连、吴茱萸用量按6∶1 比例组成。方中重用黄连,配以少量吴茱萸。黄连一则清胃热,二则泻心火,使其不过度克伐肺金,肺金进而得以制约肝木。吴茱萸一则引黄连入肝经泻肝火,二则入脾胃以降逆止呕[12]。黄连苦寒,吴茱萸辛热,两药合用,肝胃同治,辛开苦降,寒热平调,相反相成,如此,肝火得泻,胃气得降,肝胃调和[13]。左金丸原用于治疗肝火犯胃证,症见胁肋疼痛,呕吐吞酸,口干口苦,舌红,苔黄,脉弦数。现代临床也用于证属肝胃郁热、肝郁脾虚的腹泻型肠易激综合征(IBS)、顽固性便秘等肠道疾病[12-13]。左金丸及黄连、吴茱萸防治CRC 的名家经验及医案报道较多,但临床研究鲜有报道,不过其主要成分防治肿瘤的临床研究正逐步涌现:大肠腺瘤是CRC 的癌前病变,刘丽丽发现黄连素可有效预防大肠腺瘤的内镜下摘除后再复发[14]。张晓亮、刘秀珍的团队各自证实了小檗碱单用或联合中药方剂及其成分能有效治疗乳腺癌[15]。Chen 等[16]报道了中国6 个省的7 个医院中心开展的一项双盲、随机、安慰剂对照试验的结果,发现小檗碱可安全有效地降低大肠腺瘤复发风险,用于息肉切除术后的化学预防。Kwon和Chan[17]则认为该试验可能存在试验组基线风险更低、没有严格报告不良事件等问题。以上研究在证实左金丸抗肿瘤临床应用前景的同时,也表明了左金丸最终应用于CRC 的临床治疗仍须开展更多的临床研究。
2.2从菌论治CRC 的中医病机 结直肠癌属于中医“积聚”“肠蕈”“肠僻”“肠风”“脏毒”等范畴[18],正气亏虚、饮食不节、情志不遂等因素致使脾胃升降失常,痰浊内生,痰瘀互结,邪毒结聚,痹阻大肠而成肿瘤。田婷婷等[19]从菌论治,指出肠道菌群阴阳偏盛、偏衰是促进CRC 的重要因素。周仲瑛教授[4]提出“癌毒”学说,认为“癌毒”是诱导癌病的特异性致病因子,是致病因素,也是病理产物,猛烈、顽固、流窜、隐匿、损正是其特点,与肠道菌群有极大的相似性,提出以消癌解毒为肿瘤治疗的基本治则。
2.3中医证候与肠道微生态的关系 越来越多的中医药研究开始关注肠道微生态,研究证型以脾气虚证、肾阳虚证、湿热证、脾虚湿阻证为主,与CRC 临床常见证型相符[20]。多项研究证实肠道菌群与中医证候密切相关:脾虚证患者双歧杆菌明显减少,脾胃湿热证患者肠杆菌、肠球菌明显增多[21]。徐超等[22]关联32 例CRC 患者的中医证候特征与肠道菌群,探索了气滞血瘀、脾虚湿阻、气血亏虚、气滞湿阻这些不同中医证候CRC 的肠道菌群分布,及不同菌群作为中医证候生物学标记物的作用。
2.4左金丸生物活性成分及作用靶点 基于网络药理学,李跃文等[23]认为吴茱萸次碱、药根碱、吴茱萸碱、非洲防己碱、小檗碱、巴马汀是左金丸主要药效物质,ESR1、TNF、AR、NOS3、PTGS2、CDK2、MMP9、MMP2、NOS2、IL4 等是其关键作用靶点。Guo 等[24]发现,槲皮素、小檗碱、依夫二胺、异鼠李素、芸苔芸香碱和棉酚是左金丸主要化合物。由于不同研究的药代动力学活性的评价标准不同,基于网络药理学得出的结论有差异,需要实验与临床进一步验证。
2.5左金丸复方的相关作用机制 Zhou 等[25]发现,左金丸可以纠正肠道菌群失调和Treg 细胞缺陷。磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/Akt 信号通路可能是左金丸干扰微生物区系和Treg 细胞之间的串扰的途径。左金丸还可提高CD4+CD25+Foxp3+Treg 细胞中PD-1/PD-L1 的表达,激活免疫抑制功能,抑制过度免疫损伤的程度。李跃文等[23]认为,左金丸能恢复促炎因子和抗炎因子之间的平衡。张璐[26]证实,左金丸对胃热证引起的肠道菌群紊乱有一定的调节作用,左金丸组大鼠肠道内拟杆菌属、阿克曼菌属、克雷伯氏菌属和变形杆菌属表达增加,发现左金丸可能是通过抑制有害菌和提高有益菌的丰度进行干预。
2.6左金丸成分的相关作用机制 研究表明,吴茱萸碱可通过下调炎症途径减轻结肠炎,这与嗜酸乳杆菌数量的增加和保护醋酸盐的产生有关[27]。崔祥等[28]发现,黄连提取物能显著抑制病原菌(肠杆菌、肠球菌)的生长,显著促进益生菌(乳酸菌、双歧杆菌)的生长,具有改善肠道微生态的功能。有证据表明,肠道微生物区系是小檗碱多功能作用的靶标。小檗碱干预显著改变肠道微生物群,增加了产生单链脂肪酸的细菌(如丁立单胞菌、辅球菌、瘤胃球菌)的数量,并减少了机会性病原体(如普氏杆菌、变形杆菌)[29]。此外,小檗碱治疗后血清促炎细胞因子浓度显著降低[30]。临床随机对照证实黄连素可能通过调节肠道菌群变化抑制腺瘤复发[14]。
基于已有的研究成果,可以得出:左金丸复方可促进有益菌的增加和致病菌的减少,调节细菌代谢产物,减少次级胆汁酸等对肠道上皮有细胞毒性作用的代谢物生成,从而维持肠道的结构完整性,防治CRC;也能改善肠道菌群失调,通过PI3K/Akt 等信号通路减少肠道炎症的发生率,从而控制了CRC 的一大驱动因素。吴茱萸碱、小檗碱等作为左金丸主要成分,也通过大量实验及临床研究被证实具有调节肠道微生物组成,提高乳杆菌、阿克曼氏菌等益生菌丰度,降低辅球菌、瘤胃球菌等致病菌丰度的作用,也兼具下调肠道炎症途径的功能。
综上所述,肠道微生态平衡是机体健康的重要保障。肠道菌群不仅参与CRC 的发生发展,也和CRC 的治疗密切相关。中医药防治CRC 的研究取得较多进展,左金丸作为代表方剂可能纠正肠道菌群失调以干预CRC 的发生发展。目前,仍存在中药研究局限于动物实验,临床试验开展过少,且偏倚因素过多等问题,相关机制仍缺乏验证,需要设计更严格的随机对照试验及基础研究以进一步评估证据。CRC 病变位置与微生物群的特殊性之间的关系尚不确定,把肠道微生物作为CRC 筛查或预测的生物标志物仍面临许多挑战。
左金丸-肠道微生态-CRC 之间的关系带给我们很多思考:如何明确肠道微生态在CRC 筛查、预防和治疗中的作用,以进一步确定调节肠道微生态的适用患者群体和临床益处;如何应用现代研究方法,探索左金丸等中药复方或有效成分通过肠道微生态干预CRC 的相关机制?探讨这些问题是该领域研究的重要任务,也将为中医药抗肿瘤研究提供新思路。因此,基于肠道微生态探索左金丸等干预CRC 的研究前景广阔。