中药甘遂在急性胰腺炎肠道菌群中的研究进展

喻志敏，沈展涛，钟小生*

急性胰腺炎（acute pancreatitis，AP）是一种因胰酶异常激活导致胰腺实质腺泡细胞受损，从而对胰腺自身及周围脏器产生消化，诱发胰腺局部急性炎性反应，甚至全身炎症反应或伴有多器官功能障碍的消化系统疾病，是临床常见的腹部急症之一［1，2］。相关报道显示，全球范围内AP 每年的发病率约为13~45/100 000［3，4］，而随着我国经济水平和人民生活水平的显著改善，近年来AP 在我国的发病率也逐步上升，较20 年前增加4 倍之多，高达0.71%［1］。目前，依据2012年最新修订版Atlanta分级（revised Atlanta classification，RAC）标准，AP按其严重程度可分为如下3 类：①轻症急性胰腺炎（mild acute pancreatitis，MAP），即不伴有器官功能障碍及局部或全身并发症，约占AP的80%~85%；②中重症急性胰腺炎（moderately severe acute pancreatitis，MSAP），即伴有一过性（≤48 h）的器官功能障碍和（或）局部并发症；③重症急性胰腺炎（severe acute pancreatitis，SAP），即伴有持续（>48 h）的器官功能障碍，约占AP 的5%~10%［2］。MSAP/SAP 通常临床病情进展迅猛，为持续性器官功能障碍，首次发作时的病死率高达43%［5］。SAP 的发病机制涉及多种复杂的病理生理过程，至今尚未完全阐明［6］。随着肠道菌群对人体的健康影响的深入，肠道菌群紊乱在AP 发病机制中的研究受到越来越多的关注。

目前祖国医学认为，AP 属于《伤寒论》中“结胸”、“痞证”、“阳明腹实证”等范畴。近年来，多个临床研究结果表明醋制甘遂可以缓解SAP 病情，缩短其自然病程，降低疾病并发症发生率，加速SAP 患者康复且有效提高SAP 综合诊治临床疗效［8-9］。SAP 诱发的全身炎症反应（systemic inflammatory response，SIRS）可导致肠道菌群紊乱、肠道屏障功能和免疫功能受损。随着近年来研究的逐步深入，肠道菌群被认为在胰腺坏死和胰周感染等有关并发症的发生发展中扮演重要角色［7］。为此，肠道菌群失调被认为是当前中医药治疗AP 的重要潜在靶点［10］，故本文结合AP 诊治最新的相关研究成果，从肠道菌群的角度对中药甘遂治疗AP 的有关作用机制进行综述，以期为中药甘遂治疗AP 提供更多的基础研究参考和证据支持。

1 肠道菌群在AP病程中的改变和相关作用机制

1.1 肠道菌群的组成及临床意义

肠道菌群泛指人类肠道内寄居的数量超过数万亿、种类多达1500 余种的细菌。肠道菌群具有分布动态、数量巨大、种类繁多、复杂性高等诸多特点［6］。其大致主要由9 门、50 纲组成，其中0.1%为以肠杆菌为主的兼性厌氧菌，99.9%为以芽孢杆菌和双歧杆菌为主的专性厌氧菌［11］。在纲层面，以厚壁菌门最多，拟杆菌门次之；变形菌门、放线菌门、梭杆菌门和疣微菌门此四种菌群亦较为常见［11］。肠道菌群依据菌群对宿主的影响，可分为有益菌、中间菌（条件致病菌）和有害菌三类。三者之间相互依赖且彼此拮抗，维持着肠道微环境的平衡与稳定，肠道微环境的稳态亦是当前临床治疗和基础研究的重点。

1.2 AP 中肠道菌群的组成改变及影响

在AP 的疾病进程中，肠道菌群的种类分布及菌群比例出现显著的病理生理改变［12-14］，其大致的原因可归为如下4 大类：①AP 诱发的大量炎症因子释放，显著增加了毛细血管的通透性，导致有效循环血容量减少，加之应激反应的存在致使肠道组织缺血、缺氧，继而因大量补液扩容所致的缺血再灌注损伤［15］，进一步削弱肠道蠕动功能，导致肠腔内毒素物质无法及时排除，造成肠道内菌群失调，最终造成肠道壁细胞功能障碍、肠道通透性增加、肠道黏膜屏障被削弱，进而使得肠道菌群更易越过肠道黏膜组织发生远处迁移，从而加剧SAP 患者的全身炎症反应［16］。②广谱抗生素的预防性使用，抑制了肠道内正常菌群的生长，进而使得肠道内的其他真菌和耐药病原菌生长繁殖处于相对优势，引发肠道内菌群种类和比例的失衡，扰乱了肠道环境的微生态平衡，使得肠道内的细菌更容易通过胆管或胰管逆行感染腹腔。③作为AP 继发性肠道感染的主要病原菌-大肠埃希菌、肠球菌和肠杆菌科的含量明显上升，且其含量与全身炎症水平呈正相关［17-19］。Zhu 等人［20］的研究通过对SAP 患者肠道菌群进行分类分析，发现以大肠杆菌为主的肠道需氧菌比例明显增加，而以双歧杆菌等厌氧菌为代表的肠道菌群生长受到抑制。在Lu 等人［21］的研究中，AP 患者多种炎症因子的水平与肠道中肠杆菌、肠球菌的含量呈正相关，而与肠道中的肠球菌含量呈负相关，此研究表明在AP 的发展过程中，肠道菌群的失调可能会加剧SIRS 的严重程度。④肠道菌群的失调使得免疫潘氏细胞分泌细菌素减少，进而削弱非特异性和特异性免疫球蛋白A 的分泌，降低肠道免疫功能，破坏由机械屏障、化学屏障、免疫屏障和生物屏障共同组成的肠黏膜屏障，增加肠道通透性，促使内源性细菌透过受损的肠黏膜屏障入血，最终导致多器官功能障碍甚至衰竭［22，23］。

2 中药甘遂对肠道菌群的影响及相关作用机制

现有研究结果表明［24］，中药与肠道菌群的相互作用大抵通过以下3 个途径：①中药改变肠道菌群组成；②中药改变肠道菌群代谢；③肠道菌群代谢中药。除了肠道菌群本身，中药经肠道菌群代谢后产生的代谢产物也在机体的生理病理活动过程中发挥重要作用。回顾大宗文献，中药甘遂亦主要通过上述主要途径在AP 的临床诊疗中发挥其特殊临床功效。

2.1 醋制甘遂可以增加肠道菌群的多样性

甘遂始载于《神农本草经》，为大戟科植物甘遂的干燥块根，其性寒、味苦，泻水逐饮、消肿散结为其重要功效。古书《本草纲目》中鉴于甘遂对胃肠道黏膜有刺激作用，且可引发炎症、充血、腹泻、腹痛等诸多临床不适症状，故将其归入毒草类。然而，现代药理学研究表明，中药包括甘遂等的有效成分实则复杂多样，进入肠道内的中药可经肠道菌群代谢转化生成新的活性代谢产物，进而发挥相应的生物学效应［24］。菌群多样性即菌群生物多样性，是对菌群内存在的细菌种类、数量和相对丰度的综合量化［25］。在当前的相关文献研究中，甘遂中已被明确的主要有毒性物质为二萜化合物和三萜化合物，进一步研究发现甘遂引发的胃肠道毒性与肠道内有益菌和刺激性细菌的相对丰度密切相关，具体表现为，前者的相对丰度越高且后者的相对丰度越低，则甘遂诱发的胃肠道毒性则越低［24，26］。换而言之，甘遂可以影响肠道菌群的多样性。不仅如此，在近年的研究中，Jiang 等人［27］的研究发现经醋制的甘遂可有效降低生甘遂中二萜类化合物和三萜类化合物等有毒化学物质的含量。其研究进一步指出，相较于生甘遂，醋制甘遂可降低肠道α-生物多样性，并提高肠道益生菌Lactobacillus、乳酸杆菌的相对丰度，与此同时，其还可以降低刺激性细菌Blautia 的相对丰度，增加肠道菌群的多样性，进而进一步降低甘遂引发的消化道毒性反应。

2.2 甘遂经肠道菌群代谢增加短链脂肪酸（short chain fatty acids，SCFAs）合成减轻肠道炎症反应

SCFAs 是指含有1~6 个碳原子的脂肪酸，其90%主要由未消化的纤维或碳水化合物经肠道菌群酵解而生成［28］。肠道菌群中由厌氧细菌发酵产生的SCFAs 主要包括乙酸、丙酸和丁酸［28，29］。乙酸是机体浓度最高的SCFAs，是碳水化合物和脂肪代谢途径的中心［28］。Miller 等［30］用放射性同位素分析表明，细菌产生乙酸的主要途径是依赖Wood-Ljungdahl 通路；丙酸是奇链脂肪酸的中心代谢产物，通常由二氧化碳的固定途径生成；丁酸是由多个专性厌氧菌缩合乙酰基辅酶A 形成。现有研究显示，可以产生SCFAs 的肠道菌群主要包括厌氧类杆菌、双歧杆菌、真细菌、链球菌和乳酸杆菌［31］。在此其中，拟杆菌门和厚壁菌门被认为是两门优势菌，前者分别占据肠道菌群总量的20%，而后者大概占比60%［28］。拟杆菌门（如紫单胞菌属）和厚壁菌门（如柔嫩梭菌和真杆菌）均可以产生丁酸，丁酸对结肠上皮稳态起着重要作用，而这一作用的产生主要是通过降低髓过氧化物酶活性，抑制NF-κB 途径所介导。含有丁酸或SCFAs的混合物溶液现已被用于治疗炎症性肠病［20，28］。SCFAs 除了作为重要的肠道菌群代谢产物，其本身亦可作为重要的信号分子参与调控介导饮食、肠道菌群和宿主之间的相互作用，并且在机体的抗炎症感染方面发挥重要功能［32］。近年研究表明，丁酸酯可通过抑制人单核细胞IL-12 分泌，并上调IL-10，以抑制巨噬细胞和中性粒细胞释放促炎细胞因子而发挥抗炎作用［33］。这一研究发现与Jiang D 等人［27］的研究结果较为一致。在Jiang 等人［27］的研究中，用醋制甘遂处理大鼠后，其肠道组织经病理组织学检测提示炎性损伤较对照组明显减轻，且肠道组织中的SCFAs 相对浓度较对照组显著增加，差异具有统计学差异（P<0.05），其结果表明用醋制甘遂可通过肠道菌群代谢增加SCFAs，从而减轻肠道炎性反应。

2.3 甘遂减少促炎症因子释放，保护肠道黏膜屏障

相关研究表明，甘遂可以减少AP 患者中促炎症因子IL-6 的释放，降低hs-CRP 水平，减轻肠黏膜细胞损伤，维护肠黏膜结构完整，改善肠道黏膜屏障功能，有效降低因SAP 所导致的腹腔内高压，减少肠道菌群移位，降低胰腺感染、胰腺脓肿等诸多局部并发症的发生［33，34］。Qiu 等人［34］的研究表明甘遂一方面可以显著降低SAP 模型大鼠血清中IL-1β，IL-6、TNF-α 炎症因子水平。另一方面，甘遂可减轻肠道组织异常形态的改变，抑制肠黏膜组织中Capapse-3 的升高，阻止Bcl-2 蛋白的降低，并减少大鼠回肠组织中凋亡细胞的数量。并且，甘遂可显著抑制介导感染、组织损伤和炎症的重要因子-HMGB1 的蛋白水平，恢复MFG-E8 蛋白表达水平，而后者可促进凋亡细胞的吞噬。除此之外，甘遂经肠道菌群代谢产生的SCFAs 是肠黏膜上皮细胞的主要能量来源，可促进肠上皮细胞的增殖和分化，减少细胞凋亡，维持肠黏膜机械屏障的完整性［35］。与此同时，甘遂经肠道菌群产生的高浓度的SCFAs，不仅可通过改善肠道形态、减少细胞凋亡、维持肠黏膜屏障功能，而且还可增加肠道跨上皮电阻，减少肠黏膜通透性，增强肠道的化学屏障功能［36］。

3 甘遂经肠道菌群影响体内氨基酸代谢增强肠道免疫

良好的肠道免疫功能是执行肠道黏膜屏障完整功能的重要前提。相关研究表明，大多数中药经肠道菌群代谢产生的SCFAs 一方面可以通过直接修复肠上皮细胞，促进杯状细胞黏液蛋白分泌来维持肠道黏膜屏障的完整性；另一方面，SCFAs 还可通过促进肠道固有层弥散分布的浆细胞分泌IgA，后者进入肠腔后通过抗原-抗体反应清除肠道内毒素且抑制肠道内有害细菌的生长繁殖。与此同时，其还可以通过激活巨噬细胞、CD4+，CD8+T 淋巴细胞和补体蛋白来实现其免疫调节作用［24，37，38］。除此之外，微生物代谢组学研究显示，肠道中的某些菌群可通过特定的生化途径代谢氨基酸，并生成独特的功能性代谢产物，后者对机体肠道免疫调控发挥着重要作用［39］。进一步的相关研究表明，芳香族氨基酸（酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸）的增加有助于机体在炎症环境下通过特定信号因子合成特定蛋白质，保护机体免受外来病原菌或微生物的侵害，对机体的免疫调控起着非常重要的作用［40］。Hou 等人［41］的结果发现芳香族氨基酸衍生物Indole-3-aldehyde（IAld）可通过芳香烃受体（aryl hydrocarbon receptor，AhR）激活上调肠壁固有层淋巴细胞分泌IL-22，从而加速肠干细胞向上皮细胞的增殖，以确保肠壁组织稳态。除此之外，Cervantes-Barragan 等人［42］的研究结果显示，一些吲哚衍生物在肠道中可通过AhR/IL--22 轴发挥肠上皮完整性和黏膜免疫应答的调节作用。值得注意的是，当前已有相关研究表明，醋制甘遂的泻水逐饮作用可能与苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸生物合成，苯丙氨酸代谢、色氨酸代谢、精氨酸代谢、甘油磷脂代谢等代谢通路相关［43］，尽管其背后的作用机制未能进一步阐明，或许其与醋制甘遂通过菌群的代谢产生中间代谢产物以改善肠上皮细胞的通透性，维持肠道细胞结构和功能的完整性，进而增强其肠道免疫能力密切相关。

4 结 语

肠道菌群与AP 的发生、发展及病情演变息息相关。肠道菌群的失调可能是SAP 的重要发生机制之一。传统中药醋制甘遂可增加肠道中SCFAs的分泌，而后者极大地参与调控了肠道的黏膜屏障功能，这表明针对肠道菌群的调节是甘遂治疗AP 值得探索的重要研究方向。然而，当前大多数临床研究未能深入探讨其作用机制。因此，采用高通量测序技术、结合先进的功能微生物组学和代谢组学分析技术，利用生物信息学分析技术、分子生物技术和粪菌移植技术，将有助于深入探索中药甘遂与肠道菌群的相互作用机制，有助于进一步揭示其发挥临床功效的确切活性化学成分，进而为AP 的中医药治疗提供高质量的临床循证医学证据。

利益冲突：

无