腸道微生態(tài)與中醫(yī)藥

1、腸道微生態(tài)與 中醫(yī)藥,,腸道菌群調(diào)節(jié)劑：益生菌,E. Metchnikoff（1845-1961）,首先提出動(dòng)物的腸道微生物系統(tǒng) 對(duì)維持其健康起關(guān)鍵作用的科學(xué) 家之一。發(fā)現(xiàn)保加利亞農(nóng)民之所以健康長(zhǎng) 壽與食用發(fā)酵的奶制品（Yogurt） 有關(guān)。首先發(fā)現(xiàn)了吞噬現(xiàn)象和吞噬細(xì)胞， 隨之提出細(xì)胞免疫學(xué)說(shuō)，認(rèn)為機(jī) 體的免疫功能主要是吞噬細(xì)胞的 吞噬作用。1908年因

2、其在免疫學(xué)方面的杰出 貢獻(xiàn)，與P.Ehrlich（Germany） 一起獲諾貝爾獎(jiǎng)醫(yī)學(xué)。,人體微生態(tài)學(xué),人體有胃腸道、口腔、泌尿生殖道、皮膚和呼吸道五大微生態(tài)系統(tǒng)。 胃腸道微生態(tài)對(duì)人體最重要，研究最早、最多。腸道是體內(nèi)細(xì)菌定植的主要場(chǎng)所，腸道定植的細(xì)菌具有數(shù)量巨大、多樣化、復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，構(gòu)成了人體的腸道菌群（intestinal microflora）。腸道菌群從無(wú)到有，伴隨著人的一生而變化，直至生命結(jié)束。

3、,1.人體胃腸道正常菌群是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期歷史進(jìn)化在宿主內(nèi)形成的定植微生物群落，他們對(duì)宿主是有益的和必需的，在正常狀態(tài)下是無(wú)害的。2.在胃腸道中生活的細(xì)菌大約有1014個(gè)，由300～500種微生物組成，相當(dāng)于人體細(xì)胞的10倍，由厭氧菌、兼性厭氧菌、好氧菌組成，其中專(zhuān)性厭氧菌達(dá)97～99％ 以上。,腸道菌群的王國(guó),4.小腸是個(gè)過(guò)渡區(qū)，腸液流量大，足以將細(xì)菌在繁殖前沖洗到遠(yuǎn)端回腸和結(jié)腸。十二指腸正常菌群與胃相似；空腸細(xì)菌濃度一般小于105CFU

4、／ml，主要為革蘭氏陽(yáng)性的需氧菌；而回腸末端細(xì)菌濃度為103～ 107CFU／ml，并且革蘭氏陰性桿菌超過(guò)革蘭氏陽(yáng)性桿菌。5.大腸細(xì)菌的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)小腸，數(shù)量達(dá)1011～1012CFU／m1。這主要是由于結(jié)腸內(nèi)容物移動(dòng)緩慢所致，且大腸內(nèi)環(huán)境呈中性或弱堿性，有利于細(xì)菌大量繁殖。糞便干重的1/3為活細(xì)菌，其中厭氧菌的數(shù)量超過(guò)需氧菌的100～10 000倍。,3.胃內(nèi)由于胃酸的影響，細(xì)菌的種類(lèi)和數(shù)目較少，通常小于103 CFU／m1。在胃中

5、仍可以分離出乳酸桿菌、酵母菌、鏈球菌、葡萄球菌等，但只有乳酸桿菌能被大量分離出來(lái)。,胃腸道微生態(tài)系統(tǒng),,,,定居于胃腸道的菌群 按照對(duì)宿主的作用可分為3類(lèi)：,(1)共生型：為專(zhuān)性厭氧菌，是腸道的優(yōu)勢(shì)菌群，這些菌對(duì)宿主是有益無(wú)害的。主要為原籍菌（autochthony）或常駐菌(resident flora) ，包括：類(lèi)桿菌屬、優(yōu)桿菌屬、雙歧桿菌屬、瘤胃球菌屬和梭菌屬等專(zhuān)性厭氧菌，是對(duì)宿主發(fā)揮生理功能

6、的菌群。,(2)條件致病菌： 在正常情況下，由于微生態(tài)環(huán)境的平衡狀態(tài)，這些細(xì)菌數(shù)量少，不會(huì)致病，而且是保持微生物群落生態(tài)平衡的必要組成部分，但在病理情況下，其數(shù)量異常增多，就可致病。 主要為外籍菌（allochthony）或過(guò)路菌(transient flora),如大腸桿菌和鏈球菌等，流動(dòng)性大，有潛在致病性。,(3)病源菌： 大多為外籍菌群，長(zhǎng)期定植的機(jī)會(huì)少，生態(tài)平衡時(shí)這類(lèi)細(xì)菌數(shù)量少，不會(huì)致病，但數(shù)量

7、超出正常水平，就會(huì)使人體發(fā)病。,腸道菌群的生理作用,（1） 營(yíng)養(yǎng)作用（2） 促進(jìn)結(jié)腸上皮細(xì)胞的增值和分化（3）保護(hù)作用— 生物屏障作用（4）免疫作用（5）抗腫瘤作用,1.營(yíng)養(yǎng)作用,（1）物質(zhì)代謝作用： 腸道菌群可以發(fā)酵沒(méi)有消化的食物殘?jiān)蜕掀ぜ?xì)胞產(chǎn)生的粘液。 （腸道微生物區(qū)系基因的多樣性提供了明顯不同于宿主的酶的多樣性和生化途徑的多樣性）。 糖類(lèi)發(fā)酵是主要的能量來(lái)源：主要包括不能消化的糖(抗消化淀粉、纖維素

8、、半纖維素、果膠和樹(shù)膠)和一些沒(méi)有消化的寡糖，同時(shí)也能分解部分的多肽和蛋白質(zhì)。 物質(zhì)代謝的終產(chǎn)物主要是短鏈脂肪酸。主要的短鏈脂肪酸是乙酸、丙酸、丁酸。丁酸，主要被腸上皮細(xì)胞吸收，是腸上皮細(xì)胞的主要能量來(lái)源。乙酸與丙酸，主要由門(mén)靜脈轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟，由肝臟代謝。,（2） 合成作用： 腸道厭氧菌可以合成多種維生素如B1、B2、B12、A、E、K等，且可產(chǎn)生多種微量元素與礦質(zhì)離子，參與鈣、鎂、鐵等離子的吸收。礦質(zhì)離子的吸收有利于糖

9、等物質(zhì)代謝順利地進(jìn)行。,2． 促進(jìn)結(jié)腸上皮細(xì)胞的增值和分化,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)同定植有正常微生物的小鼠相比，無(wú)菌小鼠中隱窩上皮細(xì)胞的更新率降低，隱窩細(xì)胞的數(shù)目較少。 這說(shuō)明胃腸道的微生物影響細(xì)胞的增值。上皮細(xì)胞的分化與定植的微生物有關(guān)。微生物代謝產(chǎn)生的短鏈脂肪酸促進(jìn)上皮細(xì)胞的分化和繁殖。,3. 保護(hù)作用—— 生物屏障作用,定居于腸道內(nèi)的正常菌群構(gòu)成了機(jī)體一道十分重要的屏障，能阻止?jié)撛诘闹虏【娜肭只蛲庖u菌在粘膜上的定植。

10、 通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，無(wú)菌動(dòng)物對(duì)條件致病菌有較高的敏感性，定植抗性也限制了條件致病菌在胃腸道的生長(zhǎng)。 腸道厭氧菌對(duì)于維持正常的腸蠕動(dòng)起著重要的作用，而正常的腸蠕動(dòng)是阻止致病菌在腸道定植的一個(gè)重要手段，而且厭氧菌產(chǎn)生的短鏈脂肪酸使腸腔內(nèi)呈酸性，氧化還原電位低，不利于致病菌的繁殖。,4. 免疫作用,正常菌群促進(jìn)免疫器官的發(fā)育成熟．在無(wú)菌動(dòng)物的胃腸粘膜上，淋巴細(xì)胞較少，并且血液中免疫球蛋白的濃度較低；但把無(wú)菌動(dòng)物暴露于普通條

11、件下，淋巴細(xì)胞的數(shù)目迅速增長(zhǎng)，血清中免疫球蛋白的濃度上升。 實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)：雙歧桿菌能激活機(jī)體的吞噬活性，促進(jìn)特異性和非特異性抗體的產(chǎn)生。乳酸桿菌促進(jìn)輔助性T細(xì)胞的發(fā)育，誘導(dǎo)產(chǎn)生多種細(xì)胞因子預(yù)防Ig E介導(dǎo)的過(guò)敏反應(yīng)。,5.抗腫瘤作用機(jī)制,益生菌通過(guò)抑制將前致癌物轉(zhuǎn)化為活性致癌物的細(xì)菌的生長(zhǎng)，直接抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)；或與活性致癌物結(jié)合而抑制其吸收等方式抑制腫瘤的發(fā)生。 雙歧桿菌還可通過(guò)促進(jìn)單核巨噬細(xì)

12、胞的活性，增強(qiáng)腫瘤局部的免疫反應(yīng)，改善腫瘤患者T 淋巴細(xì)胞亞群的分布，提高機(jī)體細(xì)胞免疫功能等作用而發(fā)揮抗腫瘤作用。 微生物代謝產(chǎn)生的短鏈脂肪酸，丁酸在體外抑制腫瘤細(xì)胞的繁殖，促進(jìn)細(xì)胞的分化，即丁酸促進(jìn)腫瘤細(xì)胞向非腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。,人體胃腸道菌群的生理性演替,人的一生中經(jīng)歷兩次大的生理演替。 第1次腸道菌群的變化。嬰兒剛出生時(shí)腸道是無(wú)菌的，出生幾小時(shí)，腸道內(nèi)即出現(xiàn)大量的需氧菌和兼性厭氧菌。但2～3 d后，上述

13、需氧菌和兼性厭氧菌大幅度下降，代之以嚴(yán)格厭氧菌增加(主要是雙歧桿菌)。出生后的5～7 d，雙歧桿菌的增長(zhǎng)達(dá)到高峰，然后趨于穩(wěn)定，成為嬰幼兒期的腸道菌群特征。 這一過(guò)程中，分娩方式(自然出生和剖腹產(chǎn)等)和飲食類(lèi)型(母乳喂養(yǎng)和代乳品喂養(yǎng))以及其它環(huán)境因子也影響菌種的定植。在發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家以及不同醫(yī)院出生的嬰兒定植菌的類(lèi)型有所不同。,第2次菌種變化發(fā)生在幼兒的離乳期，兒童由混合喂養(yǎng)轉(zhuǎn)向成人飲食，這時(shí)類(lèi)桿菌、厭氧鏈球菌等厭

14、氧菌逐步增多，雙歧桿菌逐步減少到總菌數(shù)的10％左右，而且雙歧桿菌的類(lèi)型也由嬰兒雙歧桿菌、短雙歧桿菌轉(zhuǎn)變?yōu)槌扇诵烷L(zhǎng)雙歧桿菌和青春型雙歧桿菌。 就健康成年人而言，整個(gè)成年期穩(wěn)定于這一菌種結(jié)構(gòu)，進(jìn)入老年期，雙歧桿菌進(jìn)一步減少，有的個(gè)體甚至完全不能檢測(cè)出。,微生態(tài)平衡,正常腸腔內(nèi)的菌群通過(guò)宿主與自身的調(diào)節(jié)機(jī)制達(dá)到在宿主內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)．主要通過(guò)以下幾方面達(dá)到平衡狀態(tài)：（一） 宿主因素1. 在胃酸的作用下，大部分細(xì)菌被殺死；2.

15、 腸道蠕動(dòng)使得大部分細(xì)菌排向腸腔下端移動(dòng)排除；3. 腸道分泌物如膽酸、溶菌酶等可抑制細(xì)菌生長(zhǎng)．,（二）微生物因素 1、微生物之間的相互作用，包括兼性厭氧菌可利用氧進(jìn)行繁殖，有利于專(zhuān)性厭氧菌的生長(zhǎng)，以及許多細(xì)菌產(chǎn)生的細(xì)菌素可抑制異種菌的生長(zhǎng)，使菌群保持穩(wěn)定狀態(tài)。 2、一些細(xì)菌產(chǎn)生的有機(jī)酸使腸腔內(nèi)pH值下降，有利于厭氧菌的大量生長(zhǎng)。 3、非致病菌在腸上皮細(xì)胞黏附位點(diǎn)的占據(jù)抑制了致病菌的入侵，同時(shí)在生

16、態(tài)位點(diǎn)對(duì)營(yíng)養(yǎng)的爭(zhēng)奪也限制了菌的過(guò)度繁殖。,菌群失調(diào),腸道微生物通過(guò)以上因素達(dá)到動(dòng)態(tài)的、相對(duì)穩(wěn)定的、協(xié)調(diào)的微生態(tài)平衡是機(jī)體健康的保證和象征。一旦打破這種平衡狀態(tài)，就易引起菌群失調(diào)。 抗生素是引起菌群失調(diào)的常見(jiàn)原因?？股?，特別是廣譜抗生素的使用，在殺死敏感菌的同時(shí)引起大量非敏感菌的繁殖或外籍菌的入侵與繁殖，例如抗生素常引起艱難梭菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌等的增多，從而導(dǎo)致抗生素相關(guān)性腹瀉，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)偽膜性結(jié)腸炎。抗生素還易引起

17、耐藥菌株的擴(kuò)散，導(dǎo)致微生態(tài)失調(diào)。,腸道菌群失調(diào)相關(guān)疾病,1.腹瀉、便秘2.腸易激綜合征3.炎癥性腸病4.結(jié)直腸黑變病、癌變5.肝病6.消化道外科手術(shù)后,流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌高發(fā)區(qū)與低發(fā)區(qū)人群腸道菌群組成方面有很大差異，不同飲食習(xí)慣的人群，腸道菌群構(gòu)成截然不同，同樣地，患結(jié)直腸癌的危險(xiǎn)性也不同，提示腸道菌群的變化與結(jié)直腸癌的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。 腸道菌群失調(diào)是誘發(fā)結(jié)腸癌的關(guān)鍵因素。無(wú)菌動(dòng)物結(jié)腸炎和結(jié)腸癌的發(fā)

18、生率明顯降低甚至不發(fā)生，但是一旦將失調(diào)的腸道菌群移植到無(wú)菌動(dòng)物體內(nèi)，這些動(dòng)物免疫功能就會(huì)降低，結(jié)腸炎和結(jié)腸癌的發(fā)病率也會(huì)隨之明顯上升。,腸道微生態(tài)系統(tǒng)與結(jié)直腸癌的聯(lián)系,腸道菌群紊亂導(dǎo)致結(jié)直腸癌發(fā)生的原因,一方面，在結(jié)腸部位腸道菌群分布密度最高，腸道菌群穩(wěn)態(tài)一旦失衡，對(duì)于結(jié)腸疾病的發(fā)生具有非常重要的誘導(dǎo)作用。另一方面，腸道菌群失調(diào)引起腸道膽汁酸代謝紊亂、短鏈脂肪酸含量減少、腸黏膜免疫功能失調(diào)，促進(jìn)結(jié)腸上皮增生和對(duì)致癌物的易感性增加。,丁酸

19、鹽與結(jié)腸組織健康的關(guān)系,隨著二代測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，腸道微生物與人體健康越來(lái)越受到人們的重視。2014年Louis P發(fā)表在“Nat Rev Microbiol”一文中指出，腸道菌群的穩(wěn)態(tài)對(duì)于多種疾病的預(yù)防具有重要的意義，益生菌中所含的雙歧桿菌可以抑制結(jié)腸上皮細(xì)胞的K-Ras-p21表達(dá)，發(fā)揮抗腫瘤的作用；腸道中的某些菌群能代謝碳水化合物生成結(jié)腸組織所必須的短鏈脂肪酸（SCFAs），吸收到粘膜上皮細(xì)胞中的SCFAs構(gòu)成大腸細(xì)胞的主要能量來(lái)源

20、，而其中丁酸是最重要的SCFAs之一。 丁酸是產(chǎn)丁酸菌群梭菌屬的合成產(chǎn)物，它可以為結(jié)腸上皮細(xì)胞直接提供能量來(lái)源，保護(hù)結(jié)腸上皮細(xì)胞的正常生長(zhǎng)，通過(guò)刺激粘液分泌和緊密連接來(lái)保護(hù)粘膜完整性，并且充當(dāng)抗炎劑，抑制結(jié)腸干細(xì)胞的異常增殖，發(fā)揮抗結(jié)腸癌作用，而當(dāng)腸道菌群在外界環(huán)境或藥物的作用下導(dǎo)致失調(diào)后，致病菌的某些代謝能力發(fā)生改變，使代謝產(chǎn)物如硫化氫、活性氧族ROS、次級(jí)膽汁酸等致癌性物質(zhì)與正常穩(wěn)態(tài)相比顯著增多，引起結(jié)腸細(xì)胞凋亡，

21、誘發(fā)DNA損傷并加速結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展。越來(lái)越多的研究顯示，腸道產(chǎn)丁酸菌與結(jié)腸組織健康密切相關(guān)。,中藥與腸道微生態(tài)系的相互影響,中藥在治療胃腸道疾病時(shí)具有化藥無(wú)法取代的優(yōu)勢(shì)，世界衛(wèi)生組織（WHO）呼吁利用傳統(tǒng)醫(yī)藥來(lái)預(yù)防和治療腹瀉等相關(guān)疾病。隨著微生態(tài)學(xué)的發(fā)展，微生態(tài)學(xué)理論、方法開(kāi)始被引入中草藥藥學(xué)的研究，人們逐漸認(rèn)識(shí)到腸道內(nèi)的微生態(tài)系對(duì)口服中草藥藥理作用的發(fā)揮有著重要作用，同時(shí)中草藥又有助于維持生物微生態(tài)系的平衡，二者間不僅在理論上有共通

22、性，而且在治療疾病的過(guò)程中亦相互作用，相互影響。,中藥來(lái)源于天然植物，成分眾多，除含有具有直接醫(yī)療價(jià)值的有效成分外，還含有蛋白質(zhì)、多糖、脂類(lèi)、微量元素、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分，這使中草藥，尤其中藥復(fù)方具有多種藥理效應(yīng)。 中藥經(jīng)口服進(jìn)入胃腸道后，首先同位于胃腸道的常在菌群接觸，影響常在菌群的狀態(tài)。大量研究表明，中藥能夠有效地調(diào)節(jié)患病動(dòng)物胃腸道的微生態(tài)失調(diào)狀態(tài)。,一、中藥對(duì)腸道菌群的調(diào)理作用,1.中藥對(duì)腸道菌群種類(lèi)和數(shù)量的影響。

23、 采用自制中藥多糖合劑治療林可霉素引起的小鼠腸道菌群失調(diào)性腹瀉，結(jié)果該多糖合劑可有效扶植小鼠腸道中的雙歧桿菌生長(zhǎng)，控制腹瀉癥狀。 中藥扶正口服液(主要成分為人參、當(dāng)歸、豬苓、甘草等)能夠扶植腸道正常菌群生長(zhǎng)，調(diào)整菌群失調(diào)，認(rèn)為其機(jī)制與正常菌群代謝產(chǎn)物揮發(fā)性脂肪酸增多有關(guān)。 用四君子湯糾正大黃灌胃制造的小鼠腸道菌群失調(diào)模型，發(fā)現(xiàn)該藥對(duì)雙歧桿菌和乳酸桿菌具有明顯的增菌作用。,2.中草

24、藥對(duì)腸道菌群定位的影響。 對(duì)急性壞死性胰腺炎，清胰湯不但能顯著抑制大腸桿菌和條件性致病類(lèi)桿菌的增殖，保護(hù)雙歧桿菌等有益菌，還能降低腸黏膜通透性，減少腸道細(xì)菌總位移率，具有和雙歧桿菌合劑類(lèi)似的效果。,近年來(lái)，國(guó)內(nèi)在利用傳統(tǒng)中草藥調(diào)整腸道菌群方面取得一些進(jìn)展。這些研究多集中在中草藥對(duì)腸道菌群生長(zhǎng)的影響上。根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有文獻(xiàn)資料，中草藥對(duì)腸道菌群的調(diào)整作用機(jī)制如下：,二、中草藥對(duì)腸道菌群的調(diào)整作用機(jī)制,1.中藥中的某些成分

25、直接對(duì)腸道菌群的生長(zhǎng)具有抑制作用。 部分苦寒中藥如黃連解毒湯，在體外具有直接抑菌、殺菌作用，而相關(guān)的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也證明，灌胃高劑量組的黃連湯可以導(dǎo)致雙歧桿菌和乳酸菌數(shù)量的下降。,2.中藥中的多糖類(lèi)物質(zhì)對(duì)益生微生物和致病微生物均具有扶植效應(yīng)，但對(duì)益生微生物的扶植效果明顯優(yōu)于致病微生物。 因此，長(zhǎng)勢(shì)良好的益生微生物所產(chǎn)的代謝產(chǎn)物，又間接抑制了致病微生物的生長(zhǎng)。而現(xiàn)有文獻(xiàn)也表明一些中藥在體外不具有抑菌效果，

26、但是在體內(nèi)可明顯抑制致病菌的生長(zhǎng)，間接驗(yàn)證了該假設(shè)的成立。,3.某些中藥既可以扶植益生微生物的生長(zhǎng)，又可以抑制致病菌的生長(zhǎng)。 如金銀花中所含的雙歧因子可以促進(jìn)雙歧桿菌和乳酸桿菌的生長(zhǎng)，而其含有的綠原酸、異綠原酸、木樨草素等抑菌成分，對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸埃希菌則具有良好的抑制效果。,VS,隨著對(duì)中藥藥效學(xué)、動(dòng)力學(xué)研究的逐漸深入，人們認(rèn)識(shí)到中藥在機(jī)體內(nèi)藥效作用的發(fā)揮中，腸道菌群有著重要作用。 現(xiàn)代分子藥理學(xué)研究認(rèn)為，

27、中藥臨床效應(yīng)的分子基礎(chǔ)是中藥活性分子群。有別于中藥活性成分，中藥活性分子群主要是指中藥口服后經(jīng)消化道進(jìn)入血液，發(fā)揮直接藥理作用的分子群；而中藥活性成分則多指在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能對(duì)某種藥理指標(biāo)產(chǎn)生作用的成分。兩者之間既有聯(lián)系又有區(qū)別：有時(shí)活性成分即是活性分子群，可直接進(jìn)入血液發(fā)揮藥理效應(yīng)；更多的時(shí)候活性成分是活性分子群的前體，需要經(jīng)過(guò)消化道菌群（主要是胃腸道菌群）的作用，轉(zhuǎn)化而成活性分子群。,三、腸道菌群對(duì)中草藥的代謝作用,腸內(nèi)菌群對(duì)藥物的代謝

28、途徑主要是分解反應(yīng)，使藥物的相對(duì)分子量減小，極性減弱，脂溶性增強(qiáng)，藥效或毒效增強(qiáng)。 臨床某些西藥（ 乳果糖、吡啶等）也只有經(jīng)過(guò)腸內(nèi)細(xì)菌的代謝活化，使其從無(wú)活性或活性較低的前體轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚愿叩挠行С煞趾蠓侥馨l(fā)揮藥物的藥理價(jià)值。,腸內(nèi)菌對(duì)成分復(fù)雜的中藥的代謝作用更為重要。例如： 對(duì)番瀉苷的轉(zhuǎn)化從80年代起日本學(xué)者對(duì)中藥有效成分的腸菌群轉(zhuǎn)化過(guò)程做了系統(tǒng)的研究工作。小橋恭一等 從人糞便中分離出多種番瀉苷的代謝

29、菌，其中Bifid obacteriumsp．SEN可以將番瀉苷轉(zhuǎn)化為番瀉苷元，其代謝物中大黃酸蒽酮的致瀉作用最強(qiáng)。,中藥蘆薈中可以分離出大量的蘆薈大黃素苷，一種屬于蒽酮骨架的葡萄糖苷，其本身也沒(méi)有瀉下作用，在人體腸道菌群的作用下，可以代謝為蘆薈大黃酸蒽酮。,大黃與腸道微生態(tài),大黃被稱(chēng)為中藥“四大金剛”之一，具有瀉下、利膽、保肝、降血脂等多方面的藥理作用。大黃及含大黃的中藥制劑在臨床上運(yùn)用廣泛，使用頻率極高。通過(guò)臨床中藥調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)8

30、000多種中藥制劑中約有800多種含有大黃。尤以具有減肥功效的保健品中大黃及其蒽醌類(lèi)成分的使用頻率極高。,大黃在臨床廣泛使用,,,10% 含大黃中藥制劑,8000多種中藥制劑,,大黃的安全性問(wèn)題,但2001年美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生院在《National Toxicology Program technical report series》上報(bào)道了長(zhǎng)期服用大黃素及蒽醌類(lèi)化合物具有潛在的致癌風(fēng)險(xiǎn)，這使得使用大黃等蒽醌類(lèi)中藥的安全問(wèn)題備受關(guān)注。隨

31、后國(guó)家科技部“十五”重點(diǎn)公關(guān)項(xiàng)目“中醫(yī)藥療效及安全性基本問(wèn)題”也對(duì)大黃毒性問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)研究，研究表明大黃中的游離型蒽醌化合物具有致突變作用。早在1986年，日本學(xué)者M(jìn)ori等曾報(bào)道大黃中主要化學(xué)成分的母核1,8-二羥蒽醌結(jié)構(gòu)具有致結(jié)腸及盲腸腺瘤樣過(guò)度增生作用，此后研究者對(duì)大黃及其他含有蒽醌成分的藥物（如：蘆薈、番瀉葉、鼠李皮等）進(jìn)行了大量的致結(jié)腸癌作用的研究。1993年Siegers等在Gut雜志上發(fā)表了一項(xiàng)針對(duì)1095例患者的

32、前瞻性研究結(jié)果顯示，通過(guò)計(jì)算得出濫用蒽醌類(lèi)輕瀉劑者結(jié)直腸癌的相對(duì)危險(xiǎn)性為3.04，明顯高于未服該類(lèi)藥人群，并且發(fā)現(xiàn)與大黃含有相似蒽醌類(lèi)成分的番瀉葉被證明出有微弱的致結(jié)腸癌作用。,大黃產(chǎn)生結(jié)腸黑變病及致癌風(fēng)險(xiǎn),Rohan M. Modi, Hisham Hussan. Melanosis Coli After Long-Term Ingestion of Cape Aloe, ACG Case Rep J 2016;3(4):e

33、157.,臨床案例與動(dòng)物研究表明長(zhǎng)期服用大黃等蒽醌類(lèi)制劑引起結(jié)腸組織色素沉積，產(chǎn)生致癌風(fēng)險(xiǎn)。,長(zhǎng)期服用大黃等蒽醌類(lèi)瀉劑為什么會(huì)引起結(jié)腸黑變??？,文獻(xiàn)檢索,XIAO-AN LI, YAN ZHOU, SHU-XIAN ZHOU, HAI-RONG LIU, JIN-MEI XU,LONG GAO, XIAN-JING YU and XIAO-HUI LI Histopathology of melanosis coli and dete

34、rmination of its associated genes by comparative analysis of expression microarrays[J]. MOLECULAR MEDICINE REPORTS 12: 5807-5815, 2015,進(jìn)一步思考,長(zhǎng)期服用大黃等蒽醌類(lèi)瀉劑為什么會(huì)引起結(jié)腸上皮細(xì)胞凋亡？是否由于大黃瀉下成分直接誘導(dǎo)結(jié)腸上皮細(xì)胞凋亡？,文獻(xiàn)調(diào)研：大黃主要化學(xué)成分,鞣質(zhì),土大黃苷,番瀉苷A,番

35、瀉苷B,大黃素甲醚,大黃酸,大黃素,蘆薈大黃素,大黃素-8-O-β-d-葡萄糖苷,大黃酚,,瀉下作用最強(qiáng),進(jìn)一步文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)：番瀉苷A瀉下作用發(fā)揮依賴(lài)于腸道菌群,1 番瀉苷A是大黃中的主要瀉下成分,2 番瀉苷A經(jīng)雙歧桿菌酶解后發(fā)揮瀉下作用,Kento Takayama,* Norihiko Tabuchi, Masahito Fukunaga, and Nobuyuki Okamura，Rhein 8-O-β-D-Glucopyrano

36、side Elicited the Purgative Action of Daiokanzoto (Da-Huang-Gan-Cao-Tang), Despite Dysbiosis by Ampicillin[J] Biol. Pharm. Bull. 39, 378–383 (2016),glc,glc,,,,,,,,,,β-葡萄糖苷酶,A,B,初步實(shí)驗(yàn)探索,番瀉苷A體外對(duì)正常結(jié)腸上皮細(xì)胞系NCM-460增殖無(wú)顯著影響,大黃的瀉下

37、成分在體外對(duì)正常人結(jié)腸上皮細(xì)胞無(wú)顯著影響，因此大黃瀉下成分引起的結(jié)腸黑變病可能由其他因素影響？,大量研究表明腸道菌群與結(jié)腸組織關(guān)系密切,Stephen J. D. O’Keefe, Diet, microorganisms and their metabolites, and colon cancer[J].Nature Review, 2016,13(12):691-706.,腸道致病菌釋放毒性代謝物誘導(dǎo)結(jié)腸細(xì)胞基因突變，誘發(fā)結(jié)腸癌。

38、,腸道致病菌降解腸道黏連蛋白破壞腸道屏障功能，引起結(jié)腸炎癥。,腸道菌群合成短鏈脂肪酸保護(hù)結(jié)腸組織，抑制結(jié)腸上皮細(xì)胞凋亡。,腸道菌群合成結(jié)腸組織生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如：維生素，保護(hù)結(jié)腸組織。,進(jìn)一步文獻(xiàn)挖掘表明長(zhǎng)期服用大黃引起腸道菌群紊亂,,,,Audrey M. Neyrinck1?, Usune Etxeberria1,2?, Bernard Taminiau3, Georges Daube3, Matthias Van Hul1,

39、4, Amandine Everard1,4, Patrice D. Cani1,4, Laure B. Bindels1 and Nathalie M. Delzenne, Rhubarb extract prevents hepatic inflammation induced by acute alcohol intake, an effect related to the modulation of the gut micro

40、biota[J] Mol. Nutr. Food Res. 2016, 00, 1–12,進(jìn)一步文獻(xiàn)挖掘表明長(zhǎng)期服用大黃引起腸道菌群紊亂,,glc,,β-葡萄糖苷酶,,,glc,,,,紊亂,腸道菌群,番瀉苷A,,代謝,,紊亂,,,大黃引起結(jié)腸黑變病是否與腸道菌群有關(guān)？若有，其具體機(jī)制是什么？,科學(xué)假說(shuō),大黃影響腸道菌群穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生結(jié)腸黑變病風(fēng)險(xiǎn),Gut microbiota,ApoptosisIntestinal mucosal dama

41、geMelanosis coli,Gut microbiota,實(shí)驗(yàn)方案,H&E staining,Immunofluorescence,q-PCR,High-throughput sequencing,GC/MS,番瀉苷A配置為100mg/kg的母液，灌胃給予實(shí)驗(yàn)組小鼠，每組0.2ml母液，對(duì)照組小鼠灌胃給予0.2ml生理鹽水，每天灌胃一次，持續(xù)12周。,番瀉苷A對(duì)小鼠體重與結(jié)腸組織影響,番瀉苷A抑制小鼠體重增長(zhǎng),番瀉苷A引

42、起結(jié)腸組織結(jié)構(gòu)損傷,番瀉苷A引起小鼠結(jié)腸組織色素沉積,番瀉苷A誘導(dǎo)結(jié)腸組織脂褐素沉積,番瀉苷A誘導(dǎo)結(jié)腸組織黑色素沉積,番瀉苷A誘導(dǎo)結(jié)腸上皮細(xì)胞凋亡及隱窩細(xì)胞增殖,番瀉苷A誘導(dǎo)結(jié)腸上皮細(xì)胞凋亡,番瀉苷A誘導(dǎo)結(jié)腸隱窩細(xì)胞增殖,番瀉苷A引起腸道炎癥水平升高,番瀉苷A誘導(dǎo)結(jié)腸組織炎癥水平升高,小結(jié),番瀉苷A抑制小鼠體重增長(zhǎng)。番瀉苷A可能誘導(dǎo)脂褐素與黑色素在小鼠結(jié)腸組織部位沉積。番瀉苷A誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞凋亡與結(jié)腸隱窩細(xì)胞增殖水平升高。番

43、瀉苷A誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸組織炎性因子表達(dá)輕度升高。番瀉苷A體外對(duì)正常結(jié)腸上皮細(xì)胞系NCM-460增殖無(wú)顯著影響。番瀉苷A是否通過(guò)影響小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)引起結(jié)腸黑變??？,番瀉苷A對(duì)小鼠腸道菌群影響,番瀉苷A引起小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)改變,番瀉苷A引起小鼠疣微菌門(mén)相對(duì)豐度升高,番瀉苷A對(duì)小鼠腸道菌群影響,番瀉苷A抑制小鼠腸道梭菌屬相對(duì)豐度,番瀉苷A對(duì)小鼠腸道菌群作用,,番瀉苷A抑制小鼠腸道梭菌屬相對(duì)豐度,番瀉苷A抑制腸道丁酸濃度,,乙酸 CH3COO

44、H,丙酸 CH3CH2COOH,丁酸 CH3CH2CH2COOH,番瀉苷A抑制小鼠腸道丁酸濃度,小結(jié),番瀉苷A引起小鼠部分腸道菌群相對(duì)豐度與種類(lèi)發(fā)生變化。番瀉苷A抑制腸道梭菌屬，而腸道梭菌屬主要合成腸道短鏈脂肪酸丁酸。番瀉苷A抑制小鼠腸道丁酸濃度。外源性給予丁酸或糞便移植法能否逆轉(zhuǎn)番瀉苷A對(duì)結(jié)腸組織的不良作用？,丁酸或糞便移植對(duì)服用番瀉苷A小鼠結(jié)腸組織影響實(shí)驗(yàn)方案,H&E staining,Immunofluorescen

45、ce,q-PCR,High-throughput sequencing,GC/MS,同時(shí)灌腸給予番瀉苷A動(dòng)物組、對(duì)照組丁酸或糞便上清液，給藥時(shí)間持續(xù)12周。,丁酸逆轉(zhuǎn)番瀉苷A對(duì)結(jié)腸組織的損傷作用,丁酸逆轉(zhuǎn)番瀉苷A引起結(jié)腸上皮細(xì)胞凋亡作用,丁酸逆轉(zhuǎn)番瀉苷A引起結(jié)腸隱窩細(xì)胞增殖作用,糞便移植保護(hù)結(jié)腸組織免受番瀉苷A損傷,糞便移植逆轉(zhuǎn)番瀉苷A引起結(jié)腸損傷、結(jié)腸脂褐素沉積以及黑色素沉積作用,糞便移植保護(hù)結(jié)腸組織免受番瀉苷A損傷,糞便移植逆轉(zhuǎn)番瀉

46、苷A引起結(jié)腸炎癥水平升高,糞便移植逆轉(zhuǎn)番瀉苷A引起結(jié)腸隱窩細(xì)胞增殖,Control,Sennoside A,小結(jié),糞便移植可能抑制番瀉苷A誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸組織色素沉積。糞便移植可能抑制番瀉苷A誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸組織炎癥水平以及隱窩細(xì)胞增殖水平升高。糞便移植法是否增加腸道梭菌從而逆轉(zhuǎn)番瀉苷A對(duì)結(jié)腸組織的不良作用？,糞便移植對(duì)給藥組小鼠腸道菌群及短鏈脂肪酸的影響,糞便移植增加番瀉苷A組小鼠腸道梭菌相對(duì)豐度,糞便移植對(duì)給藥組小鼠腸道菌群及短鏈脂肪酸

47、的影響,,糞便移植增加番瀉苷A組小鼠腸道梭菌相對(duì)豐度,糞便移植對(duì)給藥組小鼠腸道菌群及短鏈脂肪酸的影響,糞便移植逆轉(zhuǎn)番瀉苷A對(duì)小鼠腸道丁酸濃度的抑制作用,乙酸 CH3COOH,丙酸 CH3CH2COOH,丁酸 CH3CH2CH2COOH,總結(jié)與展望,番瀉苷A抑制小鼠體重增長(zhǎng)，引起結(jié)腸組織損傷，誘導(dǎo)結(jié)腸色素沉積以及結(jié)腸組織炎癥水平升高。,番瀉苷A體外對(duì)結(jié)腸上皮細(xì)胞無(wú)顯著抑制作用，但抑制腸道丁酸濃度。外源性補(bǔ)充丁酸可能逆轉(zhuǎn)番瀉苷A對(duì)結(jié)腸組織的

48、損傷作用。,番瀉苷A抑制小鼠腸道產(chǎn)丁酸菌相對(duì)豐度。,糞便移植抑制番瀉苷A引起的結(jié)腸組織色素沉積與炎癥水平升高。,糞便移植提高服用番瀉苷A小鼠腸道產(chǎn)丁酸菌相對(duì)豐度以及腸道丁酸濃度。這可能為臨床有效規(guī)避大黃不良反應(yīng)提供指導(dǎo)。,中藥是中華民族的瑰寶，中藥治病已有幾千年歷史，然而中藥與腸道益生微生物相互作用的研究才剛剛起步。 目前研究還停留在中藥對(duì)有益菌的增殖、對(duì)條件性病原菌的抑制。在正常菌群對(duì)中藥是否具有代謝作用、代謝產(chǎn)物的藥