常见消化系统疾病湿热证微生态研究及思考.pdf

Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 世界科学技术-中医药现代化思路与方法常见消化系统疾病湿热证微生态研究及思考郭本琼，郑义馨，牛競斌，盖筱，刘国萍（上海中医药大学基础医学院 上海 201203）摘要：消化系统疾病湿热证是临床常见的疾病之一，消化道菌群的变化参与了慢性胃炎、溃疡性结肠炎、肠易激综合征及非酒精性脂肪肝等常见消化系统疾病湿热证的发生发展。正常生理状态下，消化道内的菌群相对处于微妙的平衡中，一旦被疾病“扰动”会发生一种特异性偏离状态，表现为中医不同“证候”，并通过不同部位菌群的多样性、丰度、结构等特征改变而客观地反映出来。本文就近20年来常见消化系统疾病菌群湿热证研究相关文献进行梳理，从同病同证和异病同证两个方面对文献中的差异菌群进行比较和分析，从门、属、科3个水平筛选出相同的肠道差异菌群，以期为临床上非侵入性湿热证诊断及疾病治疗方面提供新的切入点。关键词：湿热证 消化系统疾病 菌群 综述doi:10.11842/wst.20220125007 中图分类号:R256.3 文献标识码:A随着现代人饮食、生活作息及工作等改变，以慢性胃炎、溃疡性结肠炎、肠易激综合征及非酒精性脂肪肝为代表的消化系统疾病发病率出现逐渐增高的趋势。近年来多项研究显示消化道菌群的变化参与了慢性胃炎1、溃疡性结肠炎2、肠易激综合征3及非酒精性脂肪肝4等常见消化系统疾病的发生发展；其中有关湿热证的研究较多，现代组学研究表明菌群微生态变化可能是湿热证的发生与发展的病理机制之一5。人体菌群相当于后天获得的一个重要“器官”6，无论是健康或者疾病状态下人体都不可避免地受到体内菌群的影响，寄生于消化道内的菌群通过口、肠与外界相通，菌群结构最易受外界微生物的影响发生改变。正常生理状态下，消化道内的菌群相对处于微妙的平衡中，一旦被疾病“扰动”便会发生一种特异性偏离状态，表现为中医不同“证候”，并通过不同部位菌群的多样性、丰度、结构等特征改变而客观地反映出来。基于以上事实，进一步研究不同消化系统疾病湿热证与菌群微生态的关系，是预防和治疗消化系统疾病的一个重要方向。从文献检索看，医学界对于常见消化系统疾病湿热证菌群微生态研究差异较大，表现为大多数学者研究的菌群层级不同，得到的差异菌群也不统一。因此，本文就近20余年国内外研究者开展的慢性胃炎、溃疡性结肠炎、肠易激综合征、非酒精性脂肪性肝病4种消化系统常见疾病的湿热证研究进行梳理，借助同病同证和异病同证2种方式，将湿热证与健康人及其他证型进行比较，从门、属、科3个水平筛选出相同的湿热证诊断高特异性和高灵敏性的肠道菌群标志物，并在此基础上深入探讨文献中得到的微观生物学指标与典型湿热证的宏观四诊信息间的联系，以期为科学理解消化系统疾病湿热证特色内涵提供一种新思路，为湿热证精准诊断及个体化诊疗提供有益的积累。1 慢性胃炎湿热证 据最新数据统计，国际癌症中心表明胃癌的死亡率已位居全球恶性肿瘤的第三位7，故作为胃炎-胃癌的演变过程的初始阶段的慢性胃炎（Chronic gastritis，收稿日期：2022-01-25 修回日期：2022-03-29 国家自然科学基金委员会面上项目（81873236）：基于复杂生物网络技术的慢性萎缩性胃炎湿热证诊断模型构建，负责人：刘国萍。通讯作者：刘国萍，博士，研究员，硕士生导师，主要研究方向：中医四诊客观化及证候规范化研究。843 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 2023 第二十五卷 第三期 Vol.25 No.3 CG）备受学术界关注。目前国内CG发病率极其高，基于内镜诊断的CG患病率已接近90%8。现代医学对CG以定期随访为现阶段主要诊疗策略，而近期研究表明舌苔9、胃黏膜10及肠道菌群1可以作为一种干预“靶点”，在预防、诊断和治疗 CG 湿热证方面发挥作用。1.1舌苔菌群从CG患者黄苔与胃黏膜炎症的形成机制看，热邪使胃黏膜血流速加快并灼伤胃壁脉络，致血溢脉外，出现黏膜血肿、红斑的病理表现。因炎症活动活跃，胃的消化功能削弱，舌苔中丝状乳头和产气微生物大量衍生，唾液分泌减少，进而引起舌的炎性渗出，最 终 致 黄 苔 的 形 成11。同 样，幽 门 螺 杆 菌（Helicobacter pylori,Hp）阳性者舌苔黄腻的原因可能是Hp加重胃部炎症，导致消化系统功能障碍、唾液分泌减少，口腔自洁能力下降引起舌苔菌群失调，最终以舌体发炎、渗出、舌苔变黄的表征呈现12。因此舌苔菌群失调可能是CG患者中医热证“黄苔”的主要成因。另外，研究人员关注到舌苔菌群失调可能是中医湿热证症状“口干”、“口苦”、“口臭”的成因。李梢教授团队2019年发表在Protein Cell上的研究发现了CG伴口干、口苦等湿热表型与舌苔中弯曲杆菌的丰度明显相关13。就口苦这一症状发生机制而言，弯曲杆菌主要是通过诱导肿瘤坏死因子（TNF）来调节CG患者口苦症状。由于TNF是一种强效的炎症细胞因子，对苦味具有极强的敏感性，在 CG 炎症期间患者体内TNF 水平随之升高，患者口苦感觉也会随之增强14。王慧雯等15在CAG患者舌苔菌群中发现了链球菌属、韦荣球菌属、纤毛菌属、普氏菌属、口腔杆菌属、口腔毛绒厌氧杆菌和一种未确认种属Solobacterium moorei丰度增加。无独有偶，Jiang 等9将慢性萎缩性胃炎（Chronic atrophic gastritis，CAG）患者舌苔中 4 个热OTUs 鉴 定 为 Alloprevotella tannerae 和 Solobacterium moorei。Solobacterium moorei 可以通过疏水特性的粘附素粘附在口腔上皮细胞的亲脂性表面分子上16，在口 腔 内 产 生 一 种 具 有 气 味 的 生 物 膜17。此 外，Solobacterium moorei会代谢出一种有气味的挥发性硫化合物（VSCs），这可能是造成CG湿热证患者口臭的关键通路18。近期研究发现，Solobacterium moorei结合外源蛋白酶才能产生VSCs19，而舌背区域蛋白酶源丰富20，利于 VSCs 产生而散发出腐臭气味21。另外，CAG 患者舌苔 6 个热 OTUs 鉴定为 Corynebacterium argentoratense，20个热OTUs鉴定为Prevotella nigrescens、Capnocytophaga sputigena9。研 究 表 明 Corynebacterium argentoratense、Prevotella nigrescens、Capnocytophaga sputigena是中医热证表现“炎症”（扁桃体炎、牙周炎）的病原体22-23。1.2胃黏膜、胃液菌群在慢性胃炎湿热证与胃黏膜、胃液菌群的临床研究上，研究较多的是（Hp）及胃粘膜乳杆菌（LA）。从中医的病因理论看，Hp属湿热病邪，脾胃湿热证患者Hp阳性率最高24-25。胃中约20%的Hp可附着在胃上皮细胞表面，损伤上皮细胞，引发炎症，促进毒素的传递26。此外，Hp感染也会改变正常的胃黏膜微生物群落结构。李梢团队发现与Hp属同一门的微生物可能在CG患者中发挥着与Hp相似的作用，如与Hp属同一 门 的 Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria 在 Hp阴性患者的胃液中含量较高12,27，以往研究证实这2个菌在胃腺癌患者胃液中丰度增加28，可以通过脲酶、鞭毛和趋化基因参与了Hp胃上皮的定植29-30。这提示Betaproteobacteria和Gammaproteobacteria与CG的发生发展有关。这也为解释Hp阴性者却被诊断为CG31、根除Hp的CG患者却无法根治CG32提供新思路。程明10发现脾胃湿热证患者胃粘膜LA降低，且其数量与Hp感染呈负相关。LA为革兰阳性杆菌，可以通过降低pH值、抑制病原体的脲酶活性发挥抗菌作用33，阻止Hp黏附于胃上皮细胞，以保护胃黏膜、预防病原体感染、减轻炎症和调节微生物群34。因此湿热证患者LA数量下降，可能是造成CG湿热证炎症黏膜充血、渗出、水肿、糜烂等炎症改变的原因之一，孙远远35等也印证此观点。有趣的是，LA本属益生菌，可以促进抗炎因子分泌，修复黏膜充血、糜烂的炎症症状36。但 Iino 等37发现肠道中 LA 的比例可能与 CAG的进展有关，在CAG晚期伴Hp患者中显示出较高的乳酸菌感染率；Columbus发现LA可诱导上皮细胞的炎症损伤，与Hp、链球菌共同推动胃炎的发展，最终导致Hp相关的癌变38。此外，LA可以通过代谢产物上调促炎基因和致癌基因39。另一种观点则认为LA本身在癌变过程中并没有发挥任何重要作用，而是通过改变胃内微生物群落间接促进胃癌的发展12。这些研究不仅改变和加深了对CG疾病发病机制的认识，也为CG的治疗提供了新的靶点。844 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 世界科学技术-中医药现代化思路与方法1.3肠道菌群在肠道菌群与CG湿热证的关系上，研究表明具有促炎、潜在促癌活性的菌群的富集可能是引起 CG湿热证患者肠道病理体征的主要原因1,40。杨德才1发现CAG脾胃湿热证患者肠道柔膜菌门丰度降低，拟杆菌属、大肠埃希氏菌属、梭杆菌属、瘤胃球菌属4个菌属丰度升高。柔膜菌门作为肠道中的有益菌群，当其大量降低时，会破坏肠道免疫系统的正常稳态，引发炎症41。拟杆菌的丰度与 IL-17A 和IL-22水平呈正相关，可能对肠道氧化应激、炎症有一定的影响42。大肠埃希氏菌属则是人和动物肠道中的一种常见杆状细菌，病原性大肠埃希氏菌可以产生特殊的毒力因子，粘附于肠道粘膜上细胞，引起黏膜充血、出血和水肿，使人体产生痉挛性腹痛、炎症性腹泻等症状43。因此，促炎菌属的升高、抗炎菌属的降低影响了肠道炎性小体的信号传导，在大多数情况下，这些炎症介质可以防御细菌、病毒和原虫感染。然而，肠道菌群紊乱使炎性小体活动不受抑制，慢性炎症持续存在，这也是CG发病的分子和病理生理基础44。同年，姚颖梬40发表了CAG黄腻苔患者肠道罕见小球菌属、普雷沃菌属高于薄白苔，梭杆菌门、单糖菌门丰度少于薄白苔的报道。以上两位学者均发现梭杆菌为CAG湿热证患者肠道差异菌群，梭杆菌属是最常见的一类定植于结肠肿瘤组织的过路细菌，可能是一种潜在的致癌物45。Aleksandar等46认为梭杆菌促肿瘤发展的功能主要是通过募集髓样来源免疫细胞，构建促炎微环境而实现的。CAG属于胃癌的癌前状态，CAG湿热证患者体内的梭杆菌属升高，一定程度上在炎-癌转变过程中起到了预警作用。2 溃疡性结肠炎湿热证 溃疡性结肠炎（Ulcerative colitis，UC）是一种病因和病机尚不明确的肠道炎症性疾病47，近年发病率持续呈上升态势，流行病学调查显示病程超过30年的患者癌变机率已达30%48。中医认为湿热伏邪化生癌毒发病的过程是溃疡性结肠炎恶性转化的本质49，故对UC湿热证的研究于医学界至关重要。认识从微生物组学看，UC 湿热证的发病与肠道菌群失调密切相关50。目前对UC湿热证临床研究采集的样本主要是粪便肠道菌群的研究，囊括大肠湿热、脾胃湿热、脾虚湿热3个证型51。2.1大肠湿热证在肠道菌群与大肠湿热证UC临床研究方面，齐君宜52发现大肠湿热证UC患者门水平上拟杆菌门比例低于健康人，而厚壁菌门比例高于健康人。丁庞华等2发现大肠湿热证UC患者肠道以韦荣球菌科、丹毒丝菌科及乳杆菌属为主，阿克曼菌属在UC湿热证患者肠道富集。Zhang等53发现大肠湿热证患者肠道链球菌属增殖，Lachnoclostridium