中医药干预2型糖尿病肠道菌群失调的实验与临床研究进展Δ

林 慧，李乐愚，梅全喜

(1.广州中医药大学附属中山中医院中药药理实验室，广东 中山 528400； 2.中山市中医药研究所内分泌代谢专科，广东 中山 528400； 3.深圳市宝安纯中医治疗医院药学部,广东 深圳 518101)

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)是以胰岛素分泌不足和胰岛素抵抗为病理生理基础的内分泌代谢性疾病，是我国常见的慢性疾病之一。目前，T2DM的发病机制尚未完全清楚，有研究结果表明，肠道菌群有益菌生长受到抑制会发生菌群紊乱，引起全身慢性炎症、胰岛素抵抗等疾病。近年来，大量临床试验和动物实验结果显示，肠道菌群与T2DM之间有密切关系[1-2]，其成为目前防治T2DM及其并发症的热点和新靶点。中医药治疗“消渴症”具有悠久的历史，传统中药大多经口服给药，其各种有效成分进入肠道后与肠道菌群相互作用，在一定程度上发挥调节肠道菌群失调的作用。提示调整肠道菌群失调可能成为中医药治疗T2DM的重要环节。本文就中医药调节T2DM肠道菌群失调的实验研究与临床研究成果作一综述，以期为2型糖尿病的实验研究与临床治疗提供新的思路和方法。

1 实验研究

1.1 复方中药

陈玲玲等[3]以链脲佐菌素(STZ)注射构建糖尿病小鼠模型，从肠道菌群和炎症方面探讨薏苡附子败酱散对糖尿病小鼠的治疗效果及其作用机制。结果发现：(1)与治疗前比较，治疗后中药组和辛伐他汀组糖尿病小鼠血清空腹血糖(FPG)、三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)、细菌脂多糖(LPS)和白细胞介素6(IL-6)水平显著降低，乳酸杆菌和双歧杆菌数量显著增加，差异均有统计学意义(P<0.05)；而高密度脂蛋白(HDL)水平的差异无统计学意义(P>0. 05)。(2)治疗后，与对照组比较，中药组和辛伐他汀组糖尿病小鼠血清FPG、TG、TC、LDL、LPS和IL-6水平显著降低，乳酸杆菌和双歧杆菌的数量显著增加，差异均有统计学意义(P<0.05)；而HDL水平的差异无统计学意义(P>0.05)。(3)治疗后，与辛伐他汀组比较，中药组糖尿病小鼠TG、TC、LDL、LPS、IL-6水平，乳酸杆菌和双歧杆菌数量的差异均有统计学意义(P<0.05)；而FPG、HDL水平的差异均无统计学意义(P>0.05)。提示薏苡附子败酱散能够增加乳酸杆菌和双歧杆菌数量，降低炎性因子LPS、IL-6水平，改善糖尿病小鼠的糖脂代谢而发挥治疗糖尿病的作用。章常华等[4]从肠道微生态角度初步阐释葛根芩连汤干预糖尿病的作用机制，结果发现，葛根芩连汤高、中剂量组KK-Ay糖尿病小鼠血浆内LPS水平均显著降低(P<0.05)；葛根芩连汤高、中及低剂量组小鼠IL-6、肿瘤坏死因子α(TNF-α)含量明显低于模型组，差异均有统计学意义(P<0.05)；葛根芩连汤高剂量组DGGE图谱条带数目明显增多，且经克隆、测序和Blast比对分析，约翰逊氏乳杆菌为葛根芩连汤高剂量组小鼠特有。推测葛根芩连汤抗T2DM胰岛素抵抗作用可能与其改善LPS、TNF-α及IL-6等炎性因子水平及调节肠道菌群结构相关。吴莉娟等[5]对自发性T2DM模型组[ZDF(fa/fa)大鼠]、正常组[ZDF(fa/+)大鼠]及糖耐康颗粒组(药物组成为人参、女贞子、夏枯草、三白草及番石榴叶)，与模型组比较，糖耐康颗粒高、低剂量组大鼠FPG、空腹胰岛素(FINS)水平显著改善(P<0.01)；各组大鼠在菌群丰度多样性及结构组成上有显著差异；在科及以下水平上，模型组乳酸杆菌明显高于正常组(P<0.05)；糖耐康颗粒高、低剂量组乳酸杆菌丰度较模型组有所降低，但差异无统计学意义，而普雷沃菌丰度较模型组显著升高(P<0.01)，且普雷沃菌属与ZDF大鼠FINS呈正相关。研究结果表明，ZDF(fa/fa)与ZDF(fa/+)大鼠在肠道菌群结构上有很大差异，推测糖耐康颗粒对ZDF大鼠血糖的改善作用可能是通过影响ZDF大鼠肠道中乳酸杆菌、普雷沃菌的丰度实现。

1.2 单味中药

张芹等[6]采用注射STZ建立糖尿病大鼠模型，对粪便菌群16Sr-RNA的V1—V3区进行扩增，利用Miseq高通量测序平台测定基因序列，并进行比对、分类，探讨荞麦壳水提物对糖尿病大鼠肠道菌群的作用机制。结果显示，荞麦壳水提物组和糖尿病组大鼠粪便中菌群结构及多样性有较大差别，在目的水平上，荞麦壳组乳杆菌目含量高于糖尿病组，糖尿病组梭菌含量高于荞麦壳组；在属的水平上，荞麦壳组乳球菌属、布劳特菌属、普雷沃菌属、克雷伯菌属含量高于糖尿病组；糖尿病组瘤胃菌科未培养菌属(Ruminococcaceae-uncultured)、瘤胃菌科未分类菌属(Ruminococcaceae-unclassified)、梭菌属(Clostridium-sensu-stricto-l)、苏黎世杆菌属(Turicibacter)和寡源杆菌属(Oligella)含量较荞麦壳组增加。研究结果表明，糖尿病可导致大鼠肠道微生物的多样性和丰度升高，而肠道菌群的多样性增加与体弱、疾病有很大关联。该研究采用荞麦壳提取物干预糖尿病大鼠，对其菌群多样性有一定程度的降低，并可增加粪便中有益菌含量，表明肠道菌群与糖尿病的发病之间存在一定关联，荞麦壳提取物可通过改善糖尿病大鼠的肠道菌群而对糖尿病起到一定的治疗作用。陈丽艳等[7]采用高脂饲料联合STZ诱导建立糖尿病大鼠模型，考察玉米须水提物对糖尿病大鼠肠道菌群的调节作用及其作用机制。肠细菌基因间共有重复序列扩增(enterobacterial repetitive intergenic consensus-PCR，ERIC-PCR)指纹图谱结果显示，给药组大鼠的指纹图谱接近正常组；高脂组和模型组大鼠粪便的乙酸、丙酸及丁酸含量明显低于正常组，差异均有统计学意义(P<0.05)，模型组大鼠的降低尤为显著；给药组大鼠3种短链脂肪酸含量明显高于模型组及高脂组，差异均有统计学意义(P<0.05)。提示玉米须水提物可能通过调节糖尿病大鼠肠道菌群结构而使短链脂肪酸含量增加，进而发挥降糖作用。

1.3 中药有效成分

韩雨薇等[8]的研究结果发现，与模型组小鼠相比，千金黄连丸中的有效成分小檗碱配伍水苏糖能明显改善自发性糖尿病KKAy小鼠FPG、血清TC水平(P<0.05)，改善其口服葡萄糖耐量异常(P<0.05)及胰岛素抵抗(P<0.01)，还可显著上调小鼠肠道益生菌乳酸杆菌和双歧杆菌丰度(P<0.01)，且其作用效果相比于单一成分更具优势。推测其机制可能与促进肠道益生菌乳酸杆菌及双歧杆菌的增殖有关。王瑞风等[9]观察了大黄酸对T2DM模型(db/db小鼠)和正常对照模型(db/m小鼠)肠道菌群丰度、种类的影响，探讨其降糖的可能机制。结果显示，大黄酸给药后，两组小鼠拟杆菌明显增多，硬壁菌明显减少，肠道菌群多样性指数均降低；模型组小鼠血糖水平明显低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。提示大黄酸可能是通过改变糖尿病小鼠肠道菌群而改善小鼠的糖代谢紊乱。刘硒碲等[10]以LPS皮下注射建立T2DM大鼠模型，结果发现，姜黄素可改善LPS所致糖尿病大鼠的多饮、多食等症状，并可明显改善糖耐量(P<0.05)，且可降低糖尿病大鼠肠道中升高的Melainabacteria菌门的丰度(P<0.05)。提示姜黄素改善糖尿病大鼠的一般情况及糖耐量的作用机制可能与调节肠道微生态有关。

2 临床研究

2.1 中医药辨证治疗

李吉武等[11]将符合中医诊断标准，辨证为脾肾阳虚、气虚血瘀证的98例肥胖T2DM患者，随机分为治疗组和对照组各49例，对照组患者给予饮食控制、运动及降糖等对症处理，治疗组患者在对照组的基础上加用温阳益气活血方(炮附片、人参、炙甘草、白术、茯苓、枳壳、赤芍、山萸肉、北柴胡、桂枝、干姜及丹参)，并随证加减。结果显示，治疗组患者证候疗效总有效率明显优于对照组。治疗后，两组患者中医证候积分均较治疗前明显改善，差异均有统计学意义(P<0.05)。治疗后，治疗组患者FINS、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)均较治疗前明显降低，血脂代谢各指标均较治疗前明显改善；双歧杆菌、拟杆菌及乳杆菌数量均较治疗前明显升高，肠杆菌、肠球菌、酵母菌数量均较治疗前明显降低，差异均有统计学意义(P<0.05)。同时，治疗后，治疗组患者中医证候积分、FINS、HOMA-IR、TC、TG、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平，肠杆菌、肠球菌及酵母菌数量均明显低于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)。白建乐等[12]将符合T2DM便秘诊断标准的92例患者，按照入组的先后顺序随机分为对照组、治疗组各46例，对照组患者除生活方式干预外，口服盐酸二甲双胍片；治疗组患者在对照组基础上加服清热活血化痰方(黄连、大黄、黄芩、丹参、茯苓、葛根及全瓜蒌)，并选取健康志愿者30例作为健康组。结果显示，治疗组患者的总有效率为95.3%，明显优于对照组的79.5%，差异有统计学意义(P<0.05)；同时，治疗组患者菌群改善较对照组明显。表明清热活血化痰方联合盐酸二甲双胍能缓解T2DM患者的便秘症状，并可改善血糖，推测其机制可能是该方可调整患者肠道菌群失调。刘小溪等[13]选取辨证为脾虚证的T2DM患者95例，随机分为对照组47例和观察组48例，并选取40例健康者作为健康对照。两组患者均给予常规基础治疗(糖尿病教育、饮食治疗及运动)+二甲双胍片，观察组加用降糖丸(辽宁中医学院药业有限公司生产)治疗。结果显示，与健康受试者相比，脾虚证T2DM患者存在肠道菌群紊乱现象。同时，观察组患者的证候总有效率明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后，两组患者中医证候积分、血脂、血糖及胰岛素指标(FINS、HOMA-IR)明显改善，肠道菌群中拟杆菌属、乳酸杆菌属、双歧杆菌属数量明显升高，肠球菌属、肠杆菌及酵母菌数量明显降低，差异均有统计学意义(P<0.05)；两组患者中医证候积分、血脂、血糖、胰岛素指标(FINS、HOMA-IR)及肠道菌群数量的差异有统计学意义(P<0.05)。提示益气补脾法可有效改善脾虚证T2DM患者肠道菌群失调，血糖、血脂代谢紊乱及预后情况。

2.2 专方治疗

葛根芩连汤出自《伤寒论》，为太阴湿热、阳明风燥方，具有清热坚阴止利、解表清里及生津柔润的功效，可治太阳表邪内陷所致热下利证，此特性正符合糖尿病湿热证候的病机，即太阴湿热内伤向阳明燥热津伤转化的特点。其药物组成有甘草、葛根(含葛根素)、黄芩(含黄芩素)及黄连(含黄连素)，现代药理研究结果表明，全方的作用机制包括抗氧化、降血糖、降血脂及抗炎等多方面[14]。冯新格等[15]选取110例T2DM湿热证患者，随机分为中药干预组50例和对照组60例。对照组患者在饮食控制和运动治疗基础上给予二甲双胍治疗，中药干预组患者在对照组的基础上给予葛根芩连汤。结果显示，治疗后，中药干预组患者的症状改善有效率、FPG、餐后2 h血糖(2 hPG)、糖化血红蛋白(HbA1c)水平及肠道菌群变化情况均明显优于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。表明葛根芩连汤联合西医常规治疗对T2DM湿热证患者血糖有明显改善作用，推测其作用机制可能与调节肠道菌群相关。李华[16]将T2DM湿热证患者96例随机分为对照组和治疗组各48例，对照组患者采用西医常规治疗，治疗组患者在对照组的基础上加服葛根芩连汤随证加减治疗。结果显示，治疗组患者的总有效率为91.7%，对照组为75.0%，两组的差异有统计学意义(P<0.05)；两组患者FPG、2 hPG、HbA1c水平，肠杆菌、梭菌及双歧杆菌数量的差异均有统计学意义(P<0.05)。认为葛根芩连汤治疗T2DM湿热证有较好的临床疗效，能明显改善患者的血糖水平和有效调节肠道菌群结构。

2.3 以黄连素片治疗

黄连素是从黄连、黄柏等中药中提取的生物碱，近年来对其降血糖作用的报道日渐增多，且其不良反应少，应用安全，价格低廉。其溶解度低，不易被人体吸收，常与谷维素合用，以促进其吸收，增强疗效[17-20]。陈玲玲等[21]选取T2DM患者(糖尿病组)及健康志愿者(健康组)各20例，糖尿病组患者给予盐酸小檗碱片(黄连素)。结果显示，与健康组比较，糖尿病组患者治疗前后肠道双歧杆菌数量显著减少，LPS、TNF-α水平显著升高(P<0.01)。Spearman相关分析结果显示，糖尿病组患者治疗前双歧杆菌数量与LPS、TNF-α均呈负相关(P<0.05)。与治疗前比较，治疗后糖尿病组患者双歧杆菌数量显著升高，LPS、TNF-α、FPG、HbA1c、TC、TG、LDL-C及高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平均显著降低(P<0.05或P<0.01)。表明黄连素可显著增加T2DM患者肠道双歧杆菌的数量，并能降低炎性因子水平，对调节血糖、HbA1c及血脂有一定作用。邓志梅等[22]将T2DM患者100例随机分为观察组和对照组各50例，对照组患者采用胰岛素治疗，观察组患者采用黄连素益生菌调节肠道菌群联合二甲双胍治疗。结果表明，观察组患者的总有效率为96.00%，对照组为72.00%，两组的差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后，观察组患者的双歧杆菌、拟杆菌和乳杆菌检出值明显高于对照组，肠杆菌、肠球菌与酵母菌检出值明显低于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)。表明黄连素益生菌调节肠道菌群联合二甲双胍治疗T2DM的整体效果优于胰岛素，对有效控制血糖及调节肠道菌群有重要意义。

3 总结与展望

肠道菌群的研究为糖尿病发生机制研究以及寻找有效治疗手段提供了一个新思路。随着中医药调节肠道微生态环境研究的深入，调节T2DM肠道菌群失调的治疗概念亦将是今后中医药防治T2DM的有效途径之一，相信中医药在防治T2DM中会有更广阔的发展前景。今后可从以下三方面开展深入研究：一是未病先防，探讨T2DM发生前，中药是如何通过调节肠道菌群从而影响导致糖尿病发生的胰岛素抵抗、血糖及代谢等重要因素，如何通过抑制炎症、调节免疫等影响T2DM的发生发展[23]；二是既病控制，探讨T2DM生成后，中药是如何通过保护肠黏膜、阻止细菌及内毒素移位、恢复正常菌群结构，从而改善糖尿病的糖、脂代谢紊乱等；三是既病防变，探讨在T2DM发展过程中，中药是如何通过调节肠道菌群，改善炎症和免疫等微环境，从而抑制T2DM多种并发症及相关性感染的发生[24]。总之，可以通过高通量测序及生物信息学分析等方法，找出T2DM的肠道靶菌，并通过临床试验和动物实验等探讨肠道细菌与宿主间的关系，深层次研究中药复方、中药及其有效成分对肠道微生态结构和功能的影响，通过多靶点、多途径明确其对肠道细菌及其基因表达的影响，为T2DM的预防和治疗提供依据。