基于肠道微生态探讨健脾法治疗小儿反复呼吸道感染
2021-01-02汪如镜
汪如镜 陈 华
反复呼吸道感染(recurrent respiratory tract infections,RRTI)是儿科的常见病、多发病,指1 年以内发生上、下呼吸道感染的次数频繁,超出了一定范围[1],具有反复发作、迁延日久的特点,可形成恶性循环,影响小儿生长发育。机体免疫功能紊乱是引起儿童RRTI 的高危因素[2]。肠道微生态在免疫反应中对呼吸道传染病的抵抗起到一定作用[3],肠道微生态失衡可改变宿主免疫状态,导致抵抗力下降而引起RRTI,这与中医“肺与大肠相表里”关系密切。研究证实,中医药通过健脾治疗RRTI 疗效显著,对肠道菌群亦有调节作用。因此,本文基于肠道微生态探讨健脾治疗RRTI 的作用机制,以期为科学研究及临床应用提供参考。
1 小儿RRTI 与肠道微生态的关系
肠道微生态影响免疫系统的成熟,营养吸收和新陈代谢,还可帮助宿主抵御外来病原体感染,并防止病原体定植[4]。肠道黏膜免疫系统包括肠上皮的物理和化学屏障、分泌抗菌肽以及靶向免疫球蛋白(immunoglobulin,Ig)的动态和适应性合成,形成强大的系统来调节宿主微生物群组成和应对致病性挑战[5]。RRTI 改变了肠道微生态的正常状态,肠道菌群又通过代谢产物和免疫机制,与宿主相互作用。
1.1 肠道微生态失衡易导致RRTI 肠道微生态失调与小儿RRTI 之间呈正相关,研究表明RRTI患儿中肠道菌群失调发生率明显高于非RRTI患儿[6]。RRTI患儿长期反复应用抗生素易增加细菌耐药性,同时破坏肠道的正常菌群结构[7],主要表现为双歧杆菌、乳酸菌等肠道优势菌数量下降,肠杆菌、粪肠球菌等条件致病菌数量增加,诱发肠道损伤和黏膜免疫功能下降[8]。反复肺炎患儿肠道菌群中双歧杆菌/肠杆菌数目下降,机体抵抗力降低,形成恶性循环,病情易于反复[9]。RRTI患儿肠道微生态失调也会改变多种炎症因子、细胞因子的水平而影响肺部免疫,导致呼吸道感染[10]。
1.2 呼吸道感染对肠道微生态的影响 大量研究表明,呼吸道感染后肠道菌群会发生显著改变。Sencio等[11]研究发现,甲型流感病毒处理小鼠,小鼠食欲下降导致肠道菌群组成及代谢改变,降低了肠道中短链脂肪酸(SCFA)含量,抑制肺泡巨噬细胞的杀菌活性,从而增加肺炎链球菌的易感性。在仙台病毒(sendai virus,SeV)感染小鼠模型中[12],用链霉素破坏肠道菌群,肺部及肠道中的调节性T细胞(regulatory cells,Tregs)减少,干扰素(interferon,IFN)-γ、白介素(IL)-6 等增加等免疫反应失调,引起小鼠死亡率增加。Deriu 等[13]发现,流感病毒感染期间在小鼠肺中诱导的Ⅰ型IFN 介导的信号传导使肠道菌群发生改变,促进变形杆菌繁殖而不利于厌氧菌。此外,研究还表明,肠道微生态的这些变化能抑制宿主对沙门氏菌的免疫力,引起肠道继发感染。
2 脾虚与肠道微生态失衡
中医“脾虚”与肠道微生态存在一定相关性,在脾虚状态下,常出现食欲下降、腹泻、消化不良、乏力、易于外感等症状。因腹泻时肠蠕动加快,肠道中常驻菌大量丢失,过路菌增加。同时脾虚也使致病菌易于入侵,大量繁殖,导致并加重肠道微生态失调,破坏肠道黏膜屏障,引起免疫紊乱,形成恶性循环。
2.1 菌群结构失调 肠道微生态系统在正常机体活动中维持着动态平衡,但各种因素导致肠道微生态被破坏时就会造成肠道菌群失调。尤其是消化系统尚未发育完全的幼儿,肠道微生态更容易遭到破坏[14],主要表现为双歧杆菌、乳酸肝菌等有益菌减少,益生菌/致病菌比例下降[15]。抗生素暴露后的幼鼠肠道菌群多样性下降,拟杆菌门丰度降低而放线菌门、蓝细菌门丰度显著升高,免疫应答减弱[16]。对脾虚大鼠模型研究发现,脾虚可影响肠道菌群物种丰度及多样性,优势菌属梭菌纲数量呈下降趋势而芽孢杆菌纲呈上升趋势[17]。
2.2 肠黏膜屏障破坏 完整的肠道屏障对宿主健康有重要意义[18]。健康状态下肠道优势菌群紧密排布于肠黏膜表面,分泌黏液覆盖上皮黏膜层,共同构成肠黏膜屏障[19],黏液中含IgA和抗菌肽抵御有害菌和病原体入侵,大大减少了致病机会[20]。而肠道微生态失调会导致肠道屏障功能受损,肠黏膜通透性增高,致病菌及内毒素移位入血,机体炎症反应增强,进一步加重疾病。清热泻下中药联合两种抗生素造模的脾虚小鼠肠道黏膜屏障被破坏,小肠HE 染色切片显示组织层次模糊,结构混乱,小肠绒毛形态破坏严重[21]。葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium,DSS)处理小鼠[22],诱导黏膜损伤和屏障功能障碍,可引起微生物从肠腔移位到固有层和局部免疫细胞浸润。
2.3 免疫功能紊乱 肠道菌群对宿主防御系统起着至关重要的作用,它可通过免疫机制抵抗RRTI,而肠道微生态失调可诱发RRTI 的发生并引起RRTI加重[23]。中药诱导的脾虚小鼠与空白组相比,Th1/Th2细胞比例失衡,丙二醛(malondialdehyde,MDA)及IL-4 含量显著升高,IL-2 含量显著性降低,造成免疫功能紊乱,免疫力下降[24]。
3 健脾治疗小儿RRTI
3.1 中医理论依据 肺脾气虚RRTI 为基本病机,因此健脾益气是治疗RRTI 的重要方法,这与脾主运化功能密切相关。有学者认为,肺脾亏虚导致致机体免疫功能障碍,对各种致病因素抵御能力下降,因此RRTI 治疗各阶段的均应注重顾护脾胃[25]。俞景茂老师根据多年临床经验,在治疗RRTI 时从益气健脾的角度出发,恢复脾胃运化及肺气卫外的生理功能,达到肺脾同治的目的,以扶助正气,改善患儿体质,使邪气无可乘之机[26]。
3.2 健脾法对肠道微生态影响的实验研究 RRTI以脾虚为主,四君子汤为健脾的基础方。对流感小鼠而言,四君子汤可显著增加与SCFA 产生的相关菌属,提高肠道益生菌的含量、减缓病原菌增加而对肠道微生态产生较为温和的影响,同时减缓清热类中药对菌群造成的“毒副作用”[27]。四君子汤能调节大鼠肠道菌群失衡,增加厚壁菌门、乳杆菌属、厌氧芽孢杆菌属的数量,改善肠黏膜细胞能量供应,增强屏障功能,同时抑制肠道及机体炎症反应[28]。对头孢曲松诱导的肠道菌群失调小鼠研究发现,参苓白术散不但能抑制致炎因子IL-1、IL-5、IL-8、IL-6、IL-12和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α 的产生,减轻肠黏膜局部损伤,同时促进转化生长因子(transforming growth factor,TGF)-β 等多种抗炎因子的表达,改善肠道内环境与肠黏膜微循环,促进有益菌定植,使菌群比例恢复正常[29]。茯苓为治疗脾虚的常用药,研究表明,茯苓及其发酵物能修复肠道屏障(小肠绒毛),提高乳杆菌属等潜在有益菌数量,促进双歧杆菌增殖,恢复肠道菌群组成和结构[30]。白术、茯苓均能提高小鼠肠道双歧杆菌在肠黏膜上皮的黏附性,对肠道微环境有改善作用,对大肠埃希菌、粪肠球菌亦有良好的抑菌作用[31]。
3.3 健脾法治疗小儿反复呼吸道感染的临床应用小儿RRTI 常用健脾方剂包括四君子汤、参苓白术散、玉屏风散等,其疗效得到循证医学论证。多项Meta 分析显示,相对单用匹多莫德,联用玉屏风散能显著缩短呼吸道主要症状(发热、咳嗽、肺部啰音以及咽充血)改善时间,增强患儿机体免疫水平,增强机体抗细菌、抗病毒能力等,且未发生不良事件[32];在西医常规治疗基础上加用玉屏风散和匹多莫德,可增加治疗总有效率,显著提高IgA、IgG、IgM 水平和T淋巴细胞水平(CD4+,CD8+,CD4+/CD8+),改善患儿免疫力[33]。
4 总结与展望
中医通过益气健脾治疗RRTI,通过与宿主免疫系统的动态相互作用来发挥免疫调节作用[34],维持肠道动态平衡。益气健脾治疗肺脾气虚型RRTI 可能是通过调节肠道菌群物种结构与丰度,修复肠黏膜屏障功能,进一步调节机体免疫功能。
肠道微生态的改善对患儿免疫功能起到重要作用,从健脾论治RRTI 也符合肠道微生态及其代谢,但是其中有效药理成分对肠道微生态的作用机制还不十分明确。今后可以进一步研究健脾中药对肠道菌群结构及功能的影响,为进一步研究中医药治疗RRTI 机制提供新思路。