基于肠道菌群探讨针灸治疗帕金森病睡眠障碍研究进展*

李慎微，王顺

黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150040

帕金森病是一种常见的神经系统退行性疾病，临床症状包括静止性震颤、肌强直、运动迟缓、姿势平衡障碍等运动症状和嗅觉减退、睡眠障碍、便秘、抑郁等非运动症状两方面[1]。在全世界范围内该病的患病率约为0.3%[2]，男性患帕金森病的相对风险约为女性的1.46倍[3]。作为常见的中老年神经系统退行性疾病，该病的发病率随着年龄的增长而成倍增加。在我国，帕金森病的总患病率为190/10万[4]，睡眠障碍发病率为78%～98%[5]。有学者预测，随着人口老龄化程度持续加深，我国帕金森病患者总数在未来较长一段时间内将持续增长，且保持在高水平状态[6]。

帕金森病的基本病理改变为黑质致密部多巴胺能神经元的丢失和剩余神经元内由α-突触核蛋白(α-synuclein，α-syn)组成的路易小体的产生，但其发病机制尚未完全阐明。随着肠源性学说[7]的兴起，有许多学者推测帕金森病的发病与肠道菌群密切相关，并通过脑肠轴(一条联系中枢神经系统和肠神经系统的通路)双向影响中枢神经系统[8-10]。帕金森病作为一种高致残率疾病，严重影响了患者的生活质量，尤其是睡眠障碍患者。目前，该病的首选治疗药物为复方左旋多巴，但长时间使用会产生耐药性，出现“开-关”现象，甚至异动症，而对于帕金森病伴失眠者仅采用对症治疗。针灸起源于古石器时代的“砭石”[11]，而后《黄帝内经》奠定了针灸作为中医学必不可少的治疗手段的基础。历经两千多年的临床验证并融入现代医学理论，针灸被证明具有调节机体功能的特点和不良反应少的优势[12]。在国内，针灸适应证有461种，在国外为130种，而神经系统疾病是世界公认的针灸治疗优势病种[13-14]。针灸的治疗已经被国内外广泛认可。

本文基于肠道菌群理论探讨针灸治疗帕金森病睡眠障碍的研究进展，推测调节肠道菌群可能是针灸治疗帕金森病睡眠障碍的一种有效途径。

1 脑肠轴和帕金森病的发病机制

脑肠轴是肠道菌群及其代谢产物和中枢神经系统双向联系的通路，广义上说，这条通路包括内分泌途径、免疫途径和肠道神经系统-迷走神经途径。其中,内分泌途径即肠道菌群及其代谢产物和肠上皮屏障相互作用，促使肠黏膜细胞(肠嗜铬细胞)和肠上皮细胞分泌神经化学物质如5-羟色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)，通过循环系统流入大脑，从而影响中枢神经系统[9]。免疫途径即肠道菌群及其代谢产物激活肠道和循环系统中的先天性和适应性免疫细胞，这些免疫细胞通过淋巴系统转移到脑内，从而影响中枢神经系统[9]。肠神经系统-迷走神经途径是最具体、最受关注的途径，也是狭义上的脑肠轴定义，因为它和帕金森病肠源假说密切相关。生理上，肠道菌群衍生的神经递质可以激活肠神经系统的肌间神经元，通过迷走神经向大脑半球传递[9]。反之，中枢神经系统也可以通过广义上的脑肠轴途径影响肠道菌群的稳态。肠神经系统-迷走神经途径(即狭义上的脑肠轴途径)在帕金森病肠起源假说中有着重要地位。

肠道起源假说最早被braak等[7，15-16]提出，研究发现，帕金森病患者脑中最先沉积a-syn的部位是位于延髓迷走神经三角深面的迷走神经背核，随后沿着延髓、桥脑、中脑(包含黑质)的易感神经元上行，最终到达大脑皮质。由于迷走神经背核与肠神经系统(包括肌间神经丛和黏膜下神经丛)联系密切，且在帕金森病患者肠神经系统中发现了路易小体的存在，因此提出假说：可能是某种未知的病原体侵袭肠道，破坏肠黏膜屏障，诱导a-syn异常聚集，随后通过肠神经系统沿迷走神经逆向上行，进入中枢神经系统。另有学者从侧面验证了braak等的假说，动物实验发现，在大鼠胃内给予含α-syn的帕金森病患者脑溶解物或鱼藤酮(线粒体复合物I抑制剂)，α-syn被摄取，且最终沉积在包括黑质在内的各脑组织内[17-18]。研究者在切除大鼠单侧迷走神经后，向大鼠胃内灌输鱼藤酮，发现切除侧α-syn的沉积明显少于对侧，黑质多巴胺能神经元的丢失也少于对侧，侧面说明α-syn可能通过脑肠轴途径从肠道入脑[19]。另有大量研究发现，前驱期的帕金森病患者肠道内已经沉积了异常的α-syn，说明导致该病发生的α-syn可能起源于肠道[20-22]。

2 肠道菌群和帕金森病发病机制

肠道菌群是寄生在人体肠道内的微生物群，由于肠道微生物和宿主之间能够相互影响而被称为“新器官”。人体肠道内寄生着超过10万亿个微生物细胞及多达1 000种的微生物物种，包括细菌、古细菌、真菌等，其产生的大量神经化学物质，如5-HT、短链脂肪酸(short-chain fatty acids，SCFAs)等，可以通过干扰迷走神经和血脑屏障的通透性影响脑功能[8]。肠道菌群的失调会导致肠道渗透性的改变及肠黏膜保护屏障的破坏，大大增加了肠道细菌产生的内毒素等有害物质进入内环境的可能性，从而使肠神经系统中的α-syn过表达[23]。多项实验表明，帕金森病患者粪便中普雷沃菌群丰度与正常人相比明显下降[24-25]。另有研究表明，普雷沃菌群丰度下降，通过破坏维持肠道渗透性的粘蛋白的代谢过程，从而增加肠道渗透性[26]。有研究表明，早期帕金森病患者肠道黏膜内的氧化应激反应水平高于正常水平，而肠道内氧化应激反应水平升高会诱导肠道神经系统中α-syn的异常聚集[27]，这可能是由于缺少抑制神经炎症、抗氧化应激反应、分泌神经化学物质的SCFAs而导致的。SCFAs是肠道菌群发酵食物而产生的生物活性物质，包括乙酸、丙酸、丁酸等。Unger等[28]研究显示，帕金森病患者粪便中的SCFAs绝对浓度降低，丁酸相对浓度降低。另有研究发现，帕金森病患者粪便标本中的柔嫩梭菌减少，而柔嫩梭菌是能够产生SCFAs的一种菌群[29]。Stolzenberg等[30]于2017年发现肠道炎症可能与帕金森病的发病有关，他们用免疫染色法对患有胃十二指肠炎症的儿童和感染诺如病毒的肠移植受者的α-syn进行内镜活检，发现小儿上消化道肠神经中α-syn的表达与肠壁急慢性炎症程度呈正相关，而肠道菌群的失调可导致肠道炎症的发生。Keshavazian等[31]在分析帕金森病患者和健康对照组的活体乙状结肠组织标本和粪便标本发现，帕金森病患者粪便中具有“抗炎”作用的布劳特氏菌属(blautia)、粪球菌属(coproccuss)、罗斯伯里氏菌属(roseburia)丰度降低，乙状结肠黏膜中具有“促炎”作用的细菌(如rolstonia菌属)丰度升高。以上研究提示，肠道菌群失调可能是通过减少分泌物SCFAs产生、改变肠道渗透性、促进肠道炎症反应使肠道神经系统的α-syn异常表达，从而参与帕金森病的发生发展。

3 肠道菌群和帕金森病睡眠障碍

睡眠障碍是帕金森病常见的非运动症状之一[32]，包括失眠、快速眼动期行为障碍、不宁腿综合征、周期性肢体运动、睡眠相关性呼吸暂停、夜惊症、日间觉醒障碍等。传统观念认为，帕金森病患者睡眠障碍的原因有：①夜间运动症状加重，如肢体僵硬、翻身困难、夜间震颤等；②药物不良反应、药物使用不当；③从病理生理学角度而言，导致黑质多巴胺能神经元退行性改变的病因会影响其他非黑质多巴胺能神经元，病变波及控制睡眠-觉醒功能的神经中枢和通路以及神经递质时会产生一系列睡眠障碍问题；④抑郁、自主神经功能紊乱等其他非运动症状导致。

3.1 睡眠生理昼夜节律是一种内源性的生物过程，与地球的昼夜变化在24 h内相匹配。哺乳动物的昼夜节律是由位于下丘脑视交叉上核的主时钟安排的[33]。人的生理性昼夜节律是由下丘脑视交叉上核通过多个脑区的协同作用实现的[34]，包括促进睡眠的下丘脑腹外侧视前区和促进觉醒的外侧下丘脑的下视丘分泌素神经元和脑桥蓝斑核(locus cerul eus，LC)。夜间睡眠时，腹外侧视前区中分泌睡眠性神经递质甘丙肽、γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)的甘丙肽能神经元和GABA能神经元处于活跃状态；日间觉醒时，下视丘分泌素神经元与LC通过神经纤维联系，促使LC分泌去甲肾上腺素(norepinephrine，NE)，从而维持觉醒状态。促进睡眠的腹外侧视前区和促进觉醒的LC之间相互制约，调控着人体正常的睡眠-觉醒功能。

3.2 帕金森病睡眠障碍原因线粒体功能障碍和氧化应激反应是帕金森病脑内神经元变性的原因，变性部位波及脑干睡眠觉醒中枢和皮质通路时，会伴生睡眠障碍，尤其是损伤参与睡眠-觉醒机制的神经递质，如去甲肾上腺素(norep inephrine,NE)、多巴胺(dopamine,DA)、5-HT、GABA等[35]。帕金森病和线粒体损伤的关系早在20世纪80年代就被发现了，MPTP(1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶)作为一种外源性神经毒素，能够抑制线粒体呼吸。它可通过血脑屏障，在体内氧化成MPP+后通过DA转运体被DA神经元吸收。在DA神经元内，MPP+在线粒体内积聚，抑制电子传递链的复合物I，从而破坏线粒体的结构。α-syn的过表达也参与了线粒体的破裂。α-syn作为一种神经毒素，有类似MPTP的毒性作用，可抑制线粒体复合物I的活性，减少ATP的生成，增加活性氧的形成，从而破坏线粒体DNA、呼吸链的组成和其他线粒体因素，引发线粒体损伤和氧化应激之间的恶性循环[36]。上文已阐述，肠道菌群失调可能会影响肠神经系统中α-syn的表达，使其沿脑肠轴逐步转移至脑内。此外，肠道菌群可以分泌神经化学物质，通过循环免疫系统或肠神经系统影响中枢神经系统的活动，从而影响帕金森病睡眠障碍的发生发展。比如大肠杆菌中能产生DA，乳酸杆菌和双歧杆菌能分泌大量GABA，DE、5-HT、乙酰胆碱、组胺、胍丁胺等神经化学物质均能够通过肠道微生物的代谢在肠道内产生[37]。

3.2.1 5-HT、褪黑素(melatonin，MLT)和帕金森病睡眠障碍帕金森病睡眠障碍和肠道微生物群之间的联系可能跟5-HT缺乏、MLT水平的变化有关。肠道微生物群能产生少量5-HT，孢子形成菌通过结肠嗜铬细胞调节5-HT，而5-HT也是褪黑素的前体物质。另外，褪黑素水平的降低与肠道微生物多样性和丰富性的降低，阿克曼氏菌、类杆菌、粪杆菌的减少以及气单胞菌的增加有关[33]。5-HT缺乏会导致睡眠障碍，褪黑素的昼夜节律分泌异常会导致夜间失眠和日间嗜睡。刘扬等[38]发现经鱼藤酮处理过的大鼠模型中缝背核色氨酸羟化酶(5-HT的合成限速酶)、5-HT表达均降低。王丽敏等[39]研究显示，帕金森病患者血浆中5-HT的浓度明显低于正常人。褪黑素是由松果体分泌的一种神经递质，正常情况下夜间分泌量增加以促进睡眠，日间分泌量下降以维持觉醒，调节机体昼夜节律。Videnovic等[40]实验发现，虽然帕金森病患者和正常人均有MLT日间分泌量少、夜间分泌量多的昼夜节律，但是帕金森病患者MLT分泌的昼夜振幅减弱和24小时MLT分泌总量显著降低，且帕金森病伴日间睡眠时间过长的患者这种异常节律更加明显。国内有学者研究发现，帕金森病伴睡眠障碍患者白天的MLT分泌量高于帕金森病非睡眠障碍患者。这些研究说明，褪黑素分泌的昼夜节律异常可能是帕金森病睡眠障碍的原因[41]。

3.2.2 时钟基因和帕金森病睡眠障碍时钟基因如clock、per1、per2、bmal1、cry1和cry2，表达信使核糖核酸(messenger RNA，mRNA)，产生蛋白质，通过自我维持的转录/翻译反馈环在分子水平调控昼夜节律，肠道微生物代谢物如短链脂肪酸丁酸盐和乙酸盐可能会影响时钟基因的表达。肠道微生物群的缺乏以及微生物代谢物的缺乏，导致中枢和肝脏生物钟基因表达明显受损，表明肠道微生物群在分子水平上可能在昼夜节律方面发挥作用[33]。

3.2.3 HPA轴和帕金森病睡眠障碍肠道微生物群可以通过肠道屏障通透性增加和微生物群驱动的促炎状态激活下丘脑-垂体-肾上腺(hypothalamus-pituitary-adrenal，HPA)轴[42]。HPA轴起自下丘脑室旁核(paraventricular nucleus,PVN)，PVN释放促肾上腺皮质激素释放激素(corticotropin releasing hormone，CRH)，诱导促肾上腺皮质激素(adrenocor ticotropic hormore，ACTH)进入全身循环，ACTH随后诱导糖皮质激素(皮质醇)的分泌。HPA轴被认为是调节各种身体活动的主要神经内分泌系统，以应对心理压力和生理压力，包括感染，确保对压力源作出适当反应。但是睡眠对HPA轴有抑制作用，特别是深度睡眠，激活HPA轴可导致觉醒和失眠。失眠症是最常见的睡眠障碍，与24 h内ACTH及皮质醇分泌的增加有关[43]。

4 针灸调节肠道菌群

研究发现，针灸对肠道菌群具有调节作用，能够明显改善肠道菌群的多样性及有益菌群的含量，优化肠道内环境，达到调整肠道菌群的目的[44]。谢文松等[45]发现针刺联合中药可有效提高溃疡性结肠炎患者双歧杆菌和乳酸杆菌等益生菌的含量，改善临床症状。李湘力[46]观察腹泻型肠易激综合征(irritable bowel syndrome with diarrhea，IBS-D)大鼠模型时发现，针刺双侧天枢、大横、足三里、上巨虚、太冲、百会等穴位可以提升大鼠肠道菌群多样性，且乳酸杆菌科和双歧杆菌科丰度上升。另外两项对 IBS-D 患者的临床观察同样支持针刺能提升肠道乳酸杆菌和双歧杆菌丰度的观点[47-48]。王旒靖等[49]发现，针刺“百会”“中脘”“足三里”等穴位能降低胃溃疡大鼠模型胃黏膜损伤指数和胃黏膜病变程度，提高肠道菌群丰富度指数Chao1、Observed species及多样性指数Shannon。Wei等[50]采用电针和艾灸治疗葡聚糖硫酸钠诱导的溃疡性结肠炎小鼠，并通过高通量测序法检测肠道菌群基因组，结果表明，电针、艾灸对肠道菌群α多样性指数和β多样性指数均有改善作用，尤以艾灸治疗为甚。宋蕙杉等[51]将SD大鼠随机分组，造模成功后予不同干预方法，观察各组大鼠行为学及肠道微生物AWCD、Shannon-Wiener多样性指数的变化，结果发现，与模型组比较，调神畅情组和普通电针组大鼠抑郁样症状明显改善，AWCD、Shannon-Wiener多样性指数明显升高。Xu等[52]采用不同穴位针刺及穴位组合治疗骨肉瘤荷瘤小鼠，采用体外成像技术观察针刺对肿瘤生长的影响，结果发现，针刺治疗延缓了类杆菌、硬壁菌和糖化假丝酵母相对丰度的变化。此外，许多细菌的相对丰度(如catabacter、acetatifactor、aestuariispira)通过针刺治疗得到了调节。这些研究表明针灸可以改善病理状态下的肠道菌群结构，且通过增加益生菌比例治疗某些疾病。

5 针灸治疗帕金森病睡眠障碍

针灸可以通过多种途径对帕金森病的发生发展进行干预。首先，针灸有抗氧化应激、抗凋零的功效，能够有效抑制过氧化氢和丙二醛的产生，提高谷胱甘肽浓度和总超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性，保护黑质纹状体系统[53]。其次，针灸可以通过抑制具有细胞毒性的α-syn的聚集[54]，减少炎症因子的表达[55]，抑制黑质内质网应激相关基因、蛋白、通路的表达[56-58]，促进脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)的表达[59]，保护黑质多巴胺神经元的缺失。针灸可以提高帕金森病睡眠量表(Parkinson′s disease sleep scale，PDSS)的分数，改善帕金森病患者包括睡眠在内的生活质量[60]，这可能跟针灸能够抑制交感神经兴奋、抑制HPA轴激活、促进GABA释放、调节褪黑素释放有关[61]。Aroxa等[62]对帕金森病伴睡眠障碍患者进行为期8周的实验，通过针刺太冲、三阴交、合谷、外关、神门、内关、曲池、风池穴进行干预，发现针灸能显著改善患者夜间睡眠质量、夜间精神症状和夜间运动症状，且睡眠的发生和维持、夜间躁动、夜尿症、放松睡眠和白天嗜睡等症状均有改善趋势。于振华[63]发现头针疗法联合口服地黄饮子能够降低帕金森病伴失眠患者匹兹堡睡眠质量指数(pittsburgh sleep quality index，PSQI)评分，提高其睡眠质量。王松山[64]采用归脾汤加减联合针灸治疗帕金森病伴失眠患者，试验组的治疗有效率为92.68%，症状积分和PSQI评分均低于对照组，证明针灸联合归脾汤加减可以改善帕金森病伴失眠患者的临床症状，提高睡眠质量，另一项研究的结果也支持此观点[65]。霍琦雯等[66]发现龟鹿二仙汤加减联合针刺疗法能缩短帕金森病伴睡眠障碍患者的睡眠潜伏期，提高总睡眠时间，减少觉醒次数，改善睡眠结构，提高快速眼动期睡眠总百分比，提升血清5-HT含量，降低血清P物质含量，同时缓解运动症状，改善抑郁状态。李永红等[67]以针刺百会、四神聪、太冲、合谷、申脉、照海、三阴交、安眠等穴位联合心理疗法对帕金森病伴睡眠障碍患者进行治疗，并采用PDSS和PSQI评分进行评估，发现针刺联合心理疗法对帕金森病睡眠障碍患者有较好的疗效，值得临床推广应用。周久诚[68]研究表明，头针+体针+温针灸等针灸疗法联合多巴丝肼治疗帕金森病，疗效和安全性均比单纯多巴丝肼更优，能够减轻多巴丝肼的不良反应，疗效确切，值得推广。早些年杨仕洪[69]的研究结果和周久诚的研究结果相同。叶家盛[70]在常规抗帕金森病药物治疗的基础上加用针刺百会、印堂、列缺(双)、照海(双)等穴位，结合重复经颅磁刺激治疗帕金森病伴失眠患者，疗效显著，且无明显不良反应，安全可靠，值得临床应用。

6 总结和展望

帕金森病作为仅次于阿尔茨海默病的第二大神经系统退行性疾病，严重影响着我国老年人的生活质量和生活幸福感。随着我国逐渐进入老龄化社会，必然伴随着老年性疾病的增加，帕金森病的治疗比重在医疗资源中的占比必然增多，因此，帕金森病的发病机制、治疗手段必会更加受到重视。近年来，关于肠道菌群及神经系统疾病的研究越来越多，2020年，一篇发表在Cell上的文章指出，长期熬夜引发过早死亡是由氧化物在肠道内堆积所导致的，这更提醒我们要引起对肠道菌群、脑肠轴和神经系统疾病相关性的关注[71]。

针灸作为一种安全、无不良反应的治疗手段，在治疗包括帕金森病在内的许多疾病上都有显著疗效。2018年，美国将针灸疗法纳入医保范围，说明针灸的疗效在世界范围内是值得肯定的。针灸通过抑制黑质多巴胺能神经元的凋亡、调节脑内神经递质的含量治疗帕金森病睡眠障碍。肠道菌群可以通过脑肠轴分泌大量神经化学物质和调节时钟基因来改善帕金森病睡眠障碍症状，而针灸对各种肠道菌群的丰度有着良好的调节作用。帕金森病睡眠障碍、针灸疗法及肠道菌群三者存在紧密的关联性，针灸可能通过调节肠道菌群治疗帕金森病睡眠障碍。尽管临床研究及基础研究均论证了针灸治疗帕金森病睡眠障碍的疗效和肠道菌群的联系，但研究也存在一定的不足：临床研究中，试验组多为针刺联合其他疗法，无法明确疗效是来源于单纯针刺还是联合的药物；临床缺乏统一的针对帕金森病睡眠障碍的选穴配穴方案，多重视选穴而轻视手法，然而针刺手法往往对疗效的发挥具有至关重要的作用。目前，大数据的盛行为我们提供了一种通过数据挖掘的方式筛选最佳选穴配穴方案和针刺手法方案的路径；临床研究中的疗效评价工具多为主观量表，缺乏客观的、量化的评价指标；基础研究中对其机制的研究多为间接的，直接的机制研究不足。因此，今后需开展更加详尽的相关性研究，发挥针灸等传统中医学优势，以单纯针刺疗法为治疗组，确立最佳的选穴配穴方案，验证针刺手法的疗效，以调节肠道菌群为治疗靶点，找出客观量化的评价指标，明确相关通路及机制，为帕金森病睡眠障碍的治疗提供新思路。