基于肠道微生态探讨活血化瘀法治疗糖尿病性肾小球硬化

伏瑶琴，金智生，2，金彩云，陈彦旭，姜晓雪，张博玲

1.甘肃中医药大学，甘肃 兰州 730000；2.甘肃中医药大学附属医院，甘肃 兰州730000

糖尿病肾病是由慢性高血糖所致的肾损害，病变可累及全肾，包括肾小球、肾小管、肾间质及肾血管等，糖尿病性肾小球硬化是糖尿病肾病典型的病理特征。根据肾功能、肾脏病理改变和临床表现将糖尿病肾病分为5期，糖尿病肾病Ⅲ期即早期糖尿病肾病时期已出现肾小球损伤表现，包括肾小球结节型和弥漫型病变及小动脉玻璃样变；至V期即终末肾衰竭期，肾小球已表现为不可逆性广泛硬化。研究发现，相比健康人群，糖尿病及糖尿病肾病患者均存在不同程度肠道微生态失调，表现为肠道细菌丰富度和多样性下降，以及肠道代谢产物变化，且这种改变可能通过血流动力学、糖脂代谢、内毒素积累及炎症反应等影响糖尿病肾病进程[1-2]。中医学认为，肾络瘀阻是糖尿病性肾小球硬化的关键病机，贯穿糖尿病肾病始终，瘀血是糖尿病性肾小球硬化之根本，故活血化瘀是改善糖尿病性肾小球硬化的重要治法。笔者通过对相关文献分析，探讨活血化瘀法改善糖尿病性肾小球硬化的作用机制，以期为本病的治疗提供新思路。

1 肠道菌群及其代谢物对糖尿病肾病的影响

肠道菌群是由肠道微生物群构成的一个共生系统，生理状态下，菌群之间互相依赖且相互拮抗，共同维持人体肠道微生态平衡，其组成或功能改变均可能诱发炎症性肠病、糖尿病、心血管疾病等。健康人群的肠道菌群存在大量厌氧菌，包括厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、放线菌（双歧杆菌）、梭杆菌门、疣微菌门，而厚壁菌门（乳酸菌、肠球菌、梭状芽孢杆菌）和拟杆菌门是肠道菌群的主要组成部分，其中拟杆菌、柔嫩梭菌、乳酸菌及双歧杆菌有益于人体健康[3]。研究发现，糖尿病肾病终末期患者的肠道菌群构成发生明显改变，厚壁菌门、放线菌门和变形菌门数量显著增加，而双歧杆菌和乳酸菌数量明显减少[4]。另外，肠道菌群的构成决定其代谢产物的水平和比例。研究发现，糖尿病肾病患者肠道菌群中氧化三甲胺（TMAO）、硫酸吲哚酚（IS）和对甲酚硫酸盐等有害代谢物相对增加，而短链脂肪酸（SCFAs）等有益代谢物相应减少，而这些代谢产物通过炎症、氧化应激、血流动力学等途径在推动糖尿病肾病进展中发挥重要作用[3，5]。

1.1 短链脂肪酸

肾小球内高压、高灌注、高滤过，以及非血流动力学因素，如炎症、氧化应激等是诱导肾小球硬化的重要因素。糖尿病肾病患者肠道中会增加产生SCFAs的有益细菌，使SCFA相应增多。SCFAs由厚壁菌门和拟杆菌门通过糖酵解不可消化糖而来，主要包括乙酸、丙酸、丁酸和戊酸，通过调节β细胞功能改善胰岛素抵抗，调控糖代谢，还可通过上调瘦素、胰高血糖素样肽-1和肽YY分泌，以及促进脂质氧化改善脂质代谢[6]。研究发现，SCFA能利用短链脂肪酸受体GPR43介质抑制氧化应激和核因子-κB信号通路介导的炎症反应，有效改善2型糖尿病（T2DM）引起的肾组织形态变化和肾功能障碍，其中丁酸盐作用尤为突出，能显著改善高血糖和胰岛素抵抗，抑制系膜基质积聚和肾纤维化，并防止蛋白尿产生，从而延缓肾小球硬化进展[7]。Felizardo等[8]对肾病小鼠腹腔注射丁酸盐，发现不仅可上调体内乙酸盐及丙酸盐水平，还可通过保留肾小球基底膜足细胞改善蛋白尿，减轻肾小球硬化和组织炎症。

1.2 硫酸吲哚酚

研究发现，终末期肾病患者血清IS 水平显著升高[9]。IS属肠道细菌的蛋白质代谢产物，不仅通过激活芳香烃受体调节细胞对环境外源性物质的反应，促进血管炎症和氧化应激反应，还可刺激近端肾小管细胞上皮间充质表型变化，活化肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RASS），从而诱导间质纤维化和肾小球硬化[10-11]。给予终末期肾病大鼠过量IS，能刺激肾组织转化生长因子-β1（TGF-β1）生物活性增加，增强基质金属蛋白酶组织抑制剂-1和1型胶原蛋白表达，加速肾小球硬化和间质纤维化进展[12]。

1.3 硫化氢与氧化三甲胺

机体中大肠杆菌、肠沙门菌、梭菌等厌氧菌可经过半胱氨酸脱硫酶将半胱氨酸转化成硫化氢，高糖可抑制内源性硫化氢生成，进而刺激肾细胞中的氧化应激反应发生[13]。黄雯等[14]发现，与糖尿病肾病组相比，硫化氢干预组大鼠肾小球基质中纤维粘连蛋白表达显著下降，认为缺乏内源性硫化氢可减弱血管舒张功能，引起肾小球高灌注和超滤过，促进系膜细胞增生和细胞外基质（ECM）沉积。孙田等[15]发现，糖尿病肾病患者肠道代谢紊乱可上调肠道代谢产物TMAO水平，而TMAO又可降低肾小球滤过率，损害糖耐量，加重肾损害，形成恶性循环。

2 从“肾络瘀阻”理论认识糖尿病性肾小球硬化

肾小球硬化是糖尿病肾病重要的病理改变，中医对糖尿病性肾小球硬化的认识目前多基于糖尿病肾病，即消渴肾病，其发生与因虚致瘀、瘀滞肾络密切相关。有学者认为，肾之脉络类似现代解剖学肾动脉分出的肾小球微血管，并据此提出“肾络瘀阻”是导致糖尿病肾病及其肾小球硬化的关键病机[16]。也有观点进一步强调糖尿病肾病早期病机关键在于络脉虚损，后期主要为络脉瘀阻[17]。曾桂桃等[18]提出，“肾虚络瘀”在糖尿病肾病不同分期各有侧重，早期以气阴两虚、燥热络瘀为主，中期多脾肾亏虚、痰湿络瘀，后期以肾阴阳俱虚、浊毒瘀络为要。刘玉宁等[19]结合糖尿病肾病不同阶段临床表现，认为虚证是肾络瘀阻始动因素，而湿浊是加重糖尿病性肾小球硬化的重要病理环节。可见，上述观点虽有不同，但其共识在于“瘀”贯穿糖尿病性肾小球硬化病程始终。

2.1 因虚致瘀

禀赋不足、饮食不节、情志失调等是导致糖尿病肾病“虚证”的重要因素，初起以阴虚火旺为主，渐累及气，气阴两伤，日久则正气亏损，五脏虚损，终致阴阳两虚。《灵枢·五变》“五脏皆柔弱者，善病消瘅”，即指出先天五脏虚弱是导致糖尿病及其并发症的基础病因。又过食辛辣、肥甘则可导致中焦壅滞，运化失司，日久化生内热，扰动肾关，致封藏失司，精微丢失，诱发糖尿病肾病；郁怒易伤肝化火，上灼胃津，下耗肾液，扰乱肾关而发为本病。诸因素皆可因虚致实，致肾络瘀阻，诱发和加重糖尿病性肾小球硬化。阴虚火旺可煎灼津液，使血液黏稠，痰浊内生，瘀阻肾络；气虚则血涩，郁滞肾络；阳虚难以温煦经脉，致肾络拘急，血凝不行而肾络瘀阻。

2.2 肾络瘀阻

《太平圣惠方》“饮水随饮随小便……经络血涩，荣卫不行，热气留滞遂成斯疾也”，提出久病入络，脉络瘀阻，尤其瘀血是导致消渴肾病的重要病理因素及其产物。曹式丽教授认为，基底膜增厚、ECM沉积等早期糖尿病肾病病理改变与肾中气络郁滞密切相关，而弥漫性和结节性肾小球硬化与肾络瘀阻理论相合[20]。“肾者，胃之关也”（《素问·水热穴论篇》），肾络瘀阻，气化失司，水液代谢障碍，则发为水肿；瘀阻肾关，固摄失职，精微从肾关而泄，则见蛋白尿。糖尿病性肾小球硬化亦可降低肾小球滤过率而出现水肿和蛋白尿，因此糖尿病性肾小球硬化符合肾络瘀阻表现，提示瘀血是糖尿病性肾小球硬化的重要病理因素。

2.3 湿浊加重

湿浊亦是因虚致实的病理产物，所谓“元气既虚……血管无气，必停留而瘀”（《医林改错》）。糖尿病肾病治不得法，病情迁延难愈，使正气亏虚，五脏衰败，脾气虚弱不能升清，肾失开合不能泌浊，则湿浊内生。若阻于经络，则加重血瘀；停于脾胃，生化乏源，则气血亏虚更甚；聚于三焦，气化失常，则溺毒内停而发为关格。刘玉宁等[19]将中医湿浊与机体代谢产物蓄积、水电解质及脂质代谢紊乱等加重糖尿病性肾小球硬化的现代病理因素相合，强调湿浊是加重肾小球硬化的重要因素。

3 从“瘀”认识肠道微生态紊乱与糖尿病性肾小球硬化

3.1 “瘀”与肠道微生态

络以疏为用，以通为顺。气充血行，则脉络通畅，瘀血作为影响肾小球硬化的重要病理因素和产物，活血化瘀具有重要意义。研究显示，瘀与血流动力学改变具有高度相关性[21]。瘀阻于肾，表现为高糖刺激下，血管内皮被糖基化产物损伤，通过释放血管活性介质，刺激肾脏传入小动脉扩张，激活RASS，诱导TGF-β表达升高，降低纤溶酶原活性，使肾脏中纤维蛋白过度沉积，致足细胞受损而尿蛋白排泄率增加，且生成大量促炎因子，加快ECM沉积和肾小球硬化[22]。研究发现，肠道微生态紊乱不仅与肾有关，还可激发和介导局部肾素-血管紧张素系统的激活，提示肠道菌群与血流动力学改变之间存在密切联系，其中肠道微生物群可促进血管紧张素Ⅱ诱导的血管功能障碍和高血压，并通过一系列级联加重肾损伤和肾小球硬化进展，而肠道代谢物SCFAs 可结合其位于肾脏的GPR41 和Olfr78 受体介导肾素分泌，调节血管相关功能[23-24]。张铌雪等[25]研究发现，活血化瘀法对肠道菌群多样性、丰度及肠屏障功能均会产生一定的有益影响，其中丹参、川芎等单味中药，以及赤芍承气汤等复方，对肠道黏膜屏障具有正向扶植作用，因此认为“瘀”与肠道微生态之间存在一定联系。

3.1.1 “活血化瘀”回调肠道菌群及其代谢物

活血化瘀方药在改善肠道菌群构成、调节肠道代谢产物方面卓有成效。补阳还五汤是治疗气虚血瘀型糖尿病肾病常用方剂，能减轻糖尿病肾组织病理损伤，抑制纤维化相关因子表达，降低肾组织凋亡蛋白及炎症因子蛋白表达，最终达到缓解肾小球硬化和肾小管间质纤维化进程目的。而肠道菌群是影响补阳还五汤活性成分的主要代谢因素[26-27]。通过16S rRNA基因测序和代谢组学法检测气虚血瘀证大鼠的肠道菌群及血浆代谢产物发现，补阳还五汤可调节肠道菌群丰度趋于正常，进而影响血浆代谢轮廓，最终达到改善血瘀证目的[28]。李茂生[29]探讨活血降糖饮维持T2DM大鼠肠道菌群稳态和降低胰岛素抵抗相关机制发现，其可上调肠道菌群Alpha多样性中Shannon指数，显著提高Beta多样性，具体表现为乳酸杆菌科、毛螺菌科及卟啉单胞菌科等SCFAs和抗炎因子的产生菌数量增多，致病菌（如变形杆菌门、嗜碱菌属、丹毒丝菌科）丰度下降，使丁酸盐等有益产物增加，进一步缓解炎症反应，改善糖脂代谢和胰岛素抵抗。

3.1.2 “活血化瘀”保护肠道黏膜屏障，抑制炎症反应

肠道菌群紊乱可增加肠道通透性，损坏肠道上皮屏障功能，促进内毒素等有害代谢物从肠道释放入血，抑制宿主免疫系统，加剧机体炎症反应，进而影响糖尿病性肾小球硬化发展。活血化瘀方药在降低肠道通透性、保护肠道黏膜屏障、激活免疫系统，以及抑制炎症因子表达方面具有重要地位。

研究发现，具有活血化瘀、软坚散结功效的鳖甲煎丸不仅可通过降低非酒精性脂肪性肝病大鼠肠道内拟杆菌丰度及增加有益菌乳酸杆菌数目改善肠道菌群紊乱，还可上调紧密连接蛋白mRNA水平，以降低肠道通透性，修复肠道屏障功能[30]。霍瑞卿等[31]基于16S rRNA测序发现，化浊解毒活血通络方不仅上调厚壁菌门等有益菌群丰度，下调肠杆菌科、艾克曼菌属等机会致病菌丰度，还能抑制肠杆菌科表达以降低肠道通透性，上调乳杆菌科表达促进SCFAs产生以维持肠道黏膜屏障，并通过抑制肠道促炎因子Treg和Th17表达，继而降低机体炎症反应。代书景等[32]通过盐酸林可霉素灌胃建立肠道微生态失调小鼠模型，同时利用红花多糖进行干预，结果显示，红花多糖可显著提高小鼠肠黏膜固有层浆细胞分泌的sIgA，中和肠黏膜上皮病原体，以维持肠道正常微生物群平衡，并可降低血浆内毒素含量，抑制肠道炎症反应，保护肠道黏膜屏障。这些研究充分说明，活血化瘀法可有效改善肠道微生态紊乱。

3.2 活血化瘀法通过改善肠道微生态延缓糖尿病性肾小球硬化

鉴于肾络瘀阻、肠道菌群失调及糖尿病性肾小球硬化三者之间具有一定联系，因而运用活血化瘀法可能通过调节肠道菌群改善糖尿病性肾小球硬化。

丹参祛瘀生新而不伤正，活血化瘀效果极佳，是治疗糖尿病肾病常用药。数据分析发现，丹参可减少ECM沉积，降低血液黏稠度，延缓肾小球硬化发生发展并抑制肾间质纤维化，用药频率在治疗糖尿病肾病方药为5.46%，仅次于黄芪[33]。研究显示，丹参能维持糖尿病肾病大鼠肠道微生物群平衡，主要表现为显著回调乳酸杆菌属、梭菌属、理研菌科、瘤胃菌科丰度，进而使IS水平显著降低，从而预防和缓解糖尿病肾病大鼠肾损伤[34-35]。丹参茎叶总酚酸可改善T2DM肾病小鼠肠道菌群紊乱，并通过部分调节SCFAs产生菌含量，使肠道内SCFAs含量回调，其中理研菌科_RC9是决定T2DM肾病小鼠体内肠道菌群与SCFA相互作用的重要菌属，也是丹参总酚酸作用于T2DM肾病小鼠的关键靶点[36]。Zhao等[37]认为，丹参有效成分镁紫草酸乙酯（MLB）对糖尿病肾病肾损伤的治疗作用可部分归因于其调节肠道微生物群和胆汁酸（BA）代谢，MLB可显著增加拟杆菌门丰度，略微降低厚壁菌门数目，下调分泌肠源性脂多糖炎症物质的大肠杆菌和志贺菌属丰度，同时在无血糖控制情况下降低BA代谢至接近基线水平，使肠道黏膜通透性下降，肠道炎症反应降低，从而保护肠道屏障完整性，减少内毒素和细菌代谢物进入体循环，减缓肾功能损害的进展。

活血化瘀类中药复方对肠道菌群及糖尿病性肾小球硬化也具有一定影响，主要通过改变肠道菌群及其代谢物的构成和水平影响炎症因子表达，继而缓解糖尿病性肾小球硬化进程。桂志红等[38]发现，加味益肾活血方（黄芪、菟丝子、党参、白术、山药、茯苓、益母草、丹参、赤芍、薏苡仁、牛膝、大黄）不仅促进清除尿素氮、肌酐等毒素，保护肾功能，还能明显上调有益菌双歧杆菌、嗜酸乳杆菌相对丰度，缓解肠道微生态紊乱，抑制肠道微炎症反应。具有活血化瘀之效的复方大黄灌肠液不仅能减轻微炎症状态，还可显著回调糖尿病肾病终末期肾衰竭患者肠道菌群操作分类单元（OTUs）数量，以改善肠道微生物群环境，尤其肠道益生菌数目，且有助于降低血清内毒素水平和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素（IL）-6及IL-8 等在内的促炎因子水平，起到缓解肾损害作用[39]。张瑞瑞[40]研究芪石肾舒胶囊（黄芪、生地黄、苦参、石韦、益母草、水蛭等）干预对糖尿病肾病大鼠肠道菌群及炎症因子影响发现，芪石肾舒胶囊可改善肠道菌群构成，增加有益菌乳酸菌属，下调炎症因子IL-6、TGF-β1、单核细胞趋化蛋白-1表达，有效减少糖尿病肾病大鼠尿蛋白，下调血肌酐、尿素氮水平，延缓肾小球系膜细胞增生和基底膜增厚进程。上述研究表明，活血化瘀法可通过调节肠道微生态有效改善糖尿病性肾小球硬化。

4 小结

综上，鉴于肠道菌群及其代谢物在糖尿病性肾小球硬化进展中的作用，可将肾络瘀阻作为糖尿病性肾小球硬化的关键病机。中医学认为，饮食、禀赋等因素导致阴虚火旺，气阴两伤，日久脏腑阴阳俱损，引起消渴肾病；亦因虚致实，致血黏质稠，瘀阻肾络，或湿浊内阻，加重肾络瘀阻。活血化瘀法可改变肠道菌群构成，上调有益菌丰度及其代谢物SCFAs水平，改善肠道微循环，保护肠道黏膜屏障，抑制内毒素及炎性物质释放，从而延缓肾小球系膜细胞增殖、基底膜增厚，抑制肾小球硬化进展。因此，活血化瘀法改善糖尿病性肾小球硬化的作用与调节肠道菌群构成及其代谢物有紧密联系，这可能是活血化瘀法改善肾小球硬化、治疗糖尿病肾病的重要机制。但目前相关研究仍较少，需进一步探索和验证。