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从“肠道菌群-胆汁酸相互作用”看结直肠腺瘤癌变病机

 新用户97879064 2022-02-13

在我们的肠道中,住着百万亿数量级别的细菌,与我们共生共存,被称为“肠道菌群”。肠道菌群与我们的健康息息相关,也与多种疾病的发生关系密切。

大肠癌是最常见的消化系统恶性肿瘤,其中85%~90%是由结直肠腺瘤发展而来,而肠道菌群在结直肠瘤的发生与癌变过程中也起到了重要作用。

有研究者从肠道菌群与胆汁酸相互作用的角度认识结直肠腺瘤癌变的中医病机,提出肠道菌群与胆汁酸相互作用的破坏可导致肠道黏膜稳态失衡,是结直肠腺瘤发生的重要因素。从这个角度提出结直肠腺瘤“土虚木郁”的核心病机,为结直肠腺瘤的中医治疗与癌变预防提供了新思路。一起来看看吧。

肠道菌群—胆汁酸的相互作用

在结直肠腺瘤癌变中的作用

胆汁酸是胆汁的重要组成成分,生理情况下,胆汁酸的分泌在机体的脂质消化吸收、脂质代谢、葡萄糖稳态、能量消耗、肠道运动和细菌生长、炎症反应及信号调控等方面发挥重要调节作用。胆汁酸循环与组成的异常与炎症性肠病、肠腺瘤和结直肠癌等密切相关。过多胆汁酸聚集在肠道对肠上皮细胞有毒性作用。胆汁酸可通过多种机制加速结直肠癌进展,包括损伤上皮细胞,促进癌细胞增殖、侵袭和诱导凋亡抵抗等。研究显示,结直肠癌患者粪便中胆汁酸浓度较健康人明显增高。此外,动物实验也证实,粪便中胆汁酸浓度与结直肠癌发生率呈正相关,高浓度胆汁酸可导致肠腺瘤小鼠腺瘤数量和体积增加,并可诱导肠道低度炎症微环境,破坏肠黏膜屏障,使其通透性增加,促进肠腺瘤癌变。因此,肠道中高浓度胆汁酸的持续状态是结直肠腺瘤癌变的促进因子。

近年来,肠道菌群在消化系统疾病中的作用受到越来越多的重视,肠道菌群失调与结直肠腺瘤及结直肠癌的发生发展密切相关。临床研究发现,健康人群、结肠腺瘤患者、结肠癌患者体内肠道菌群的数量及结构差异较大,结肠腺瘤及结肠癌患者大肠杆菌和粪肠球菌数量显著高于正常人群,而双歧杆菌、乳杆菌及类杆菌数量相比正常人群明显减少。此外,使用健康人和结直肠癌患者的粪菌混合物分别喂养低菌和无菌小鼠后,结果显示结直肠癌粪菌移植后可激活肠黏膜免疫并诱发炎症反应,进而促进上皮细胞增殖和癌变。肠道菌群是肠道黏膜的重要保护屏障,对肠道黏膜起着免疫调节作用。肠道菌群失调可能破坏肠道屏障功能,导致胆汁酸代谢紊乱,进而引发肠道黏膜稳态失衡,促进结直肠腺瘤癌变。

肠道菌群与胆汁酸代谢密切相关,肠道菌群与胆汁酸的互作关系不仅体现在菌群对胆汁酸代谢的影响,胆汁酸也对肠道菌群的结构和功能发挥重要作用。


一方面,肠道菌群可以调控胆汁酸的合成、重吸收和代谢。无菌动物中,粪便中胆汁酸排出减少,胆囊和小肠中总胆汁酸池显著增大;如果对无菌动物进行有菌化,则可以显著降低动物肝脏、胆囊和盲肠中总胆汁酸的含量。给小鼠灌胃强抗氧化剂后发现,小鼠肠道嗜酸乳杆菌数量显著下降,导致厚壁菌属和拟杆菌属菌群比例失调,从而抑制胆汁酸受体表达,导致胆汁酸的分泌显著增加。研究发现,结直肠癌患者菌群失调主要表现为拟杆菌门减少,厚壁菌门及核梭杆菌增多,而核梭杆菌可促进结直肠肿瘤发生,增强初级胆汁酸形成次级胆汁酸之酶的基因表达。胆酸在肠道微生物作用下形成脱氧胆酸,脱氧胆酸可诱导肠道微生物失调,降低短链脂肪酸含量,加速肠腺瘤-腺癌序列的表达,导致肠屏障功能破坏和肠道肿瘤。

另一方面,胆汁酸可以促进代谢胆汁酸的细菌生长,同时抑制对胆汁酸敏感的细菌生长,起到维持菌群稳态、抑制小肠内细菌过度生长、保护肠屏障功能和抑制细菌移位的作用。低浓度的脱氧胆酸能降低结肠组织的跨上皮阻力,使肠上皮通透性增加,从而增加结肠组织对细菌的吸收;胆汁在小肠内吸收减少,导致进入结肠后游离胆汁酸增加,胆汁酸浓度升高,抑制肠道有益菌,造成肠道内菌群失调。研究发现,胆汁酸受体基因缺陷型小鼠的肠道菌群特征是厚壁菌属数量显著上升,而拟杆菌属数量显著下降,提示胆汁酸可通过胆汁酸受体信号通路影响肠道菌群组成。

因此,结直肠腺瘤癌变的关键在于胆汁酸与肠道菌群的相互作用关系被破坏,抑制胆汁酸受体功能,引发肠道干细胞异常增殖,从而促进结直肠腺瘤癌变。

肠道菌群-胆汁酸相互作用失衡

的中医病机


中医药在预防结直肠腺瘤癌变及复发方面有一定优势,结合现代医学研究成果,发现结直肠腺瘤癌变的关键病理过程——肠道菌群-胆汁酸互作与其中医病机之间存在一定互通之处,其背后的生物学实质又是什么呢?

肠道菌群紊乱是土虚的生物学基础

中医学认为,肠道菌群平衡与脾土的生理功能密切相关,肠道菌群失调与脾失健运互为因果。肠道菌群在消化吸收及免疫防御等方面反映了中医学“脾土”的生理功能,脾土功能正常与否和肠道菌群结构的稳态直接相关。肠道内环境的紊乱可能引起肠道菌群结构及功能的失调,导致脘腹胀满、水谷不化、食少纳呆、大便稀溏等脾虚表现。一项研究通过构建老年脾虚患者与同龄健康人的粪便肠道菌群指纹图谱发现,脾虚患者肠道菌群结构与健康人群具有显著差异。另有研究表明,双歧杆菌、乳杆菌、拟杆菌、消化球菌等厌氧菌在脾虚患者肠道中含量明显较非脾虚证患者低,而肠杆菌及梭菌含量偏高,且脾虚患者的双歧杆菌/肠杆菌比值低于正常人;脾虚湿盛泄泻患者的粪便中双歧杆菌数量较健康人明显减少,存在显著的肠道微生态失调。动物实验应用肠杆菌基因间重复一致序列聚合酶链式反应技术发现,脾气虚证大鼠肠道菌群指纹图谱较正常大鼠显著改变,多样性指数下降,表明其肠道微生态平衡遭到破坏后菌群失调,即脾气虚证直接影响肠道菌群的平衡。其他动物实验也证实了脾虚小鼠肠道内的双歧杆菌、乳杆菌数量均下降,存在明显的菌群比例失调。

以上研究结果均为脾虚与肠道菌群紊乱相关的生物学实质提供了一定科学依据。

胆汁酸分泌异常为木郁的微观体现

胆汁酸作为胆汁的主要成分,是消化液的重要组分,其生理功能主要包括影响胆汁分泌、促进肠道对脂类物质的吸收。中医学认为,胆汁乃肝之余气所化,其分泌和排泄受肝气疏泄功能的影响,如《脉诀刊误·卷上》所云:“胆之精气,则因肝之余气溢入于胆……其汁清净”。相关研究发现,胆汁酸的异常分泌与肝气失于疏泄(即“木郁”)密切相关,疏肝理气类中药可有效调控胆汁酸分泌与排泄,改善胆汁酸代谢。例如,具有疏肝利胆功效的小柴胡汤加减方可促进胆汁排泄,降低血清甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺鹅脱氧胆酸浓度,表明小柴胡汤加减方对患者血清胆汁酸有一定的调控作用。胆汁酸受体是神经功能和行为的重要调节器之一,可参与调控中枢神经系统中神经递质的稳态平衡,进而影响动物的情感和社交行为;若血液中胆汁酸浓度过高,抑制胆汁酸受体表达,可产生一定的神经毒性,从而影响情绪。这与“木郁”之肝失疏泄、情志不畅的表现相符。

因此,肝的疏泄作用与胆汁的分泌排泄、关系密切。肝气失疏,胆腑气机失于通降,胆汁排泄不畅,胆气郁遏而失清净,导致胆汁淤积,胆汁酸分泌异常,是“木郁”的微观体现。

肠道菌群-胆汁酸互作失衡与“土虚木郁”的病机相契合

胆汁酸代谢与肠道菌群的相互作用在肠道的内环境稳态调节中至关重要。一方面,胆汁酸的摄入可影响肠道菌群的构成及相关代谢产物的产量;另一方面,肠道菌群中不同功能的菌株也可作用于胆汁酸代谢的各个阶段并最终影响胆汁酸的构成。因此,胆汁酸与肠道菌群之间存在密切的双向调控关系,这与肝脾在生理上相互促进、相互影响的关系契合。

肠道菌群失调可影响胆汁酸的合成以及代谢等过程,胆汁酸水平异常亦可导致肠道菌群失调。肠道菌群失调,肠道中厌氧菌可产生一系列的代谢酶,这些酶作用于底物胆汁酸,产生主要包括硫化氢、活性氧、次级胆汁酸等致癌物质,引发结直肠腺瘤癌变。研究发现,结肠癌患者粪便中7α-脱羟基梭菌的浓度异常升高,高脂饮食下,梭菌属通过7α-脱羟基作用,产生次级胆汁酸,使次级胆汁酸水平升高,进而促进肠腺瘤癌变。另有研究表明,胆汁酸分泌异常可通过抑制肠球菌以增强解没食子酸链球菌素的活性,并通过取代共生的肠球菌促进解没食子酸链球菌定植,影响肠道菌群平衡,从而促进肠道上皮细胞增殖,导致结直肠癌的发生。结直肠腺瘤本有脾虚之病理基础,脾土亏虚不能运化水谷,则水反为湿,谷反为滞,精微物质失于输布,湿浊聚积,阻滞气血,致使肝失疏泄,发为“木郁”,木郁又可进一步加重“土虚”,肠道菌群-胆汁酸互作失衡形成恶性循环,终致癌变。

综上所述,肠道菌群失调是脾虚的重要生物学基础,胆汁酸分泌异常为木郁的微观体现。胆汁酸与肠道菌群的互作失衡,进而引发肠道干细胞异常增殖,促进结直肠腺瘤癌变的病理过程,与“土虚木郁”中医病机相契合,可为中医治疗结直肠腺瘤及预防其癌变提供思路。

高颖,王钧冬,肖冲,严然,由凤鸣,曾进浩.

基于“肠道菌群-胆汁酸互作”论结直肠腺瘤癌变“土虚木郁”病机的生物学内涵.

发表于《中医杂志》2021年第23期

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