小檗堿對口服降糖藥糖尿病患者的胃腸激素及腸道菌群的影響

熊紅萍，徐靜，周強，吳埼淇，甘國翔，陳忠山

(1.廈門大學附屬福州市第二醫院，福建 福州 350007；2.廈門大學，福建 廈門 361102；3.福建中醫藥大學，福建 福州 350122)

糖尿病常累及消化道，出現如腹脹、納差、惡心等癥狀，稱為糖尿病性胃腸病變。一般認為糖尿病性胃腸病與糖尿病植物神經病變有關。而胃腸功能的改變與胃、腸、胰等激素有密切關系。黃連素是從中藥黃連中提取的單體，又稱小檗堿(Berberine)，是一種很有臨床應用前景的降糖藥物。筆者通過口服降糖藥物聯合小檗堿對2型糖尿病患者進行為期12周臨床治療，觀察小檗堿對糖尿病患者胃泌素、胰高血糖素及腸道菌群的影響，探討治療2型糖尿病的新療法。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

治療組選擇2017年1月—2017年10月就診于廈門大學附屬福州市第二醫院內分泌門診及住院病區的口服降糖藥的2型糖尿病患者，對照組選取同期體檢中心體檢的健康人群。其中治療組25例，男/女為11/14例，平均年齡(57.8±9.6)歲，平均BMI(26.9±4.4)kg/m2,平均腹圍(94.6±9.6)cm，平均病程(4.9±3.4)年。健康對照組10例，男/女為5/5例，平均年齡(48.5±12.4)歲，平均BMI(24.7±6.0)kg/m2,平均腹圍(87.1±17.0)cm。兩組年齡、性別無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 入選標準

糖尿病患者符合2013版中國2型糖尿病防治指南[1]且谷氨酸脫羧酶抗體(GADAb)、胰島細胞自身抗體(ICA)均為陰性，近4周未服用雙胍類、α葡萄糖苷酶抑制劑、二肽基肽酶抑制劑(DPP-4)、胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)受體激動劑、小檗堿、抗生素、微生態活菌制劑及乳果糖等藥物，入選患者依從性較好，簽署知情同意書，能配合各項檢查。健康對照組人群經口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)證實血糖正常，同意參加本實驗，簽署知情同意書的健康體檢者，年齡≥20歲。

1.3 排除標準

(1)嚴重感染；(2)嚴重肝腎疾患及心功能不全；(3)1型糖尿病及使用胰島素治療的2型糖尿病患者;(4)胃腸、胰腺疾病及胃腸手術史；(5)酮癥酸中毒及高滲性昏迷；(6)甲狀腺功能異常；(7)孕婦及哺乳期婦女。

1.4 方法

1.4.1 基本參數測量

入選對象均于入選當日由專人用標準體重計、身高測量計分別測量身高(cm)、體重(kg)，BMI=體重(kg)/身高(m2)，空腹狀態下測腰圍(cm)。

1.4.2 生化指標測定及腸道菌群培養

治療組根據血糖情況調整降糖藥，同時給予鹽酸小檗堿(東北制藥集團沈陽第一制藥有限公司，國藥準字H21022453)每次500 mg，每日3次，連續12周。治療組分別于0、4、8、12周清晨空腹分別采集靜脈血標本，測定血漿葡萄糖濃度(采用貝克曼庫爾特公司AU5811儀器，己糖激酶法測定)、胃泌素(采用西門子DPC IMMULITE化學發光儀，化學發光法測定)、胰高血糖素(采用γ-計數儀，放射免疫法測定)，于75 g口服葡萄糖耐量實驗后60 min測定餐后1 h血糖。于0周、12周囑受試者將清晨空腹糞便排泄到糞便采集盒上，用無菌采集勺取排泄出來的中后段糞便1 g于含有保存液的TinyGene糞便DNA保存管(產品編號：CJ-01KA)中,通過上下震蕩搖晃，使樣品完全浸入保存液中，擰緊管蓋，將保存管放到-20℃冰箱進行冷凍存儲。在采集完成后10日內將采集到的所有樣品送檢至由維基生物科技(上海)有限公司采用Realtime PCR技術進行測定。通過熒光定量的方法對16S基因進行定量。所用引物分別為515F/926R。qPCR反應在專用的PCR八連管(Axygen, USA)中進行，25 μL體系。所有樣品做3個重復，使用Takara的SRBR Premix Ex TaqTM試劑盒。對照組只進行0周的靜脈采血及糞便菌群培養。

治療組在服藥期間每周進行電話隨訪，記錄服藥后情況及是否有不良反應。服藥期間維持原生活習慣及飲食習慣。

1.5 統計學方法

2 結果

2.1 生化指標

見表1～表4。由表1表2可知治療組治療后空腹血糖及餐后1h血糖有不同程度的下降，同組治療前后差異有統計學意義(P<0.05)。由表3可知與0周比較，治療組治療后胃泌素水平持續升高(P<0.05)。治療組治療前后胃泌素水平均明顯高于對照組(P<0.05)。由表4可知治療組治療后胰高血糖素均明顯高于對照組(P<0.05)，治療前后無差異(P>0.05)。

2.2 腸道菌群

見表5、表6。由表5可知治療前治療組厚壁菌門明顯高于治療后(P<0.05)。治療后治療組大腸桿菌屬明顯高于治療前(P<0.05)。治療后治療組厚壁菌門明顯低于對照組(P<0.01)。由表6可知治療前后治療組擬桿菌均明顯低于對照組(P<0.05)。治療前治療組柔嫩梭菌屬明顯低于對照組(P<0.01)。

表1 治療前后空腹血糖的變化

注：與0周比較，*P<0.05

表2 治療前后餐后1 h血糖的變化

注：與0周比較，*P<0.05，**P<0.01

表3 治療前后胃泌素的變化

注：與0周比較，**P<0.01；與對照組比較，△△P<0.01

表4 治療前后胰高血糖素的變化

注：與對照組比較，△P<0.05

表5 治療前后腸道菌群的變化

注：與0周比較，*P<0.05;與對照組比較，△△P<0.01

表6 治療前后腸道菌群的變化

注：與對照組比較，△P<0.05，△△P<0.01

3 討論

糖尿病是一種嚴重危害人類健康的全身慢性疾病，其病因與發病機制復雜，至今尚未完全闡明，目前認為胰島素分泌缺陷和胰島素抵抗是2型糖尿病發病機制的兩個基本環節。生理狀態下機體血糖維持穩定依賴于精細的神經內分泌調節，多種內分泌激素參與調節血糖使之保持在一定范圍內的穩定狀態。近年來研究發現，糖尿病患者胰島素分泌異常的同時，胰高血糖素(glugacon，GLC)水平亦明顯升高[2]，提示糖尿病患者可能同時存在α細胞胰島素抵抗。作為胰島素的拮抗激素，胰高血糖素是由僅占胰島10%的α細胞分泌，是影響機體血糖波動的重要因素[3]，當人體攝入食物后，血糖濃度升高，刺激胰腺β細胞分泌胰島素，胰島素通過胰腺旁分泌機制抑制α細胞分泌胰高血糖素。但當胰島β細胞功能進行性下降時，胰島素分泌不足，不能有效地抑制α細胞分泌胰高血糖素，胰高血糖素隨之升高。升高后的胰高血糖素具有促進糖原分解和糖異生的作用，進一步加劇了糖尿病的進程。Unger[4]提出“雙激素”學說認為 T2DM 患者血糖水平升高不能正常抑制胰高血糖素的分泌，有胰島素和胰高血糖素紊亂的參與。胰高血糖素絕對或相對過多是造成糖尿病高血糖的重要因素之一。本研究發現，胰高血糖素治療后均明顯高于正常對照組(P<0.05)，與該學說相一致。胰島素分泌的相對不足和胰高血糖素分泌的相對過剩是同時存在的。胰高血糖素對于高血糖的調節起著重要作用，有關胰高血糖素分泌異常的調節機制研究可能成為治療糖尿病的新靶點。

胃泌素是主要由胃竇和十二指腸G細胞分泌釋放一種由17個氨基酸組成的多肽，對糖尿病的一些并發癥例如糖尿病性神經病變、糖尿病性胃腸病變的發生有著重要意義。現已知其生物學功能主要是調節胃相胃酸分泌和刺激胃黏膜生長，但近年來隨著對胃泌素作用機制的不斷探索，發現黏膜營養和促進細胞增殖也是其重要的生物學功能[5]。有研究發現外源性注射胃泌素能誘導β細胞的再生，是介導胰島再生的一種生長因子。該研究還發現，高胃泌素血癥患者伴有胰島細胞畸形生長，胰島素分泌顯著增加，萎縮性胃炎患者的血清胰島素水平也有升高[6]。動物實驗發現胚胎小鼠胰腺中即有胃泌素表達，提示胃泌素可能與胰腺早期發育有關,且胚胎時期胃泌素的主要靶器官也可能是胰腺[7]。可見，外源性和內源性胃泌素均可增加胰島素的分泌，但機制尚不明確。本研究發現治療組胃泌素均明顯高于對照組(P<0.01)，提示2型糖尿病胃泌素可能高于健康人群,可能與胰島素抵抗有關。胰島素抵抗促進了葡萄糖攝取，但胰島素的生物利用效率下降，機體代償性的分泌過多胰島素產生高胰島素血癥，以維持血糖的穩定，是2型糖尿病的始動環節，并且參與到2型糖尿病的發生、發展過程中。因此，能否通過補充外源性胃泌素來增加胰島素的分泌，這可能是糖尿病治療的一個新方向，有待進一步研究。

人體的腸道內寄居著數以萬億的細菌，這些細菌組成了人體最大的微生物群，即腸道菌群。微生態學研究發現，腸道菌群數量與糖尿病的發生發展有一定的關系。當血糖值偏高時(>20 mmol/L，小鼠)，腸道內的有益菌(雙歧桿菌、乳酸桿菌等)數量減少;藥物治療后，血糖值降低(<14 mmol/L，小鼠)，有益菌數量增加，表現出腸道菌群的數量變化與血糖值變化呈負相關[8]。目前國內研究顯示2型糖尿病亦存在明顯炎癥表現[9]，有研究結果提示柔嫩梭菌屬具有抗炎作用，對宿主有益[10]，而本研究發現有抗炎作用的柔嫩梭菌屬明顯低于對照組(P<0.01)，考慮可能是糖尿病患者體內炎癥反應造成具有抗炎作用的細菌失衡。國內亦有作者研究發現，糖尿病患者擬桿菌屬較健康人群顯著減少[11]。本研究中治療組擬桿菌屬明顯低于對照組(P<0.05)，還觀察到厚壁菌門含量在治療組中稍高,但兩組差異不顯著(P>0.05)，考慮可能跟治療組納入人群肥胖，而對照組相對于治療組BMI、腹圍較低(P>0.05)有關。本次還觀察到大腸桿菌屬在對照組中稍高,但無統計學差異(P>0.05)，可能與標本污染或樣本量少有關，統計誤差造成。乳酸桿菌在治療組中稍高，但與對照組比較無統計學意義(P>0.05)。

糖尿病在中醫學屬于消渴的范疇，早在唐代名醫孫思邈所著的《千金要方》中就有黃連配伍生地治療消渴癥的記載。黃連素是從中藥黃連中提取的單體，又名小檗堿，《本草正義》中提到“黃連大苦大寒，苦燥濕，寒勝熱，能泄一切有余之火”，是黃連解毒湯、玉女煎等瀉火藥中的主藥，尤其善清中焦濕熱，故為中焦濕熱消渴的要藥。現代藥理學發現小檗堿對修復細胞、抗炎有一定作用，且抗菌譜廣，對多種革蘭陽性菌和革蘭陰性菌均有作用[12]。近年來研究發現，小檗堿具有調節腸道菌群，增加糖酵解，抑制肝臟糖原生成，減少糖異生，減輕胰島素抵抗，改善胰島β細胞功能作用，調節脂質代謝等作用[13]。對于小檗堿降血糖機制的研究已經成為糖尿病治療的新熱點。小檗堿與二甲雙胍的降糖作用相似，一項納入36名新診斷2型糖尿病患者單用小檗堿(500 mg,每日3次)3個月后糖化血紅蛋白顯著降低,從(9.5±0.5)%～(7.5±0.4)%，P<0.01，甘油三酯下降,從(1.13±0.13)mmol/L～(0.89±0.03)mmol/L,P<0.05[14]。Zhang X[15]等研究發現小檗堿調節腸道菌群的作用，同時可升高瘦素、降低血清脂聯素水平，提示其可改善胰島素抵抗的作用。本研究發現，小檗堿干預的糖尿病患者治療前厚壁菌門明顯高于治療后(P<0.05)，胃泌素整體較0周明顯上升(P<0.01)，治療后血糖下降(P<0.05)，證實了黃連素具有改善腸道菌群失調的作用，同時還觀察到小檗堿對胃腸激素紊亂有改善作用，但對二者的調節是協同或是單獨作用還有待進一步研究，筆者推測可能是腸道菌群紊亂的糾正，抑制了胃腸道對脂肪的吸收，改善了體內糖脂代謝紊亂，減輕了胰島素抵抗，從而刺激胃泌素的升高，增加了胰島β細胞分泌胰島素的功能，但具體機制有待進一步研究。

目前關于腸道菌群失調參與2型糖尿病患者胰島素抵抗，糖脂代謝紊亂的發現得到越來越多學者的認可，關于小檗堿調節腸道菌群紊亂，降低血糖的研究越來越多，預示小檗堿對于2型糖尿病治療的廣闊前景。但由于腸道微生態太過復雜且研究方法繁多，各項關于腸道菌群的研究結果不盡相同。本次研究雖然發現2型糖尿病患者存在腸道菌群紊亂的現象，小檗堿具有一定改善腸道菌群失調，刺激胃泌素的分泌，可能參與了降糖過程。但同時本研究也存在一定不足，由于是前瞻性研究，研究樣本量小，缺少常規藥物治療組對照組，陽性指標有限，胰高血糖素治療前后雖有降低，但無統計學差異，未觀察到乳酸桿菌、雙歧桿菌益生菌的治療前后的差異。小檗堿通過調節腸道菌群治療糖尿病仍然需更大的樣本量及更嚴謹的臨床實驗來評估。