基于腸道菌群探討針灸治療帕金森病睡眠障礙研究進展*

李慎微，王順

黑龍江中醫藥大學，黑龍江 哈爾濱 150040

帕金森病是一種常見的神經系統退行性疾病，臨床癥狀包括靜止性震顫、肌強直、運動遲緩、姿勢平衡障礙等運動癥狀和嗅覺減退、睡眠障礙、便秘、抑郁等非運動癥狀兩方面[1]。在全世界范圍內該病的患病率約為0.3%[2]，男性患帕金森病的相對風險約為女性的1.46倍[3]。作為常見的中老年神經系統退行性疾病，該病的發病率隨著年齡的增長而成倍增加。在我國，帕金森病的總患病率為190/10萬[4]，睡眠障礙發病率為78%～98%[5]。有學者預測，隨著人口老齡化程度持續加深，我國帕金森病患者總數在未來較長一段時間內將持續增長，且保持在高水平狀態[6]。

帕金森病的基本病理改變為黑質致密部多巴胺能神經元的丟失和剩余神經元內由α-突觸核蛋白(α-synuclein，α-syn)組成的路易小體的產生，但其發病機制尚未完全闡明。隨著腸源性學說[7]的興起，有許多學者推測帕金森病的發病與腸道菌群密切相關，并通過腦腸軸(一條聯系中樞神經系統和腸神經系統的通路)雙向影響中樞神經系統[8-10]。帕金森病作為一種高致殘率疾病，嚴重影響了患者的生活質量，尤其是睡眠障礙患者。目前，該病的首選治療藥物為復方左旋多巴，但長時間使用會產生耐藥性，出現“開-關”現象，甚至異動癥，而對于帕金森病伴失眠者僅采用對癥治療。針灸起源于古石器時代的“砭石”[11]，而后《黃帝內經》奠定了針灸作為中醫學必不可少的治療手段的基礎。歷經兩千多年的臨床驗證并融入現代醫學理論，針灸被證明具有調節機體功能的特點和不良反應少的優勢[12]。在國內，針灸適應證有461種，在國外為130種，而神經系統疾病是世界公認的針灸治療優勢病種[13-14]。針灸的治療已經被國內外廣泛認可。

本文基于腸道菌群理論探討針灸治療帕金森病睡眠障礙的研究進展，推測調節腸道菌群可能是針灸治療帕金森病睡眠障礙的一種有效途徑。

1 腦腸軸和帕金森病的發病機制

腦腸軸是腸道菌群及其代謝產物和中樞神經系統雙向聯系的通路，廣義上說，這條通路包括內分泌途徑、免疫途徑和腸道神經系統-迷走神經途徑。其中,內分泌途徑即腸道菌群及其代謝產物和腸上皮屏障相互作用，促使腸黏膜細胞(腸嗜鉻細胞)和腸上皮細胞分泌神經化學物質如5-羥色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)，通過循環系統流入大腦，從而影響中樞神經系統[9]。免疫途徑即腸道菌群及其代謝產物激活腸道和循環系統中的先天性和適應性免疫細胞，這些免疫細胞通過淋巴系統轉移到腦內，從而影響中樞神經系統[9]。腸神經系統-迷走神經途徑是最具體、最受關注的途徑，也是狹義上的腦腸軸定義，因為它和帕金森病腸源假說密切相關。生理上，腸道菌群衍生的神經遞質可以激活腸神經系統的肌間神經元，通過迷走神經向大腦半球傳遞[9]。反之，中樞神經系統也可以通過廣義上的腦腸軸途徑影響腸道菌群的穩態。腸神經系統-迷走神經途徑(即狹義上的腦腸軸途徑)在帕金森病腸起源假說中有著重要地位。

腸道起源假說最早被braak等[7，15-16]提出，研究發現，帕金森病患者腦中最先沉積a-syn的部位是位于延髓迷走神經三角深面的迷走神經背核，隨后沿著延髓、橋腦、中腦(包含黑質)的易感神經元上行，最終到達大腦皮質。由于迷走神經背核與腸神經系統(包括肌間神經叢和黏膜下神經叢)聯系密切，且在帕金森病患者腸神經系統中發現了路易小體的存在，因此提出假說：可能是某種未知的病原體侵襲腸道，破壞腸黏膜屏障，誘導a-syn異常聚集，隨后通過腸神經系統沿迷走神經逆向上行，進入中樞神經系統。另有學者從側面驗證了braak等的假說，動物實驗發現，在大鼠胃內給予含α-syn的帕金森病患者腦溶解物或魚藤酮(線粒體復合物I抑制劑)，α-syn被攝取，且最終沉積在包括黑質在內的各腦組織內[17-18]。研究者在切除大鼠單側迷走神經后，向大鼠胃內灌輸魚藤酮，發現切除側α-syn的沉積明顯少于對側，黑質多巴胺能神經元的丟失也少于對側，側面說明α-syn可能通過腦腸軸途徑從腸道入腦[19]。另有大量研究發現，前驅期的帕金森病患者腸道內已經沉積了異常的α-syn，說明導致該病發生的α-syn可能起源于腸道[20-22]。

2 腸道菌群和帕金森病發病機制

腸道菌群是寄生在人體腸道內的微生物群，由于腸道微生物和宿主之間能夠相互影響而被稱為“新器官”。人體腸道內寄生著超過10萬億個微生物細胞及多達1 000種的微生物物種，包括細菌、古細菌、真菌等，其產生的大量神經化學物質，如5-HT、短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids，SCFAs)等，可以通過干擾迷走神經和血腦屏障的通透性影響腦功能[8]。腸道菌群的失調會導致腸道滲透性的改變及腸黏膜保護屏障的破壞，大大增加了腸道細菌產生的內毒素等有害物質進入內環境的可能性，從而使腸神經系統中的α-syn過表達[23]。多項實驗表明，帕金森病患者糞便中普雷沃菌群豐度與正常人相比明顯下降[24-25]。另有研究表明，普雷沃菌群豐度下降，通過破壞維持腸道滲透性的粘蛋白的代謝過程，從而增加腸道滲透性[26]。有研究表明，早期帕金森病患者腸道黏膜內的氧化應激反應水平高于正常水平，而腸道內氧化應激反應水平升高會誘導腸道神經系統中α-syn的異常聚集[27]，這可能是由于缺少抑制神經炎癥、抗氧化應激反應、分泌神經化學物質的SCFAs而導致的。SCFAs是腸道菌群發酵食物而產生的生物活性物質，包括乙酸、丙酸、丁酸等。Unger等[28]研究顯示，帕金森病患者糞便中的SCFAs絕對濃度降低，丁酸相對濃度降低。另有研究發現，帕金森病患者糞便標本中的柔嫩梭菌減少，而柔嫩梭菌是能夠產生SCFAs的一種菌群[29]。Stolzenberg等[30]于2017年發現腸道炎癥可能與帕金森病的發病有關，他們用免疫染色法對患有胃十二指腸炎癥的兒童和感染諾如病毒的腸移植受者的α-syn進行內鏡活檢，發現小兒上消化道腸神經中α-syn的表達與腸壁急慢性炎癥程度呈正相關，而腸道菌群的失調可導致腸道炎癥的發生。Keshavazian等[31]在分析帕金森病患者和健康對照組的活體乙狀結腸組織標本和糞便標本發現，帕金森病患者糞便中具有“抗炎”作用的布勞特氏菌屬(blautia)、糞球菌屬(coproccuss)、羅斯伯里氏菌屬(roseburia)豐度降低，乙狀結腸黏膜中具有“促炎”作用的細菌(如rolstonia菌屬)豐度升高。以上研究提示，腸道菌群失調可能是通過減少分泌物SCFAs產生、改變腸道滲透性、促進腸道炎癥反應使腸道神經系統的α-syn異常表達，從而參與帕金森病的發生發展。

3 腸道菌群和帕金森病睡眠障礙

睡眠障礙是帕金森病常見的非運動癥狀之一[32]，包括失眠、快速眼動期行為障礙、不寧腿綜合征、周期性肢體運動、睡眠相關性呼吸暫停、夜驚癥、日間覺醒障礙等。傳統觀念認為，帕金森病患者睡眠障礙的原因有：①夜間運動癥狀加重，如肢體僵硬、翻身困難、夜間震顫等；②藥物不良反應、藥物使用不當；③從病理生理學角度而言，導致黑質多巴胺能神經元退行性改變的病因會影響其他非黑質多巴胺能神經元，病變波及控制睡眠-覺醒功能的神經中樞和通路以及神經遞質時會產生一系列睡眠障礙問題；④抑郁、自主神經功能紊亂等其他非運動癥狀導致。

3.1 睡眠生理晝夜節律是一種內源性的生物過程，與地球的晝夜變化在24 h內相匹配。哺乳動物的晝夜節律是由位于下丘腦視交叉上核的主時鐘安排的[33]。人的生理性晝夜節律是由下丘腦視交叉上核通過多個腦區的協同作用實現的[34]，包括促進睡眠的下丘腦腹外側視前區和促進覺醒的外側下丘腦的下視丘分泌素神經元和腦橋藍斑核(locus cerul eus，LC)。夜間睡眠時，腹外側視前區中分泌睡眠性神經遞質甘丙肽、γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)的甘丙肽能神經元和GABA能神經元處于活躍狀態；日間覺醒時，下視丘分泌素神經元與LC通過神經纖維聯系，促使LC分泌去甲腎上腺素(norepinephrine，NE)，從而維持覺醒狀態。促進睡眠的腹外側視前區和促進覺醒的LC之間相互制約，調控著人體正常的睡眠-覺醒功能。

3.2 帕金森病睡眠障礙原因線粒體功能障礙和氧化應激反應是帕金森病腦內神經元變性的原因，變性部位波及腦干睡眠覺醒中樞和皮質通路時，會伴生睡眠障礙，尤其是損傷參與睡眠-覺醒機制的神經遞質，如去甲腎上腺素(norep inephrine,NE)、多巴胺(dopamine,DA)、5-HT、GABA等[35]。帕金森病和線粒體損傷的關系早在20世紀80年代就被發現了，MPTP(1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶)作為一種外源性神經毒素，能夠抑制線粒體呼吸。它可通過血腦屏障，在體內氧化成MPP+后通過DA轉運體被DA神經元吸收。在DA神經元內，MPP+在線粒體內積聚，抑制電子傳遞鏈的復合物I，從而破壞線粒體的結構。α-syn的過表達也參與了線粒體的破裂。α-syn作為一種神經毒素，有類似MPTP的毒性作用，可抑制線粒體復合物I的活性，減少ATP的生成，增加活性氧的形成，從而破壞線粒體DNA、呼吸鏈的組成和其他線粒體因素，引發線粒體損傷和氧化應激之間的惡性循環[36]。上文已闡述，腸道菌群失調可能會影響腸神經系統中α-syn的表達，使其沿腦腸軸逐步轉移至腦內。此外，腸道菌群可以分泌神經化學物質，通過循環免疫系統或腸神經系統影響中樞神經系統的活動，從而影響帕金森病睡眠障礙的發生發展。比如大腸桿菌中能產生DA，乳酸桿菌和雙歧桿菌能分泌大量GABA，DE、5-HT、乙酰膽堿、組胺、胍丁胺等神經化學物質均能夠通過腸道微生物的代謝在腸道內產生[37]。

3.2.1 5-HT、褪黑素(melatonin，MLT)和帕金森病睡眠障礙帕金森病睡眠障礙和腸道微生物群之間的聯系可能跟5-HT缺乏、MLT水平的變化有關。腸道微生物群能產生少量5-HT，孢子形成菌通過結腸嗜鉻細胞調節5-HT，而5-HT也是褪黑素的前體物質。另外，褪黑素水平的降低與腸道微生物多樣性和豐富性的降低，阿克曼氏菌、類桿菌、糞桿菌的減少以及氣單胞菌的增加有關[33]。5-HT缺乏會導致睡眠障礙，褪黑素的晝夜節律分泌異常會導致夜間失眠和日間嗜睡。劉揚等[38]發現經魚藤酮處理過的大鼠模型中縫背核色氨酸羥化酶(5-HT的合成限速酶)、5-HT表達均降低。王麗敏等[39]研究顯示，帕金森病患者血漿中5-HT的濃度明顯低于正常人。褪黑素是由松果體分泌的一種神經遞質，正常情況下夜間分泌量增加以促進睡眠，日間分泌量下降以維持覺醒，調節機體晝夜節律。Videnovic等[40]實驗發現，雖然帕金森病患者和正常人均有MLT日間分泌量少、夜間分泌量多的晝夜節律，但是帕金森病患者MLT分泌的晝夜振幅減弱和24小時MLT分泌總量顯著降低，且帕金森病伴日間睡眠時間過長的患者這種異常節律更加明顯。國內有學者研究發現，帕金森病伴睡眠障礙患者白天的MLT分泌量高于帕金森病非睡眠障礙患者。這些研究說明，褪黑素分泌的晝夜節律異常可能是帕金森病睡眠障礙的原因[41]。

3.2.2 時鐘基因和帕金森病睡眠障礙時鐘基因如clock、per1、per2、bmal1、cry1和cry2，表達信使核糖核酸(messenger RNA，mRNA)，產生蛋白質，通過自我維持的轉錄/翻譯反饋環在分子水平調控晝夜節律，腸道微生物代謝物如短鏈脂肪酸丁酸鹽和乙酸鹽可能會影響時鐘基因的表達。腸道微生物群的缺乏以及微生物代謝物的缺乏，導致中樞和肝臟生物鐘基因表達明顯受損，表明腸道微生物群在分子水平上可能在晝夜節律方面發揮作用[33]。

3.2.3 HPA軸和帕金森病睡眠障礙腸道微生物群可以通過腸道屏障通透性增加和微生物群驅動的促炎狀態激活下丘腦-垂體-腎上腺(hypothalamus-pituitary-adrenal，HPA)軸[42]。HPA軸起自下丘腦室旁核(paraventricular nucleus,PVN)，PVN釋放促腎上腺皮質激素釋放激素(corticotropin releasing hormone，CRH)，誘導促腎上腺皮質激素(adrenocor ticotropic hormore，ACTH)進入全身循環，ACTH隨后誘導糖皮質激素(皮質醇)的分泌。HPA軸被認為是調節各種身體活動的主要神經內分泌系統，以應對心理壓力和生理壓力，包括感染，確保對壓力源作出適當反應。但是睡眠對HPA軸有抑制作用，特別是深度睡眠，激活HPA軸可導致覺醒和失眠。失眠癥是最常見的睡眠障礙，與24 h內ACTH及皮質醇分泌的增加有關[43]。

4 針灸調節腸道菌群

研究發現，針灸對腸道菌群具有調節作用，能夠明顯改善腸道菌群的多樣性及有益菌群的含量，優化腸道內環境，達到調整腸道菌群的目的[44]。謝文松等[45]發現針刺聯合中藥可有效提高潰瘍性結腸炎患者雙歧桿菌和乳酸桿菌等益生菌的含量，改善臨床癥狀。李湘力[46]觀察腹瀉型腸易激綜合征(irritable bowel syndrome with diarrhea，IBS-D)大鼠模型時發現，針刺雙側天樞、大橫、足三里、上巨虛、太沖、百會等穴位可以提升大鼠腸道菌群多樣性，且乳酸桿菌科和雙歧桿菌科豐度上升。另外兩項對 IBS-D 患者的臨床觀察同樣支持針刺能提升腸道乳酸桿菌和雙歧桿菌豐度的觀點[47-48]。王旒靖等[49]發現，針刺“百會”“中脘”“足三里”等穴位能降低胃潰瘍大鼠模型胃黏膜損傷指數和胃黏膜病變程度，提高腸道菌群豐富度指數Chao1、Observed species及多樣性指數Shannon。Wei等[50]采用電針和艾灸治療葡聚糖硫酸鈉誘導的潰瘍性結腸炎小鼠，并通過高通量測序法檢測腸道菌群基因組，結果表明，電針、艾灸對腸道菌群α多樣性指數和β多樣性指數均有改善作用，尤以艾灸治療為甚。宋蕙杉等[51]將SD大鼠隨機分組，造模成功后予不同干預方法，觀察各組大鼠行為學及腸道微生物AWCD、Shannon-Wiener多樣性指數的變化，結果發現，與模型組比較，調神暢情組和普通電針組大鼠抑郁樣癥狀明顯改善，AWCD、Shannon-Wiener多樣性指數明顯升高。Xu等[52]采用不同穴位針刺及穴位組合治療骨肉瘤荷瘤小鼠，采用體外成像技術觀察針刺對腫瘤生長的影響，結果發現，針刺治療延緩了類桿菌、硬壁菌和糖化假絲酵母相對豐度的變化。此外，許多細菌的相對豐度(如catabacter、acetatifactor、aestuariispira)通過針刺治療得到了調節。這些研究表明針灸可以改善病理狀態下的腸道菌群結構，且通過增加益生菌比例治療某些疾病。

5 針灸治療帕金森病睡眠障礙

針灸可以通過多種途徑對帕金森病的發生發展進行干預。首先，針灸有抗氧化應激、抗凋零的功效，能夠有效抑制過氧化氫和丙二醛的產生，提高谷胱甘肽濃度和總超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性，保護黑質紋狀體系統[53]。其次，針灸可以通過抑制具有細胞毒性的α-syn的聚集[54]，減少炎癥因子的表達[55]，抑制黑質內質網應激相關基因、蛋白、通路的表達[56-58]，促進腦源性神經營養因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)的表達[59]，保護黑質多巴胺神經元的缺失。針灸可以提高帕金森病睡眠量表(Parkinson′s disease sleep scale，PDSS)的分數，改善帕金森病患者包括睡眠在內的生活質量[60]，這可能跟針灸能夠抑制交感神經興奮、抑制HPA軸激活、促進GABA釋放、調節褪黑素釋放有關[61]。Aroxa等[62]對帕金森病伴睡眠障礙患者進行為期8周的實驗，通過針刺太沖、三陰交、合谷、外關、神門、內關、曲池、風池穴進行干預，發現針灸能顯著改善患者夜間睡眠質量、夜間精神癥狀和夜間運動癥狀，且睡眠的發生和維持、夜間躁動、夜尿癥、放松睡眠和白天嗜睡等癥狀均有改善趨勢。于振華[63]發現頭針療法聯合口服地黃飲子能夠降低帕金森病伴失眠患者匹茲堡睡眠質量指數(pittsburgh sleep quality index，PSQI)評分，提高其睡眠質量。王松山[64]采用歸脾湯加減聯合針灸治療帕金森病伴失眠患者，試驗組的治療有效率為92.68%，癥狀積分和PSQI評分均低于對照組，證明針灸聯合歸脾湯加減可以改善帕金森病伴失眠患者的臨床癥狀，提高睡眠質量，另一項研究的結果也支持此觀點[65]。霍琦雯等[66]發現龜鹿二仙湯加減聯合針刺療法能縮短帕金森病伴睡眠障礙患者的睡眠潛伏期，提高總睡眠時間，減少覺醒次數，改善睡眠結構，提高快速眼動期睡眠總百分比，提升血清5-HT含量，降低血清P物質含量，同時緩解運動癥狀，改善抑郁狀態。李永紅等[67]以針刺百會、四神聰、太沖、合谷、申脈、照海、三陰交、安眠等穴位聯合心理療法對帕金森病伴睡眠障礙患者進行治療，并采用PDSS和PSQI評分進行評估，發現針刺聯合心理療法對帕金森病睡眠障礙患者有較好的療效，值得臨床推廣應用。周久誠[68]研究表明，頭針+體針+溫針灸等針灸療法聯合多巴絲肼治療帕金森病，療效和安全性均比單純多巴絲肼更優，能夠減輕多巴絲肼的不良反應，療效確切，值得推廣。早些年楊仕洪[69]的研究結果和周久誠的研究結果相同。葉家盛[70]在常規抗帕金森病藥物治療的基礎上加用針刺百會、印堂、列缺(雙)、照海(雙)等穴位，結合重復經顱磁刺激治療帕金森病伴失眠患者，療效顯著，且無明顯不良反應，安全可靠，值得臨床應用。

6 總結和展望

帕金森病作為僅次于阿爾茨海默病的第二大神經系統退行性疾病，嚴重影響著我國老年人的生活質量和生活幸福感。隨著我國逐漸進入老齡化社會，必然伴隨著老年性疾病的增加，帕金森病的治療比重在醫療資源中的占比必然增多，因此，帕金森病的發病機制、治療手段必會更加受到重視。近年來，關于腸道菌群及神經系統疾病的研究越來越多，2020年，一篇發表在Cell上的文章指出，長期熬夜引發過早死亡是由氧化物在腸道內堆積所導致的，這更提醒我們要引起對腸道菌群、腦腸軸和神經系統疾病相關性的關注[71]。

針灸作為一種安全、無不良反應的治療手段，在治療包括帕金森病在內的許多疾病上都有顯著療效。2018年，美國將針灸療法納入醫保范圍，說明針灸的療效在世界范圍內是值得肯定的。針灸通過抑制黑質多巴胺能神經元的凋亡、調節腦內神經遞質的含量治療帕金森病睡眠障礙。腸道菌群可以通過腦腸軸分泌大量神經化學物質和調節時鐘基因來改善帕金森病睡眠障礙癥狀，而針灸對各種腸道菌群的豐度有著良好的調節作用。帕金森病睡眠障礙、針灸療法及腸道菌群三者存在緊密的關聯性，針灸可能通過調節腸道菌群治療帕金森病睡眠障礙。盡管臨床研究及基礎研究均論證了針灸治療帕金森病睡眠障礙的療效和腸道菌群的聯系，但研究也存在一定的不足：臨床研究中，試驗組多為針刺聯合其他療法，無法明確療效是來源于單純針刺還是聯合的藥物；臨床缺乏統一的針對帕金森病睡眠障礙的選穴配穴方案，多重視選穴而輕視手法，然而針刺手法往往對療效的發揮具有至關重要的作用。目前，大數據的盛行為我們提供了一種通過數據挖掘的方式篩選最佳選穴配穴方案和針刺手法方案的路徑；臨床研究中的療效評價工具多為主觀量表，缺乏客觀的、量化的評價指標；基礎研究中對其機制的研究多為間接的，直接的機制研究不足。因此，今后需開展更加詳盡的相關性研究，發揮針灸等傳統中醫學優勢，以單純針刺療法為治療組，確立最佳的選穴配穴方案，驗證針刺手法的療效，以調節腸道菌群為治療靶點，找出客觀量化的評價指標，明確相關通路及機制，為帕金森病睡眠障礙的治療提供新思路。