结肠黑变病(MC)最早于1825年由Billiand描述, 近100年后Bartle又提出MC病因可能与服用含蒽醌类药物有关, 早在1958年的MC流行病学研究也为此说法提供一定的证据并得到了大多数学者的认同^[1]。中国有多种中药含有蒽醌类成分, 其中代表中药为大黄、芦荟、番泻叶、虎杖、决明子等。随着内镜技术的进步, MC的检出率愈发提高, 其与含蒽醌类的药物的相关性研究及机制研究也愈发丰富。为总结及探讨含蒽醌类中药对MC的影响及可能的机制, 特将近年来相关研究进展综述如下。

1 MC的中西医认识 1.1 西医对MC的认识

MC是以结肠黏膜色素沉着为表现的一种代谢性非炎症性肠病, 以近端结肠多见, 病变可累及一个或多个肠段^[2]。中国的一项流行病学研究发现, MC在接受结肠镜人群中检出率为1.78%, 检出率与年龄增长呈正相关, 总检出率女性高于男性。但≥60岁的男性, 每年的增长率高于女性, 是女性的1.85倍, 息肉是其最常见并发疾病(发病率为41.72%)^[3]。MC症状多以便秘、腹胀为主, 少数患者有下腹部隐痛及食欲欠佳等症状。目前认为, MC是可逆的, 多数患者可在停用蒽醌类药物一年后好转^[4]。MC的病因及发病机制并未完全阐明, 可能的病因包括长期便秘、长期服用蒽醌泻药、使用非甾体抗炎药、炎症、肿瘤、维生素E缺乏、金属元素沉积、家族遗传史、不饱和脂肪酸的摄入、银屑病等^[5-6]。

1.2 中医对MC的认识

中国古代及近代医学文献均对此病无特定的命名, 现代医家结合其主要症状归纳为"便秘""腹痛病""腹胀"等^[7]。患者多因体虚年老、久病便秘、久服寒性泄泻药物引起。MC为本虚标实, 虚实夹杂, 脾胃运化失常为本, 瘀血痰凝为标, 气机郁滞为其关键病机, 病位在大肠, 并涉及脾胃和肾^[8], 根据患者的不同症状表现, 可将MC分为阳虚寒凝、肺脾气虚、血虚津亏、气滞湿阻、痰瘀阻络、胃热肠燥6个证型^[9], 治疗多为补肾, 润燥、和血、疏风、降气之法辅之, 法以调补五脏为先^[10]。中医治未病理论对此病的治疗也有重要意义, 其未病先防既病防变的中医思想与本病的发生发展过程较契合^[11]。

2 含蒽醌类中药成分的相关毒性研究

中药中的一些蒽醌类成分对人体肝、肾、生殖、消化等系统均有可能造成一定损伤^[12]。大黄的代谢后产物结合型蒽醌及体外游离型蒽醌均具有肝毒性, 可能的机制包括在一定浓度范围内抑制肝细胞的生长致肝细胞凋亡、肝细胞脂质过氧化致肝细胞坏死、影响胆汁酸转运体与代谢酶的功能和表达等^[13]。芦荟大黄素可能导致人肾小管上皮细胞引起细胞线粒体膜电位和细胞内ATP水平降低, 同时增强了细胞内的氧化应激、诱导组织蛋白酶B(CB)蛋白和激活CB蛋白酶, 从而对Caspase依赖的细胞凋亡通路产生影响促使细胞凋亡^[14]。大黄水提取物、大黄总蒽醌对大鼠子宫、卵巢有明显毒性, 两者对子宫、卵巢的损害是可逆的, 但相较而言, 总蒽醌毒性更强^[15]。蒽醌类中药对消化系统的毒性多表现在MC方面, 临床和机制研究的报道则更较为丰富。

3 含蒽醌类中药对MC影响的临床病例研究与报道

目前认为, 长期服用含蒽醌类药物为造成MC的主要危险因素之一。对近五年国内MC病例分析及报道进行整理, 见表 1^{[7, 16-23]}。在1 051例病例对照、回顾性病例分析及病例报道中存在蒽醌类药物服用史的患者总计892例, 使用的主要蒽醌类单体中药为番泻叶、大黄、芦荟, 服用的中成药主要为芦荟排毒胶囊、牛黄解毒片、麻仁丸等, 以上药物均可见多篇文献重复报道, 且其中绝大多数患者在停用蒽醌类药物后病情有所缓解。近五年中, 国际上对蒽醌类药物致MC也有一些临床报道, 且发现误诊病例报告中患者有蒽醌类泻药服用史^[24-28]。这其中对老年白人男性和日本男性的MC个案病例进行分析中均认为长期服用草药芦荟及大黄为主要原因。

值得关注的是, 临床病例中, 患者服用含蒽醌类药物最短时间仅为1月即可出现症状。在此之前, 有研究人员电镜观察发现, 较低剂量浓度(3.58 μg/mL)大黄干预下肠壁细胞即可出现线粒体肿胀, 淋巴细胞和白细胞侵润等炎性改变^[29]。因此, 蒽醌类中药肠毒性阈值的相关研究也有待进一步深入。

有学者考虑蒽醌类药物的使用可能会使患者存在长期的MC, 且可能和结肠癌存在直接关系, 从而应更谨慎的使用此类药物^[5]; 也有学者认为MC会使患者良性的肠腺瘤检出率显著增加, 但与肠腺癌发生率关系不明确^[30-32]。因此, MC与癌症的关联性研究可能是未来研究的前沿和热点。

4 蒽醌类中药致MC产生及进展的最新机制研究

近五年, 学者们对蒽醌类药物与MC相关的机制研究更加成熟和完善(图 1)^[33-45], 实验证明以大黄、芦荟、番泻叶为代表的含蒽醌类中药在大剂量短时使用和正常剂量长期使用均可能导致MC, 其严重程度与药物服用的时间呈正相关, 但与服用大黄、番泻叶等蒽醌类药物的种类无明显关系^[33]。学者认为蒽醌类中药可以通过多种途径对MC的发生发展产生影响。

4.1 蒽醌类中药致大肠黏膜上皮细胞凋亡

蒽醌类泻剂可破坏结肠黏膜屏障, 同时使促炎因子TNF-α大量释放, 肠黏膜上皮细胞凋亡, 产生凋亡小体, 凋亡小体被单核巨噬细胞吞噬, 又被溶酶体分解转化为脂褐素, 大量堆积于黏膜固有层, 这是蒽醌类药物导致MC的主要机制^[34-35]。近年来, 研究人员发现, GNG5、LPAR3、MAPK8和PSMC6等与凋亡相关基因的蛋白表达在MC中明显增加, 作为早期检测预防和评估MC发展水平的重要指标^[36]。BCL-2和Bax是调控细胞凋亡行为的一对相互拮抗的基因, 在凋亡的发生和发展过程中作用重大。BCL-2的作用为抑制凋亡, Bax作用为促进凋亡, BCL-2/Bax的比值是决定细胞是否发生凋亡以及细胞凋亡强弱的关键因素。研究人员利用大黄建立MC动物模型后发现, BCL-2/Bax的比值下降, 且随着剂量增加BCL-2/Bax的比值下降更强^[37]。

水通道蛋白(AQPs)是与细胞膜转运和水渗透有关的调节组织和细胞水稳态的重要蛋白, AQPs家族的AQP8多在消化系统, 生殖系统, 肾脏和呼吸道中表达^[38]。肠道中AQP8常集中于结肠表面的吸收上皮, 并在结肠的水代谢中起关键作用。免疫组化和RT-PCR等结果提示, 较健康人群, 长期使用蒽醌类泻药人群的肠道AQP8 mRNA及AQP8蛋白的表达的水平显著降低。导致结肠上皮细胞的吸水率降低, 影响结肠水代谢, 诱导黏膜上皮细胞凋亡, 这可能与MC形成及其便秘症状有关^[39]。

4.2 蒽醌类中药代谢产物肠道内长期积累

大黄素是含蒽醌类中药的重要代谢产物之一, 其在肠道中积累可诱导细胞凋亡和自噬, 这可能是导致结肠毒性及引起MC的原因^[40]。生物浓缩是化学物质通过呼吸和直接接触从周围环境中积累到生物体内的过程, 生物浓缩度常被用作考虑某一物质对生物持续长久的影响。研究人员应用大黄素干预斑马鱼建立斑马鱼生物浓缩模型, 发现其存在较高的生物浓缩度, 推断长期使用含蒽醌类药物可以使它们在肠道组织中积累并保持较高水平, 增加其风险; 以大黄素为代表的蒽醌类化合物的积累是MC过程不可忽视的危险因素^[41]。

4.3 蒽醌类中药致肠道菌群改变

肠道菌群在宿主肠道屏障免疫、病理生理代谢、营养摄取等过程中起到关键作用^[42]。短链脂肪酸(SCFAs)是肠道菌群在其微生态平衡时代谢产生的能量物质, 而SCFAs的含量变化也可反映肠道状态的改变, 动物实验发现, 动物口服大黄总蒽醌后可改变肠道菌群的微环境, 进而影响了肠道菌群对药物的代谢^[43]。

在大鼠的动物模型中, 发现芦荟处理的大鼠可显着增加拟杆菌丰度, 改变肠道菌群组成结构。肠道菌群在芦荟的蒽醌类物质代谢中起到重要作用, 可将芦荟素代谢为葡萄糖和芦荟-大黄素-9-蒽酮(aloe-emodin-9-anthrone), 随后被氧化为芦荟大黄素(一种活性更强的二羟基蒽醌), 这可能含蒽醌类药物导致MC的机制之一^[44]。

4.4 蒽醌类中药致肠道运动异常

肠道Cajal间质细胞(ICC), 具有起搏与调节胃肠基本电节律功能, 同时能够传递胃肠神经信号、牵张传感器, 被认为是胃肠自主神经与平滑肌联系的中介, 在控制胃肠道运动中起重要作用。蒽醌类中药大黄可以导致结肠电镜下见ICC细胞数量增多但个体大小不一, 结构差异变大, 且胞质内可见空泡状内线粒体, 荧光染色呈色变浅。ICC细胞的数量、形态变化, 可能导致滑肌收缩运动减慢, 使结肠转运缓慢, 这可能与长期使用蒽醌类中药后排便功能的异常相关, 可能是导致MC及MC后期进行性便秘的原因之一^[45]。

5 分析与展望

虽然蒽醌类药物导致MC的病理机制仍未完全阐明, 中国也有少部分学者曾提出相反的看法, 认为长期服用蒽醌类中药并非是引起MC的主要因素, 部分副作用报道不应影响蒽醌类药物的使用^[46]。但许多蒽醌类药物毒理研究认为其毒性主要累及肝、肾、肠等, 对消化系统泌尿系统生殖系统及免疫系统均有一定的影响^[12], MC可能是蒽醌类药物肠毒性的主要表现。依据目前的临床案例、动物实验研究及含蒽醌类中药的安全性评价研究可知, 长期服用含蒽醌类中药可导致MC的发生、发展^{[1, 7, 12, 16-19, 33]}, 因此不宜长期应用含蒽醌类成分的中药排便、养颜。蒽醌类中药如"大黄、芦荟、番泻叶"等, 在中医药中均为泻下的重药, 因此用药当"中病即止", 不可长时间的使用, 同时应注意"固护正气", 过度用药则可能导致"津液耗伤"的观点相符。部分结肠癌患者存在慢性MC病史, 但MC与结肠癌相关性仍不能确定, 应对其与结肠癌的关系持谨慎态度。MC与癌症的关联性研究也可能成为研究的前沿和热点。