基于微生物-肠-脑轴理论探讨艾灸对孤独症谱系障碍儿童的治疗前景

王敏，尹树月，宋健，王静，邹卓，刘芸△

（1.云南中医药大学，云南昆明 650500；2.昆明市儿童医院，云南昆明 650034）

孤独症谱系障碍（Autism spectrum disorder,ASD）是一种广泛的神经发育障碍，其特征为社会沟通障碍，狭窄兴趣、活动和重复行为[1]，ASD还常共患胃肠道（gastrointestinal,GI）症状（便秘、腹痛、腹泻、呕吐和胃食管反流），ASD的肠道生态失调已被广泛证实[2]。ASD已经成为世界范围内严重的神经发育障碍之一，且发病率不断攀升，美国最新的发病率为1/44[3]，我国以6～12岁儿童为研究对象，对中国ASD患病率的估计约为0.7%[4]，且ASD患儿大多生活不能自理，给患者家庭和社会带来巨大的经济和社会负担。迄今为止，关于ASD的发病机制尚未完全阐明，且缺乏特异性的治疗方法，故阐明ASD的发病机制、寻求干预ASD的科学方法具有临床意义。随着科学研究的不断发展，越来越多的研究表明微生物-肠-脑轴参与了ASD的发生与发展[5-7]，ASD大部分存在着肠道微生物失衡、免疫失调及其衍生的肠道慢性炎症[2,8-9]，因此改善ASD的肠道微生物、治疗肠道慢性炎症将是干预ASD的一个方向。艾灸是中华民族的瑰宝之一，通过中药艾叶燃烧作用于人体穴位表面，利用温热刺激、光辐射、芳香效应及燃烧物灰烬等效应作用刺激腧穴，以达到预防和治疗疾病的作用[10]。《本草纲目》曰：“艾叶能灸百病。”传统中医治疗研究日新月异，中医针灸治疗ASD疗效显著[11-13]，因其针刺治疗有痛感，在ASD儿童中配合度欠佳，艾灸可刺激相关穴位激活免疫系统、神经通路，介导微生物-肠-脑轴达到治疗、调节炎症性疾病，且艾灸施治过程温暖舒适安全无损伤，治疗配合度高，故推测艾灸在治疗ASD儿童中具有一定的潜力。本文通过检索中国知网、万方、Pubmed等数据库，对相关的文献进行整理总结，旨在为深入研究艾灸治疗ASD儿童提供理论依据。

1 微生物-肠-脑轴

微生物-肠-脑轴（microbiome-gut-brain axis）是指神经系统和胃肠道之间存在具有双向调节的神经-免疫-内分泌网络系统，主要包括中枢神经系统（central nervous system,CNS）、自主神经系统、肠神经系统、下丘脑-垂体-肾上腺轴（hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA）及肠道微生物，并由免疫系统、代谢系统等多系统参与[14]。大脑可以通过自主神经系统影响肠道微生物群的结构和功能，调节肠道的局部运动、运输和分泌以及肠道的通透性，通过激素的管腔分泌直接调节微生物基因的表达。相反，肠道微生物也能够通过神经、内分泌和免疫系统调节HPA轴活动，对脑活动产生影响[15]。

1.1 肠道微生物 肠道是人体最大的消化器官、免疫器官和内分泌器官，人类的肠道大约由990万个肠道微生物组成并参与代谢[16]。研究者发现，肠道微生物通过肠-肝轴、肠-脑轴、肠-肌轴或原位肠[17]参与宿主代谢、免疫系统的形成，在维持胃肠道稳态的同时，又影响脑功能和宿主行为[18]。正常情况下，肠道微生物与宿主间保持动态平衡，宿主提供养分供微生物生长繁殖，微生物保护宿主肠道抑制病原体侵袭、参与代谢[19]、调节免疫[20]。研究表明，肠道微生物群受损能显着影响神经元功能和行为发展[21]。

1.2 微生物-肠-脑轴与ASD大脑和行为 肠道微生物的代谢物短链脂肪酸（short-chain fatty acids,SCFAs），包括乙酸、本体酸（proprionic acid,PPA）、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸和异戊酸等，其中过高的丙酸水平可产生类ASD样行为改变，丙酸和丁酸又通过调节神经递质参与了ASD的发病[22]。梭状芽胞杆菌、拟杆菌门和脱硫孤菌属分解代谢会产生PPA，PPA可以穿过血脑屏障（blood-brain barrier,BBB）导致类似ASD行为，在大鼠侧脑室内注射PPA，可导致大鼠社会行为改变[23]。将ASD的肠道菌群移植到实验小鼠中，小鼠出现典型的ASD行为，并且ASD菌群定殖的小鼠大脑显示出ASD相关基因的选择性剪接[24]。研究表明[25]，肠道微生物还会产生和分泌一些神经活性化合物，如5-羟色胺（5-hydroxytryptamine,5-HT）、多巴胺、组胺等。5-HT具有调控行为、情绪作用，与大脑社会奖赏功能相关[26]；组胺可触发肥大细胞释放炎症因子，刺激小胶质细胞增殖、激活，导致异常突触修剪和神经元连接功能障碍，参与ASD的发病机制[8,27-28]。

1.3 ASD的肠道微生物特点ASD儿童对感官刺激异常敏感，同时刻板重复的行为特点导致大部分患儿存在严重的挑食、偏食，单一的饮食结构可能影响肠道微生物的数量和构成。现代研究发现，ASD的肠道微生物多样性较健康发育儿童低[8]。在菌属水平上，主要表现为嗜胆菌属、小杆菌属、韦荣球菌属等相对丰度降低[29]，而柯林斯菌属、棒状杆菌属、乳杆菌属等相对丰度显著升高；双歧杆菌的丰度更低，乳杆菌的种类较高[30]，ASD拟杆菌与厚壁菌比率下降，乳酸菌属和脱硫弧菌属含量升高，梭状芽胞杆菌显著增加[31]，并且梭状芽胞杆菌与ASD疾病严重程度（CARs评分）存在显著线性相关[32]。马冰洁等[33]的研究显示，梭状芽胞杆菌与ASD重复刻板行为的严重程度存在正相关关系。伴有胃肠道症状的ASD肠道中还检测到萨特菌属（Sutterella），据报道正常人中几乎不存在萨特菌属[34]。由此可见，ASD的肠道微生物多样性较正常儿童低，某些微生物菌落丰度与对照组存在差异，这些微生物的差异与ASD发病发展存在关联。

1.4 ASD的炎症指标 研究表明，体内炎症反应参与了神经发育障碍的病理生理过程[35]，免疫功能紊乱和神经炎症被认为是ASD的潜在发病机制[36]。在发育过程中，肠道微生物诱发的炎症反应可增加血脑屏障的通透性，炎症因子会透过血脑屏障引发神经炎症，诱发神经发育障碍疾病[21]。越来越多的研究表明，ASD的白细胞介素-4（interleukin 4,IL-4）、IL-5、IL-6、IL-10、IL-11、IL-13、IL-17A、5-羟色胺及肿瘤坏死因子（TNF）等多种细胞因子表达水平增高[37-38]，有学者认为5-羟色胺和IL-6可共同作为ASD的生物标志物[39]。因ASD具有强烈的异质性，尽管ASD的诸多炎症因子均有增高，但无特异性，至今仍未明确ASD的特异性生物标志物。后期应关注ASD的分型，以期在ASD相同亚型中寻找特异性标志物。

2 艾灸疗法

艾灸疗法包括中药隔离艾灸、热敏艾灸、轻度艾灸和温针灸等多种技术[40]。灸法分为艾炷灸、艾条灸、温针灸及温灸器灸4类，艾炷灸分直接灸和间接灸，艾条灸又分为悬起灸和实按灸。

2.1 艾灸疗法对肠道微生物的作用 当肠道微生物平衡被打破时，如乳酸杆菌和双歧杆菌等有益细菌的数量减少，而大肠菌和类细菌等有害细菌数量增加，肠道炎症就可能发生[41]。研究表明，艾灸（中脘、天枢、神阙、关元穴）能对肠道微生态起良性调节作用，能提高菌群多样性、丰富度，改善物种的分配均匀程度及各群落间的差异性[42-43]。在动物实验中，艾灸（天枢穴、足三里穴）7天后，肠易激综合征（irritable bowel syndrome,IBS）大鼠的肠道乳酸杆菌、双歧杆菌的相对DNA丰度增加，大肠杆菌的丰度降低[44]。艾灸（足三里、梁门穴）能增加有益菌（α-变形菌、放线菌目、芽孢杆菌）的种类和数量来修复消化性溃疡模型大鼠的胃黏膜[45]；还能调节Ⅱ型胶原诱导关节炎大鼠的肠道菌群紊乱状态[46]。严逸騄等[47]的研究发现，温和灸（天枢、足三里）7天可优化肠道微生物结构。值得注意的是，刘琼等[48]的研究提示，艾灸（天枢）7天组比艾灸14天组更能增加肠道微生物组的多样性。艾灸可调节肠道微生物的种类、数量及多样性，且艾灸疗效与选穴及治疗时间相关，有关艾灸的纵向研究及远期疗效研究较少，今后可进一步深入开展艾灸的纵向研究及评价远期疗效的试验。

2.2 艾灸疗法对炎症因子的作用 当肠道微生物处于失衡时，主要表现之一就是炎症过程的发展，炎症反应和免疫功能障碍之间有一定的相关性[2]。肠道在受到损伤或感染后会诱导巨噬细胞产生和释放大量促炎因子，如IL-1β、TNF-α、IL-6等，这些细胞因子具有免疫调节效应功能，能激活神经末梢中炎性因子感受器，将炎症信号通过“神经-内分泌-免疫网络”激活肠脑轴，进而影响大脑[49]。在动物实验中，艾灸（天枢、足三里穴位）可降低幽门螺杆菌胃炎模型大鼠的血清TNF-α、IL-6、IL-8等促炎因子[50]，中药隔饼灸可抑制克罗恩（Crohn's disease,CD）模型大鼠结肠组织IL-18、TNF-α的表达[51]，杨玲等[52]的研究表明艾灸（天枢穴）还能下调溃疡性结肠炎（Ulcerative Colitis,UC）模型大鼠的肿瘤坏死因子受体相关因子6（TNF receptor-associated factor 6,TRAF6），降低UC的炎症反应。储浩然等[53]的实验中艾灸也显著降低了IBS-D大鼠的血清IL-6水平。艾灸不仅可以抑制致炎因子还可提高抗炎因子IL-10水平，调节免疫系统来减轻外周和中枢炎性反应[54]。临床研究中，艾灸（足三里穴位）可降低胃癌术后患者的IL-8和TNF-α水平[55]。温针灸（中脘、气海、天枢、上巨虚、阴陵泉）可下调UC患者的IL-17、IL-23水平[56]。由此可见，于足阳明胃经、任脉取穴实施艾灸，在动物实验、临床实验中均降低了体内的致炎因子，提高了抑炎因子的水平，从而恢复了免疫系统平衡。

2.3 艾灸疗法对NF-κB通路的调控NF-κB通路参与调节炎症反应、免疫应答、应激反应。核因子-κB（NF-κB）是一种核转录因子，静息状态下，NF-κB亚基p50、p65与NF-κB抑制蛋白（IκB）结合，以无活性的形式存在于细胞质中。此信号通路可被多种刺激激活IκB激酶（IκBKinase,IKK），IKK激活后进一步导致IκB磷酸化，使IκB与NF-κB的复合体解离，NF-κB被释放并转移到细胞核，调节多种基因的转录，影响多种细胞因子的产生，如TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10等，参与人体内多种疾病的病理过程[57]。研究表明，隔药灸（双侧天枢穴）治疗UC模型大鼠7天，隔药灸组NF-κB通路中磷酸化IκBα、NF-κB p65蛋白表达降低，IκB蛋白表达提高，促炎因子IL-6、IL-1水平降低，提示隔药灸可能通过抑制NFκB通路来减轻UC模型大鼠的结肠炎症[58]。魏凯[59]、王士源[51]等的研究提示隔药灸（天枢、气海穴7天）可下调CD大鼠结肠NF-κB p65、TNF-α、IL-1β的表达，这与抑制CD大鼠结肠组织炎性通路NF-kB的表达有关。马铁明等[60]的研究与魏凯、王士源等一致，并且发现灸量越大（9壮组），对NF-κB p65、IL-8的作用越明显。艾灸（天枢、上巨虚）改善IBS-D大鼠腹泻症状与抑制大脑海马与结肠组织NF-κB信号通路有关[53,61]。以上研究结果表明，艾灸通过调控NF-κB信号通路来抑制炎症因子表达。

2.4 艾灸疗法对神经通路的调控5-HT是一种抑制性神经递质，在调节情绪和行为中发挥重要作用，ASD儿童的5-HT水平增高[62]。肠道微生物可合成神经递质如5-HT通过迷走神经传递影响大脑功能[63]。在动物实验中，刘琼[48]、徐秋莲[64]等的研究表明艾灸小鼠“关元”等穴，可显著降低5-HT水平；Li T等[65]发现艾灸可通过调节5-HT3R蛋白的表达而发挥治疗作用。温和灸可降低大鼠的血管活性肠肽（vasoactive intestinal peptide,VIP）含量，且治疗10min/天、距体表2cm，疗效最优[66]。临床研究中，疏香灸（隔药灸）大肠俞、天枢、上巨虚、中脘、足三里穴位，可降低IBS-C患者的血清5-HT、神经肽蛋白（Neuropeptide protein,NP）、VIP水平，抑制5-HT信号通路的传导[67]，降低结肠及下丘脑组织中的P物质（substance P,SP）、VIP表达水平，从而延缓痛觉传递、减轻炎症反应[68]。艾灸还能调节脑肠肽胃泌素和表皮细胞生长因子的失衡状态来修复胃黏膜[69]。可见，艾灸对神经通路、脑肠肽蛋白具有调控作用。

2.5 艾灸疗法对HPA轴的作用 下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA轴）是肠脑轴中重要的组成部分，炎症、应激刺激能影响HPA轴，促使下丘脑、垂体、肾上腺分泌神经递质，如促肾上腺皮质激素释放激素（corticotropin releasing hormone,CRH）、促肾上腺皮质激素（adreno-corticotropic-hormone,ACTH）、糖皮质激素（glucocorticoid,GC）等，使机体出现应激反应[70]。而艾灸可调节HPA轴[71]。马文彬等[72]结合“子午流注”法，在0点、6点、12点、18点艾灸类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis,RA）大鼠，测定ACTH恢复昼夜节律性，而在摘除肾上腺的RA大鼠组行艾灸治疗时，辰时艾灸却不能完全恢复其正常的昼夜节律，表明艾灸是通过调节HPA轴而起作用的。宋小鸽等[73]的研究表明，艾灸通过兴奋HPA系统释放肾上腺皮质激素来调节抗炎与免疫作用，海马是介导多种感觉性应激的关键结构，研究发现海马是艾灸抗炎免疫作用的一条重要神经体液调节途径。在临床研究中，艾灸（天枢、足三里穴）能影响IBS-D患者的脑岛-感觉运动网络和脑岛-默认模式网络静息态功能连接[47]。由此可见，艾灸可通过HPA轴达到治疗作用。

3 总结

ASD是一种广泛、持续终身的神经发育障碍疾病，胃肠道症状是其最常见的并发症，目前尚无特效治疗方法。研究表明微生物-肠-脑轴在ASD的发病与发展中发挥重要作用，ASD肠道微生物多样性较健康儿童低，菌群的丰度较正常儿童有差异，肠道微生物的差异与ASD的发病发展密切相关，故改善ASD的肠道微生物可能是干预胃肠道症状明显的ASD儿童的一个靶向方向。艾灸是传统中医的一部分，其操作方便，疗效显著，无明显毒副作用，较针灸、推拿方法而言，艾灸治疗儿童疾病配合度高，具有明显优势。随着现代科学研究的不断深入，动物实验及临床试验结果均表明艾灸疗法可提高肠道微生物的多样性及丰度，可提高免疫系统，减轻炎症反应，通过NF-κB通路、5-HT神经通路及HPA轴而起到治疗作用，故推测艾灸对合并有胃肠道症状的特定ASD亚型具有一定治疗前景，今后可进一步深入研究探索。因施灸的穴位不同、灸法不同、艾灸的疗程及灸量的大小差异导致了艾灸疗效的差异，通过阅读文献，发现有关纵向评价艾灸远期疗效的研究很少，故今后需严谨设计艾灸对ASD的治疗效果及机制研究，并应纵向评价艾灸的远期疗效。