依據《中藥復方制劑整體質量評價體系的構建及應用》中關于構建中藥復方制劑整體質量評價體系的技術路線，按照《達立通顆粒整體質量研究方案》，開展達立通顆粒整體質量評價研究，包括研發立項研究、組方和方解研究、中藥材/飲片質量研究、生產過程控制技術研究、作用機制研究、質量標志物和生物標志物研究、循證醫學研究、藥物經濟學研究。根據項目進展情況，我們將陸續報道相關研究成果。

本期介紹《腸道菌群介導達立通顆粒主要藥效成分體內代謝機制探討》。

腸道菌群作為腸道微生物的集合，對維持腸道內環境穩定發揮重要作用。中醫認為人體是一個有機整體，有“整體觀”“天人合一”等理念，《黃帝內經 ?靈樞》曰：“肺合大腸，大腸者，傳導之腑。心合小腸，小腸者，受盛之腑?！狈闻c大腸相表里，心與小腸相表里，體現了腸道菌群與中醫整體觀理論密切相關。中藥大多通過口服發揮作用，進入消化道不可避免會與腸道菌群相互作用，中藥中極性化合物較多，生物利用度較低，口服后難以原型形式直接突破胃腸道屏障進入體內而發揮藥效作用，只有代謝為活性成分才能發揮作用。腸道菌群富含的β﹣葡萄糖酸酸酶、β﹣葡萄糖苷酶、輔酶A連接酶等可以通過水解、氧化、還原等反應以及異構化、聚合等特征性代謝反應，將中藥極性分子轉化為極性更小、脂溶性更高的代謝產物，加速中藥吸收，提高中藥的生物利用度，進而對機體產生不同的生物學效應。此外，參與肝腸循環的藥物經肝臟解毒后其代謝物隨膽汁分泌到腸道后，會與腸道菌群再次接觸，也可能再次被腸道菌群代謝。同時中藥中豐富的化學成分能夠對腸道菌群的組成和豐度起到調節作用，還能保護腸道黏膜功能，對維持腸道微生態系統平衡起著關鍵作用。研究也表明中藥代謝成分可以直接作用于微生物酶代謝系統，或是通過干預免疫應答，調控腸道菌群，達到治療疾病的目的。腸道菌群介導的中藥代謝成分也可通過干預腸道菌群正向調節有益菌及其代謝產物，降低致病菌豐度及有害代謝產物，恢復人體內環境的“陰陽平衡”。

作為一個高度復雜的微生態系統，腸道菌群介導的中藥代謝過程非常復雜，在中藥臨床療效發揮方面扮演了重要角色。目前對于具體的腸道菌群介導中藥成分的完整代謝途徑，即產生的代謝酶、發生的代謝反應和生成的代謝產物研究仍處于初步階段，腸道菌群介導中藥代謝的規律尚不完全清晰。

達立通顆粒是由柴胡、枳實、木香、清半夏、陳皮、蒲公英、焦山楂、焦檳榔、雞矢藤、黨參、延胡索、六神曲（炒）十二味中藥組成的復方制劑，研究表明達立通顆粒治療功能性消化不良的藥效成分有黃酮類、生物堿類、揮發油類、皂苷類、萜類、有機酸類、香豆素類等，其中黃酮類、生物堿類、皂苷類是主要藥效成分。本文根據現有研究文獻，探討腸道菌群介導達立通顆粒主要藥效成分體內代謝機制，為開展達立通顆粒調節腸道菌群及腦-腸-菌軸功能研究提供參考。

一、腸道菌群介導達立通顆粒治療功能性消化不良主要藥效成分成分的體內代謝

中藥成分結構復雜多樣，不同的腸道細菌對其的代謝過程不同，涉及水解、氧化（裂變、甲基化、羥基化、氫化）或還原（脫水、脫氫、去甲基化、去羥基化）等代謝反應及糖苷水解酶、氧化還原酶、裂解酶和轉移酶等代謝酶等。

Su等利用UPLC-Q-TOF-MS/MS和NCFS技術，在達立通顆粒中鑒定出108種化學成分，其中，黃酮類化合物50種，生物堿類化合物22種，萜類化合物13種，有機酸類化合物11種，香豆素類化合物10種，揮發油類化合物2種。在大鼠口服灌胃給予達立通顆粒后的血漿、組織、尿液和糞便中共鑒定出147種化合物（60個原型化合物，87個代謝物），在這60種原型化合物中有33種黃酮類化合物、11種生物堿類化合物、7種萜類化合物、6種香豆素類化合物和3種有機酸類化合物。研究發現黃酮類化合物是口服達立通顆粒后吸收的最主要的有效成分，其次是生物堿類化合物。達立通顆粒體內代謝途徑主要有甲基化、去甲基化、去糖基化、氫化、羥基化、磺化、葡糖苷醛化等。研究表明，大鼠胃、血漿、肝臟、腎臟、空腸、結腸、尿液和糞便中的原型化合物及代謝物的數量存在差異。一方面這可能是由于大鼠生物樣本中發現的化合物濃度和MS片段的豐度不同所致。另一方面，達立通顆粒中不同類型化合物的首選代謝器官和代謝途徑可能不同。

以下根據現有研究文獻探討腸道菌群對黃酮類、生物堿類、三萜皂苷類等達立通顆粒治療功能性消化不良的主要藥效成分的代謝作用。

（一）黃酮類成分

黃酮類化合物是指基本母核為2-苯基色原酮類化合物，包括黃酮醇，二氫黃酮醇、異黃酮、查耳酮等類型，多數以O﹣苷和C﹣苷形式存在，少部分以游離態存在，黃酮苷在腸道細菌的作用下首先在腸道內水解生成苷元，然后C環發生還原加氫，其次C環中的O-C1鍵開環裂解，生成酚酮類，進而生成C6-C3型、C6-C3型酚酸及乙苯衍生物。

Su等研究發現，黃酮類是達立通顆粒的最主要成分，在口服灌胃給予達立通顆粒的大鼠生物樣品中共鑒定出80種黃酮類化合物的相關原型及其代謝物。達立通顆粒中的黃酮類化合物在大鼠體內的代謝途徑為甲基化、乙?；?、磺化和葡萄糖醛酸化。芹菜苷在腸道細菌細枝真桿菌和吉氏擬桿菌的代謝作用下轉化為芹菜素（4＇，5，7-三羥基黃酮）、柑桔素（4，5，7-三羥基黃烷酮）和對羥基苯丙酸等主要代謝產物。

（二）生物堿類

生物堿是含氮的堿性有機化臺物，大多有復雜的環狀結構，氮元素多含在環內。雙酯二萜類生物堿在腸道細菌的作用下可以發生羥基化、脫氧、去甲基化及C-8位與長短鏈脂肪酸的酯交換過程等，完成生物轉化。

Su等在口服灌胃給予達立通顆粒的大鼠體內共鑒定出23種生物堿類化合物相關原型及其代謝物，主要存在于胃和尿液中，主要代謝途徑是氫化、羥基化、葡萄糖醛酸化、去氫、去甲氧基化和環裂解。

（三）三萜皂苷類成分

皂苷類成分在體內的生物利用度低， 腸內滯留時間長，很難進入腸道直接發揮藥效，而是與腸道細菌作用后生成苷元入血發揮療效。腸道菌分泌的β-葡萄糖苷酶、β﹣木糖苷酶、α﹣鼠李糖苷酶、硝基還原酶等酶能夠參與皂苷成分的轉化，發生羥基化、脫水、脫氫、去甲基化、去糖基化等代謝反應，其中逐級水解脫糖生成次級糖苷或糖苷是苷類水解的主要方式。

在口服灌胃給予達立通顆粒的大鼠生物樣本中共鑒定出30種萜類化合物，主要存在于胃、尿液和糞便中，主要包括倍半萜內酯、環烯醚萜和三萜皂苷。研究發現在大鼠糞便和盲腸內容物中柴胡皂苷先被腸道E.SP.A-44菌產生的SHGase酶水解為前柴胡苷元，再通過PHFase0酶轉化為柴胡苷元。柴胡皂苷D的脫糖基和脫甲氧基反應生成羧酸（-2H+2O）代謝產物。

二、腸道菌群介導中藥成分代謝的特點

（一）不間細菌菌株促進同一化合物代謝

部分細菌可以將中藥成分進行代謝轉化，腸道內不同的細菌可以相互作用，協同促進某一特定化合物的代謝。

（二）單個細菌菌株轉化不同的化合物

單個細菌菌株可以通過產生不同類型的酶或調控不同的代謝途徑轉化多種不同的化合物，表現出多樣化的代謝能力。多種菌株具有β-D﹣葡萄糖苷酶活性，如Bifidobacterium adolescentis、Bifidobacterium longum、Enterococeus faecalis、Bacreroider ovans等，而β﹣D﹣葡萄糖苷酶的底物特異性較差，可以廣泛裂解含C-O、C-S、C-N和C-F等糖苷鍵的苷類化合物，實現了單個菌株介導了不同的代謝反應。

（三）腸道菌群介導中藥代謝具有結構特異性

腸道細菌在介導的代謝活性和代謝產物的選擇上存在差異，即腸道菌群對中藥代謝呈現結構特異性。如糖苷類成分通過逐步水解代謝，水解產物繼續通過骨架保留修飾（如三萜苷）、骨架裂變（如類黃酮類）或者骨架重塑（如環烯醚萜苷類）過程進一步轉化。如脂型生物堿的產生主要通過腸內菌中酶的作用C-8位乙酞基水解，之后在C-8位的羥基與腸內菌中不同的短鏈脂肪酸結合；胺醇型和單酯型生物堿為母體化合物的分解產物，主要通過脫乙酞基、脫苯甲酞基和脫氫基反應。具有不同類黃酮骨架的雜環吡喃酮，即黃酮、黃酮醇和異黃酮，被腸道微生物選擇性地解離生成C6-C3酚酸、C6-C2酚酸和乙基苯酚衍生物等。

根據糖苷的苷元結構、結合的糖基種類以及糖基連接到苷元上的位置不同，對其產生水解作用的糖苷酶也不同。腸道菌群的主要酶系為β-D﹣葡萄糖苷酶與β-D﹣葡萄糖醛酸苷酶等。β-D﹣葡萄糖苷酶是糖苷類成分水解的常見酶，能水解結合于末端非還原性的β-D-葡萄糖苷鍵，釋放出β-D﹣葡萄糖和相應的配基，同時參與糖酵解途徑，是參與雙歧桿菌糖代謝的有關酶系之一。而腸道菌群中β-D﹣葡萄糖醛酸苷酶活性的表達只在一些梭菌聚集的厚壁菌內，可以從糖苷鏈上非還原的聚多糖端裂解β-D﹣葡萄糖醛酸殘基，催化各種類型的β-D﹣葡萄糖醛酸苷水解，該酶為參與II相代謝反應的重要酶系。

三、腸道菌群介導中藥代謝的影響因素

正常情況下，腸道菌群相對穩定，其對中藥成分的代謝依賴于菌群的種類、比例、產酶類型等。當種屬、地域、生理病理狀態等機體的狀態因素發生變化，腸道菌群會受到影響，進而影響腸道菌代謝。

（一）機體內部環境變化影響腸道菌群介導中藥代謝

腸道菌群介導的中藥代謝過程中，機體的遺傳背景或病理狀態會影響腸道菌群對中藥的代謝。病理狀態紊亂的腸道菌群會影響中藥的代謝，與正常機體狀態存在代謝差異。

（二）機體外部環境變化影響腸道菌群介導中藥代謝

當機體外部環境發生變化時，敏感腸道菌就會被抑制，未被抑制的腸道菌就會快速繁殖引起菌群失調形成破壞生理性、病理性組合的現象。研究顯示抗生素誘導的大鼠腸道菌群失調會影響體內中藥成分的代謝，這可能是因為抗生素處理后代謝酶活性降低，影響中藥成分在腸道菌群中的代謝，進而改變了中藥成分及其代謝產物吸收入血后的藥代動力學行為。研究發現，高原低氧環境下，大鼠腸道菌表現為雙歧桿菌減少，大腸埃希菌增加。食物中含有蛋白質、脂肪及碳水化合物等多種成分，這些成分的攝入都會使人體內腸道菌群發生變化。不健康的高脂飲食能夠導致肥胖的關鍵原因之一就是腸道菌群的結構發生了改變。研究者對控制飲食的小鼠腸道微生物菌群結構信息進行了分析，發現高脂飲食的小鼠腸道中乳酸桿菌、雙歧桿菌及腸球菌的數量顯著減少。

四、腸道菌群介導中藥代謝的意義

（一）增強吸收，提高療效

腸道菌群能夠增強中藥成分吸收、提高藥物療效。大腸桿菌菌株產生的姜黃素轉化酶，可轉化姜黃素為二氫姜黃素和四氫姜黃素。糖苷由于不能被普通的消化酶代謝，很難通過小腸壁，因此難以被機體利用，雙歧桿菌和類桿菌可以產生α﹣葡萄糖苷酶和β﹣葡萄糖醛酸酶，能夠將糖苷轉化為極性更低、親脂性更強的次級糖苷，利于吸收入血。

（二）減毒或增毒作用

腸道菌群除了能夠轉化中藥的有效成分，將其代謝為新的生物活性代謝物外，還能對中藥中的有毒成分產生減毒或增毒的作用。

五、展望

隨著中藥學、微生物學和分析技術的發展，腸道菌群介導中藥代謝的研究不斷深入。腸道菌群通過編碼多種酶，影響口服中藥在體內的吸收、代謝、轉化等過程，進而影響中藥療效的發揮。研究腸道菌對中藥各類成分代謝規律有利于了解其在體內的整個代謝過程，闡明發揮藥效的物質基礎。然而，腸道菌群是非常豐富多樣性的群體微生物，中藥又具有多種類、多成分、多靶點等特點，腸道菌群介導中藥代謝的特點和影響因素非常復雜，目前中藥中各類化學成分的代謝規律，參與代謝的細菌種類及其參與的酶仍不完全清晰，尤其是復方中不同成分對腸道不同細菌生長的抑制或促進作用存在差異，會導致細菌種類和數量的變化，這種變化又反過來影響中藥復方的成分代謝。綜上所述，腸道菌群代謝藥物的研究仍面臨巨大挑戰，建立批式發酵模型、人體腸道芯片模型（HITChip）等體外腸道微生態模型，將越來越多的分析技術和測試手段如腸道菌群孵育技術、分離培養技術、基因檢測技術和質譜檢測技術等應用于腸道菌群的代謝研究至關重要。本文探討腸道菌群介導達立通顆粒治療功能性消化不良主要藥效成分黃酮類、皂苷類、生物堿類的體內代謝途徑，闡述腸道細菌介導中藥成分體內代謝的特點，發現菌群與化合物的相互作用也存在一對多和多對一，同時具有結構特異性，這有利于深入了解腸道菌群的代謝功能，認識宿主、菌群及藥物之間復雜的互作關系，豐富達立通顆粒的中醫藥理論，為開展達立通顆粒調節腸道菌群及腦-腸-菌軸功能研究提供參考。

 

文獻資料

1、肖飛等，達立通顆粒的HPLC指紋圖譜研究及其LC-MS化學成分分析，中藥材，2019，42（4）：828～834

2、趙晗宇等，達立通顆粒揮發油GC指紋圖譜及GC-MS成分分析，中國現代應用藥學，2022年11月15日網絡首發

3、Yan Su et al. Non-targeted characteristic filter analysis combined with in silico prediction strategies to identify the chemical components and in vivo metabolites of Dalitong Granules by UPLC-Q-TOF/MS/MS，Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 222 （2023） 115086

 

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