不孕不育是一种全球性疾病,根据世界卫生组织调查结果显示,约有15%的已婚育龄夫妇存在生育问题困扰[1],其中少弱精子症是造成男性生育能力下降的主要原因[2]。引起少弱精子症的因素众多,包括基因突变、生殖道感染、精索静脉曲张、内分泌异常、不良生活习惯及环境污染等多种因素[3],但仍有部分少弱精子症患者找不到病因,称为特发性少弱精子症。近年来,多学科合作,从不同角度和层次去探索少弱精子症的发病机制,发现肠道菌群与少弱精子症发生发展密切相关[4],肠道菌群紊乱很可能是引起少弱精子症发病的原因之一。中医学认为“肾藏精,主生殖”,肾精亏虚是引起少弱精子症的主要原因,临床上多采用补肾益精法治疗少弱精子症[5],疗效显著,但作用机制尚未完全阐明。结合中医基础理论及现代医学相关研究,笔者认为,“肾精”与肠道菌群具有相似性,肠道菌群紊乱是导致少弱精子症发病的病理过程与中医肾精亏虚是引起少弱精子症发病的主要病因具有相通之处,且补肾益精类中药可有效调节肠道菌群紊乱[6]。因此,本文从肠道菌群角度初步探索中医补肾益精法治疗少弱精子症的科学机制,以期为中医药防治少弱精子症提供新的切入点。1 肾精亏虚为少弱精子症的核心病机1.1 肾精亏虚是少弱精子症发生的主要病因少弱精子症属于中医学“艰嗣”“无子”等范畴。中医学对少弱精子症的认识历史悠久,虽然古往今来的众多医书对该病多有论述,但追根溯源,《黄帝内经》乃其活水源头。《黄帝内经》对男性生育特点进行了高度概括,提出以肾为轴心的生育观,后代医家在此基础上不断补充并完善。《黄帝内经·素问·上古天真论》曰:“丈夫八岁,肾气实,发长齿更,二八,肾气盛,天癸至,精气溢泻,阴阳和,故能有子。”认为肾精充足,方能阴阳相合,受孕有子,故肾精的盛衰决定着男子生育能力的强弱。生理上,男性生育以肾精为本,肾精可化生肾气,肾气充则天癸至,天癸可促使精室化生殖之精,从而使机体具备了生育能力;病理上,肾精不足是少弱精子症的直接病因,肾精不足则天癸失充,生殖之精化源亏虚,可发为精薄、精少、精冷等临床疾病。然肾聚五脏六腑之精而藏之,肾精的充足有赖于其他脏腑功能的正常与协调,故男性的生殖能力虽以肾藏精为关键,但实质也是五脏六腑功能的综合体现。因此,饮食失调、情志内伤、久病劳倦等病理因素也可以损伤其他脏腑,进而伤及肾精,以至出现少弱精子症。综上,肾精亏虚是少弱精子症发生的主要病因。1.2 补肾益精是治疗少弱精子症的重要治法古代医家虽对少弱精子症的治法有诸多观点,但归纳起来不外乎“虽不止于肾,亦不离于肾”。宋·严用和在《济生方·求子》中言:“男子其精不浓,妇人血衰气旺,是于男女气血偏胜,皆使人无子。思治疗之法,女子当养血抑气以减喜怒,男子益肾生精以省嗜欲。”严氏在该求子篇中,强调了男子无子应以补肾益精为主的治疗观点。明·王肯堂在《女科证治准绳·求子》中记载:“医之上工,因人无子,语男则主于精,语女则主于血。着论立方,男从补肾为要,女以调血为先。”同样指出男性无子应以补肾益精为要。少弱精子症是中医学的优势病种之一,现代医家在“肾主生殖”理论指导下,对本病的治疗形成了以补肾益精为核心的辨治思路[7]。邓省等[8]运用数据挖掘技术分析现代临床文献中运用中药复方治疗少弱精子症的用药规律,结果发现药物功效以补肾益精为主,使用频次最高的有菟丝子、枸杞子、淫羊藿、巴戟天,熟地黄等补肾药物。因此,补肾益精法治疗少弱精子症不仅有中医理论的支持,亦有现代相关临床文献佐证,被历代诸多医家所重视,为改善男性生殖功能、提高生育能力的重要治法。2 肠道菌群紊乱对少弱精子症发病的影响2.1 介导促炎因子表达,降低精子活力及数量脂多糖(LPS)被认为是引起炎症的内毒素成分,主要由革兰氏阴性菌产生[9]。正常情况下,肠道中革兰氏阴性菌产生的LPS无法通过完整的肠道黏膜屏障进入机体的血液循环。若由于某种原因,肠道内菌群之间的平衡被打破,导致肠道菌群出现紊乱,肠道黏膜屏障遭到破坏,LPS可趁机进入血液循环系统,通过激活免疫系统的防御,介导白细胞介素(IL)-6、IL-18、IL-1β、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等多种促炎因子表达,引发全身慢性低级别炎症反应,容易造成血-睾丸屏障损伤,从而降低精子活力及数量[10]。有研究显示,长期饮酒会诱发肠道微生态失调,导致血清内毒素和细胞因子水平升高,睾丸发生炎症,最终损伤精子质量[11]。另一方面,睾丸中Leydig细胞、Sertoli细胞均表达Toll样受体4(TLR4),内毒素为TLR4的配体[12]。LPS可通过循环系统,经睾丸动脉到达睾丸,进而与Leydig细胞、Sertoli细胞上的TLR4相结合,激活TLR4/髓样分化因子88(MyD88)/核转录因子-κB(NF-κB)信号通路[13],诱发睾丸炎症反应,从而损伤睾丸生精功能,影响精子质量。2.2 介导雄激素代谢紊乱,破坏生精微环境稳态生精微环境主要包括大部分的睾丸体细胞和其所分泌的因子和激素[14],对精子的发生与成熟产生重要影响。生精微环境稳态失衡主要表现为生殖细胞分化能力减退,Sertoli细胞及Leydig细胞分泌功能异常,管周肌样细胞类似平滑肌的特征减退[15],从而影响精子的发生与成熟。雄激素是一种甾体化合物,主要产于睾丸间质细胞,少部分来自肾上腺皮质网状带,体内的雄激素主要是指睾酮(T),属于类固醇激素。Sertoli细胞是唯一与精原细胞直接接触的体细胞,是生精微环境的主要组成部分。Sertoli细胞表面具有雄激素受体(AR),能与睾酮相结合,继而促进Sertoli细胞发育[16],有助于维持血-睾丸屏障所需相邻Sertoli细胞之间的紧密连接以及生殖细胞发育的特殊环境。当肠道微生态失衡时,肠道衍生的LPS可持续抑制睾酮合成所必需的类固醇激素合成调节蛋白、胆固醇侧链裂解酶及17α-羟化酶基因的转录[17],从而降低睾酮生成水平。研究发现,纳米塑料可降低模型小鼠睾酮水平,损伤精子质量,其机制可能是与纳米塑料破坏了肠道微生物群稳定,影响机体代谢相关[18]。2.3 介导维生素A吸收减少,损伤睾丸生精功能肠道菌群可以参与碳水化合物、蛋白质、脂肪、无机盐、维生素等营养物质吸收、消化及合成过程,以满足人体正常活动需要。如由于某种原因导致肠道菌群紊乱,改变机体对营养的代谢反应,则可能影响其他器官发育或者诱发相关疾病的发生发展[19]。相关研究表明[20],生殖细胞再生障碍与局部维生素A代谢失调密切相关,维生素A不平衡的信号传导,可导致睾丸生精小管间质实质和基底膜的细胞外基质受损。ZHANG等[21]构建了一个由高能量饮食(HED)诱导的代谢综合征(MS)绵羊模型,发现HED组绵羊异常睾丸小管显著增加,精原细胞分化能力急剧下降,睾丸生精功能受损,其机制可能与维生素A在肠道中的吸收被阻断相关。这主要是由于MS模型中肠道菌群出现紊乱,尤其是瘤胃球菌科中特定菌属丰富度显著减少,引起胆汁酸水平降低,而脂溶性维生素的吸收受到胆汁酸水平降低的影响,导致维生素A代谢异常,通过血液循环转移到睾丸细胞,从而损害机体的生精能力。3 肠道菌群紊乱与中医“肾精亏虚”病机关系密切3.1 “肾精”与肠道菌群的相似性3.1.1 形成方面中医学认为肾精包括先天之精和后天之精。先天之精禀赋于父母,是与生俱来的,往往由父母精血所决定的。后天之精则依赖于脾脏化生的水谷精微。肠道菌群在胎儿出生前就已经建立,其丰富度、功能多样性及稳定性同样受遗传学及后天环境因素的影响[22]。因此,肾精与肠道菌群均是继承于父母,禀赋于先天,充养于后天。3.1.2 生理功能肾精是人体生命活动的源泉,并有促进生长发育和繁衍生殖等重要功能。肠道菌群可通过参与碳水化合物、蛋白质、脂肪等物质吸收、消化过程,转化成人体所需要的维生素、矿物质及微量元素[23],以提供人体健康生长及提供精子发育、成熟所需的营养物质。故肾精与肠道菌群对机体生长、发育及生殖等生理功能方面均有影响。3.1.3 影响因素肾精受年龄因素影响,《黄帝内经》记述了肾精随着年龄的变化,由稚嫩-充盛-衰竭的各个阶段。肠道菌群同样是动态变化的[24],在生命的初期具有较低的多样性和较高的变异性,随着发育的进行,肠道菌群转向较高的多样性和较低的变异性,而在老年人群体中肠道菌群的多样性明显降低。除了年龄因素以外,肾精和肠道菌群也受情志失调(应激)、久病劳倦(健康状况)、毒邪外侵(感染)等因素影响。3.2 “肾精亏虚”病机与肠道菌群紊乱有共通之处3.2.1 免疫层面《黄帝内经·素问·刺法论》曰:“正气存内,邪不可干”。正虚乃疾病发生之根本,少弱精子症也属于疾病的一种,正气的产生从物质上来说源于先天,即根于肾精。精能化气,气具有抵御外邪的作用,诚如《黄帝内经·灵枢·营卫生会》所言:“营卫者,精气也”,故肾精的盛衰决定着正气的强弱。肾精旺盛,则阴平阳秘,机体各项生理活动能正常进行,若肾精亏虚,化气无力,无法抵御外邪,则可衍生病变。结合现代中西医理论,正邪相争的过程其实就是免疫反应过程[25]。肠道免疫系统是人体免疫功能不可或缺的一部分,而肠道菌群在肠道免疫系统中扮演着重要角色,肠道菌群可通过与病原体竞争营养、分泌短链脂肪酸(SCFA)、次级胆汁酸和氨基酸衍生物等代谢产物来建立肠道屏障[26],抵御病原体入侵。若肠道菌群紊乱,导致肠道屏障功能受损,如上面所提的肠道衍生的LPS则可趁机进入循环系统,介导多种促炎因子表达,诱发机体炎症反应,从而影响精子质量。3.2.2 内分泌层面中医对于男性生育的认识主要是通过《黄帝内经》的“肾主生殖”理论来阐述的[27]。《黄帝内经》详细记载了肾气、天癸、生殖之精在男性生殖功能方面的作用。肾气以肾精为物质基础,肾气的充实可促使天癸充盛,随着天癸水平的上升,能使精室化生生殖之精,从而让机体具备了生育能力。因此,男性的生殖特点是以肾精为中心,以肾气、天癸、生殖之精三大物质为基础,由此可见天癸同样为生殖功能的关键物质。天癸受肾精的影响,肾精亏虚,天癸亦微;肾精充实,则天癸充盛;肾精渐衰,则天癸渐竭。有学者认为,从天癸的自然消长过程及发挥的生理功能来看,其实质类似于睾酮,两者都对男性生殖功能发挥着重要作用[28]。与之相类似,肠道菌群失调时,性激素代谢紊乱,机体合成睾酮水平降低,破坏生精微环境稳态,损伤男性生殖功能。基于以上论述,笔者认为中医“肾精亏虚”病机与肠道菌群紊乱在少弱精子症发病过程中有共通之处。3.3 补肾益精类中药对于肠道菌群的调节作用巴戟天补肾填精,巴戟天的提取物低聚糖可以有效改善应激模型大鼠肠道微生态失调状态,修复肠上皮损伤,保护肠道屏障功能[29]。淫羊藿补益精气,淫羊藿苷可显著增加乳酸杆菌、阿克曼氏菌等有益菌的比例及活性,从而改善肠道组织的损伤[30]。熟地黄补肾滋阴,地黄多糖可以通过恢复肠道微生物多样性,以减轻LPS诱导的小鼠肠道炎症和肠屏障损伤,从而起到保护肠道功能[31]。肉苁蓉补肾助阳,肉苁蓉的有效成分松果菊苷及多糖类可调节抗生素所致肠道菌群紊乱,恢复其丰富度和功能多样性[32]。右归丸有补肾填精之功效,研究显示右归丸可以通过调节肠道菌群改善肾阳虚综合征的代谢紊乱[33]。五子衍宗丸是治疗少弱精子症的经典名方,被誉为“古今种子第一方”,由枸杞子、菟丝子、五味子、覆盆子、车前子5味中药组成,五药相配成方,共同发挥补肾益精之功效。相关研究显示,五子衍宗丸可以改善精子质量,其机制可能与调节肠道菌群失衡有关[34]。4 补肾益精类中药通过干预肠道菌群治疗少弱精子症可能的机制肠道微生态是一个极其复杂的生态系统,各种微生物之间又存在错综复杂的联系。目前的研究基本以肠道菌群作为一个整体去探讨对男性生育的影响[35],并未有更多证据去阐明特定的微生物及其代谢产物在少弱精子症发病的具体的作用机制。笔者结合肠道菌群与少弱精子症相关的文献研究,认为补肾益精类中药通过干预肠道菌群治疗少弱精子症的机制主要有以下几个方面:①抑制机体炎症因子表达,提高精子质量。补肾益精类中药可恢复肠道微生态稳定,从而减少肠道LPS的释放,以抑制机体炎症因子表达,减轻睾丸组织炎症反应,最终改善精子质量。②调节雄激素代谢紊乱,保护生精微环境。补肾益精类中药可恢复肠道菌群丰富度及功能多样性,调节雄激素代谢紊乱,从而提高机体睾酮水平,保护生精微环境。③改善肠道吸收、消化功能,提供精子生成所必需的营养物质。补肾益精类中药可调整菌群失衡状态,恢复肠道功能紊乱,改善肠道对碳水化合物、蛋白质、脂肪及无机盐等物质吸收、消化功能,以维持精子生成所必需的营养物质。5 结语与展望肠道菌群紊乱是少弱精子症发病的一个不可忽略的因素,以肠道菌群为靶点治疗少弱精子症具有潜在的临床应用价值,或可会成为未来研究的热点。中医学在“肾主生殖”理论的指导下,对少弱精子症形成了以“肾精亏虚”为核心病机的辨治思路,并且取得了较好的临床疗效,但作用机制尚未完全阐明。本文从肠道菌群角度,初步探讨补肾益精类中药通过干预肠道菌群治疗少弱精子症的可能的机制,是将中医基础理论与现代分子生物学相结合的初步尝试,旨在为中医药治疗少弱精子症提供新的突破点。中医学的发展,需要借鉴现代医学的成果,进一步来解释中医学的理论,并加以补充及创新。但目前,补肾益精类中药通过干预肠道菌群及其代谢产物治疗少弱精子症的机制实验研究明仍不足,因此希望未来能够以中医理论为依据,紧密结合临床,充分利用16S rRNA测序技术及全基因组鸟枪测序技术,从肠道菌群角度研究补肾益精类中药治疗少弱精子症的药效机制,为中医药治疗少弱精子症提供更充分的科学基础。
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