全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 7 期 2014 年 4 月

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中药与肠道菌群相互作用的研究进展
陈秀琴 1，黄小洁 2，石达友 1，郭世宁 1*
1. 华南农业大学兽医学院，广东 广州 510642
2. 中国兽医药品监察所，北京 100081
摘 要：肠道菌群对人和动物的健康至关重要，具有多种生理功能，一旦菌群失调就会导致各种疾病。中药多数是以口服的
形式进入消化道，因此肠道内的微生物对中药的代谢发挥着重要的作用；同时，许多中药对肠道菌群的平衡产生影响。从疾
病与肠道菌群状态的关系，中药对肠道菌群的调节作用，肠道菌群对中药代谢的影响以及宏基因组学等研究方法进行综述，
为研究中药与肠道菌群相互影响提供参考。
关键词：中药；肠道菌群；生理调节；代谢；宏基因组学
中图分类号：R285 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2014)07 - 1031 - 06
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.07.025
Research progress on interaction of Chinese materia medica with intestinal flora
CHEN Xiu-qin1, HUANG Xiao-jie2, SHI Da-you1, GUO Shi-ning1
1. College of Veterinary Medicine, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China
2. China Institute of Veterinary Drugs Control, Beijing 100081, China
Key words: Chinese materia medica; intestinal flora; physical adjustment; metablism; metagenomics

肠道菌群是一个与宿主存在共生关系的复杂的
生态系统。肠道菌群可影响宿主的生理、免疫、营养
状况等。环境和母体遗传能影响肠道菌群的组成[1-4]。
现代研究表明肠道微生态是动物体最大、最重要的
微生态系统。在动物体的黏膜表面定植着庞大而又
复杂的微生物群，它们主要分布在皮肤、口腔、胃
肠道，其中胃肠道是这个复杂生物区系的“大本营”。
一个成年人身上的微生物总量约为 1 kg，其数量超
过 1×1014个，而人体自身的细胞数只有 1×1013个，
也就是说大概有 90%的细胞是属于微生物的，只有
10%是属于人类的[5-6]，因此，人体是由大量真核细
胞和原核细胞共同构成的复杂系统。肠道菌群与宿
主细胞之间不断地进行信息交流，与宿主一同进化，
调控宿主的多种代谢路径，影响免疫-抗炎轴[7]，参
与宿主的生理、生化活动，从而对宿主的健康产生
影响[8]。人体全身的整体代谢实际上是其体内自身
的基因组和其肠道内共生的微生物组活动的整合，
肠道菌的新陈代谢等同于肝脏的新陈代谢，故有学
者指出肠道内微生物群的代谢作用相当于人体器官
中的另一个虚拟的器官[9]。这些微生物与人体的代
谢密切相关，包括药物的代谢功能[10]。
中药是中华民族的瑰宝，传统中药治病已有几
千年历史，人们对中药的需求也在日益增加。中药
的成分众多，除含有具有直接医疗价值的有效成分
外，还含有蛋白质、多糖、微量元素、维生素等多
种营养成分，这使得中药具有多种药理作用。中药
一般以口服的形式进入体内，在小肠内就不可避免
地与肠道菌群相互作用，中药的很多成分必须经过
肠道菌的作用才能被吸收[11]。机体内的肠道菌群对
口服中药的药理作用的发挥起着重要作用，同时中
药有助于维持机体肠道菌群的平衡。
1 疾病与肠道菌群的关系
1.1 肠道正常菌群的生理作用
1.1.1 生理营养作用 正常的肠道菌可分解日常饮

收稿日期：2013-11-22
基金项目：“十二五”农村领域国家科技计划课题（2011BAD34B01-14）；广东省教育部产学研结合项目（2011B090400226，2012B091100482，
2012B091100034）；广东省科技厅促进科技服务业发展计划项目（2011B040200062）
作者简介：陈秀琴（1988—），女，硕士在读，研究方向为中兽医。Tel: 13560456199 E-mail: lyunxqchen@163.com
*通信作者 郭世宁（1969—），男，博士，副教授，硕士生导师，主要从事中兽药的研究。Tel: 13902212990 E-mail: shining@scau.edu.cn
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食中摄取的不能被消化的纤维、淀粉[12-13]，降解多
糖，包括木聚糖[14]和许多的植物多糖[15]。对肽和蛋
白质进行厌氧代谢；结合胆汁进行生物转化；结肠内
的细菌还能合成一些维生素（如 B1、B12和 VK）[16]。
1.1.2 拮抗作用 益生菌在肠道中繁殖，会不断产
生各种自身代谢产物，其中有很多对致病菌都具有
很强的抑制作用[17]。有些肠道益生菌可产生具有广
谱抗菌作用的物质，如细菌素、过氧化氢、亲脂分
子、二乙酰、二氧化碳和乙醛等，这些物质对肠道
内的大肠杆菌、沙门氏菌和链球菌等均有抑菌或杀
菌作用[18]。此外，益生菌还可通过形成一层菌膜屏
障，抑制肠道内以及外源性潜在致病菌对肠上皮细
胞的黏附、定植。
1.1.3 免疫调节作用 肠道菌群对宿主免疫系统的
调节从一出生就开始了，肠道微生物促进免疫系统
的形成，而宿主的免疫系统反过来又可影响肠道菌
群的形成[7]。肠道中的益生菌可通过激活巨噬细胞
来提高非特异性及特异性免疫反应、自然杀伤细胞
的活力，增强细胞因子的表达水平，促进免疫球蛋
白特别是分泌性的 IgA 的表达，提高宿主的抗病能
力[19-20]。有研究证明肠道内的双歧杆菌对免疫系统
的形成起着重要的作用[21]。
1.1.4 抗癌作用 肠道内的益生菌能促进肠道蠕
动，从而减少致癌物在肠道内的停留时间[22]。双歧
杆菌能使亚硝酸铵降解，起抑制癌症发生的作用。
部分乳酸菌能改变粪便中某些引发大肠癌的酶活
力，如 β-葡萄糖醛酸苷酶、叠氮还原酶和硝酸还原
酶，从而起到抗癌作用[23]。
1.1.5 其他作用 肠道菌群在维持组织的内环境稳
定方面也发挥着重要作用。最近的研究表明，肠道
菌群对宿主组织的形成和内环境稳定发挥着重要作
用，包括骨骼[24]。正常的肠道菌群还可调节大脑发
育和行为。有研究表明，无菌鼠对应激的反应发生
了改变，下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴调节异常，对
炎症所产生的痛觉减弱[25-26]。肠道菌群的主要功能
见图 1[27]。


图 1 肠道菌群的功能
Fig. 1 Functions of intestinal flora
1.2 疾病与肠道菌群状态的关系
机体的健康与肠道菌群密切相关，许多疾病在
发展过程中都伴随着肠道菌群的失调，包括定植部
位、菌群数量、种类改变和生物学特性上的异常变
化等。健康成年人的肠道内定植着至少 500 种细菌，
其中大概有 30～40 种占了总肠道菌群数量的
99%[28-29]。正常的肠道菌群主要由厌氧菌组成，其数
量是需氧菌和兼性厌氧菌总数的 100～1 000 倍[30]。肠
道菌群主要由 6 个门的细菌：厚壁菌门（Firmicutes）、
拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、
梭杆菌门（Fusobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）
和 Verrucomicrobia 菌门组成。菌群中的 98%可归入
以下 4 门：厚壁菌门（64%）、拟杆菌门（23%）、变
形菌门（18%）和放线菌门（3%）[31]。健康个体间肠
道微生物菌群存在显著的差异性，在婴儿肠道中尤为
明显。随着年龄增长，肠道微生物菌群的类别趋于近
似。不同物种在遗传特性上越接近，它们的肠道菌群
也越接近。家庭成员间肠道核心菌群相似，但是，有
研究报道即便是同卵双胞胎，肠道菌群也存在较大的
个体差异[32]。
肠道免疫系统、神经系统
和血管生成的发展
细胞生长
肠道基因表达调控 细胞分化、增殖
宿主保护
消化
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在正常情况下，肠道菌群处于一个动态平衡的
生态环境[33]。正常菌群不仅在消化、免疫和抗病方
面发挥着诸多不可替代的作用，而且肠道菌群的改
变与机体健康或疾病特别是慢性病的发生具有极为
密切的关系。当人体处于各种应激、长期使用抗生
素以及由外来致病菌、病毒、寄生虫感染时，常常
会导致肠道菌群异常，表现为肠道菌群在种类、数
量、比例、定位和生物学特性上的异常变化。菌群
失调又反过来通过影响机体对营养物质的吸收，削
弱肠道的屏障功能，进一步加重疾病，如此形成一
种恶性循环[34]。目前的研究表明，肠道菌群失调会
导致很多疾病的产生，如 I 型糖尿病[35-36]、克罗恩
病（Crohn’s disease）[37]、肠易激综合征[38]、食物
过敏[39]、胃消化性溃疡[40]、肥胖[41]、心血管疾病[42]、
肠癌[43]等。
2 中药与肠道菌群的相互作用
2.1 中药对肠道菌群的调节作用
含有多糖成分的补益类中药对益生微生物和致
病微生物均具有扶植效应，但对益生微生物的扶植
效果明显优于致病微生物。因此，长势良好的益生
微生物所产的代谢产物又间接抑制了致病微生物的
生长[44]。例如，党参多糖在体外可促进双歧杆菌的
生长，从而增加乙酸的代谢，增强双歧杆菌的定植
抗力[45]。用党参、茯苓、白术等补气类中药制成的
复方合剂灌服小鼠发现，与灌服前比较，乳杆菌、
双歧杆菌数量明显增加，肠球菌数量明显减少[46]。
补中益气汤主要由黄芪、人参、白术、炙甘草等益
气健脾药组成，配以当归、陈皮、柴胡、升麻。方
药中含有大量苷类和糖类物质以及多种微量元素能
增加乳酸杆菌、双歧杆菌、枯草芽孢杆菌的数量[47]。
而苦寒泻下类中药因含有刺激性成分，对肠道内的
益生菌具有抑制作用，这些中药很多在体外具有抑
菌、杀菌的作用。例如，在体外厌氧条件下，黄连
素可显著抑制乳酸菌的生长[48]。黄连解毒汤在低剂
量时无菌群失调现象，但在长期应用时，可使肠道
益生菌乳酸杆菌、双歧杆菌等数量减少[49]。
2.2 肠道菌群对中药的代谢作用
临床很多中药的有效成分只有经过肠内菌群
的代谢，产生药效成分，才能达到治疗的效果。肠
道菌群对中药的生物转化以水解为主，氧化和还原
反应为辅[50]。目前已经发现许多种中药有效成分
被肠道菌群代谢后，产生出具有较强药理活性的代
谢产物[51-52]。
黄芩、葛根和豆豉中所含的黄芩苷、葛根素、
异黄酮苷普遍存在于中药方剂和营养品中。体外研
究表明，葛根素和异黄酮苷能被肠道菌群代谢为比
前体物更加有效的大豆黄素和毛蕊异黄酮[53]。黄芩
苷在肠道内难以被直接吸收，只有被肠道菌群水解
为黄芩素后才能被吸收入血液而发挥作用，而口服
黄芩苷的无菌小鼠与常规小鼠相比，肠道内的黄芩
苷则几乎没有被代谢[54]。左风等[55]报道，人的肠道
菌群能将很多中药的苷元物质转化为苷配基。采用
LC-MS及HPLC法分析了口服虎杖苷后大鼠胃肠道
新生成的化合物，检测到新生了白藜芦醇，说明虎
杖苷被大鼠肠道菌代谢为白藜芦醇[56]。人参的主要
活性成分是人参皂苷，在体外实验中人参皂苷的原
始成分的生物活性很低，在血浆中的浓度未能达到
药效浓度[57]。其在肝脏内基本不被代谢，主要是在
肠道菌群的作用下降解。研究表明，肠道中的双歧
杆菌、拟杆菌、梭菌等能够代谢人参皂苷[58]。
3 中药与肠道菌群相互作用的研究方法
传统研究细菌的方法是进行细菌培养，然后再
进行细菌计数，然而由于肠道内的严格厌氧环境以
及特殊的营养要求，在自然界中能培养的细菌还不
到 1%，剩下的多于 99%的细菌则无法通过细菌培
养来研究，传统方法已经不能满足对大量未知细菌
的研究和认识[59-60]。因此，研究肠道菌群必须采用
一些快速、准确、高通量的技术方法。
宏基因组测序是近几年兴起的一种研究微生物
的一种分子生物学方法。Handelsman 等[61]提出的宏
基因组泛指特定环境样品（如人类和动物的肠道、
母乳、土壤、湖泊、冰川和海洋等环境）中微生物
群 落 所 有 物 种 的 基 因 组 。 宏 基 因 组 学
（metagenomics）就是一种以环境样品中的微生物群
体基因组为研究对象，以测序分析和功能基因筛选
为研究手段，阐明微生物多样性、种群结构、进化
关系、功能活性、相互协作关系及与环境之间的关
系为研究目的的新微生物学研究方法 [62]。16 S
rDNA 测序分析是宏基因组学研究的其中一种方
法，其是以环境样品中的 16 S rDNA 序列为研究对
象，通过分析肠道微生物组中细菌的 16 S rRNA 基
因序列来了解宿主肠道微生物的多样性。用宏基因
组测序方法分析口服中药前后肠道内容物或粪便中
肠道菌的变化，以此来了解中药对机体的肠道菌群
组成造成的影响。其他先进的分子生物学技术，如
体内表达技术（IVET）和标签变异技术（STM）和
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基因芯片技术等对益生微生物或致病微生物中的基
因进行研究，从分子水平观察中药对肠道微生物中
关键基因表达的影响[63]。
研究肠道菌群对中药的转化，可采用离体实验
方法，如粪便温孵法和离体消化道内容物温孵法。
用新鲜粪便或消化道内容物悬浮液与药物在厌氧条
件下温孵，检查原型成分及其代谢物的种类和量[64]。
为了深入研究肠道菌与宿主的相互作用机制，需要
采用肠道微生态动物模型——无菌动物。建立无菌
动物有助于解析宿主与细菌、细菌与细菌之间的信
号途径，同时也能诠释在特定肠道生态中，宿主与
细菌之间的共同进化与共同适应等机制[65]。通过比
较普通动物和无菌动物的代谢产物，可知道肠道菌
群对宿主的代谢作用。此外，还可采用口服与非口
服给药比较的研究方法[66]。采用高灵敏度的分析方
法，如 HPLC、超高效液相色谱法（UPLC）、色谱-
质谱联用技术（GC-MS、LC-MS）和质谱-质谱联用
技术（MS-MS）等，对肠道内容物、粪便、血、尿
和胆汁中的转化产物进行定量分析，从而确定中药
在体内的转化途径[67]。
4 展望
肠道菌群的平衡状况与人体的健康密切相关，
宿主的生理、病理、药物、食物、应激等因素都会
影响肠道菌群。中药具有不良反应小，不易在机体
内残留等优点，已逐渐为世界所接受。中药可以用
于治疗肠道菌群失调的相关疾病，并可作为益生元
应用于临床。中药与肠道菌群相互作用的研究已经
起步，但也存在一系列亟待解决的问题。如中药是
通过何种途径调节肠道菌群的失调状态？经过肠道
菌群代谢后，中药的哪些有效成分发生了变化？有
哪些中药的毒性会增强？另外，肠道菌群种类和生
物学特征十分复杂，很难找到完全模拟人肠道内环
境的实验模型。解决了这些问题有助于弄清中药在
体内的代谢和吸收过程，有助于了解药物作用机制
及作用物质基础，加快中药现代化进程，同时对临
床中西药物合用有指导意义。今后可以利用肠道菌
在体外转化中药，这样处理具有生产工艺可控、所
得产物明确、制剂方便、便于与国际接轨等优点。
补益类中药对肠道益生菌有增菌作用，也可以开发
成益生菌的增菌因子。
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