進一步深入對腸道微生態(tài)失衡與肝病重癥化關(guān)系的研究

李蘭娟

●述 評

進一步深入對腸道微生態(tài)失衡與肝病重癥化關(guān)系的研究

李蘭娟

肝病是一種可由病毒感染、過度勞累、飲食不合理、誤服或濫用藥物等眾多因素引起的多發(fā)常見重大疾病。我國僅慢性乙型肝炎患者就超過2 000萬，隨著生活水平及飲食結(jié)構(gòu)的變化，脂肪性肝病、酒精/藥物性肝病、自身免疫性肝病等的發(fā)病率較前明顯增加，加上丙型肝炎等其他肝病，慢性肝病患者逾1億。肝硬化、肝癌和肝衰竭等重癥患者是目前肝病病死的主要人群，細菌感染及內(nèi)毒素血癥等引起的肝病病情進一步加重及其他并發(fā)癥則是導致其病死的主要直接原因。雖然導致肝病重癥化的因素眾多，具體機制尚不完全清楚，但最新研究表明腸道微生態(tài)失衡在肝病重癥化中發(fā)揮了重要作用。

1 肝臟與腸道微生態(tài)關(guān)系密切

肝臟與腸道在解剖位置和生理功能上密切相關(guān)。生命早期肝臟作為前腸的一個芽孢開始發(fā)育，成熟后兩個器官通過門靜脈和膽道系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)。肝臟70%左右的血液來自于門靜脈，而腸道靜脈血是門靜脈血的主要組成。源自腸道的營養(yǎng)物質(zhì)、毒素等均通過門靜脈首先進入肝臟，在肝內(nèi)清除有害物質(zhì)后再被運送到全身[1]；部分腸道來源的免疫細胞需要在肝臟中“激活”，某些淋巴細胞可以在腸肝之間遷移，腸道免疫細胞釋放的細胞因子也可以通過門靜脈進入肝臟，從而實現(xiàn)腸肝免疫的遙相呼應(yīng)[2]；肝臟可通過分泌膽汁酸等方式傳遞各種物質(zhì)到腸道，調(diào)節(jié)激素水平和免疫應(yīng)答反應(yīng)，影響腸道穩(wěn)態(tài)。國際知名雜志Nature、Science相繼發(fā)表文章，其觀點認為腸道菌群是人體一個重要的“功能器官”[3]。成人胃腸道中定植著約1 014個微生物，其數(shù)量是人體體細胞總數(shù)的10倍，編碼的基因是人類基因組編碼基因數(shù)的150多倍[4-5]，相當于人體的“第二個基因組”，包含重要的遺傳信息。人體微生態(tài)是宿主消化吸收、免疫反應(yīng)、物質(zhì)能量代謝的重要維持者，進而直接或間接調(diào)控肝、脾、神經(jīng)系統(tǒng)和大腦等器官。人體微生態(tài)在多種疾病發(fā)病機制中扮演重要角色，如感染、肝病、肥胖癥、糖尿病、哮喘、濕疹、炎癥性腸病、動脈粥樣硬化、胰島素抵抗和腫瘤等，而且是藥物代謝、微生物耐藥的中間站。隨著年齡增長，人體微生態(tài)不斷變化，并與衰老、壽命息息相關(guān)。

腸道菌群與肝臟通過腸-肝軸相互作用。一方面，肝臟是細菌及其代謝產(chǎn)物離開腸道后進入的第一個器官，因此它是限制細菌擴散的重要關(guān)口，也是代謝產(chǎn)物主要的深加工場所；肝臟可通過分泌膽汁酸等代謝物質(zhì)，調(diào)節(jié)腸道菌群的結(jié)構(gòu)功能。另一方面，腸道細菌是膽汁酸肝腸循環(huán)的關(guān)鍵，它們能將肝臟排入腸道的初級膽汁酸轉(zhuǎn)變?yōu)榇渭壞懼幔M而使95%的膽汁酸能夠被腸壁重吸收，彌補肝細胞合成膽汁酸能力的不足；同時菌群對腸道免疫、發(fā)育等的影響也會間接對肝臟的穩(wěn)態(tài)發(fā)揮作用。

2 肝病重癥化與腸道微生態(tài)失衡并存

2．1 肝硬化患者腸道菌群結(jié)構(gòu)功能發(fā)生明顯改變 1994年，浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院傳染病診治國家重點實驗室在國內(nèi)率先開展了重型肝炎腸道微生態(tài)變化研究，發(fā)現(xiàn)肝炎患者存在腸道微生態(tài)失衡，其程度與肝炎的嚴重性相關(guān)[6]，首次提出并論證了腸道中雙歧桿菌與腸桿菌的比值（B/E值）作為腸道定植抗力指標的新觀點，其在肝病發(fā)展過程中能夠用于跟蹤評價腸道微生態(tài)失調(diào)的水平[7]。

為揭示肝硬化患者的腸道菌群變化，我們分別利用454高通量測序技術(shù)和熒光定量PCR技術(shù)對腸道菌群進行了基于16S rRNA V3區(qū)的分類變化研究。結(jié)果表明，肝硬化患者腸道菌群結(jié)構(gòu)與健康對照組差異顯著，腸道菌群中潛在致病菌（腸桿菌科、鏈球菌科等）明顯增加，而潛在益生菌（毛螺菌科等）明顯減少，且腸道微生態(tài)失衡程度與肝硬化病情嚴重程度有顯著相關(guān)性，腸桿菌科、鏈球菌科等與Child-Pugh評分呈正相關(guān)，腸道毛螺菌科細菌與Child-Pugh評分呈負相關(guān)[8]。熒光定量PCR研究則發(fā)現(xiàn)，肝硬化患者腸道菌群中的雙歧桿菌和乳酸桿菌的絕對數(shù)量大幅減少、甚至消失。上述發(fā)現(xiàn)豐富了腸道微生態(tài)失衡在肝病重癥化發(fā)生發(fā)展中作用機制的理論，對微生態(tài)干預防治肝病重癥化和研發(fā)新型微生態(tài)制劑具有重大意義。

在上述研究基礎(chǔ)上，我們又歷時3年收集了181個來自中國肝硬化患者和健康人的腸道菌群樣本，采用高通量測序技術(shù)揭示了肝硬化患者腸道菌群的宏基因組變化規(guī)律。該研究建立了肝硬化患者的腸道菌群基因集，發(fā)現(xiàn)肝硬化患者腸道菌群基因集中有79萬個獨特基因；闡明了肝硬化患者糞便微生物群落及功能成分特征，從腸道菌群發(fā)生紊亂的角度揭示肝硬化發(fā)生發(fā)展的機制；發(fā)現(xiàn)肝硬化患者口腔菌侵入到腸道，而健康人中沒有此現(xiàn)象，這可能對肝硬化發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生重要影響；發(fā)現(xiàn)了15個高特異性和靈敏性的微生物基因，建立了預測疾病的模型，今后不僅有助于肝硬化診斷，還能用于肝硬化療效的評估[9]。

2.2 腸道菌群失衡與肝臟腫瘤發(fā)生發(fā)展有關(guān) 肝臟腫瘤的發(fā)生與多種因素有關(guān)，包括慢性病毒感染、飲酒、黃曲霉素B1接觸和代謝紊亂等。值得關(guān)注的是，腸道菌群可能直接或間接參與以上因素誘導肝臟腫瘤的發(fā)生。Fox等[10]分別在致癌化合物和肝炎病毒轉(zhuǎn)基因誘導的小鼠肝癌模型中發(fā)現(xiàn)，腸道微生態(tài)與肝癌形成風險密切相關(guān)。有報道指出高脂飲食會改變腸道菌群的組成，導致“脫氧膽酸”（DCA）的生成增多，造成DNA損傷，從而增加小鼠肝癌的發(fā)生。這些發(fā)現(xiàn)突顯了飲食、腸道菌群和腫瘤之間的復雜聯(lián)系[11]。而通過致癌化合物誘導的肝癌模型則證實，腸道微生態(tài)失衡會促進肝癌的發(fā)展，通過益生菌對腸道微生態(tài)進行適度調(diào)節(jié)可能成為一種新型的阻止肝癌進展的治療方法[12]。因此，有科學家提出了靶向腸道微生態(tài)治療可能阻止肝癌進展的科學設(shè)想[13]，進而腸道微生態(tài)與腫瘤治療反應(yīng)的關(guān)系也成為研究熱點。Iida等[14]率先發(fā)現(xiàn)腸道共生菌可通過調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境來控制腫瘤對治療的反應(yīng)，完整地調(diào)節(jié)腫瘤的微環(huán)境能夠使腫瘤治療達到最佳效果[15]。

2.3 腸道菌群干預能夠顯著防治肝病重癥化 在大鼠肝衰竭模型中我們發(fā)現(xiàn)，給實驗動物喂食益生菌能夠顯著改善肝功能、降低肝損傷，而喂食大腸埃希菌等有害菌則會加劇病情的惡化，表明服用益生菌、糾正腸道微生態(tài)失衡對肝病重癥化具有明顯的防治作用。在肝硬化等重癥肝病的臨床治療中，我們利用現(xiàn)有的腸道微生態(tài)藥物對患者進行了輔助治療，結(jié)果同樣令人振奮，患者的肝功能異常、黃疸、炎癥和腹水等許多病癥能夠較快地得到改善，康復速度大大加快。多項研究證明口服益生菌制劑具有調(diào)節(jié)腸道菌群，改善肝硬化病情的作用。一項來自印度的最新臨床隨機對照試驗發(fā)現(xiàn)，益生菌VSL#3服用6個月后能顯著降低肝性腦病患者住院風險以及Child-Pugh和MELD評分[16]。有研究團隊選用L.paracasei B21060菌株為主的益生菌復合制劑對肝硬化大鼠灌胃，發(fā)現(xiàn)益生菌組能夠降低大鼠炎性因子水平，改善肝纖維化提高胃腸道滲透性[17]。類似的微生態(tài)制劑研究在非酒精性脂肪性肝病、急性肝衰竭的應(yīng)用中還有很多[18－20]。

3 肝病重癥化與腸道微生態(tài)失衡的潛在關(guān)聯(lián)分析

肝硬化及肝衰竭等重癥肝病會導致腸道微生態(tài)失衡。重癥肝病患者的消化道癥狀明顯，如惡心、嘔吐、胃納明顯下降。肝功能不全，肝臟合成功能下降，血漿中的白蛋白急劇下降，因此易產(chǎn)生水腫，如腹水。膽汁分泌不足，腸道內(nèi)膽鹽缺乏，肝臟結(jié)構(gòu)改變，門脈高壓形成，導致胃腸道淤血、缺氧，出現(xiàn)門脈高壓性胃病及腸病。由于肝臟合成凝血因子減少，加之胃腸道淤血，臨床為防止上消化道出血，預防性或治療性應(yīng)用抑酸劑如奧美拉唑等。這些因素均可導致腸道微生態(tài)失衡。

腸道微生態(tài)失衡會造成肝損傷，引起肝病的重癥化。肝臟是體內(nèi)解毒的主要臟器，也是遭受內(nèi)毒素攻擊的首要器官[21]。如前所述，腸道細菌內(nèi)源性感染及內(nèi)毒素血癥等引起的肝病病情進一步加重及其他并發(fā)癥是患者病死的主要直接原因。內(nèi)毒素通過與脂多糖結(jié)合蛋白結(jié)合發(fā)揮作用，誘導炎性介質(zhì)細胞因子，經(jīng)由CD14、Toll樣受體4（TLR4）、NF-κB、TNF-α等信號通路誘導肝細胞凋亡，同時內(nèi)毒素血癥可通過引起肝微循環(huán)障礙，導致或促進肝細胞的大量死亡[22]。同時，微生態(tài)失衡相關(guān)的長期細菌易位與感染會引起肝臟及全身免疫的鈍化，進一步加重肝病病情。

4 結(jié)語

我國肝病患者眾多，因為缺乏有效重癥化防治有段，10%～20%可進展為肝硬化等重癥肝病，病情兇險、病死率高，嚴重危害人民健康和社會發(fā)展。近年來的研究表明，肝病重癥化伴隨著嚴重的腸道微生態(tài)失衡，且利用微生態(tài)制劑輔助治療可對減緩肝病的重癥化進程。盡管如此，由于肝病重癥化和腸道微生態(tài)失衡同時存在、循環(huán)影響，如何區(qū)分二者之間的因果關(guān)系，找出相互作用的途徑并闡明分子機制是世界難題，也是今后研究的重要方向。

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（本文摘自《中華內(nèi)科雜志》）

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