陰道正常菌群構(gòu)成及其影響因素的研究進展

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陰道正常菌群構(gòu)成及其影響因素的研究進展

馬立艷 綜述，孫偉 審校

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院臨床檢驗中心，北京100050)

關(guān)鍵詞:陰道菌群；菌群構(gòu)成；激素水平；避孕方式

人體的體表與開放腔道內(nèi)分布著大量與人體共生的正常菌群，它們與宿主、環(huán)境之間構(gòu)成了相互制約、相互協(xié)調(diào)、動態(tài)的微生態(tài)平衡，不僅有助于人體消化、吸收營養(yǎng)物質(zhì)、能量供應(yīng)、脂肪代謝、免疫調(diào)節(jié)和生物拮抗，而且在人體抵御致病菌或條件致病菌等方面也發(fā)揮著重要的作用。19世紀(jì)晚期，“微生物之父”安東·范·列文虎克在觀察牙齒上的生物膜時首次發(fā)現(xiàn)了口腔菌群的存在，從此展開了以細(xì)菌培養(yǎng)為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)微生態(tài)學(xué)研究。但是，由于宿主微生態(tài)環(huán)境中存在著眾多的不可培養(yǎng)細(xì)菌,限制了人們對微生態(tài)菌群構(gòu)成與疾病發(fā)生發(fā)展關(guān)系的認(rèn)識。始于2007年的人類基因組計劃將現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)引入人體微生態(tài)菌群研究中，使微生態(tài)菌群構(gòu)成及其功能的研究得到了前所未有的突破性進展，陰道微生態(tài)研究即為其中之一[1-3]。本文擬就女性陰道正常菌群構(gòu)成及其影響因素進行綜述,以期明確陰道菌群在女性生殖道健康中的作用。

1陰道正常菌群構(gòu)成

在傳統(tǒng)微生態(tài)研究中，研究人員通過對陰道分泌物進行細(xì)菌培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)陰道內(nèi)以乳酸桿菌，尤其是產(chǎn)過氧化氫的乳酸桿菌，為優(yōu)勢菌群在陰道黏膜表面形成一道天然屏障，維持陰道微生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。乳酸桿菌占健康婦女陰道全部微生物數(shù)量的75%～95%，通過定植抗力、生物拮抗、產(chǎn)酸、產(chǎn)過氧化氫(H202)、刺激機體免疫防御等作用在維持女性陰道“自凈”功能方面發(fā)揮著重要的作用。雌激素刺激陰道上皮細(xì)胞增殖，產(chǎn)生大量糖原，乳酸桿菌分解糖原生成乳酸和其他有機酸，使陰道pH降至3.7～4.5，維持陰道內(nèi)特征性酸性環(huán)境。過氧化氫的產(chǎn)生可抑制厭氧菌和陰道加德納菌等潛在致病菌的生長，有效避免陰道菌群失調(diào)。研究表明，乳酸桿菌在預(yù)防細(xì)菌性陰道病(BV)、獲得性免疫缺陷病毒(HIV)感染中發(fā)揮著重要的作用。但是，單純依賴傳統(tǒng)培養(yǎng)方法一方面高估了乳酸桿菌在陰道菌群中的地位，另一方面卻低估了苛養(yǎng)菌在陰道菌群中的分布。隨著分子生物學(xué)技術(shù)在微生態(tài)研究中的廣泛應(yīng)用，研究人員意識到并非所有的乳酸桿菌都是陰道微生物屏障的有益成分，不同種類的乳酸桿菌在婦女生殖健康中發(fā)揮著不同的作用。

1892年，Albert Doderlein從健康妊娠婦女陰道內(nèi)首次培養(yǎng)分離到一種產(chǎn)生乳酸的革蘭陽性菌，在體內(nèi)和體外均可抑制致病菌的生長。直到1928年，Stanley Thomas才通過生化反應(yīng)將其命名為嗜酸乳桿菌。但是，研究人員在之后的工作中發(fā)現(xiàn)收集的嗜酸乳桿菌存在高度異質(zhì)性，不能用生化反應(yīng)進行區(qū)分。直到1980年，借助于分子技術(shù)才將該嗜酸乳桿菌復(fù)合體按照核酸序列不同分為不同的種類，包括卷曲乳酸桿菌、詹氏乳酸桿菌、加氏乳酸桿菌、約氏乳酸桿菌等。2002年，惰性乳酸桿菌首次從一位健康育齡期婦女的陰道分泌物中分離，該菌不能在常規(guī)使用的MRS和Rogosa培養(yǎng)基上生長，只能用哥倫比亞血平板培養(yǎng)或應(yīng)用分子技術(shù)從分泌物中直接檢測。與卷曲乳酸桿菌不同，惰性乳酸桿菌在健康人和BV患者中均可檢出，尤其是在BV患者中可大量存在[4-5]。因此，推測惰性乳酸桿菌可能更適于在pH 升高、多微生物的厭氧環(huán)境中生長，當(dāng)陰道菌群以惰性乳酸桿菌為優(yōu)勢菌群時，更易發(fā)生BV。

基于16S rDNA的變性梯度凝膠電泳/溫度梯度凝膠電泳(PCR-TGGE/DGGE)、基因克隆文庫、末端限制性片段長度多態(tài)性分析(T-RFLP)、實時定量PCR、基因芯片和熒光原位雜交(FISH)等分子生物學(xué)技術(shù)為陰道菌群的研究展開了新篇章[6-9]。目前，應(yīng)用分子技術(shù)已從陰道分泌物中鑒定出20多種乳酸桿菌。研究證實，正常陰道菌群并非由多種乳酸桿菌共同構(gòu)成，而是以卷曲乳酸桿菌、惰性乳酸桿菌、詹氏乳酸桿菌和加氏乳酸桿菌中的1～2種為主[10-12]。在一項對瑞典健康育齡期婦女陰道乳酸桿菌的研究中，18/23婦女陰道菌群以1種乳酸桿菌(包括卷曲乳酸桿菌、惰性乳酸桿菌、詹氏乳酸桿菌或加氏乳酸桿菌)為優(yōu)勢菌，5/23婦女陰道內(nèi)定植2種乳酸桿菌。研究表明，陰道卷曲乳酸桿菌可以競爭性排斥其他細(xì)菌在陰道內(nèi)的定植[13]。

不同種乳酸桿菌產(chǎn)過氧化氫的能力也不相同，產(chǎn)過氧化氫乳酸桿菌數(shù)量減少與細(xì)菌性陰道病和陰道感染性疾病的發(fā)生密切相關(guān)。在日本健康婦女陰道中，卷曲乳酸桿菌和加氏乳酸桿菌的檢出率分別為52.7%和20.8%，未檢測到詹氏乳酸桿菌。該研究中，100%卷曲乳酸桿菌產(chǎn)過氧化氫，是產(chǎn)過氧化氫能力最強的乳酸桿菌，而41%加氏乳酸桿菌產(chǎn)過氧化氫試驗強陽性，59%加氏乳酸桿菌產(chǎn)過氧化氫試驗弱陽性。有研究者檢測卷曲乳酸桿菌的檢出率為32% ，加氏乳酸桿菌的檢出率為23%，其中，95%的卷曲乳酸桿菌和94%的加氏乳酸桿菌產(chǎn)過氧化氫。與之相比，詹氏乳酸桿菌檢出率為5%，惰性乳酸桿菌的檢出率為15%，其中只有71%的詹氏乳酸桿菌和9%的惰性乳酸桿菌產(chǎn)過氧化氫。與之相應(yīng)，以卷曲乳酸桿菌和加氏乳酸桿菌為優(yōu)勢菌的婦女中細(xì)菌性陰道病的發(fā)生率分別為9%和7%，以詹氏乳酸桿菌和惰性乳酸桿菌為優(yōu)勢菌的婦女中細(xì)菌性陰道病的發(fā)生率則分別高達43%和36%。而在健康人中，16%未檢測到乳酸桿菌，以卷曲乳酸桿菌和加氏乳酸桿菌為優(yōu)勢菌的婦女無一發(fā)生細(xì)菌性陰道病。有研究者應(yīng)用培養(yǎng)法發(fā)現(xiàn)100%的詹氏乳酸桿菌產(chǎn)過氧化氫，而某研究中僅有46%的詹氏乳酸桿菌產(chǎn)過氧化氫，研究結(jié)果的不同可能與上述研究僅用生化試驗對乳酸桿菌屬進行種的鑒定有關(guān)[14]。多個流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，陰道內(nèi)產(chǎn)過氧化氫乳酸桿菌的定植與生殖道感染性疾病，包括細(xì)菌性陰道病和HIV感染的發(fā)生率降低密切相關(guān)[14]。然而，近期兩項研究表明，乳酸桿菌在體內(nèi)產(chǎn)生過氧化氫的濃度并不能有效抑制潛在致病菌的生長[14-15]。盡管可以在體外檢測到乳酸桿菌產(chǎn)生過氧化氫，但在陰道內(nèi)微需氧或厭氧環(huán)境下乳酸桿菌能夠產(chǎn)生多少過氧化氫尚未可知。因此，在體內(nèi)陰道環(huán)境中過氧化氫的抗菌效應(yīng)目前尚存在爭議。

在健康婦女陰道菌群分析中，約7%～33%的婦女缺失陰道乳酸桿菌，而是由其他可產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌如陰道阿托波菌、巨球菌屬或纖毛菌屬替代[15]。因此，筆者推測即使陰道微生態(tài)菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，但是只要菌群功能未變，機體仍維持健康狀態(tài)。需要注意的是，上述研究并未注明健康人群中是否為有癥狀BV、陰道菌群是否處于過渡狀態(tài)等。

2陰道菌群影響因素分析

陰道菌群并非一個靜態(tài)的微生態(tài)系統(tǒng),而是一個受體內(nèi)激素水平、避孕方式、性行為、種族、個人衛(wèi)生習(xí)慣和飲食習(xí)慣等影響，而時時刻刻發(fā)生著變化的動態(tài)系統(tǒng)。

2.1避孕方式不同對陰道菌群的影響在過去的二十年間，國外一些橫斷面研究和前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，藥物避孕能夠維持陰道內(nèi)乳酸桿菌為優(yōu)勢菌的正常菌群結(jié)構(gòu)，可以很好地預(yù)防細(xì)菌性陰道病的發(fā)生[16-19]。Sate等[16]在對激素避孕與陰道菌群關(guān)系的一項前瞻性比較研究中提出，與使用陰道環(huán)同時口服避孕藥(COC)相比，使用釋放雌激素和孕激素的陰道避孕環(huán)(CCVR)更能促進乳酸桿菌在陰道內(nèi)的定植，有利于維持陰道內(nèi)微生態(tài)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。然而，在一項前瞻性隊列研究中，Heffron等[20]認(rèn)為藥物避孕增加了婦女感染HIV的風(fēng)險。安全套是一種方便、有效、可逆的避孕方式，堅持正確使用安全套，可有效減少革蘭陰性厭氧桿菌在陰道內(nèi)的定植，降低細(xì)菌性陰道病的發(fā)生。此外，安全套還可防止性生活時pH值7.0～8.0的精子進入陰道，避免陰道內(nèi)酸性緩沖體系遭到破壞。與安全期法相比，使用安全套可減少育齡期婦女非意愿妊娠的發(fā)生，繼而減少流產(chǎn)等侵入性操作對陰道內(nèi)微生態(tài)環(huán)境的破壞。有研究人員認(rèn)為細(xì)菌性陰道病的發(fā)生與安全套使用呈負(fù)相關(guān)，與宮內(nèi)節(jié)育器使用呈正相關(guān)。宮內(nèi)節(jié)育器是一種長效、可逆的避孕方式，研究表明，留置含藥或不含藥宮內(nèi)節(jié)育器的婦女盆腔炎、宮頸糜爛、細(xì)菌性陰道病的罹患率明顯增加，陰道分泌物涂片Nugent評分增高[21-22]，提示此方法使陰道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)更脆弱、更易失衡。

2.2激素水平對陰道菌群的影響育齡期婦女雌激素水平正常，陰道壁上皮富含糖元，易于乳酸桿菌的定植和繁殖。通常情況下,育齡期婦女陰道乳酸桿菌隨著月經(jīng)周期變化存在著生理性的周期效應(yīng)。有研究者應(yīng)用熒光實時定量PCR方法動態(tài)研究了卷曲乳酸桿菌、惰性乳酸桿菌、陰道阿托波菌、陰道加德納菌和普雷沃菌在月經(jīng)周期中的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在Nugent評分0~3分的健康組中，卷曲乳酸桿菌在整個月經(jīng)周期持續(xù)存在，但與排卵前期、排卵后期相比，其數(shù)量在行經(jīng)期下降約100倍。與之相反，惰性乳酸桿菌、陰道阿托波菌、陰道加德納菌和普雷沃菌的數(shù)量在行經(jīng)期卻有所增加[23]。也有研究同樣提示，與排卵前期和排卵后期相比，行經(jīng)期的陰道菌群處于不穩(wěn)定狀態(tài)，更易發(fā)生菌群失調(diào)。妊娠期由于激素水平改變導(dǎo)致陰道菌群也隨之發(fā)生改變,與非妊娠人群相比,妊娠婦女中乳酸桿菌的相對豐度有所降低,而陰道加德納菌和厭氧菌數(shù)量增多,孕婦易發(fā)生陰道感染性疾病,尤其是妊娠期細(xì)菌性陰道病發(fā)生率逐年上升,復(fù)發(fā)率高,可導(dǎo)致多種不良妊娠結(jié)局。

絕經(jīng)期婦女由于卵巢功能衰退,雌激素水平降低，使得陰道上皮變薄，糖原水平降低，利用糖原生成乳酸的量亦減少,使乳酸桿菌的定植和繁殖受到限制，陰道pH上升，抵抗力顯著減弱，易導(dǎo)致菌群失調(diào)的發(fā)生。乳酸桿菌的檢出率和數(shù)量在絕經(jīng)期極度下降,甚至在絕經(jīng)后期消失。雖然對于絕經(jīng)期婦女來說，這是一種正常的非致病狀態(tài)，但該階段的陰道菌群是極其脆弱的,容易受到體內(nèi)外因素的影響而引起疾病的發(fā)生。

2.3地區(qū)、種族差異對陰道菌群的影響不同地區(qū)、不同種族人群的陰道菌群構(gòu)成存在明顯差異，這可能與遺傳因素、生產(chǎn)方式、個人衛(wèi)生習(xí)慣、性生活頻次、環(huán)境因素等有關(guān)。在大多數(shù)人群中，卷曲乳酸桿菌是最常見的陰道優(yōu)勢菌群，其中，白種人以卷曲乳酸桿菌和/或加氏乳酸桿菌為主。有研究者對來自美國北部的396例無癥狀育齡期女性(白種人98例,黑種人104例,亞裔97例,西班牙裔97例)應(yīng)用PCR擴增16S rDNA的V1-V3區(qū)后采用焦隣酸測序的方法進行陰道菌群分析,結(jié)果顯示,所有受試者中陰道菌群明顯分為5群:其中1～4群以卷曲乳酸桿菌、惰性乳酸桿菌、加氏乳酸桿菌和詹氏乳酸桿菌為優(yōu)勢菌群,而第5群中乳酸桿菌比例降低、厭氧菌所占比例大幅上升。1～4群在白種人、亞裔、黑種人和西班牙裔的檢出率分別為89.7%、80.2%、61.9%和59.6%，第5群在上述人群中的檢出率則分別為9.3%、17.6%、38.9%和34%。因此，對于不同種族的人群而言，如何定義正常陰道菌群尚有待探討。

2.4個人衛(wèi)生習(xí)慣與飲食習(xí)慣對陰道菌群的影響在美國，約1/3的婦女常規(guī)進行陰道沖洗。但是，研究人員發(fā)現(xiàn)，陰道沖洗會減少產(chǎn)過氧化氫乳酸桿菌在陰道內(nèi)的定植，使陰道正常菌群被厭氧菌所替代。與不進行陰道沖洗的婦女相比，陰道沖洗后BV發(fā)生率上升1.2～5.1倍。此外，飲食習(xí)慣也可能對陰道菌群產(chǎn)生影響。在Marie等[24]的研究中，天然營養(yǎng)豐富的食品和含糖量高的食品均可改變婦女陰道菌群構(gòu)成，前者與BV的發(fā)生呈負(fù)相關(guān)，后者與BV的發(fā)生呈正相關(guān)。

3小結(jié)

總之，過去的10年間隨著分子技術(shù)的應(yīng)用，陰道菌群的構(gòu)成逐漸清晰、完整。但是，進一步的工作不僅限于此，重點應(yīng)轉(zhuǎn)移至陰道菌群的功能研究上?；蚪M學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)以及與傳統(tǒng)培養(yǎng)方法的有機結(jié)合，將有助于對陰道微生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能、與宿主相互作用等方面的研究，從而推動感染微生態(tài)學(xué)的發(fā)展。

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·綜述·

收稿日期：(2015-08-21)

文獻標(biāo)識碼：

DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2015.24.038A

文章編號：1673-4130(2015)24-3599-03