腸道菌群在肝硬化中的作用

周藝敏(綜述)，王　健(審校)

(南昌大學a.研究生院醫(yī)學部2012級； b.第一附屬醫(yī)院消化內科，南昌330006)

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腸道菌群在肝硬化中的作用

周藝敏a(綜述)，王健b(審校)

(南昌大學a.研究生院醫(yī)學部2012級； b.第一附屬醫(yī)院消化內科，南昌330006)

摘要：腸道微生物群落可以作為一個獨立的機構來調節(jié)人體的代謝平衡,腸道菌群失調可能會影響到肝硬化的預后。文章就肝硬化患者腸道菌群的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及腸道菌群失調在肝硬化的進展及其并發(fā)癥發(fā)生中的意義、微生態(tài)制劑在治療肝硬化中的主要作用進行綜述。

關鍵詞：腸道菌群； 失調； 肝硬化； 綜述

腸道菌群是人體的一道天然屏障，近年來腸道菌群的微生態(tài)研究引起了廣泛關注,許多慢性疾病,如肥胖、炎癥性腸病(IBD)、糖尿病、代謝綜合征、動脈硬化和非酒精脂肪肝等均與腸道微生物群有關。本文就肝硬化患者腸道菌群的變化，腸道菌群失調在肝硬化的進展及其并發(fā)癥發(fā)生中的意義以及微生態(tài)制劑在治療肝硬化中的主要作用的研究進展進行綜述。

1肝硬化腸道菌群的變化

1.1肝硬化影響腸道菌群構成，促進細菌移位

不同病因的肝硬化患者中有類似糞便微生物群落,且不同糞便微生物群之間的變化主要是由肝硬化引起的[1]。肝硬化時腸道菌群失調常表現(xiàn)為有益的厭氧菌數量減少，而需氧菌數量增多或相對增多，厭氧菌與需氧菌比例減小，且其失調程度隨Child-Pugf分級的嚴重程度而加重。肝硬化影響腸道菌群的構成，促進細菌易位(BT)的發(fā)生，同時失調的腸道菌群又促進組織損傷和肝纖維化的進展，形成惡性循環(huán)。

肝硬化患者細菌移位的原因目前多數認為主要與機體免疫功能下降、小腸細菌過度生長、腸黏膜通透性增高等有關[2]。肝硬化時機體免疫功能下降。Mennigen[3]研究表明，肝硬化者淋巴細胞和Tr細胞的數量和功能障礙會導致腸道黏膜免疫缺陷，而免疫功能障礙時細菌和毒素極易通過損傷的腸道屏障進入體內；門脈高壓可導致胃腸淤血水腫，從而使黏膜屏障功能受損，細菌及內毒素從腸道移位至腸系膜淋巴結，再經過淋巴管進入體循環(huán)，導致一系列肝硬化并發(fā)癥，其中最為常見的有自發(fā)性腹膜炎[4]。

1.2肝硬化患者糞便菌群分子水平研究

腸道菌群絕大多數為專性厭氧菌，超過80%的腸道細菌無法用目前的技術分離培養(yǎng)。目前許多醫(yī)院實驗室使用的常規(guī)培養(yǎng)對研究特定菌株較有限，基于DNA檢測方法可以提高細菌的檢測[5]，倡議利用高通量測序的方法,它可以描述與肝硬化相關的微生物群社區(qū)和功能的重要改變。Wei等[6]使用高通量測序技術完成宏基因組DNA的測序、生物信息學的方法，對糞便微生物群落和功能進行了分析，結果表明，肝硬化患者的糞便微生物群功能多樣性顯著降低。在分子水平，乙肝肝硬化患者的糞便微生物群顯示谷胱甘肽、糖異生、支鏈氨基酸、氮、脂質代謝的富足(P<0.05),而芳香族氨基酸水平、膽汁酸代謝、細胞周期相關代謝減少(P<0.05)。

腸道細菌產氨過程與肝硬化并發(fā)癥相關。腸道細菌生產過剩的氨進入血液，可能導致錳濃度的變化。終末期肝病患者基底神經節(jié)錳的積累可能在慢性肝性腦病的發(fā)病機制中發(fā)揮作用。肝硬化時,由于門脈系統(tǒng)分流或肝功能障礙,肝臟清除錳的能力降低,故肝硬化患者的血錳濃度高于正常人,由此導致神經細胞酶的代謝紊亂,影響神經突觸的傳導的功能,最終導致肝性腦病。微生物制劑旨在消除錳,可能提供一個新的治療肝性腦病的治療選項[7]。

1.3肝硬化患者糞便菌群結構多樣性研究

劉慧等[8]運用高通量測序的方法分別在門、綱、科的水平上進行相對豐度的比較，顯示肝硬化患者糞便菌群結構與正常對照組明顯不同；在門的水平上，主要表現(xiàn)為肝硬化患者中類桿菌門細菌比例明顯下降，而變形菌門和梭桿菌門細菌比例增加；在科水平上，腸桿菌科、韋榮球菌科和鏈球菌科細菌明顯增加，毛螺菌科細菌與Child-Pugf評分負相關，鏈球菌科細菌與Child-Pugf評分正相關。Qin等[7]的研究發(fā)現(xiàn)，在屬的水平上，肝硬化與正常對照組都是擬桿菌屬占主導；肝硬化組剩余的屬中，韋永球菌屬、鏈球菌屬、梭狀芽胞桿菌屬和普氏菌屬比較豐富,而Alistipes在健康對照組占優(yōu)勢。

1.4肝硬化患者糞便菌群功能基因多樣性研究

宏基因組學研究是指直接提取環(huán)境樣品中的宏基因組進行高通量測序和生物信息學分析。宏基因組學研究的測序數據龐大且復雜，包含代表著1萬個物種的DNA片段，可以揭示先前隱藏在微環(huán)境中的物種多樣性。美國國家衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health)人類微生物工程(HMP)集不同網站資源構成一個大數據，創(chuàng)建了一個大型人類微生物基因資源[9]。MetaHIT財團開發(fā)的定量宏基因組發(fā)現(xiàn)，腸道微生物豐度的重大減少與代謝綜合征相關合并癥的風險相關[10-11]。Qin[12]將腸道微生物基因命名為人類的“第二基因組”。Qin等[7]使用肝硬化基因目錄,結合定量宏基因組方法進行研究,揭示肝硬化患者腸道微生物群的主要變化是因入侵腸道的口腔細菌導致為主，且疾病嚴重程度與入侵物種的物種豐度之間的關系表明他們可能在病理中發(fā)揮積極作用，這將打開益生菌的發(fā)展途徑,可能有助于對抗肝硬化的惡化，也可能導致一種新的方式來監(jiān)控和防止肝硬化。

2腸道菌群失調加速肝硬化的進展

肝硬化患者(特別是門脈高壓癥明顯者)腸道屏障功能障礙與腸道細菌的細菌易位和代謝產物(如內毒素)、細菌的DNA滲透有關,可能是肝硬化進展并引發(fā)其并發(fā)癥的發(fā)病機理[13]。

Tuomisto等[14]通過RT-qPCR 實驗測定主要共生的細菌(擬桿菌屬、雙岐桿菌屬、梭狀芽胞桿菌屬、腸桿菌科及乳酸桿菌)在糞便中的相對比例，并使用RT-qPCR研究移位到肝臟或腹水的細菌，揭示免疫組化染色中肝內細菌DNA的總量與CD14表達百分比相關，因而認為細菌可能通過CD14介導炎癥過程進而導致肝纖維化、肝硬化。

正常情況下腸黏膜可允許少量內毒素通過進入門靜脈，而少量內毒素對維系肝臟網狀內皮系統(tǒng)處于激活狀態(tài)有一定意義。若打破腸道黏膜組織內免疫耐受、腸內菌群失調、腸內大量毒素移位超出腸道及肝臟內的單核巨噬細胞系統(tǒng)的處理能力，會導致免疫反應失控，引起大量的炎癥介質釋放。內毒素血癥通過toll樣受體的相互作用引發(fā)肝損傷[15-16]；由于門靜脈回流，肝臟又成為菌毒移位的首要受害器官，內毒素又激活肝星狀細胞分泌細胞因子產生炎癥反應，引起細胞因子級聯(lián)反應，進一步加重肝臟的損傷及病情進展[17-18]。

肝硬化后補體合成嚴重不足；肝臟枯否細胞吞噬功能降低，內毒素清除減少；肝細胞損傷合成白蛋白的能力下降，免疫功能下降，以致機體抗感染的能力顯著下降。肝硬化作為始動因素誘發(fā)內毒素血癥，從而引起缺血/再灌注損傷，而缺血/再灌注損傷是腸黏膜屏障損傷的主要原因，導致腸壁通透性增加，最終引起腸道細菌易位。隨后，循環(huán)內毒素又進一步損傷腸黏膜屏障，加重細菌及內毒素易位，彼此互為因果，形成惡性循環(huán)，造成腸源性感染膿毒癥，加重肝臟損傷。在動物研究中，給肝缺血/再灌注大鼠預先補充乳酸桿菌和雙歧桿菌的混合制劑后發(fā)現(xiàn)可部分恢復肝缺血/再灌注時所致的腸道菌群失衡，并改善腸黏膜屏障，減少腸道菌易位的發(fā)生率，從而降低血漿內毒素水平、減輕肝損傷[19]。

Kakiyama等[20]研究發(fā)現(xiàn)晚期肝硬化次級膽汁酸含量更少、次級膽汁酸與初級膽汁酸比例更低，肝硬化腸桿菌科(潛在致病菌)含量更高、但Lachonospiraceae、Ruminococcaceae和Blautia的豐度均較低；脫氧膽酸與Ruminococcaceae成正相關；晚期肝硬化存在初級膽汁酸向次級膽汁酸轉化下降的問題可能與腸道微生物家族豐度變化有關系。結合膽汁酸分泌減少、去結合膽汁酸增加及被動吸收的共同作用導致腸腔內膽汁酸濃度顯著下降,從而促進細菌生長,形成惡性循環(huán),最終引起細菌移位。

3微生態(tài)制劑在肝硬化治療中的作用

微生態(tài)制劑在控制肝硬化患者臨床癥狀、改善肝功能、血清學和組織學指標中有不可替代的作用，因而被廣泛應用于治療、預防肝硬化及其相關并發(fā)癥。

趙海英[21]研究認為益生菌制劑可有效改善肝硬化患者腸道菌群失調,并降低血氨。宋愛玲[22]研究發(fā)現(xiàn)，肝硬化患者存在不同程度的腸道菌群失調,主要表現(xiàn)為雙歧桿菌減少,治療后雙歧桿菌、乳桿菌、腸球菌明顯增加,血漿內毒素則明顯降低，肝功能指標也明顯好轉，從而認為益生菌制劑可有效改善肝硬化患者腸道菌群失調、降低血漿內毒素水平、改善肝功能,可作為肝硬化患者的輔助治療用藥。顧林[23]研究表明，微生態(tài)制劑對改善肝硬化患者腸黏膜屏障功能具有積極作用，Child-Pugf評分、血清AST與ALT水平下降顯著。張明明[24]對27項益生菌制劑治療肝硬化的臨床RCTs的Meta分析顯示，益生菌制劑可顯著降低肝硬化患者的轉氨酶、提高血清白蛋白水平、降低外周血血氨和內毒素含量,明顯緩解肝硬化患者的臨床癥狀，但對總膽紅素水平無改善作用。此外益生菌制劑還能顯著降低肝硬化患者的HE和SBP發(fā)生率。

總之，肝硬化可引起腸道菌群失調，促進細菌移位；反之，腸道菌群失調又可加速肝硬化的疾病進展，進而導致多種肝硬化并發(fā)癥的發(fā)生。調節(jié)腸道微生態(tài)群有望成為治療肝硬化并控制、減少其并發(fā)癥的重要舉措[25]。

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(責任編輯：況榮華)

收稿日期：2014-12-23

中圖分類號：R575.2

文獻標志碼：A

文章編號：1009-8194(2016)01-0089-03

DOI:10.13764/j.cnki.lcsy.2016.01.033