微生態(tài)制劑在結(jié)直腸外科圍手術(shù)期的應(yīng)用

沈通一 秦環(huán)龍

微生態(tài)制劑在結(jié)直腸外科圍手術(shù)期的應(yīng)用

沈通一 秦環(huán)龍

沈通一 副主任醫(yī)師，醫(yī)學(xué)博士。現(xiàn)上海第十人民醫(yī)院胃腸外科工作，現(xiàn)任中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會微生態(tài)學(xué)分會青年委員；上海預(yù)防醫(yī)學(xué)會微生態(tài)學(xué)專業(yè)委員會委員兼秘書；中國微生態(tài)學(xué)雜志特約編委。擅長胃腸道腫瘤外科為主的綜合治療，尤其在胃癌、結(jié)直腸癌的腹腔鏡外科手術(shù)及圍手術(shù)期加速康復(fù)方面積累了豐富的經(jīng)驗。國內(nèi)外發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇，其中SCI文章4篇。

結(jié)直腸癌患者圍手術(shù)期使用微生態(tài)制劑已經(jīng)越來越受到重視。目前認為微生態(tài)制劑具有改善腸道菌群，保護腸屏障，減少術(shù)后感染，改善圍手術(shù)期胃腸功能及生活質(zhì)量等作用，對疾病的治療進程及預(yù)后具有重要意義。今后應(yīng)該加強圍手術(shù)期應(yīng)用微生態(tài)制劑的臨床研究，為進一步推廣實施建立循證基礎(chǔ)。

結(jié)直腸腫瘤； 外科手術(shù)； 圍手術(shù)期； 微生態(tài)制劑

大腸是一個最具代謝活性的器官，動態(tài)定植著復(fù)雜的活菌生態(tài)系統(tǒng)［1］。在結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）圍手術(shù)期，傳統(tǒng)的機械性腸道準(zhǔn)備，抗生素的使用及手術(shù)創(chuàng)傷應(yīng)激均會導(dǎo)致該生態(tài)系統(tǒng)的破壞，隨之而來的腸源性感染、抗生素耐藥增加了手術(shù)的風(fēng)險并延長了住院時間。如何在圍手術(shù)期糾正腸道菌群紊亂、保護腸屏障、加速康復(fù)及改善生活質(zhì)量，是一個值得關(guān)注的問題，因此益生菌作為腸道的原籍菌群，如何通過以益生菌、益生元和合生元為主的微生態(tài)制劑在圍手術(shù)期維護腸道生態(tài)、恢復(fù)腸道正常的生理和代謝功能，正越來越受到大家重視。

一、腸道微生態(tài)制劑概述

益生菌是一種活的微生物食物添加劑，通過改善腸道微生物平衡，對宿主發(fā)揮益生作用，包括酪酸梭菌、乳桿菌及雙歧桿菌等。通過選擇性的刺激一種或少數(shù)種菌落中的細菌的生長與活性而對宿主產(chǎn)生有益的影響，從而改善宿主健康的不可被消化的食品成分，包括果聚糖和低聚果糖等。合生元是益生菌和益生元的組合，在腸道健康和功能方面可能更有效?，F(xiàn)在廣泛接受的是益生菌、益生元或合生元定期攝取可以改變腸微生物群落的數(shù)量，從而改變腸功能、宏觀微觀結(jié)構(gòu)、免疫應(yīng)答、炎癥過程［2］。

二、微生態(tài)制劑在圍手術(shù)期術(shù)后感染的應(yīng)用

據(jù)估計，全球主要外科手術(shù)的年度數(shù)量已超過2.34億。然而，圍手術(shù)期感染仍舊困擾現(xiàn)代醫(yī)療系統(tǒng)，并對患者造成相當(dāng)大的傷害。超過5%的接受外科手術(shù)的患者發(fā)生手術(shù)部位感染（surgical site infection，SSI）。術(shù)后感染性并發(fā)癥除SSI，還有肺炎和尿路感染等，和死亡率密切相關(guān)，并進一步增加抗生素消耗、延長重癥監(jiān)護病房停留和住院時間，大大增加醫(yī)療費用［3］。因此，如何預(yù)防感染性并發(fā)癥已成為圍手術(shù)期優(yōu)先考慮的問題。

（一）抗感染治療

由于消化道選擇性去污容易出現(xiàn)腸屏障損傷和菌群變化，圍手術(shù)期調(diào)節(jié)腸道微生物組與聯(lián)用益生菌和合生元已上升為有吸引力的治療選擇。

最近臨床上已經(jīng)公布了多項圍手術(shù)期使用益生菌和合生元的隨機對照（randomized controlled trials，RCT）研究及meta分析。Kinross等［4］涉及13個RCT試驗共962例患者圍手術(shù)期應(yīng)用微生態(tài)制劑的薈萃分析，結(jié)果表明，盡管亞組分析微生態(tài)制劑組（包括益生菌、益生元和合生元）與對照組在術(shù)后肺部感染、尿路感染和切口感染方面無統(tǒng)計學(xué)差異，但微生態(tài)制劑組在術(shù)后敗血癥的總體發(fā)生率方面顯著降低，且合生元較益生菌在降低術(shù)后感染的發(fā)生率和嚴重性以及縮短術(shù)后抗生素使用時間方面的作用更強，部分研究提示合生元能改善術(shù)后腸功能、降低腸梗阻發(fā)生率。筆者［5］報道了134例CRC手術(shù)的患者，益生菌組的膿毒癥發(fā)生率顯著降低。Wu等［6］的薈萃分析來自34個試驗2 634例CRC患者，1 300例接受益生菌/合生元干預(yù)患者的SSI風(fēng)險降低，同時降低其他感染性并發(fā)癥（包括任何感染、肺炎、尿道感染、切口感染和敗血癥）發(fā)生率；縮短抗生素治療，重癥監(jiān)護室停留時間和住院時間；并縮短首次排氣排便時間；減少腹部并發(fā)癥的發(fā)生率，降低醫(yī)院成本和改善患者生活質(zhì)量。Arumugam等［7］的薈萃分析報告，加用益生菌/合生元使術(shù)后膿毒癥發(fā)生率降低36.9%，其中使用益生菌減少了37%，而合生元減少了43%。不同類型手術(shù)使用微生態(tài)制劑后，CRC手術(shù)膿毒癥發(fā)生降低35%，肝膽胰手術(shù)降低73%，肝移植手術(shù)降低56%，差異均有顯著統(tǒng)計學(xué)意義，小腸切除、腹部動脈瘤修復(fù)和疝修復(fù)的手術(shù)組中術(shù)后膿毒血癥也減少37%。

（二）調(diào)節(jié)腸道菌群

既往受限于細菌培養(yǎng)為基礎(chǔ)的腸道菌群檢測技術(shù)，有關(guān)圍手術(shù)期腸道菌群變化的研究報道較少。Correia等［8］研究發(fā)現(xiàn)，CRC患者腸道菌群的種類、數(shù)量、比例、定位和生物學(xué)特性在術(shù)前就發(fā)生了變化，主要表現(xiàn)為以雙岐桿菌為代表的厭氧菌顯著減少，以大腸桿菌為代表的需氧菌顯著增加，厭氧菌與需氧菌比例倒置，術(shù)后變化更明顯。隨著以16rRNA基因檢測為基礎(chǔ)的新檢測方法出現(xiàn)，對圍手術(shù)期腸道菌群改變有更深入的認識。Ohigashi等［9］對81例CRC患者圍手術(shù)期腸道環(huán)境變化的研究發(fā)現(xiàn)，術(shù)后腸道細菌總數(shù)和有益菌的數(shù)量較術(shù)前顯著降低，而致病或潛在致病菌（如腸桿菌、腸球菌、金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌）的數(shù)量較術(shù)前顯著增加，進一步證實圍手術(shù)期存在腸道菌群紊亂現(xiàn)象。Komatsu等［10］發(fā)現(xiàn)腹腔鏡結(jié)直腸切除術(shù)使用合生元降低了術(shù)后感染，細菌總數(shù)、雙歧桿菌、普雷沃氏菌和乳酸桿菌有益菌數(shù)量增加，而產(chǎn)氣莢膜梭桿菌，腸桿菌科，和葡萄球菌以及艱難梭菌和假單胞菌等病原菌數(shù)量減少，同時糞便有機酸由減少恢復(fù)正常，雙歧桿菌物種的數(shù)量和有機酸的濃度之間的正相關(guān)性，與潛在有害物種負相關(guān)。Mizuta等［11］發(fā)現(xiàn)接受過術(shù)前放化療CRC患者圍手術(shù)期口服長雙歧桿菌BB536較對照組的SSI發(fā)生率低，術(shù)后住院時間差異顯著。對照組患者手術(shù)后兩周NK細胞活性水平降低，治療組hCRP和NK細胞活性恢復(fù)更快。術(shù)后1至2周糞便微生物群存在顯著變化；厚壁菌門在兩組中均增加，擬桿菌門和變形菌門在對照組中增加，放線菌在治療組中增加。擬桿菌門和變形菌門的比例與炎癥參數(shù)（CRP，IL-6和白細胞）正相關(guān)，而放線菌門和厚壁菌門的比例與這些參數(shù)負相關(guān)，變形菌門通常以低水平存在于健康腸道中，在炎癥狀態(tài)中過度生長，導(dǎo)致機會性感染，和一些促炎標(biāo)記（IL-6和IL-8）正相關(guān)。而雙歧桿菌屬于放線菌門可下調(diào)腸上皮促炎反應(yīng)，改善全身炎癥反應(yīng)［12］。如上所述，雙歧桿菌產(chǎn)生的抗炎作用有助于改善患者的免疫功能，血液學(xué)和營養(yǎng)參數(shù)?？梢娨嫔S持腸道微生物群的平衡對于維持宿主防御和營養(yǎng)狀態(tài)是十分重要的，特別在大手術(shù)恢復(fù)期間。

抗生素的廣泛使用易于出現(xiàn)多藥耐藥細菌，增加的艱難梭菌感染的風(fēng)險。研究發(fā)現(xiàn)合生元可以有效抑制手術(shù)后艱難梭菌感染［10］，其價值不僅限于預(yù)防SSI，從多藥耐藥細菌或抗生素相關(guān)傳染病的抑制角度來說，具有多方面臨床意義。

（三）保護腸屏障

益生菌在腸道微生物環(huán)境的穩(wěn)定性中起重要作用，支持使用益生菌的理論之一包括保護腸道屏障功能。體外研究顯示益生菌能有效阻止致病性大腸桿菌感染或炎癥因子孵育后腸上皮細胞Caco-2細胞旁路通透性增加和跨上皮電阻（trans-epithelium electrical resistant，TER）降低，從而修復(fù)受損的腸屏障功能［13］，與其阻止EPEC誘導(dǎo)的緊密連接蛋白（tight junction，TJ）異常分布和磷酸化水平降低有關(guān)。動物實驗也證實植物乳桿菌能阻止IL-10基因敲除小鼠腸黏膜上皮緊密連接結(jié)構(gòu)破壞，降低細胞旁大分子物質(zhì)通透性，促進緊密連接蛋白的高表達，從而加強腸黏膜屏障功能［14］。另外，益生菌通過對TNF-α和IFN-γ的直接抑制作用而減輕其有害影響，表明益生菌治療的益處不限于病原體數(shù)量和侵襲的減少［15］。近年多項臨床試驗將益生菌用于圍手術(shù)期調(diào)節(jié)腸道微生物群體，降低腸壁通透性，減少感染相關(guān)并發(fā)癥。Reddy等［16］首次開展了口服抗生素、合生元和機械腸道準(zhǔn)備對CRC手術(shù)的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三者聯(lián)合應(yīng)用能顯著降低腸桿菌定植和腸道細菌易位。筆者以往研究表明益生菌可以增加TER和糞便細菌多樣性，減少乳果糖/甘露醇比率、細菌易位率，血液細菌DNA和腸道致病菌的血液培養(yǎng)陽性率。Zonulin作為細胞間TJ的生理調(diào)節(jié)劑，誘導(dǎo)補體C3a和C5a的生成，促進急性肺損傷的發(fā)展，增加中性粒細胞和細胞因子，促腸通透性升高和腸敗血癥和全身炎癥反應(yīng)綜合征密切相關(guān)［14］。筆者發(fā)現(xiàn)CRC術(shù)后存在不同程度的炎癥反應(yīng)，而圍手術(shù)期添加植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌和長雙歧桿菌三聯(lián)活菌，維護腸黏膜屏障功能，減少菌血癥、膿毒癥和術(shù)后感染并發(fā)癥發(fā)生；患者血清Zonulin水平與腸道通透性呈正相關(guān)，益生菌通過抑制P38MAPK的表達來調(diào)控Zonulin的表達。對134例CRC肝轉(zhuǎn)移術(shù)后的正常腸屏障患者使用益生菌后，除降低術(shù)后敗血癥及其他并發(fā)癥的發(fā)生率，益生菌還具有降低血清Zonulin水平維持肝臟屏障的作用。筆者通過“臨床調(diào)節(jié)途徑”建立調(diào)節(jié)腸肝屏障的新模型，更直觀和生動地鏈接分子信號和臨床結(jié)果，闡明益生菌，肝屏障，腸屏障和術(shù)后感染相關(guān)并發(fā)癥的關(guān)系［5，17］。

三、改善圍手術(shù)期胃腸功能的恢復(fù)和生活質(zhì)量

CRC患者腫瘤切除術(shù)可能導(dǎo)致腸功能障礙，包括惡心，嘔吐，腹瀉，便秘和腹部疼痛，顯著降低健康相關(guān)的生活質(zhì)量（health-related quality of life，HRQoL）。最近許多研究已經(jīng)強調(diào)了HRQoL改變在CRC術(shù)后的重要性?？紤]到微生態(tài)制劑在腹瀉綜合征、胃腸道紊亂和術(shù)后感染的有益作用，可能直接或間接地對HRQoL產(chǎn)生重要影響，值得進一步研究。

對于益生菌對結(jié)腸切除術(shù)消化道功能的改善作用，有研究報道益生菌組第一次排便的時間較短，腹瀉發(fā)生率低、腹部絞痛的發(fā)生率低和腹脹減輕［18］。Ohigashi等［19］將納豆芽孢桿菌和嗜酸乳桿菌用于癌癥手術(shù)的前瞻性臨床研究中，結(jié)合短期36項健康調(diào)查（SF-36）、歐洲癌癥生活質(zhì)量調(diào)查表C30（EORTC QLQ-C30）和Wexner失禁量表，檢查不同位置（右，左結(jié)腸和直腸）術(shù)后的腸道功能和HRQoL。2/3的患者大便習(xí)慣的改善，右側(cè)結(jié)腸組的患者效果最明顯，排便頻率、SF-36和HRQoL顯著改善；左半結(jié)腸組排便頻率、SF-36和便秘在EORTC QLQ-C30中有所改善；在直腸組EORTC QLQ-C30、HRQoL、便秘和腹瀉得到改善。給予益生菌可以改善腸道菌群，改善大便頻率，特別是回盲瓣膜的損失的右結(jié)腸切除術(shù)后，由于益生菌廣泛分布在整個直乙狀結(jié)腸和左結(jié)腸，對術(shù)后腸動力產(chǎn)生潛在作用，可克服交感和副交感神經(jīng)切除的不良影響。Pellino等［20］報道2005至2012年間70歲以上接受腹腔鏡CRC手術(shù)的患者，術(shù)后接受VSL＃3同安慰劑（玉米淀粉）比較，根據(jù)Bristol's量表、SF及HRQoL-36問卷，治療組排便量小于對照組，回盲瓣切除后糞便的一致性較高，HRQoL評分更高；圍手術(shù)期切除回盲瓣的老年患者受益于早期益生菌給藥，促進腸功能恢復(fù)和減輕癥狀。

四、使用劑量、時間與安全性問題

目前已經(jīng)報道的各研究登記標(biāo)準(zhǔn)在患者年齡、合并癥和手術(shù)類型方面不同，益生菌具體菌株、劑量和持續(xù)時間，以及抗生素方案和術(shù)前腸道準(zhǔn)備也不同，因此需進一步研究來確定益生菌的最佳劑量和特定菌株及長期效應(yīng)。在許多RCT中已經(jīng)報道益生菌的療效，但大多沒有記錄不良事件（adverse event，AE），如益生菌能夠引起菌血癥及胰腺炎患者服用益生菌的RCT研究因高死亡率被終止。Nieuwboer等［21］的益生菌安全性薈萃分析收集57項臨床研究，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)不良事件和嚴重不良事件與該研究使用的益生菌關(guān)系不大，使用益生菌等微生態(tài)制劑沒有重大安全問題，產(chǎn)品的耐受性也好。至于益生菌在各種手術(shù)人群中的安全性和有效性需要更大規(guī)模的RCT試驗進一步明確。

綜上，最近對腸道微生物生態(tài)系統(tǒng)的研究強調(diào)了微生物群重建作為一種新治療方法的必要性，尤其是圍手術(shù)期應(yīng)用微生態(tài)制劑具有恢復(fù)微生物平衡和驅(qū)動微生物群從疾病傾向健康配置的潛在能力。我們相信隨著微生態(tài)治療概念的推出，腸道微生態(tài)調(diào)節(jié)手段將具有廣闊的前景，會越來越被臨床治療所采用。

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Application of microecological preparation in perioperative period of colorectal surgery

Shen Tongyi, Qin Huanlong.
Departmen f GI Surgery, Shanghai Tenth People′s Hospital Aff i liate o Tongji University/ Research Institut or Intestinal Disease f Tongji University Schoo f Medicine, Shanghai 200072, China
Correspondin uthor: Shen Tongyi, Email: stonesty@sina.com

Perioperative use of microbial agents in colorectal cancer patients have been paid more and more attention recently. It is thought that microecological preparation has the functions of improving intestinal flora, protecting intestinal barrier, reducing postoperative infection, improving perioperative gastrointestina unctio n ualit ife, an rea ignif i canc h reatmen roces n rognosis. In the future, we should strengthen the clinical research of perioperative application of probiotics and establish the evidence-based basis for the further popularization and implementation of microecological preparations.

Colorectal neoplasms; Surgical procedures, operative; Perioperative period; Microecological preparation

2016-11-21）

（本文編輯：楊明）

10.3877/cma.j.issn.2095-3224.2017.02.003

200072 同濟大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院胃腸外科/同濟大學(xué)醫(yī)學(xué)院腸道疾病研究所

沈通一，Email：stonesty@sina.com