腸道菌群與慢性肝臟疾病關(guān)系的研究進(jìn)展

佘秋敏，毛華

南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院消化內(nèi)科，廣東廣州 510280

腸道菌群 （Gut Microbiome，GM）是近年來的研究熱點(diǎn)，它成分復(fù)雜多變，種類數(shù)目眾多，是一個(gè)在人體消化道中廣泛分布的微生物群體。2016年發(fā)表在《細(xì)胞》上的一篇研究[1]估算人體結(jié)腸GM數(shù)量級為1013，與自身細(xì)胞數(shù)的比值約為1：1。在某些病理狀態(tài)下，腸道微環(huán)境可能使得部分細(xì)菌生長更有利，另一部分細(xì)菌生長受到限制，表現(xiàn)為GM多樣性下降。慢性肝臟疾病是我國常見病多發(fā)病，近些年研究表明GM在慢性肝臟疾病發(fā)生發(fā)展的演變過程中發(fā)揮了重要作用。下面，我們就GM在幾種常見的肝病發(fā)生發(fā)展的變化及所起到的作用進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)和論述。

1 腸道菌群與非酒精性脂肪性肝

Yu L X等[2]發(fā)現(xiàn)在不同研究中NAFLD患者GM的改變差異較大，如擬桿菌門Bacteroidetes在一部分研究中升高而在另一部分中降低，患者與健康對照者菌群也存在大量的重疊。Miele L等[3]發(fā)現(xiàn)患者十二指腸黏膜中閉合小帶蛋白（zonula occludens protein-1，ZO-1）表達(dá)下降，ZO-1蛋白是腸道黏膜上皮細(xì)胞之間緊密連接中起著重要生理作用的支架蛋白，該研究率先證明，NAFLD患者腸壁通透性增高與小腸細(xì)菌過度生長有關(guān)，腸壁通透性增高由腸黏膜緊密連接被破壞所導(dǎo)致，并可能與肝臟脂肪沉積和脂肪性肝炎相關(guān)。Borrelli A等[4]證實(shí)GM、氧化應(yīng)激和線粒體損傷在NASH的發(fā)病中發(fā)揮重要作用，腸上皮與某些共生菌的相互作用能快速產(chǎn)生活性氧自由基（reactive oxidative Stress，ROS）， 而重組錳超氧化物歧化酶（rMnSOD）處理NAFLD大鼠后，以其強(qiáng)抗氧化作用介導(dǎo)ROS的歧化，從而緩解大鼠的門靜脈高壓和肝纖維化。

2 腸道菌群與酒精性肝病

長期飲酒者GM的種類和數(shù)量發(fā)生明顯的變化，尤其是革蘭陰性菌比例升高。Szabo G[5]研究發(fā)現(xiàn)TLR4缺陷和腸道滅菌的小鼠發(fā)生肝脂肪變性、氧化應(yīng)激炎癥減少，證實(shí)了LPS-TLR4軸的重要作用。Puri P等[6]根據(jù)16S rRNA基因高通量測序結(jié)果利用PICRUSt對菌群功能進(jìn)行預(yù)測，發(fā)現(xiàn)酒精性肝炎患者血液細(xì)菌及其功能發(fā)生顯著變化，重度酒精性肝炎患者組內(nèi)毒素血癥顯著升高，同時(shí)革蘭氏陰性菌毒性相關(guān)III型分泌系統(tǒng)活躍。法尼酯X受體（farnesoid-X receptor，F(xiàn)XR）是表達(dá)在肝臟、腸道上的一種核受體，與調(diào)節(jié)膽汁酸、炎癥、纖維化及代謝途徑相關(guān)。Hartmann P等[7]發(fā)現(xiàn)小鼠喂食酒精后，腸道細(xì)胞FXR活性降低，其與肝臟細(xì)胞色素P450酶（Cyp-7a1）表達(dá)增加及循環(huán)膽汁酸水平升高相關(guān)；而抗生素的使用可降低肝臟Cyp-7a1表達(dá)，緩解小鼠酒精性肝??；并證實(shí)FXR激動(dòng)劑通過穩(wěn)定腸道屏障、調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)代謝基因，在酒精誘導(dǎo)的小鼠肝臟損傷中起保護(hù)作用。

3 腸道菌群與病毒性肝炎

越來越多的證據(jù)表明GM參與了病毒性肝炎的發(fā)病過程。伍菲凡等[8]分析乙型肝炎病毒在不同的感染狀態(tài)下時(shí)腸道菌群的差異，發(fā)現(xiàn)表面抗體陰性組及乙肝感染組的腸道菌群結(jié)構(gòu)較為單一，菌群豐度下降。廈門大學(xué)Ren,Y D團(tuán)隊(duì)[9]研究報(bào)道，對已連續(xù)服用恩替卡韋或替諾福韋3年及以上時(shí)間但血清HBeAg仍持續(xù)陽性的患者，糞菌移植（fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT）可加速 HBeAg的清除。

4 腸道菌群與肝纖維化、肝硬化

GM與肝硬化密切相關(guān)，并相互影響、互為因果。一方面，肝硬化患者中有益種屬減少，有害種屬增多。Chen,Y等[10]基于16S rRNA V3區(qū)利用454高通量測序和主要菌群熒光定量PCR技術(shù)對GM進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)不同病因?qū)е碌母斡不颊逩M變化幾乎是相同的，且GM失衡程度與病情嚴(yán)重程度相關(guān)性顯著，腸桿菌科等有害種屬細(xì)菌數(shù)量與Child-Pugh評分呈正相關(guān)，毛螺旋菌科等有益種屬細(xì)菌數(shù)量則與Child-Pugh評分呈負(fù)相關(guān)，即肝硬化時(shí)GM的改變主要與其Child-Pugh分級有關(guān)，而與導(dǎo)致肝硬化的內(nèi)在病因無明顯關(guān)系。但一項(xiàng)分析十二指腸黏膜菌群的研究[11]發(fā)現(xiàn)，在屬及屬以上的水平，兩種不同病因所致的肝硬化（乙肝相關(guān)肝硬化（HBV related cirrhosis）和原發(fā)性膽汁性肝硬化（primary biliary cirrhosis，PBC））菌群分布無顯著差異，而當(dāng)對OTU進(jìn)行LEfSe分析時(shí)，OTU23（奈瑟氏菌屬Neisseria）和OTU36（兼性雙球菌屬Gemella）的豐度在PBC患者遠(yuǎn)高于乙肝相關(guān)肝硬化患者，作者推測這可能與免疫機(jī)制或膽汁酸對菌群的影響有關(guān)，這似乎提示肝硬化GM與導(dǎo)致肝硬化的內(nèi)在病因存在一定的關(guān)系，也提示上消化道菌群改變可能會參與肝臟疾病進(jìn)展。以上不同的研究得出不一致的結(jié)論，究竟是源自菌群取樣部位的差異，還是其他分組因素造成的偏倚，如部分患者可能其某一項(xiàng)或二項(xiàng)如肝性腦病、黃疸、低蛋白血癥、腹水或凝血功能評分較高但Child-Pugh總評分不高，導(dǎo)致結(jié)果的不同？這說明目前肝硬化GM與病因的關(guān)系尚需要樣本量更大、證據(jù)力度更強(qiáng)的隊(duì)列研究來加以驗(yàn)證，或者未來的隨機(jī)對照試驗(yàn)中可單獨(dú)抽出Child-Pugh分級標(biāo)準(zhǔn)中某一項(xiàng)（如白蛋白、總膽紅素、腹水等）作為分組依據(jù)并控制其他因素再進(jìn)行比較。Karthikeyan,Ashwini等[12]研究表明，肝硬化時(shí)腸道一氧化氮生成增加，引起內(nèi)臟及外周組織血管擴(kuò)張，腸黏膜充血，細(xì)胞間隙增寬，腸道通透性增加。肝硬化患者胃腸道運(yùn)動(dòng)能力改變的一種可能的機(jī)制是，腎上腺素能活性增加。非選擇性β受體阻滯劑處理可降低腸道通透性[13]。而另一方面，GM失衡會參與肝硬化各種并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展。許多證據(jù)表明LPS-TLR4相互作用對肝纖維化形成有著重要作用。Mazagova M等[14]比較硫代乙酰胺+CCl4誘導(dǎo)肝臟損傷的普通小鼠和完全無菌（germ-free，GF）的C57BL/6小鼠的肝纖維化水平，發(fā)現(xiàn)GF小鼠肝纖維化程度較高，首次證明腸道共生菌群可維持肝臟穩(wěn)態(tài)和預(yù)防肝纖維化，而GF增加肝損可能性，Tabibian J H等[15]認(rèn)為這可能與GF小鼠的TLR4介導(dǎo)的抗凋亡通路的缺失有關(guān)。

5 腸道菌群與肝性腦病

肝性腦?。╤epatic encephalopathy，HE）的發(fā)病機(jī)制及臨床表現(xiàn)不能僅靠一種單一學(xué)說就能全面解釋。Butterworth Roger F[16]認(rèn)為，HE是血氨和系統(tǒng)炎癥反應(yīng)共同作用的結(jié)果，血氨透過血腦屏障導(dǎo)致大腦內(nèi)乳酸沉積與炎性因子共同引起大腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞激活而發(fā)生炎癥反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致一系列臨床表現(xiàn)。然而，大多數(shù)HE特別是輕微肝性腦?。╩inimal hepatic encephalopathy，MHE），并不存在上述系統(tǒng)炎癥反應(yīng)的臨床表現(xiàn)。因此，這些炎性因子的來源令人費(fèi)解，GM再次成為了人們研究的對象。肝硬化失代償期時(shí)GM產(chǎn)生的氨離子通過受損腸壁細(xì)胞之間的細(xì)胞連接進(jìn)入門靜脈系統(tǒng)，而產(chǎn)短鏈脂肪酸 （short chain fatty acids，SCFA）的細(xì)菌減少可能會導(dǎo)致結(jié)腸pH值增高，從而引起腸道氨的產(chǎn)生和吸收增加，進(jìn)而誘發(fā)HE發(fā)生[10]。針對GM有許多有效的治療HE措施。利福昔明通過與細(xì)菌DNA依賴的RNA聚合酶結(jié)合，達(dá)到破壞細(xì)菌RNA合成的目的；乳果糖導(dǎo)瀉可清潔腸道進(jìn)而減少腸道內(nèi)細(xì)菌的數(shù)量。Bajaj,J S等[17]的隨機(jī)對照試驗(yàn)比較單用標(biāo)準(zhǔn)治療（乳果糖+利福昔明）和聯(lián)用標(biāo)準(zhǔn)治療與FMT對復(fù)發(fā)型HE的作用，發(fā)現(xiàn)后者可降低肝硬化患者HE的住院率，并能改善患者認(rèn)知水平和GM生態(tài)失調(diào)。

6 腸道菌群與肝細(xì)胞癌

GM 失調(diào)導(dǎo)致脫氧膽酸（deoxycholic acid，DCA）等有害代謝產(chǎn)物進(jìn)入肝臟后，可直接產(chǎn)生促癌作用。在膽汁酸代謝中，GM起著重要的作用。DCA被腸道吸收經(jīng)血液運(yùn)輸?shù)礁闻K后，通過與TLR2結(jié)合上調(diào) HSC中衰老相關(guān)分泌表型 （senescence-associated secretory phenotype，SASP）和 COX2的表達(dá)，前列腺素 E2（prostaglandin-E2，PGE2）生成增多，后者與PTGER4結(jié)合，抑制免疫細(xì)胞抗腫瘤活性，從而促進(jìn) HCC形成[18]。 奧貝膽酸（obeticholic acid，OCA）作為FXR激動(dòng)劑，可減輕實(shí)驗(yàn)動(dòng)物腸道黏膜損傷、降低腸道通透性、降低細(xì)菌過度生長和細(xì)菌移位[19]。此外，一些證據(jù)表明GM參與調(diào)節(jié)化療反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)治療[20]，選擇性抗生素通過減少相應(yīng)細(xì)菌的數(shù)量來減少促癌作用的細(xì)菌代謝物（如DCA）的產(chǎn)生；更振奮人心的是，相比于早期應(yīng)用抗生素，在鏡下腫瘤已然形成的“晚期”給予抗生素似乎更能有效減少DEN-CCl4誘導(dǎo)肝癌小鼠HCC形成[21]。

7 總結(jié)與展望

該文系統(tǒng)論述了GM在幾種常見的肝病發(fā)生發(fā)展的變化及所起到的作用，我們可以發(fā)現(xiàn)，目前為止，大部分GM的研究都是基于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或臨床患者的糞便標(biāo)本，而小部分報(bào)道證實(shí)了腸肝軸的一些關(guān)鍵改變也發(fā)生在小腸菌群或黏膜粘附的菌群水平，所以，為了更確切地了解GM在肝臟疾病發(fā)生發(fā)展中的變化，未來急需以患者不同解剖位置的菌群為對象的大樣本量研究。另外，并不是所有與HCC進(jìn)展高度相關(guān)的慢性肝臟疾病都可以成功在動(dòng)物身上復(fù)制出相應(yīng)的模型，所以，如何將目前已知的腸肝軸在HCC進(jìn)展中作用的結(jié)果轉(zhuǎn)化到設(shè)計(jì)良好的臨床試驗(yàn)上也是我們后續(xù)研究中一個(gè)努力的方向。我們總結(jié)了目前肝臟疾病患者GM的改變研究并不充分，甚至有些結(jié)論在不同研究間存在明顯的爭論，影響這些分歧的因素較多：GM的改變可能與疾病特異性相關(guān)；進(jìn)展期肝病患者常使用多種可能會改變GM組成的藥物，如抗生素、乳果糖和抗酸藥；糞便標(biāo)本菌群不能反映慢性肝病中上消化道細(xì)菌過度生長情況；糞便標(biāo)本菌群來自腸腔，不能代表附壁菌群。最后我們還發(fā)現(xiàn)，過去研究主要集中在GM在肝病中的結(jié)構(gòu)性變化，難以判定菌群變化和疾病變化孰先孰后、孰因孰果，所以，進(jìn)一步了解GM的功能對認(rèn)識其在肝臟疾病發(fā)生發(fā)展中的影響有重要的意義。