布拉酵母菌在炎癥性腸病中的治療作用及其機(jī)制研究

冉 丹 張振玉

南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院(南京市第一醫(yī)院)消化科(210000)

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)是一種慢性腸道炎癥性疾病，主要包括潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)和克羅恩病(Crohn’s disease, CD)，臨床表現(xiàn)以腹痛、腹瀉、黏液膿血便常見，并可同時(shí)合并不同程度的腸外表現(xiàn)，呈慢性病程，易反復(fù)發(fā)作。多數(shù)研究認(rèn)為IBD的病因和發(fā)病機(jī)制涉及環(huán)境因素、腸道菌群、遺傳因素、免疫因素等多種因素。近年來，越來越多的學(xué)者關(guān)注到IBD患者的腸道菌群變化[1]，基于調(diào)節(jié)腸道菌群作用的微生物制劑亦被廣泛用于IBD的治療，并取得了良好的療效。

布拉酵母菌(Saccharomycesboulardii,S.boulardii)屬于釀酒酵母菌屬，是一種非致病性酵母菌，于1923年由Boulard從熱帶水果果皮中分離而來[2]。S.boulardii并不存在于人體腸道菌群，通常連續(xù)服藥3 d，腸內(nèi)可達(dá)到穩(wěn)定的濃度，停藥后2～5 d從糞便中完全清除，且在腸內(nèi)不與細(xì)菌發(fā)生遺傳性物質(zhì)傳遞。本文就S.boulardii在IBD中的治療作用及其機(jī)制作一綜述。

一、IBD患者的腸道菌群失衡

健康人體的腸道系統(tǒng)中含有數(shù)以萬億計(jì)的微生物共生，不同種類微生物的動(dòng)態(tài)平衡可形成天然的保護(hù)屏障以抵御外部侵襲，并維持腸道健康。同時(shí)，這些微生物的代謝產(chǎn)物會(huì)轉(zhuǎn)運(yùn)至體內(nèi)相應(yīng)的靶點(diǎn)，調(diào)節(jié)生理、代謝、免疫等相關(guān)反應(yīng)過程[3]。當(dāng)微生態(tài)屏障失衡后，腸道黏膜通透性升高，細(xì)菌移位并侵襲腸黏膜，導(dǎo)致腸道發(fā)生炎癥、感染，繼而出現(xiàn)功能障礙。長期慢性炎癥又會(huì)使微生物多樣性減少，炎癥部位微生物群落結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯差異，最終導(dǎo)致IBD患者出現(xiàn)微生態(tài)失調(diào)與生理變化之間的惡性循環(huán)[4-5]。Sokol等[1]對(duì)235例IBD患者的糞便細(xì)菌和真菌組成進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)，與健康組相比，UC患者體內(nèi)細(xì)菌和真菌α多樣性顯著降低，釀酒酵母菌比例下降，白色念珠菌比例增加。CD患者體內(nèi)細(xì)菌多樣性下降，但真菌多樣性與健康組相比無明顯差異，CD患者特有的腸道環(huán)境可能是以細(xì)菌減少為代價(jià)，以支持真菌的生存，說明細(xì)菌與真菌之間也存在結(jié)構(gòu)失衡。因此有必要從腸道菌群著手研究治療IBD的新方法。S.boulardii作為一種耐胃酸、耐膽汁、耐抗菌藥物的益生菌制劑，可通過多種機(jī)制在IBD的輔助治療中發(fā)揮明確的療效。

二、S. boulardii在IBD治療中的應(yīng)用

Guslandi等[6]的研究發(fā)現(xiàn)，S.boulardii聯(lián)合美沙拉嗪對(duì)臨床緩解期回結(jié)腸型CD患者(CDAI<150)的復(fù)發(fā)率為6.25%，明顯低于單用美沙拉嗪組(37.5%)。另一項(xiàng)研究[7]聯(lián)合S.boulardii輔助美沙拉嗪治療輕中度UC患者，結(jié)果顯示大部分患者獲得了臨床緩解，證實(shí)S.boulardii有益于UC患者的恢復(fù)治療。許永春等[8]的研究結(jié)果顯示，美沙拉嗪聯(lián)合S.boulardii治療輕中度UC組的臨床有效率明顯高于對(duì)照組(90.3%對(duì)64.5%)，半數(shù)以上患者的腹痛、腹瀉、血便等臨床癥狀達(dá)到了完全緩解，內(nèi)鏡下黏膜充血、水腫、糜爛等的療效亦優(yōu)于對(duì)照組。在另一項(xiàng)S.boulardii聯(lián)合美沙拉嗪治療輕中度UC患者的臨床試驗(yàn)中，治療組糞便鈣衛(wèi)蛋白含量較對(duì)照組明顯下降，血清炎性因子水平、復(fù)發(fā)率亦明顯降低(7.4%對(duì)24.2%)[9]。上述研究結(jié)果均表明，聯(lián)合S.boulardii可增強(qiáng)傳統(tǒng)藥物的療效，減輕患者臨床癥狀，促進(jìn)黏膜愈合，在一定程度上降低血清相關(guān)炎性因子。

三、S. boulardii的主要作用機(jī)制

1. 改善腸道屏障功能：S.boulardii可改善腸道屏障功能[10]。Zhou等[11]用S.boulardii處理DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠，發(fā)現(xiàn)結(jié)腸上皮細(xì)胞中occludin和claudin-1表達(dá)較對(duì)照組明顯增加。闕雪梅等[12]的研究中，與DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠模型組相比，美沙拉嗪組、S.boulardii組、S.boulardii聯(lián)合美沙拉嗪組小鼠腸黏膜緊密連接蛋白(ZO-1、occludin)表達(dá)均明顯增加，尤其是聯(lián)合用藥組，說明S.boulardii對(duì)IBD腸黏膜屏障功能具有保護(hù)作用。Garcia Vilela等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，與服用安慰劑組相比，服用S.boulardii的緩解期CD患者結(jié)腸滲透性顯著降低，S.boulardii可通過加強(qiáng)腸道屏障功能減少細(xì)菌移位風(fēng)險(xiǎn)。Terciolo等[14]的研究發(fā)現(xiàn)IBD患者腸上皮細(xì)胞E-鈣黏蛋白表達(dá)下降，而E-鈣黏蛋白在介導(dǎo)腸上皮細(xì)胞間的緊密連接中具有重要作用；S.boulardii可通過Rab11A蛋白依賴性再循環(huán)內(nèi)體促進(jìn)E-鈣黏蛋白的再循環(huán)，增強(qiáng)腸道屏障功能。

2. 調(diào)節(jié)腸道菌群平衡：有研究[15]以S.boulardii灌胃DSS結(jié)腸炎小鼠，結(jié)果顯示結(jié)腸黏膜標(biāo)本中炎癥標(biāo)志物減少，細(xì)菌多樣性增加，證實(shí)S.boulardii可能有助于改善小鼠結(jié)腸炎腸道微生態(tài)失調(diào)和炎癥反應(yīng)。王春賽爾[16]的研究以5×107CFU/dS.boulardii灌胃結(jié)腸炎小鼠13周，結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，芽孢桿菌屬、乳球菌屬增加，擬桿菌屬、假單胞菌屬等減少。芽孢桿菌屬的枯草芽孢桿菌能通過平衡菌群來調(diào)節(jié)促炎因子和抗炎因子的表達(dá)，呈劑量依賴性地提高短鏈脂肪酸(short chain fatty acids, SCFAs)水平，對(duì)促進(jìn)結(jié)腸炎黏膜愈合有一定的作用[17]。Bloom等[18]應(yīng)用IBD的dnKO小鼠模型建立非無菌系統(tǒng)以篩選誘發(fā)疾病的微生物，結(jié)果表明擬桿菌屬在一定條件下或能誘發(fā)結(jié)腸炎癥。由此可見，S.boulardii可能通過增加有益菌、減少有害菌來發(fā)揮對(duì)IBD腸道微生物群的保護(hù)和穩(wěn)定作用。

3. 抑制信號(hào)通路、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和炎癥因子：S.boulardii可通過影響腸道宿主細(xì)胞的關(guān)鍵信號(hào)通路，如通過抑制調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的NF-κB、MAPK通路，來降低促炎因子的分泌，從而減少炎癥、組織損傷[19-21]。NF-κB是IBD炎癥的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，其是一類具有多向調(diào)節(jié)作用的核轉(zhuǎn)錄因子[21]。在未受刺激的細(xì)胞中，NF-κB存在于與其抑制劑IκB結(jié)合的細(xì)胞質(zhì)中；在促炎因子、細(xì)菌或細(xì)菌產(chǎn)物刺激細(xì)胞后，IκB經(jīng)磷酸化等機(jī)制降解，NF-κB轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核中，與調(diào)控炎癥相關(guān)的基因位點(diǎn)結(jié)合，啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)產(chǎn)生相關(guān)炎癥因子，如IL-8、TNF-α等。Mumy等[20]的研究結(jié)果顯示，S.boulardii可通過抑制IκB磷酸化和降解來阻止NF-κB的活化，同時(shí)減少IL-8的分泌。Chang等[19]的研究證實(shí)S.boulardii的抗炎、抗感染特性與抑制MAPK信號(hào)途徑相關(guān)。最近一項(xiàng)研究指出，Wnt信號(hào)途徑可能通過與NF-κB、MAPK、AKT、STAT等信號(hào)通路相互作用，并控制炎癥因子的產(chǎn)生，在IBD腸道炎癥調(diào)節(jié)中起有重要作用[22]。有研究[16]證實(shí)S.boulardii可抑制結(jié)腸炎動(dòng)物中Wnt信號(hào)途徑的激活。S.boulardii還可使腸道促炎因子表達(dá)減少，調(diào)節(jié)促炎因子與抗炎因子的動(dòng)態(tài)平衡，從而改善腸道炎癥反應(yīng)和黏膜損傷，這可能是S.boulardii治療UC的重要作用機(jī)制之一[23]。另一方面，S.boulardii可通過上調(diào)sIgA表達(dá)來保護(hù)腸黏膜。sIgA是腸黏膜的保護(hù)屏障，可阻止病原體黏附于腸黏膜，并對(duì)部分病原體有清除作用[24]。王瑰娜等[25]的研究顯示，S.boulardii可明顯上調(diào)sIgA表達(dá)，從而減輕IBD的腸道炎癥反應(yīng)。

4. 益生元效應(yīng)：Machiels等[26]對(duì)214例IBD患者糞便菌群進(jìn)行DGGE分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)丁酸鹽的細(xì)菌羅斯拜瑞菌和普拉梭菌明顯減少。丁酸鹽屬SCFAs，與抑制炎癥相關(guān)[27]，其能通過降低環(huán)氧合酶、過氧化物酶的表達(dá)，抑制組蛋白去乙?；蚇F-κB活化，減輕炎癥反應(yīng)，從而保護(hù)腸黏膜屏障[28]。丁酸鹽對(duì)腸道黏液的產(chǎn)生、緊密連接表達(dá)也有一定促進(jìn)作用[29]。S.boulardii的細(xì)胞壁由葡聚糖、甘露糖蛋白、甲殼素等構(gòu)成，這些物質(zhì)是細(xì)菌，特別是產(chǎn)SCFAs細(xì)菌發(fā)酵的良好底物[30]。Schneider等[31]的研究中，長期行腸內(nèi)營養(yǎng)的患者接受S.boulardii干預(yù)治療后，丁酸鹽增高，總SCFAs含量明顯增加，治療后第9天，糞便總SCFAs仍保持高水平。

5. 消化酶的作用：基于自身營養(yǎng)代謝作用，S.boulardii可分泌不同的消化酶，在人體腸道中具有抗感染或抗炎癥的作用。S.boulardii分泌的堿性磷酸酶能使多種促炎細(xì)胞成分，如脂多糖、鞭毛蛋白、未甲基化的胞嘧啶核苷酸和胞外核苷酸(如尿嘧啶二磷酸鹽)等去磷酸化。在革蘭陰性細(xì)菌中，堿性磷酸酶可對(duì)其細(xì)胞壁成分脂多糖產(chǎn)生去磷酸化的作用，阻止細(xì)菌侵入腸上皮細(xì)胞[32]。Molnár等[33]發(fā)現(xiàn)，在IBD患兒炎癥黏膜中，堿性磷酸酶蛋白水平顯著降低，說明堿性磷酸酶可能在IBD炎癥性病變中起有作用。

6. 調(diào)節(jié)低氧誘導(dǎo)因子(hypoxia-inducible factor, HIF)的動(dòng)態(tài)平衡：HIF-1α與HIF-2α之間的動(dòng)態(tài)平衡在維持腸內(nèi)穩(wěn)態(tài)方面具有重要作用。研究[34]證實(shí)，IBD患者腸上皮細(xì)胞中HIF-1α和HIF-2α表達(dá)顯著上升。HIF-1α可增強(qiáng)腸道屏障完整性和抗微生物反應(yīng)，而HIF-2α可激活促炎介質(zhì)以引發(fā)免疫應(yīng)答，并刺激上皮細(xì)胞增殖以促進(jìn)腸上皮的再生[35]。Zhou等[11]證實(shí)S.boulardii可能通過下調(diào)HIF-1α、HIF-2α表達(dá)、抑制上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化標(biāo)志物和血管內(nèi)皮生長因子的表達(dá)，從而發(fā)揮抗炎的作用。

7. 激活過氧化物酶體增殖物激活受體-γ(peroxisome proliferators-activated receptors-γ, PPAR-γ)：PPAR-γ是結(jié)腸上皮細(xì)胞中表達(dá)的核受體，可介導(dǎo)腸道5-氨基水楊酸的抗炎作用，有望成為IBD治療的新靶點(diǎn)[36-37]。S.boulardii可能通過激活PPAR-γ表達(dá)來抑制炎癥。Lee等[38]的研究發(fā)現(xiàn)，沉默PPAR-γ表達(dá)可逆轉(zhuǎn)S.boulardii對(duì)IL-8表達(dá)的抑制作用，表明S.boulardii對(duì)PPAR-γ的激活可能是另一種抗炎分子機(jī)制。

四、S. boulardii的安全性

國內(nèi)外現(xiàn)有臨床研究表明S.boulardii對(duì)輕中度、緩解期IBD患者的不良反應(yīng)極少[6-9]。多數(shù)研究認(rèn)為S.boulardii治療IBD的安全性較好，聯(lián)合S.boulardii并未明顯增加藥物的不良反應(yīng)[39-40]。但作為一種活性真菌，其仍有可能污染留置于人體的血管通路裝置，亦可能從受損的胃腸道腔移位至血液系統(tǒng)，發(fā)生真菌血癥，尤其是重癥監(jiān)護(hù)室或免疫低下的患者。因此不建議在有長期住院史、中心靜脈置管、廣譜抗菌藥物使用史、重癥監(jiān)護(hù)室患者、免疫功能低下的宿主中應(yīng)用S.boulardii[41]。在實(shí)際工作中，仍需臨床醫(yī)師評(píng)估患者整體病情、免疫力等情況，合理應(yīng)用。

五、結(jié)語

目前，IBD患者發(fā)病率在全球范圍內(nèi)逐年上升，其藥物的治療效果仍有待提高，新興的益生菌制劑已成為臨床研究熱點(diǎn)。大量研究證實(shí)，益生菌作為輔助用藥，可有效提高傳統(tǒng)藥物的療效，且安全、可靠。S.boulardii通過調(diào)節(jié)腸道菌群、調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)、增強(qiáng)腸道屏障等多種機(jī)制，可有效改善IBD的炎癥、臨床癥狀、復(fù)發(fā)率，但不同研究之間出現(xiàn)了爭議性結(jié)果，因此，還需進(jìn)一步研究S.boulardii的作用機(jī)制、治療劑量、療程，驗(yàn)證其有效性，從而發(fā)揮治療腸道疾病的作用。