腸道微生態(tài)在肝硬化門靜脈高壓進(jìn)展的作用

張浩楠 高 建

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院消化內(nèi)科 重慶 400010)

從臨床表現(xiàn)及病理認(rèn)識肝硬化，雖然可以得到明確的診斷，但是往往具有滯后性，且藥物治療效果也不理想。隨著宏基因組學(xué)和代謝組學(xué)的發(fā)展，腸道菌群及其代謝物對肝硬化門靜脈壓力的影響也逐漸被發(fā)現(xiàn)。本文就腸道微生態(tài)在門靜脈高壓進(jìn)展的作用進(jìn)行綜述，并對其作為治療靶點(diǎn)的臨床前景作一闡述。

一、肝硬化門靜脈高壓

肝硬化門靜脈高壓（PH）是指肝硬化門靜脈系統(tǒng)血流受阻和/或血流量增加，壓力升高伴側(cè)支循環(huán)形成的臨床綜合征。其中致命并發(fā)癥，如食管胃靜脈曲張出血（EVB）的死亡率能達(dá)到15%-20%[1]。肝靜脈壓力梯度（HVPG）在肝硬化分期和治療目標(biāo)評估中有重要價(jià)值[2]，但目前公認(rèn)能夠有效降低HVPG的藥物僅限于非選擇性β-受體阻滯劑（NSBBs）[3][4]。因此，需要尋找更多PH管理的可能機(jī)制。

二、腸道微生態(tài)與門靜脈高壓的相互作用

人體腸道富含多樣的微生物[5]，腸道細(xì)菌是主要組成部分，腸道菌群及其代謝物參與免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)。來自胃腸道的病原體及其代謝產(chǎn)物通過腸道屏障，經(jīng)腸-肝循環(huán)達(dá)到肝臟，被肝臟免疫細(xì)胞清除。生態(tài)失調(diào)、腸道屏障、肝臟免疫系統(tǒng)之間復(fù)雜的相互作用來維持體內(nèi)平衡。這種平衡失調(diào)會(huì)可引起肝臟炎癥系統(tǒng)處于激活狀態(tài)，導(dǎo)致內(nèi)臟血流動(dòng)力學(xué)和組織學(xué)改變，進(jìn)而門靜脈高壓的進(jìn)展。

（一）生態(tài)失調(diào)（dysbiosis）

生態(tài)失調(diào)是指腸道細(xì)菌質(zhì)、量與定制部位的改變。肝硬化患者更容易發(fā)生腸道生態(tài)失調(diào)，與發(fā)生細(xì)菌易位密切相關(guān)，即細(xì)菌或者細(xì)菌產(chǎn)物從腸道遷徙到腸外部位。

1.腸道菌群組成改變

人體腸道內(nèi)寄居著約萬億數(shù)量級的細(xì)菌，種類達(dá)300-500種[6]，給人體平均增加了60萬個(gè)基因[7][8]。這些細(xì)菌分為原籍和外籍菌群，擬桿菌、厚壁菌、放線菌、變形菌和疣微菌為主要的菌群種屬[9]。Bajaj等發(fā)現(xiàn)腸道中原籍菌群和外籍菌群的比例隨著肝硬化的進(jìn)展降低[10]。肝硬化腸道菌群的多樣性較低[11]，其中有益的原生菌減少，如雙歧桿菌、乳桿菌和類桿菌。此外，潛在致病細(xì)菌的數(shù)量也在增加，如變形桿菌、梭桿菌屬、韋氏桿菌科和鏈球菌科[12][13][14]。肝硬化患者還存在口腔菌，如韋榮氏菌等入侵腸道的現(xiàn)象[15]。

2.小腸細(xì)菌過度生長（small intestinal bacterial overgrowth, SlBO）

正常情況下，腸道內(nèi)大部分以細(xì)菌群落的形式穩(wěn)定定植在人體結(jié)腸內(nèi)。SIBO指結(jié)腸中的細(xì)菌大量出現(xiàn)在空腸上端或者小腸中細(xì)菌異常增多。細(xì)菌易位與該段腸道中細(xì)菌的密度直接相關(guān)[16]。通過對空腸抽吸物細(xì)菌培養(yǎng)的定量分析證實(shí)肝硬化患者存在小腸細(xì)菌過度生長[17]。一項(xiàng)Meta分析表明，隨著肝硬化的失代償發(fā)展，SIBO的發(fā)生率上升，且更容易發(fā)生細(xì)菌易位及門靜脈高壓并發(fā)癥[18]。動(dòng)物誘導(dǎo)的研究也證實(shí)了SIBO在促進(jìn)細(xì)菌易位的作用[9]。其原因與肝硬化患者腸道動(dòng)力改變使得細(xì)菌清除能力下降有關(guān)[19][20]。質(zhì)子泵抑制劑的使用也起到了一定的影響[18][21]。

（二）腸道屏障

健康狀態(tài)下，由于腸道的屏障功能避免了病理性細(xì)菌易位。腸道屏障主要分為黏膜的機(jī)械屏障、腸道分泌物的化學(xué)屏障和腸道的免疫屏障。在肝硬化狀態(tài)下，各種屏障部分受到了不同程度的影響。

1.機(jī)械屏障

腸黏膜機(jī)械屏障由表面的黏液層、腸上皮細(xì)胞層、細(xì)胞間緊密連接構(gòu)成。黏膜層主要構(gòu)成是杯狀細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)，在物理上將細(xì)菌與宿主分開?？缒さ鞍装だ嗡兀╟laudin）、閉鎖蛋白（occludin）、閉鎖小帶蛋白（zonula occludens，ZO）和連接粘附分子（junctional adhesion molecules，JAM）等與相鄰的上皮細(xì)胞之間形成機(jī)械連接，可以限制細(xì)菌肽聚糖、脂多糖等大分子物質(zhì)從細(xì)胞旁途徑通過[22]。

腸道細(xì)菌可以刺激腸道上皮細(xì)胞增加黏液蛋白質(zhì)的產(chǎn)生[23]，有利于物理屏障。隨著肝硬化的發(fā)展，限制細(xì)菌與腸道微絨毛接觸的介質(zhì)減少[24]，但仍尚不明確微生物組成是否可以調(diào)節(jié)黏液性質(zhì)。

腸道菌群可以直接或者間接影響腸上皮細(xì)胞的發(fā)育和功能。致病菌如致賀菌與大腸桿菌可引起腸上皮細(xì)胞增殖停滯，使腸黏膜屏障功能受到破壞。

肝硬化患者腸上皮細(xì)胞殼牢素和閉鎖蛋白的表達(dá)量比健康人更少，且與肝硬化嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)[25]。腸道菌群中疣微菌科及糞桿菌屬豐度較高的一般連接蛋白的濃度較低。腸道菌群及其代謝產(chǎn)物對緊密連接有直接或間接的調(diào)控作用，如IL-17可誘導(dǎo)殼牢素的表達(dá)，短鏈脂肪酸如丁酸可促進(jìn)連接粘附分子的表達(dá)[26]。

2.免疫屏障

作為機(jī)體免疫的第一道防線，腸道是人體最龐大的免疫器官，主要包括有漿細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和肥大細(xì)胞等。漿細(xì)胞通過sIgA參與機(jī)體免疫應(yīng)答；樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞通過吞噬作用選擇性地清除腸腔中的菌群。

腸道菌群可通過刺激sIgA的分泌來抑制腸道病原菌的定植，促進(jìn)免疫應(yīng)答。還可通過腸上皮細(xì)胞產(chǎn)生B細(xì)胞激活因子途徑對sIgA的生成起調(diào)節(jié)作用。腸道微生物代謝產(chǎn)物，如短鏈脂肪酸可以促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)的形成，通過細(xì)胞間接觸分泌抑制性細(xì)胞因子，降低免疫敏感性。動(dòng)物試驗(yàn)提示在肝硬化進(jìn)展過程中， 腸道T淋巴細(xì)胞表現(xiàn)出增殖并向Th1分化，Th1及分泌的細(xì)胞因子具有促炎作用。

3.化學(xué)屏障

初級膽汁酸經(jīng)腸道中具有7α-羥化酶活性的細(xì)菌催化形成的次級膽汁酸對腸道屏障功能的影響極為重要。隨著肝硬化進(jìn)展，腸道總膽汁酸、次級膽汁酸與初級膽汁酸酸比值減少，這一變化一方面對腸道中有害細(xì)菌的抑制減弱，膽汁中能夠?qū)辜?xì)菌的特異性抗體減少；另一方面加重腸道損傷，最終促進(jìn)細(xì)菌易位。

（三）肝臟免疫系統(tǒng)

生態(tài)失調(diào)以及腸道屏障被破壞導(dǎo)致的腸道通透性增加，當(dāng)細(xì)菌穿過腸壁到達(dá)腸系膜淋巴結(jié)時(shí)，就會(huì)發(fā)生細(xì)菌易位，這一事實(shí)導(dǎo)致了免疫系統(tǒng)的慢性激活和肝臟組織的炎癥。肝臟含有大量的天然免疫細(xì)胞，如Kupffer細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、自然殺傷T細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞以及細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞，它們可直接誘導(dǎo)肝細(xì)胞死亡，并介導(dǎo)干擾素-γ（IFN-γ）等產(chǎn)生。這些免疫細(xì)胞及其產(chǎn)生的細(xì)胞因子被認(rèn)為在門靜脈高壓進(jìn)展中起關(guān)鍵作用。

肝臟免疫系統(tǒng)通過識別病原體相關(guān)分子模式（PAMPs）來識別細(xì)菌產(chǎn)物，研究最多是脂多糖（LPS），一種存在于革蘭氏陰性細(xì)菌外膜中的內(nèi)毒素。一旦細(xì)菌產(chǎn)物到達(dá)肝臟，它們可以通過模式識別受體（PRR）激活免疫細(xì)胞，如膜結(jié)合的Toll樣受體（TLRs）等受體。TLR是一種跨膜蛋白，在先天免疫系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用，通常在巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞等前哨細(xì)胞中表達(dá)。TLRs有10個(gè)亞型，其中TLR4通過共受體CD14或MD-2激活對LPS的天然免疫，激活可誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子如TNF-α、IL-6和IL-1b的釋放，進(jìn)而促進(jìn)組織損傷和肝纖維化的進(jìn)展，增加門靜脈壓力。研究表明，腹腔內(nèi)注射LPS可增加腸道通透性的同時(shí)增加門脈壓力。

三、腸道菌群作為門靜脈高壓的治療靶點(diǎn)

如前所述，腸道微生態(tài)在肝硬化門靜脈高壓中起著關(guān)鍵作用，腸道細(xì)菌移位和門靜脈壓力之間的關(guān)系使得腸-肝軸成為有吸引力的治療靶點(diǎn)。在肝硬化患者中廣泛使用的非選擇性β-受體阻滯劑（NSBBs）已被證明通過減少細(xì)菌易位而受益，而其他專門針對腸道微生態(tài)治療方法的結(jié)果各不相同，下面將更詳細(xì)地討論這些藥物。

（一）非選擇性β-受體阻滯劑（NSBBs）

NSBB通過阻斷β腎上腺素受體達(dá)到降低心輸出量、增加內(nèi)臟血管收縮，降低門脈壓力，防止肝硬化靜脈曲張出血。除了上述的作用機(jī)制，在肝硬化患者中，NSBB治療已被證明增加腸道轉(zhuǎn)運(yùn)，減少腸道細(xì)菌過度生長，降低腸道通透性，并減少細(xì)菌移位。但是長期應(yīng)用NSBBs后HVPG的降低只表現(xiàn)出30%到50%的應(yīng)答率[1]。

（二）益生菌

益生菌能夠通過改善腸道微生態(tài)，促進(jìn)粘膜屏障功能，抑制病原微生物生長。一項(xiàng)隨機(jī)雙盲安慰劑對照試驗(yàn)提示與單獨(dú)應(yīng)用普萘洛爾比較，聯(lián)合應(yīng)用益生菌提高了應(yīng)答率（58%vs31%，p=0.046），需要進(jìn)行更大規(guī)模的臨床試驗(yàn)，以獲得臨床上有意義的結(jié)果。但也有小樣本量的研究結(jié)果并不支持使用益生菌療法來降低肝硬化患者的門脈壓力。

（三）益生元

乳果糖是一種非吸收性雙糖，可以酸化并改善腸道菌群易位，廣泛應(yīng)用在肝硬化治療，尤其是治療肝性腦病，它對急性靜脈曲張出血后肝性腦病的預(yù)防作用已經(jīng)證實(shí)。但沒有研究清楚地表明乳果糖會(huì)導(dǎo)致腸道微生態(tài)的顯著改變以及在門靜脈高壓的作用。

（四）抗生素

利福昔明作為一種典型非腸道吸收型抗生素，對多種細(xì)菌均有較好的抗菌活性，僅改變細(xì)菌的豐度和代謝物組成，從而改善腸道菌群的微環(huán)境。一項(xiàng)針對肝硬化合并腹水患者的隨機(jī)對照試驗(yàn)顯示，對血流動(dòng)力學(xué)沒有影響。但當(dāng)聯(lián)合普萘洛爾時(shí)在血液動(dòng)力學(xué)效應(yīng)（HVPG降低值）和非血液動(dòng)力學(xué)效應(yīng)（BT相關(guān)標(biāo)志物和促炎細(xì)胞因子）方面具有優(yōu)勢。

諾氟沙星通過選擇性腸道去污也可以改變肝硬化的高動(dòng)力循環(huán)狀態(tài)，但在顯著門靜脈高壓患者中降低HVPG并不優(yōu)于安慰劑，但可以減少內(nèi)源性血管活性系統(tǒng)的激活及內(nèi)毒素。同樣的，在聯(lián)合普萘洛爾時(shí)改善血流動(dòng)力學(xué)優(yōu)于單用用藥，且耐受性良好。一項(xiàng)評估腸道不吸收或者少吸收抗生素在門靜脈壓力方面作用的meta分析提示其并不能明顯降低肝硬化和門靜脈高壓癥患者的HVPG，但在使用NSBB基礎(chǔ)上長期使用抗生素可明顯降低HVPG。

（五）質(zhì)子泵抑制劑（PPI）

據(jù)報(bào)道有一半的肝硬化患者定期使用PPI。PPI已被證明可以改變肝硬化和非肝硬化患者的腸道菌群組成，這可能為SIBO的發(fā)生奠定基礎(chǔ)。在最近的研究中，PPI被確定為肝硬化患者發(fā)生肝性腦病和自發(fā)性腹膜炎的危險(xiǎn)因素，風(fēng)險(xiǎn)隨著劑量的增加而增加。

四、結(jié)束語

腸-肝軸在肝硬化門靜脈高壓癥的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用，腸道菌群組成以及小腸細(xì)菌過度生長所致的腸道生態(tài)失衡，伴隨著腸道屏障破壞，兩者共同導(dǎo)致腸道通透性增加，大大增加了細(xì)菌易位的可能，進(jìn)而引發(fā)肝臟免疫炎癥反應(yīng)以及纖維化。目前陸續(xù)有小樣本量的研究來闡述微生物制劑在治療門靜脈高壓的益處，雖然研究之間存在矛盾的結(jié)論，但腸-肝軸仍是有臨床前景的新治療靶點(diǎn)。