基于文獻(xiàn)分析的IgA腎病患者共生菌群特征

趙晉 柏明 孫世仁

710032 西安，空軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院腎臟內(nèi)科

約4×1014共生菌群在人體各個(gè)器官定居[1]，共生菌群紊亂可能導(dǎo)致黏膜免疫反應(yīng)與免疫耐受平衡打破，淋巴細(xì)胞增殖和分化異常，產(chǎn)生異常IgA1或自身抗體，繼而導(dǎo)致IgAN的發(fā)生或進(jìn)展。對(duì)小鼠進(jìn)行仙臺(tái)病毒聯(lián)合霍亂毒素灌胃及鼻腔滴注滅活仙臺(tái)病毒7周后可建立IgAN小鼠模型，分次尾部靜脈注射葡萄球菌腸毒素成功誘導(dǎo)大鼠IgAN模型[2]，兩種IgAN動(dòng)物模型的建立提示呼吸道和消化道病原體可能與IgAN的發(fā)病密切相關(guān)，而上述病原體的滋生提示與人體共生的呼吸道和消化道菌群可能發(fā)生紊亂。然而，IgAN患者的共生菌群特征尚未完全闡明。本研究檢索已發(fā)表的關(guān)于IgAN患者共生菌群的所有文獻(xiàn)，系統(tǒng)評(píng)價(jià)文獻(xiàn)質(zhì)量，并歸納總結(jié)IgAN患者的口腔和腸道共生菌群特征。

資料與方法

一、文獻(xiàn)檢索

利用主題詞聯(lián)合自由詞在數(shù)據(jù)庫(kù)Pubmed、Web of science、Cochrane Library、CNKI檢索調(diào)查IgAN患者共生菌群特征的文獻(xiàn)。檢索時(shí)限為數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)時(shí)間到2020年3月30日。此外，對(duì)已選取文獻(xiàn)的參考文獻(xiàn)進(jìn)行篩查，手工錄入相關(guān)文獻(xiàn)。文獻(xiàn)納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)研究IgAN患者口腔菌群的病例對(duì)照或橫斷面研究；(2)研究IgAN患者腸道菌群的病例對(duì)照或橫斷面研究。文獻(xiàn)排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)沒有設(shè)置対照組；(2)存在混雜因素。

二、文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)

使用Newcastle-Ottawa Scale(NOS)量表[3]評(píng)價(jià)所選病例對(duì)照研究的質(zhì)量。該量表由8個(gè)項(xiàng)目組成，評(píng)估3個(gè)維度：選擇性、可比性和暴露因素。NOS評(píng)分為0～10分，分值越高文獻(xiàn)質(zhì)量越高。

三、數(shù)據(jù)提取

使用Excel來記錄和整理選定論文中需要的數(shù)據(jù)。Excel中的項(xiàng)目包括：(1)研究特點(diǎn)；(2)α多樣性；(3)β多樣性；(4)不同水平的差異菌群。文獻(xiàn)信息由兩位獨(dú)立研究者提取，通過討論和協(xié)商一致解決差異。

四、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

?歐陽兆熊:《水窗春囈》卷下“維揚(yáng)勝地”條，轉(zhuǎn)引自陳從周《中國(guó)園林》，廣東旅游出版社1996年版，第108頁。

限于各項(xiàng)研究結(jié)果的異質(zhì)性和文獻(xiàn)報(bào)道的不全面性，不能實(shí)現(xiàn)Meta分析。采用文獻(xiàn)計(jì)量的方法，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行匯總和分析。

結(jié) 果

一、檢索結(jié)果與文獻(xiàn)特征

共檢索43篇文獻(xiàn)，去除綜述、不相關(guān)和重復(fù)的文獻(xiàn)后共納入11項(xiàng)研究(圖1)。研究IgAN患者口腔菌群的文獻(xiàn)9篇，其中扁桃體菌群4篇，唾液菌群4篇，牙齦菌斑菌群1篇。研究IgAN患者腸道菌群的文獻(xiàn)2篇。納入分析的11篇文獻(xiàn)特征見表1。

二、文獻(xiàn)質(zhì)量

納入文獻(xiàn)經(jīng)過NOS量表評(píng)估，9篇結(jié)果為6*，2篇為5*，提示文獻(xiàn)質(zhì)量總體較高。(表2)

三、IgAN患者的口腔共生菌群

1.扁桃體菌群 Huang等[4]發(fā)現(xiàn)慢性扁桃體炎合并IgAN患者與慢性扁桃體炎不合并IgAN患者的扁桃體中可檢測(cè)到的8種細(xì)菌豐度沒有差異，并且對(duì)抗生素的敏感性沒有差異。Nagasawa等[5]采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction，PCR)和變性梯度凝膠電泳法(denatured gradient gel electrophoresis，DGGE)對(duì)IgAN患者和慢性扁桃體炎患者切除后的扁桃體組織的細(xì)菌進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)Haemophilus segnis、Campylobacter rectus、Treponema sp.在IgAN患者扁桃體組織中陽性檢出率顯著高于健康對(duì)照。根據(jù)IgAN患者在“切除扁桃體+糖皮質(zhì)激素沖擊”療法治療后血尿和蛋白尿是否緩解進(jìn)行分組，采用COX多因素回歸和K-M生存分析，發(fā)現(xiàn)Treponema sp.和Campylobacter rectus是IgAN患者尿蛋白和尿潛血的重要危險(xiǎn)因素。Watanabe等[6]采用16S rRNA基因測(cè)序?qū)gAN患者、復(fù)發(fā)性扁桃體炎患者、兒童扁桃體增生患者切除的扁桃體菌群進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)IgAN患者的扁桃體菌群結(jié)構(gòu)與復(fù)發(fā)性扁桃體炎患者相似，但與兒童扁桃體增生患者的菌群結(jié)構(gòu)有明顯差異。在屬水平上，IgAN患者與復(fù)發(fā)性扁桃體炎患者的扁桃體菌群中沒有豐度顯著差異的菌屬。但是，與兒童扁桃體增生患者比較，IgAN患者扁桃體中Prevotella、Treponema、Porphyromonas的豐度更高，而Haemophilus的豐度更低。將IgAN患者按病理分型、血清IgA1濃度、血清gdIgA1濃度、尿蛋白定量、腎小球?yàn)V過率進(jìn)行分組，也沒有發(fā)現(xiàn)各組之間有顯著差異的菌群。Ito等[7]發(fā)現(xiàn)Cnm蛋白陽性的Streptococcus mutans在IgAN患者扁桃體中陽性率更高，并且Cnm蛋白陽性的IgAN患者尿蛋白水平更高、血清白蛋白濃度更低。(表3)

表1 納入文獻(xiàn)的基本特征

表2 入選文獻(xiàn)的質(zhì)量評(píng)價(jià)(NOS評(píng)分)

表3 IgAN患者扁桃體菌群分析研究的基本結(jié)論

2.唾液菌群 Piccolo等[8]細(xì)菌培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)IgAN患者唾液中Bifidobacterium的豐度低于健康對(duì)照。16s rRNA焦磷酸基因測(cè)序提示IgAN患者與健康對(duì)照的唾液菌群α多樣性沒有差異，而二組的β多樣性存在明顯差異。與健康對(duì)照比較，在門水平，Proteobacteria在IgAN患者中豐度較高，而Bateroidetes的豐度較低；在屬水平，F(xiàn)ilifactor在IgAN患者中豐度較低；在種水平，Neisseria sp.在IgAN患者中豐度較高，而Filifactor sp.和Corynebacterium sp.的豐度較低。Misaki等[9]采用PCR分析了IgAN患者唾液中Streptococcus mutans，發(fā)現(xiàn)Streptococcus mutans陽性的患者尿蛋白水平更高，齲齒發(fā)生率更高。此后，該團(tuán)隊(duì)[10]又比較了IgAN患者和健康對(duì)照的唾液中Campylobacter rectus，顯示其在IgAN患者中豐度較高，與尿蛋白水平相關(guān)。Shaoding等[11]采用16s rRNA基因測(cè)序分析了IgAN患者和健康對(duì)照的唾液菌群，發(fā)現(xiàn)IgAN患者與健康對(duì)照的唾液菌群α多樣性沒有差異，但是二者的β多樣性存在明顯差異。在門水平，兩組之間也沒有豐度差異的菌群。在屬水平，與健康對(duì)照相比，IgAN患者中Granulicatella的豐度較高，而Prevotella和Veillonella的豐度較低。(表4)

3.牙齦菌斑菌群 Cao等[12]分析了慢性牙周炎合并或不合并IgAN患者的牙齦菌斑菌群，發(fā)現(xiàn)兩組患者牙齦菌斑菌群的β多樣性存在差異。合并IgAN的慢性牙周炎患者，在門水平，Actinobacteria、Proteobacteria、Gracilibacteria的豐度較高，而Bacteroidetes、Fusobacteria、Spirochaetae的豐度較低；在屬水平，Bergeyella、Capnocytophaga、Actinomyces、Corynebacterium、Comamonas、Lautropia、Streptococcus的豐度較高，而Treponema-2、Prevotella的豐度較低。(表5)

4.IgAN患者的腸道共生菌群 De Angelis等[13]發(fā)現(xiàn)，與健康對(duì)照比較，在門水平，F(xiàn)irmicutes在IgAN患者豐度較高，而Bacteroidetes的豐度較低；在屬水平，Bifidobacterium和Filifactor的豐度降低。Hu等[14]發(fā)現(xiàn)，與健康對(duì)照比較，在門水平，IgAN患者Fusobacteria豐度較高，而Synergistetes的豐度較低；在屬水平，Escherichia-Shigella、Hungatella、Eggerthella的豐度較高，而Prevotellaceae_UCG-001 Coprococcus_2等菌屬豐度較低。(表6)

討 論

多項(xiàng)臨床試驗(yàn)提示扁桃體切除術(shù)聯(lián)合激素沖擊療法可以獲得較高的臨床緩解率，并可保護(hù)患者進(jìn)展為ESRD[15-16]。同時(shí)，牙周炎的治療可以提高扁桃體切除術(shù)聯(lián)合激素沖擊療法的療效[17]。盡管口腔菌群只占人體共生菌群的極少部分[1]，其在口腔黏膜免疫系統(tǒng)的應(yīng)答中發(fā)揮著重大的作用，或許是IgAN發(fā)病和進(jìn)展的重要因素。

目前，只有一項(xiàng)研究對(duì)IgAN患者和復(fù)發(fā)性扁桃體炎患者的扁桃體菌群進(jìn)行分析，提示IgAN患者與慢性扁桃體炎患者可能存在相似的扁桃體菌群特征[5]。然而，目前尚無IgAN患者或復(fù)發(fā)性扁桃體炎患者與健康人群扁桃體菌群差異分析的文獻(xiàn)，因此這種菌群結(jié)構(gòu)的相似性是否具有特異性并不清楚。另有兩項(xiàng)研究在種水平，對(duì)特定細(xì)菌的豐度在兩組之間進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)Treponema、Streptococcus mutans、Campylobacter rectus在IgAN患者扁桃體檢出率較高，從而提示IgAN患者與復(fù)發(fā)性扁桃體炎患者的扁桃體菌群可能存在特殊差異[6-7]。因此，關(guān)于IgAN患者與慢性扁桃體炎患者扁桃體菌群的特征以及二者潛在的病因?qū)W關(guān)系需要進(jìn)一步探索。

牙周組織的菌群密度很高[1]，與結(jié)腸相當(dāng)，達(dá)到1011/m3。關(guān)于牙周炎合并或不合并IgAN患者牙齦菌斑菌群的16s rRNA基因測(cè)序分析[12]發(fā)現(xiàn)兩組患者菌群結(jié)構(gòu)顯著差異，并且在不同的分類水平有豐度變化差異的菌群，提示IgAN患者可能具有特殊的牙齦菌群。目前，尚缺乏健康人群牙齦菌斑的菌群分析，上述菌群豐度的改變與疾病相關(guān)性或特異性也存在不確定性。

表4 IgAN患者唾液菌群特征

表5 慢性牙周炎合并IgAN患者的牙齦菌群變化

表6 IgAN患者腸道菌群特征

IgAN患者的唾液菌群分析均納入了健康人群作為對(duì)照。兩項(xiàng)基因測(cè)序研究提示，在不同的分類水平上，沒有發(fā)現(xiàn)豐度變化一致的菌群，可能與兩個(gè)研究納入的人種有關(guān)(意大利、中國(guó))。然而，對(duì)特定菌種的分析提示Streptococcus mutans和Campylobacter rectus在IgAN患者唾液中豐度較高，并且與尿蛋白水平相關(guān)，這與扁桃體特定菌種分析[5，7]的結(jié)果一致。

結(jié)腸是共生菌群在人體寄居的最大場(chǎng)所，達(dá)到4×1011個(gè)。已知的腸道細(xì)菌達(dá)到1 000多種，重量達(dá)到1～2 kg，腸道微生物的基因數(shù)量是人體基因數(shù)的10倍。腸道菌群失調(diào)與IgAN的關(guān)系也逐漸引起學(xué)術(shù)界的關(guān)注。然而，兩項(xiàng)研究在各分類水平?jīng)]有鑒定到豐度變化一致的菌群，主要原因可能是研究對(duì)象地域差異和人種差異，前一項(xiàng)研究在意大利完成，以高加索人種為主，后一項(xiàng)研究在中國(guó)完成，以漢族人為主。一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)顯示，激素定點(diǎn)干預(yù)腸道黏膜免疫可以延緩IgAN的進(jìn)展，在回腸末端定點(diǎn)釋放布地奈德后，IgAN患者的尿蛋白肌酐比明顯下降[18]。IgAN模型小鼠(a1KI-CD89Tg小鼠)口服抗生素清除腸道菌群后，hIgA1在系膜區(qū)沉積減少、腎小球炎癥減弱、蛋白尿減輕[19]。B細(xì)胞激活因子(B-cell activating factor of the TNF family，BAFF)上調(diào)的正常小鼠腎小球系膜區(qū)IgA沉積，血清異常糖基化的多聚體IgA升高，進(jìn)展為類似IgAN的腎小球疾病，而BAFF上調(diào)的無菌小鼠沒有上述現(xiàn)象[20]。兩項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均提示異常IgA1的產(chǎn)生依賴腸道共生菌群。此外，2例IgAN患者服用魯比前列酮后尿蛋白下降和腎功能好轉(zhuǎn)，也可能與腸道菌群失調(diào)的糾正和腸源性尿毒癥毒素的清除有關(guān)[21]。

基于目前證據(jù)，尚不能明確IgAN患者口腔菌群和腸道菌群的基本特征。為揭示IgAN患者共生菌群的真實(shí)特征，需要采用高通量基因測(cè)序和生物信息學(xué)的方法對(duì)IgAN患者分布在各個(gè)部位(尤其腸道)的共生菌群進(jìn)行鑒定和分析，同時(shí)倡導(dǎo)對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行全面和定量的報(bào)告。