腸道菌群與子宮內(nèi)膜異位癥致不孕關(guān)系的研究進(jìn)展

趙麗輝，李艷梅，張學(xué)紅

(蘭州大學(xué)第一醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)專(zhuān)科醫(yī)院，蘭州 730000)

近年來(lái)，隨著高通量DNA測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)腸道微生物的組成及作用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群及其代謝產(chǎn)物在多種疾病如多囊卵巢綜合征、糖尿病、肥胖等的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮重要作用；在腫瘤研究領(lǐng)域，也發(fā)現(xiàn)腸道菌群扮演著重要的角色，已有針對(duì)腸道菌群進(jìn)行的增強(qiáng)小鼠抗腫瘤能力的研究[1-2]。子宮內(nèi)膜異位癥因其與腸道的比鄰關(guān)系以及類(lèi)似惡性腫瘤侵襲、復(fù)發(fā)的特性，越來(lái)越多的研究表明其與腸道菌群的功能穩(wěn)態(tài)有著密切的聯(lián)系。同時(shí)，子宮內(nèi)膜異位癥還是一種常見(jiàn)的女性不孕的原因。本文擬就目前研究所示腸道菌群與子宮內(nèi)膜異位癥之間的相互作用以及腸道菌群與子宮內(nèi)膜異位癥性不孕之間的關(guān)系進(jìn)行綜述。

一、人體正常腸道菌群的組成及其功能

人體腸道內(nèi)定植著約1014個(gè)細(xì)菌，約為人體細(xì)胞數(shù)量的10倍。龐大的細(xì)菌體系不僅能合成多種人體生長(zhǎng)發(fā)育必須的維生素，還能將飲食中的蛋白質(zhì)水解成多肽和氨基酸，參與糖類(lèi)代謝和蛋白質(zhì)代謝，并且起到促進(jìn)鐵、鋅、鎂元素吸收的作用，對(duì)人體的生理健康起著至關(guān)重要的作用。人類(lèi)腸道菌群主要分為6個(gè)菌門(mén)：厚壁菌門(mén)(Firmicutes)、擬桿菌門(mén)(Bacteroidetes)、放線菌門(mén)(Actinobacteria)、變形菌門(mén)(Proteobacteria)、疣微菌門(mén)(Verrucomicrobia)和梭桿菌門(mén)(Fusobacteria)，其中厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén)為優(yōu)勢(shì)菌群。腸道菌群的組成受年齡、體重、性別、地域、民族、飲食等多因素影響[3-6]，腸道菌群和機(jī)體之間相互影響、相互適應(yīng)。

二、腸道菌群失調(diào)與子宮內(nèi)膜異位癥的關(guān)系

腸道菌群不僅在食物代謝和腸道生理中發(fā)揮重要功能，其穩(wěn)態(tài)失衡還可導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生和發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群紊亂除了引起腸內(nèi)系統(tǒng)的炎癥性腸病、腸易激綜合征、結(jié)腸癌等，還可誘發(fā)腸外系統(tǒng)疾病如糖尿病、多發(fā)性硬化、多囊卵巢綜合征等。子宮內(nèi)膜異位癥因具有凋亡減少、細(xì)胞因子水平升高和細(xì)胞介導(dǎo)異常等自身免疫性疾病特征，被認(rèn)為與免疫紊亂有密切關(guān)系[7-8]；同時(shí)免疫系統(tǒng)與腸道菌群的相互作用在維持免疫穩(wěn)態(tài)中起著基礎(chǔ)性作用[9]。因此，許多學(xué)者就子宮內(nèi)膜異位癥和腸道菌群之間的關(guān)系進(jìn)行了深入研究。

1.子宮內(nèi)膜異位癥導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)：Yuan等[10]利用小鼠子宮內(nèi)膜異位癥模型觀察了隨時(shí)間進(jìn)展模型小鼠腸道菌群的變化情況，發(fā)現(xiàn)在子宮內(nèi)膜異位癥造模后14 d、28 d時(shí)雖然可見(jiàn)腹腔明顯粘連形成和典型的異位病灶，但是腸道菌群的多樣性和豐度并未出現(xiàn)顯著差異；直到造模后42 d，才發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜異位癥模型組小鼠和空白對(duì)照組小鼠腸道菌群的β多樣性出現(xiàn)明顯差異，模型組腸道菌群中厚壁菌門(mén)富集，而對(duì)照組中擬桿菌門(mén)富集。這一結(jié)果提示，疾病對(duì)腸道菌群的影響存在時(shí)間累積效應(yīng)，在此過(guò)程中若能進(jìn)行有效干預(yù)可能有希望阻止病理變化的進(jìn)一步發(fā)展。Cao等[11]在大鼠實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜異位癥造模成功后體內(nèi)厚壁菌門(mén)/擬桿菌門(mén)比值升高，意味著子宮內(nèi)膜異位癥導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)。這一結(jié)果在對(duì)靈長(zhǎng)類(lèi)恒河猴的研究中也得到證實(shí)[5]；不僅如此，同患子宮內(nèi)膜異位癥的猴，老年猴體內(nèi)乳酸桿菌的數(shù)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，革蘭氏陰性需氧菌和兼性厭氧菌數(shù)量增加[5]。然而，動(dòng)物與人不能同一而論。Ata等[12]對(duì)3/4期子宮內(nèi)膜異位癥婦女內(nèi)源性微生物研究的結(jié)果顯示，雖然3/4期子宮內(nèi)膜異位癥婦女腸道微生物群總體組成與健康婦女相似，但在屬水平上還是出現(xiàn)了差異，表現(xiàn)為子宮內(nèi)膜異位癥婦女更傾向于以志賀菌/大腸桿菌為糞便微生物中的優(yōu)勢(shì)菌群。由此可見(jiàn)，無(wú)論是動(dòng)物還是人體研究，都觀察到子宮內(nèi)膜異位癥所導(dǎo)致的腸道菌群構(gòu)成的改變，這或許為后期子宮內(nèi)膜異位癥的病理改變提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。值得注意的是，Ata等[12]的研究?jī)H納入14名子宮內(nèi)膜異位癥婦女作為研究對(duì)象，其結(jié)果的代表性有待后期進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量的研究來(lái)證實(shí)。

2.腸道菌群失調(diào)促進(jìn)子宮內(nèi)膜異位癥的進(jìn)展：Chadchan等[13]發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜異位癥小鼠糞便中擬桿菌含量高于非子宮內(nèi)膜異位癥小鼠，給予甲硝唑處理后，子宮內(nèi)膜異位癥小鼠糞便中檢測(cè)不到擬桿菌。我們知道，擬桿菌屬是革蘭氏陰性非芽孢形成厭氧菌，是人類(lèi)和其它哺乳動(dòng)物內(nèi)源性微生物的一部分。結(jié)合甲硝唑處理后子宮內(nèi)膜異位癥小鼠體內(nèi)病灶變小的現(xiàn)象，推測(cè)甲硝唑是通過(guò)靶向作用于擬桿菌屬，導(dǎo)致病灶內(nèi)巨噬細(xì)胞含量降低、Ki-67(增殖標(biāo)志物)陽(yáng)性的上皮細(xì)胞數(shù)量減少、腹膜液細(xì)胞因子腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細(xì)胞介素(IL)-6和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)-β1濃度降低，進(jìn)而起到抑制內(nèi)異病灶增生的作用。該研究更為重要的發(fā)現(xiàn)在于，當(dāng)給已經(jīng)接受過(guò)甲硝唑處理、內(nèi)膜異位病灶體積已明顯減小的小鼠(受體)灌服子宮內(nèi)膜異位癥小鼠的糞菌后，受體小鼠的內(nèi)膜異位病灶體積明顯變大。說(shuō)明特定的腸道菌群可以促進(jìn)子宮內(nèi)膜異位病灶的發(fā)展。鑒于倫理限制，目前沒(méi)有關(guān)于人體身上菌群能否致病的研究。

雖然16S rRNA基因測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn)使得研究者們能夠?qū)ψ訉m內(nèi)膜異位癥患者的糞菌進(jìn)行分析，比較精確地找出患者與非患者之間的菌群差異，然而到目前為止，尚不能證明腸道菌群與疾病誰(shuí)是因誰(shuí)是果，更無(wú)法闡明其中的作用機(jī)制。更多的觀點(diǎn)傾向于子宮內(nèi)膜異位癥和腸道菌群之間是雙向調(diào)節(jié)。

三、腸道菌群紊亂致子宮內(nèi)膜異位癥性不孕的可能原因

腸道菌群與子宮內(nèi)膜異位癥之間存在復(fù)雜的關(guān)系。同時(shí)，子宮內(nèi)膜異位癥是一種常見(jiàn)的慢性炎癥性疾病，也是導(dǎo)致女性不育的重要原因之一。據(jù)報(bào)道，子宮內(nèi)膜異位癥婦女中不孕癥的患病率高達(dá)40%[14]，其中原因非常復(fù)雜。那么，腸道菌群在這個(gè)過(guò)程中起著怎樣的作用呢？

1.通過(guò)TGF-β引起盆腔粘連：子宮內(nèi)膜異位癥導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)的結(jié)果已在多種動(dòng)物模型中得到證實(shí)[5，10-12]。子宮內(nèi)膜異位癥患者腸道菌群失調(diào)引起炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致腹腔巨噬細(xì)胞數(shù)量增加，分泌大量TGF-β。TGF-β具有促進(jìn)成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)的作用，TGF-β1通過(guò)對(duì)IL-6基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)可促進(jìn)人成纖維細(xì)胞IL-6的產(chǎn)生。IL-6是巨噬細(xì)胞的激活因子，可促進(jìn)子宮內(nèi)膜細(xì)胞的增殖。炎癥狀態(tài)下，TGF-β1表現(xiàn)促粘附分子表達(dá)效應(yīng)，可促進(jìn)異位子宮內(nèi)膜細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞間的粘附；此外，TGF-β1具有趨化巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的作用，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)如纖維連接素和膠原蛋白的分泌，利于盆腔粘連形成[15]。由此推測(cè)，腸道菌群通過(guò)TGF-β1在子宮內(nèi)膜異位癥患者盆腔粘連的形成中起著重要作用。嚴(yán)重的盆腔粘連必然導(dǎo)致子宮內(nèi)膜異位癥婦女體內(nèi)精卵結(jié)合障礙，進(jìn)而不孕。

2.通過(guò)TNF-α致不孕：TNF-α是一種具有多種生物學(xué)作用的免疫調(diào)節(jié)因子，主要由巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞分泌。子宮內(nèi)膜異位癥合并不孕癥患者腸道菌群失調(diào)，引起腹腔液中TNF-α的水平顯著升高[16]。正常情況下，體內(nèi)TNF-α起著重要的生理調(diào)節(jié)作用，包括調(diào)節(jié)生殖內(nèi)分泌、激素的合成、妊娠維持、男性精子生成及調(diào)節(jié)精子功能。高濃度TNF-α則表現(xiàn)出不利于生育的毒性作用：(1)可直接破壞精子的正常形態(tài)，降低精子活力，從而影響受精和著床的整個(gè)過(guò)程[16-18]；受孕過(guò)程中，精子卵子在輸卵管壺腹部相遇。子宮內(nèi)膜異位癥婦女腹腔液中高TNF-α水平勢(shì)必會(huì)經(jīng)輸卵管傘端影響到輸卵管內(nèi)的配子和受精卵，影響生育。(2)促進(jìn)母體前列腺素E2的生成，干擾凝血系統(tǒng)，促進(jìn)胎盤(pán)血栓形成；(3)高TNF-α還損傷蛻膜血管，引起血管收縮，阻礙胚胎組織的正常血液供應(yīng)，導(dǎo)致組織壞死、流產(chǎn)，引起不孕[19]。

3.腸道菌群失調(diào)致循環(huán)中雌激素水平升高：腸道菌群含有能夠影響雌激素代謝的細(xì)菌，這類(lèi)細(xì)菌通過(guò)分泌β-葡萄糖醛酸酶將雌激素解偶聯(lián)成具有活性的游離雌激素，進(jìn)而通過(guò)腸肝循環(huán)重吸收回體內(nèi)，參與調(diào)節(jié)循環(huán)雌激素水平[20-21]。β-葡萄糖醛酸酶的活性受細(xì)菌種群密度及飲食影響，當(dāng)腸道菌群失調(diào)或飲食中富含脂肪時(shí)，腸道內(nèi)β-葡萄糖醛酸酶活性升高，體內(nèi)游離雌激素增多[22]。此外，腸道菌群還能夠從飲食來(lái)源合成類(lèi)雌激素化合物，增強(qiáng)體內(nèi)雌激素效應(yīng)。Flores等[23]選擇男性和絕經(jīng)后女性(這兩類(lèi)人群體內(nèi)雌激素是非卵巢源性)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)研究對(duì)象尿中雌激素和大多數(shù)雌激素代謝物的水平與糞便微生物群的豐富度和α多樣性密切相關(guān)(R≥0.5，P≤0.003)，說(shuō)明腸道菌群與體內(nèi)雌激素代謝關(guān)系密切，一旦腸道菌群失調(diào)，將會(huì)影響體內(nèi)雌激素的水平。

另一方面，女性妊娠過(guò)程中，很多環(huán)節(jié)都與雌激素有關(guān)。卵泡的生長(zhǎng)發(fā)育、子宮內(nèi)膜增生、子宮內(nèi)膜容受性、卵巢黃體的妊娠維持、早期胎盤(pán)灌注等都離不開(kāi)機(jī)體正常的雌激素調(diào)節(jié)。子宮內(nèi)膜異位癥的病理改變導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)，可能會(huì)通過(guò)影響雌激素的正常代謝而影響女性正常生育。

盡管如此，目前尚缺乏直接研究子宮內(nèi)膜異位癥所致腸道菌群失調(diào)進(jìn)而導(dǎo)致不孕的報(bào)道?？赡茉虬ǎ耗壳吧星也荒苊鞔_子宮內(nèi)膜異位癥所致的菌群失調(diào)中，究竟哪種確切的菌群改變、改變的程度是特異的，所以不能進(jìn)行回補(bǔ)性驗(yàn)證；再者，生育是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，難以證明某一條途徑就是導(dǎo)致不孕的明確原因。

四、調(diào)節(jié)腸道菌群的措施

腸道菌群失調(diào)給機(jī)體帶來(lái)多種不良影響，糾正紊亂的菌群以恢復(fù)其正常功能狀態(tài)為多種疾病的治療提供了又一選擇。目前，研究較多的調(diào)節(jié)方法包括：

1.飲食調(diào)節(jié)：不同的膳食成分會(huì)向結(jié)腸輸送不同的碳水化合物和植物營(yíng)養(yǎng)素，引起不同的菌群改變。谷類(lèi)食物的攝入可增加腸道菌群的多樣性，豐富腸道菌群中的薔薇屬、雙歧桿菌屬和小類(lèi)桿菌屬[24]，這種改變與機(jī)體功能的改善相一致。無(wú)麥麩食品，如水果、蔬菜、肉、蛋、奶等，可改變腸道菌群分布[25]并調(diào)節(jié)腸道通透性，結(jié)合益生菌添加可抑制抑郁癥患者體內(nèi)免疫炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，改善精神狀態(tài)[26]。不易消化的碳水化合物攝入也可改變腸道菌群構(gòu)成，進(jìn)而引起體重減輕、降低體內(nèi)炎癥狀態(tài)[27]。遺憾的是，飲食差異引起的菌群改變通過(guò)何種途徑產(chǎn)生觀察到的效應(yīng)尚不清楚，有待今后進(jìn)行深入研究。

2.補(bǔ)充益生菌：腸道菌群可分為共生菌、益生菌和病原菌，腸道菌群失調(diào)被認(rèn)為是體內(nèi)益生菌數(shù)量減少。因此，眾多學(xué)者進(jìn)行了外源添加益生菌的研究。Karamali等[28]在多囊卵巢綜合征婦女人群中進(jìn)行了一項(xiàng)隨機(jī)、雙盲對(duì)照試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)多囊卵巢綜合征的婦女補(bǔ)充益生菌可顯著提高血清性激素結(jié)合球蛋白和血漿總抗氧化能力(P<0.001)，顯著降低總睪酮水平(P=0.03)，給機(jī)體帶來(lái)益處。Vitellio等[29]發(fā)現(xiàn)添加長(zhǎng)雙歧桿菌和鼠李糖桿菌可緩解乳糖不耐受患者的癥狀；給予敗血癥患者預(yù)防性添加短雙歧桿菌和干酪乳桿菌可有效調(diào)節(jié)腸道菌群環(huán)境，起到預(yù)防腸炎和呼吸機(jī)相關(guān)肺炎的作用[30]。其它添加益生菌獲益的報(bào)道還見(jiàn)于對(duì)肥胖[31]、自身免疫性疾病[32]、自閉癥[33]、抑郁癥[26，34]、反復(fù)呼吸道感染[35]、糖尿病[36]等的研究。然而，這些研究大多數(shù)都限于現(xiàn)象的觀察，缺乏針對(duì)具體作用機(jī)制的研究。

3.糞菌移植(fecal microbiota transplantation,FMT)：是將健康者的腸道糞便懸液移植到受者體內(nèi)，較直接、快速改變腸道菌群的方法。采用健康供體糞菌移植治療反復(fù)發(fā)作的難辨梭狀芽胞桿菌感染有效率高達(dá)90%[37]。雖然此法源自東晉時(shí)期，療效也到認(rèn)可，但是可能由于糞菌移植的過(guò)程容易引起患者厭惡、不愉快，導(dǎo)致臨床上在非腸道系統(tǒng)疾病的治療中普及度不高，患者對(duì)此的接受性也不好。令人興奮的是，口服膠囊劑型的出現(xiàn)使得這一問(wèn)題得到解決[38]。

五、總結(jié)

綜上所述，腸道菌群、子宮內(nèi)膜異位癥與不孕癥之間存在復(fù)雜的聯(lián)系。然而，由于腸道菌群受到多因素影響、子宮內(nèi)膜異位癥的確切病因至今未明，以及生育過(guò)程本身的復(fù)雜性，這三者之間特定的作用機(jī)制遠(yuǎn)不清楚。后期仍需要設(shè)計(jì)良好的研究繼續(xù)探索三者之間可能的聯(lián)系，為臨床治療方案的改進(jìn)指明方向。