潰瘍性結腸炎患者血清TNF-α、IL-10表達與腸道菌群分布的相關性

何贏，張軍，張巖

潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis，UC)的發(fā)生、發(fā)展與免疫功能異常密切相關，而免疫功能異常主要由細胞因子介導[1]。白細胞介素(interleukin，IL)是白細胞或免疫細胞間相互作用的淋巴因子，已被證實能與血細胞生長因子相互協(xié)調、相互作用，共同參與免疫功能的調節(jié)[2]。作為常見細胞因子，IL-10不僅與免疫細胞調節(jié)有關，且可抑制炎癥反應及進展，改善患者預后[3]。腫瘤壞死因子-α(tumour necrosis factor-α，TNF-α)主要由神經(jīng)元及神經(jīng)膠質細胞釋放，目前已被證實與機體神經(jīng)細胞的生長、增殖及分化功能密切相關[4]。細菌菌群是生物主要類群之一，不僅能使機體免疫系統(tǒng)成熟，還對胃腸道神經(jīng)及內分泌有一定調節(jié)作用[5]。此外，有研究證實，當腸道內菌群發(fā)生紊亂時，可導致菌群移位并進入微循環(huán)，一旦菌群移位至微循環(huán)將介導并推動炎癥反應的發(fā)生與發(fā)展，不利于預后[6]。由此推測UC患者血清TNF-α、IL-10表達與腸道內菌群分布有一定內在聯(lián)系，但機制尚不清楚。本研究主要觀察UC患者腸道菌群分布情況，并分析血清TNF-α、IL-10水平與腸道菌群分布的關系，旨在為未來UC干預方案的制定及調整提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2017年1月至2020年6月南京醫(yī)科大學附屬南京醫(yī)院(南京市第一醫(yī)院)完成治療的29例活動期UC患者，作為觀察組；并選取同期院內完成治療的29例緩解期UC患者，作為對照組。其中，觀察組男14例，女15例；年齡17～71歲，平均年齡(47.17±16.05)；病程3個月至12年，平均病程(7.41±2.13)年；病變部位：左半結腸10例，直乙結腸19例；病情程度：輕度13例，中度15例，重度1例。對照組男14例，女15例；年齡26～71歲，平均年齡(49.24±15.24)歲；病程4個月至12年，平均病程(8.01±2.06)年；病變部位：左半結腸12例，直乙結腸17例；病情程度：輕度12例，中度13例，重度4例。統(tǒng)計學對比兩組一般資料，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，具有可對比性。

1.2 納入與排除標準

1.2.1 納入標準 ①患者符合《潰瘍性結腸炎臨床診斷指南》[7]內疾病相關診斷標準；②臨床資料保存完整，包括就診資料、實驗室指標檢查資料、相關量表評估資料及其他檢查資料等。

1.2.2 排除標準 ①伴有重要臟器相關疾病的患者，如心肌炎、腎衰竭、腎結石、肺炎等；②伴有惡性腫瘤疾病的患者；③合并傳染性疾病或感染性疾病的患者；④服用其他可能影響腸道菌群分布藥物的患者；⑤經(jīng)查有幽門螺桿菌感染的患者。

1.3 方法

全部患者均于入院后1 d早晨接受血清指標檢測及腸道菌群分布檢測，檢測結果資料完整。

1.3.1 血清指標檢測方法 在患者空腹狀態(tài)下抽取4 mL外周肘靜脈血，使用TD5A自動脫蓋離心機(長沙英泰儀器有限公司)，以3 000 r/min的速度離心15 min后取血清，使用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測血清TNF-α、IL-10水平，試劑盒由合肥萊爾生物科技有限公司提供。

1.3.2 腸道菌群分布檢測方法 留取晨起后新鮮糞便標本，并將糞便存放在含有4.5 mL的稀釋液中，使用旋渦混合震蕩器(江蘇金怡儀器科技有限公司，XH-J型)，以3 000 r/min的轉速震蕩1 min后，經(jīng)細菌培養(yǎng)，采用奧林巴斯CX33三目生物顯微鏡(武漢醫(yī)捷迅安商貿(mào)有限公司，CX33型)檢測標本內菌群菌落數(shù)，分別觀察3次，取3次的平均值作為最后結果，包括乳桿菌、雙歧桿菌、擬桿菌、梭菌。

1.4 統(tǒng)計學方法

2 結果

2.1 兩組血清指標比較

觀察組血清TNF-α水平高于對照組，且血清IL-10水平低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 兩組血清指標比較

2.2 兩組腸道菌群分布比較

觀察組乳桿菌、梭菌數(shù)量均多于對照組，且雙歧桿菌、擬桿菌數(shù)量均少于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見表2。

表2 兩組腸道菌群分布比較

2.3 各血清指標與腸道菌群分布的相關性分析

采用雙變量Pearson直線相關性分析，結果顯示，血清TNF-α水平與乳桿菌、梭桿菌均呈正相關(r>0，P<0.05)，與雙歧桿菌、擬桿菌均呈負相關(r<0，P<0.05)；血清IL-10水平與乳桿菌、梭桿菌均呈負相關(r<0，P<0.05)，與雙歧桿菌、擬桿菌均呈正相關(r>0，P<0.05)。見表3。

表3 各血清指標與腸道菌群分布的相關性分析 (r)

3 討論

文獻指出，UC患者均伴有腸道菌群紊亂風險，腸道菌群紊亂是導致UC遷延不愈的主要因素[8]。且有相關報道顯示，嚴重的腸道菌群紊亂可加重腸道黏膜的受損程度，而腸道黏膜受損程度與UC病變程度呈正相關[9]。提高UC整體治療效果，早期評估患者腸道菌群分布情況及其可能存在的紊亂風險并合理干預，是改善UC患者預后的關鍵。

腸道內菌群被證實與多種消化道疾病的發(fā)生及發(fā)展密切相關。本次研究結果顯示，觀察組乳桿菌、梭菌數(shù)量均多于對照組，且雙歧桿菌、擬桿菌數(shù)量均少于對照組，初步表明腸道內菌群異常分布與UC患者的病情程度密切相關。究其原因，乳桿菌需要大量氧分子進行相關代謝活動，且在代謝過程中能夠分泌過氧化氫、超氧化物等對機體組織具有損傷作用的氧自由基，增加腸道組織受損程度，進而增加腸道黏膜病變風險[10]。梭菌中所含丁酸激酶能夠分泌大量丁酸，而研究顯示，丁酸可導致其他菌群發(fā)生紊亂，影響消化道內受損的組織自我修復能力[11]。此外，乳桿菌、梭菌均可影響脂質代謝，增加機體饑餓感，進而促使機體攝入大量食物，增加脂質儲存量，加重肝臟負擔，進一步增加腸道黏膜病變風險[12]。大部分的擬桿菌中均含有膽汁酸鹽水解酶，這種酶可與膽固醇、膽鹽等多種物質直接結合，進而達到降低機體內膽固醇水平的作用[13]。故擬桿菌的減少可增加UC患者發(fā)生高血脂、高血糖風險，加重肝臟組織受損程度，進而增加腸道黏膜病變風險。此外，雙歧桿菌屬作為一種益生菌，對核因子κB通路具有調節(jié)作用，可減輕炎癥反應程度，從而減輕消化道黏膜受損程度[14]。但是若雙歧桿菌分布減少，可導致其他菌群過度生長，引發(fā)菌群紊亂，增加消化道病變風險[15]。

諸多研究顯示，炎癥反應可導致胃腸道正常內環(huán)境發(fā)生紊亂，引發(fā)消化道黏膜屏障功能失調，增加消化道黏膜病變風險[16-17]。故推測炎癥反應可能與個體腸道菌群分布有一定聯(lián)系。TNF-α、IL-10是常見炎癥因子，可顯著反映機體內炎癥反應發(fā)生程度[18-19]。本次研究結果顯示，觀察組血清TNF-α水平高于對照組，且血清IL-10水平低于對照組，表明UC患者均伴有不同程度的炎癥反應。TNF-α是一種多功能的促炎因子，能夠加重體內炎癥反應程度，加重消化道組織、黏膜受損程度，對預后產(chǎn)生明顯影響[20-21]。IL-10是一種多細胞源、多功能的細胞因子，調節(jié)細胞的生長與分化，參與炎性反應和免疫反應，是公認的炎癥與免疫抑制因子[22-23]。而關于炎癥對腸道菌群影響，有大量研究發(fā)現(xiàn)，雙歧桿菌能降低TNF-α及脂多糖水平，進而減輕胃腸道內炎癥反應，達到減輕胃腸道負擔的目的[24-25]。由此可見，血清TNF-α、IL-10等主要炎癥指標的異常表達可能與UC患者腸道菌群分布有一定聯(lián)系，可能參與了患者腸道菌群失調的發(fā)生。為了更進一步明確UC患者血清TNF-α、IL-10表達與腸道菌群分布的關系，本研究采用雙變量Pearson直線相關性分析，結果顯示，血清TNF-α水平與乳桿菌、梭桿菌均呈正相關，與雙歧桿菌、擬桿菌均呈負相關；血清IL-10水平與乳桿菌、梭桿菌均呈負相關，與雙歧桿菌、擬桿菌均呈正相關。上述結果均證實，UC患者血清TNF-α、IL-10異常表達與患者腸道菌群分布有明顯的相關性，該結果可能對未來UC患者菌群分布的早期評估及干預有一定指導價值。但需要注意的是，本研究并未對腸道菌群紊亂情況進行分組，并觀察各血清炎癥指標是否是患者腸道菌群紊亂發(fā)生的影響因素，僅僅是證實了二者之間的相關性，但其因果關系尚不清楚，仍需在未來展開大樣本、前瞻性的研究，并納入其他可能的影響因素進行綜合分析加以驗證。

綜上所述，UC患者普遍存在腸道菌群分布異常的情況，可能與血清TNF-α、IL-10異常表達相關，臨床可通過早期持續(xù)監(jiān)測UC患者的血清TNF-α、IL-10水平，以評估其腸道菌群分布情況，指導早期合理干預。