規(guī)律運動對結(jié)直腸息肉患者腸道菌群的影響▲

徐春琴 陳文靜 唐少波

(廣西南寧市第一人民醫(yī)院消化內(nèi)科,南寧市 530022，電子郵箱：xcqxuchun@163.com)

結(jié)直腸息肉是消化道的一種多發(fā)病、常見病，是腸道的隆起性或息肉狀病變，病理學將其分為非腫瘤性息肉(如炎性息肉)和腫瘤性息肉(如腺瘤)兩大類，多見于40歲以上的中老年人，具體病因不明，具有高發(fā)病率及惡性變潛力，其中腫瘤性息肉(如腺瘤)被認為是重要的癌前病變[1-2]。國內(nèi)外研究表明，腸道菌群是人體內(nèi)的“微生物器官”，參與調(diào)節(jié)機體的穩(wěn)態(tài)和健康，其與結(jié)腸息肉發(fā)病有關(guān)[3-4]。運動是一種促進機體健康的方式，可優(yōu)化宿主腸道菌群的結(jié)構(gòu)、促進宿主腸道菌群組分的調(diào)控，并可作用于下丘腦-垂體-腎上腺軸并激活其調(diào)節(jié)腸道菌群構(gòu)成的功能，從而改善腸道微生態(tài)[5]。目前，已有研究顯示，結(jié)直腸息肉的發(fā)生和進展可能與腸道菌群結(jié)構(gòu)和功能改變、腸道菌群失穩(wěn)態(tài)有關(guān)，規(guī)律運動可影響健康人群腸道菌群的組成和功能[6]。但規(guī)律運動與腸道菌群和結(jié)直腸息肉之間的相關(guān)性尚未見有相關(guān)文獻報告。本研究以結(jié)直腸息肉患者為研究對象，觀察規(guī)律運動對其腸道菌群的影響，從腸道菌群的角度為運動促進結(jié)直腸息肉患者的健康提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2019年1月至2020年6月在我院經(jīng)纖維結(jié)直腸鏡檢查診斷為結(jié)直腸息肉的100例患者為研究對象。納入標準：確診結(jié)直腸息肉但尚未行息肉切除，患者及家屬知情同意自愿參與并簽署同意書者。排除標準：一般情況較差，嚴重營養(yǎng)不良；吸煙、素食；近2周有抗生素、益生菌、益生元、微生態(tài)活菌制劑等服用史；近3個月內(nèi)接受過胃腸手術(shù)；有完全性腸梗阻、急性腸穿孔及腹膜炎等消化道疾病；有心、肝、腎等嚴重器質(zhì)性疾病者。將46例規(guī)律運動患者作為規(guī)律運動組，54例無規(guī)律運動患者作為無規(guī)律運動組。規(guī)律運動組中男性22例、女性24例，年齡35～68(57.42±5.83)歲，體質(zhì)指數(shù)18.74～35.69(25.21±4.38)kg/m2；組織學分型：管狀腺瘤25例，混合腺瘤11例，絨毛狀腺瘤10例。無規(guī)律運動組中男性30例、女性24例，年齡36～65(57.27±5.90)歲，體質(zhì)指數(shù) 18.86～36.00(25.34±4.22)kg/m2；組織學分型：管狀腺瘤27例，混合腺瘤17例，絨毛狀腺瘤10例。兩組患者的性別、年齡、體質(zhì)指數(shù)、組織學分型比較，差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)，具有可比性。

1.2 研究方法

1.2.1 規(guī)律運動的評估：于纖維結(jié)直腸鏡檢查后第7天，參考《ACSM運動測試與運動處方指南》中推薦的規(guī)律運動標準[7]對研究對象進行評估，調(diào)查前1個月至當日規(guī)律運動情況。慢走、慢跑、爬山等有氧運動時間每周至少150 min視為規(guī)律運動。

1.2.2 膳食調(diào)查：于纖維結(jié)直腸鏡檢查后第7天，由調(diào)查者采用簡化版2010年中國居民營養(yǎng)與健康狀況監(jiān)測食物頻率調(diào)查問卷(Food Frequency Questionnaire,FFQ)[8]對患者進行面詢。簡化版FFQ包括主食、豆類、蔬菜類、水果類、乳類、肉類等17類食物，如主食包含大米及制品、小麥面粉及制品等，肉類包含鮮(凍)豬肉、牛肉、羊肉等，量表總體相關(guān)系數(shù)范圍為0.23～0.90[8]，完成問卷調(diào)查歷時8～10 min。調(diào)查前1個月至當日各種食物的攝入量及攝入頻率，其中主食和飲酒按品種進行詢問，豆類、蔬菜、水果、乳、肉、水產(chǎn)品、蛋等按大類進行詢問，食用油按品種及全家食用量(kg/個月)進行詢問，然后采用營養(yǎng)計算器v2.63.6計算研究對象每日脂肪、蛋白質(zhì)、膳食纖維、碳水化合物的攝入量及每日食物的總能量。

1.2.3 腸道菌群檢測：于纖維結(jié)直腸鏡檢后第7天，收集患者晨起新鮮中段糞便1 g左右，置入?yún)捬豕拗校?0 min內(nèi)送檢驗科，采用定量滴注法接種在可溶性淀粉培養(yǎng)基上，放置于37℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h，按平板菌落計數(shù)法對大腸埃希菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌、屎腸球菌等菌群進行定性及定量檢測。

1.2.4 糞便總16S rRNA檢測：按1.2.3方法收集患者樣品糞便，從中稱取0.3 g，使用土壤微生物DNA強力提取試劑盒(PowerSoil? DNA Isolation Kit，美國MoBio公司，批號：12888-50)提取糞便DNA，經(jīng)甲醛變性瓊脂糖凝膠電泳檢測提取的總DNA質(zhì)量，采用分光光度法測量DNA的純度及濃度，-20℃冰箱保存?zhèn)溆?。引物由Invitrogen公司合成，擴增引物為806R(5′-GGA CTA CHV GGG TWT CTA AT-3′)、515F(5′-GTG CCA GCM GCC GCG GTT A-3′)。PCR試劑盒購自深圳市麥瑞科林科技有限公司(粵深械備20200698號)，參照文獻[9]中的方法制備20 μL反應體系(SYBR 10 μL，上下游引物各0.4 μL，DNA 1 μL，ddH2O 8.2 μL)，反應步驟為95℃、300 s，95℃ 10 s、60℃ 30 s(40個循環(huán))。3個重復試驗后終止于線性擴增期，使用TruSeq DNA PCR-Free Sample Prep Kit 試劑盒(Illumina公司，F(xiàn)C-121-4001/FC-121-4002/FC-121-4003)建庫，然后在Illumina Hiseq測序儀平臺對擴增產(chǎn)物進行雙端測序。

1.2.5 其他指標檢測：采集患者晨起空腹靜脈血標本2 mL，送檢驗科檢測空腹血糖水平，內(nèi)鏡中心行C14呼氣試驗檢測幽門螺桿菌(Helicobacterpylori,Hp)感染情況。

1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料以(x±s)表示，兩組間比較采用t檢驗或t′檢驗；計數(shù)資料以例數(shù)(百分比)表示，組間比較采用χ2檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組患者膳食情況、實驗室指標及運動情況 規(guī)律運動組的運動時間長于無規(guī)律運動組(P<0.05)。兩組總熱量、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、纖維等膳食日攝入量，以及空腹血糖水平、Hp感染率比較，差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)。見表1。

表1 兩組患者膳食情況、實驗室指標及運動情況的比較

2.2 兩組患者腸道菌群數(shù)量的比較 規(guī)律運動組的大腸埃希菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量低于無規(guī)律運動組，屎腸球菌數(shù)量高于無規(guī)律運動組(均P<0.05)。見表2。

表2 兩組患者腸道菌群數(shù)量的比較 (x±s,lgCFU/g)

2.3 兩組患者糞便細菌總16S rRNA相對表達量的比較 規(guī)律運動組的糞便細菌總16S rRNA相對含量為79.43±5.28，高于無規(guī)律運動組的20.57±4.60(t=58.915,P<0.001)。

3 討 論

大腸埃希菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌、屎腸球菌等是人體腸道中的正常棲居菌，參與腸道對食物的消化過程、免疫應答，維持腸道屏障等功能。腸道菌群與宿主的共生維持腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，若腸道菌群失調(diào)則對宿主產(chǎn)生不利影響。研究報告指出結(jié)腸息肉的發(fā)生與腸道菌群有關(guān)，大腸埃希菌、腸桿菌科、沙門菌屬等變形桿菌分類群富集是結(jié)直腸息肉患者與健康個體之間腸道菌群組成最大的區(qū)別，且雙歧桿菌的豐富度與結(jié)腸息肉發(fā)生的風險呈正相關(guān)，而真桿菌和乳酸桿菌具有保護腸道的作用[10]。腸道菌群能將宿主難以消化的物質(zhì)分解產(chǎn)生營養(yǎng)物質(zhì)，從而成為宿主消化和營養(yǎng)吸收過程中不可或缺的重要組成部分。糞球菌、腸球菌等腸道菌群產(chǎn)生的短鏈脂肪酸是腸黏膜的重要能量來源，主要參與調(diào)節(jié)腸道免疫應答、改善腸道屏障功能、抑制炎癥等。因此，腸道菌群成為了解宿主健康狀態(tài)，預估罹患結(jié)直腸息肉發(fā)展的敏感生物學指標[11]。

健康成年人的腸道菌群結(jié)構(gòu)在一段時間內(nèi)能保持動態(tài)穩(wěn)定，但易受多因素影響，其中飲食結(jié)構(gòu)是最重要的因素之一[12]。腸道菌群通過發(fā)酵膳食纖維產(chǎn)生短鏈脂肪酸，增加胰高血糖素樣肽YY和肽-1水平，影響宿主糖代謝[13]。Hp感染可通過上調(diào)環(huán)氧合酶2表達、升高人體胃泌素水平而增加結(jié)直腸息肉發(fā)生的風險[14]。本研究中，兩組膳食日攝入量、空腹血糖、Hp感染率比較差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)，說明兩組患者上述指標處于同一基線水平。與無規(guī)律運動的結(jié)直腸息肉患者相比，有規(guī)律運動的結(jié)直腸息肉患者腸道中大腸埃希菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌等細菌減少，且糞便細菌總16S rRNA含量降低，表明規(guī)律運動有助于減少患者腸道中與結(jié)直腸息肉發(fā)生相關(guān)的菌科，與于鑫等[15]的研究結(jié)果相似。究其原因，可能與運動通過消耗能量、保護腸道、影響“菌群-腸-腦軸”功能活動等維持腸道菌群平衡有關(guān)[16-17]：(1)消耗能量。有規(guī)律運動的結(jié)直腸息肉患者通過運動消耗機體能量，影響和改善宿主腸道菌群的結(jié)構(gòu)和功能，抑制致病菌的產(chǎn)生和定植，增加益生菌，進而促進腸道菌群發(fā)揮代謝功能。(2)保護腸道。運動過程中產(chǎn)生的厭氧菌參與腸道碳水化合物的發(fā)酵分解，后者分解為單糖或短鏈脂肪酸，調(diào)節(jié)腸道pH值，保護宿主不受病原體的侵犯；增加抗凋亡蛋白、抗炎細胞因子和腸淋巴細胞中的抗氧化酶的表達水平，減少促凋亡蛋白、白細胞介素17和腫瘤壞死因子α的表達水平，調(diào)節(jié)腸道免疫反應；降低腸道細菌移位率，保持腸黏膜厚度以保護腸道。(3)影響“菌群-腸-腦軸”功能活動。運動激活下丘腦-垂體-腎上腺軸，促進促腎上腺皮質(zhì)激素分泌和促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子釋放，改變和影響胃酸分泌、胃腸蠕動和黏液分泌，改變腸道菌群結(jié)構(gòu)和組成。總之，腸道菌群失調(diào)在結(jié)直腸息肉的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用，運動能調(diào)控腸道菌群的結(jié)構(gòu)、成分、豐富度、數(shù)量、菌群平衡[18]。因此，應督促結(jié)直腸息肉患者養(yǎng)成規(guī)律運動的良好習慣。

綜上所述，運動作為非藥物性干預措施，在優(yōu)化腸道菌群的結(jié)構(gòu)和組成、維持腸道微生態(tài)平衡等方面具有獨特的優(yōu)勢和重要意義。規(guī)律運動可以優(yōu)化結(jié)直腸息肉患者的腸道菌群結(jié)構(gòu)，抑制有害菌，這為制訂結(jié)直腸息肉患者的運動干預措施提供了參考依據(jù)。今后還需深入研究規(guī)律運動、結(jié)直腸息肉及腸道菌群之間的關(guān)系，針對作用機制、檢測技術(shù)等方面進行進一步探索。