中西醫(yī)調(diào)控腸道微生態(tài)干預(yù)肝衰竭的研究進(jìn)展*

顏耿杰 林 鏞 韋艾凌 毛德文 蘇會(huì)吉 龍富立

廣西中醫(yī)藥大學(xué) (廣西 南寧， 530200)

肝衰竭(HE)是由病毒、酒精和藥物等多種因素引起的肝細(xì)胞大量壞死，肝功能嚴(yán)重障礙甚至失代償?shù)囊环N疾病，并發(fā)癥多，治療困難，預(yù)后差[1]。有研究表明，由于HE患者腸道菌群失調(diào)，造成人體內(nèi)內(nèi)毒素的產(chǎn)生和吸收增加，這種腸源性內(nèi)毒素血癥(IETM)是誘發(fā)和加重HE的重要機(jī)制之一[2]。因此，調(diào)節(jié)腸道菌群、改善腸道微生態(tài)系統(tǒng)已成為當(dāng)下防治HE的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。

1 腸道微生態(tài)概述

人體腸道菌群是寄居在人體胃腸道內(nèi)數(shù)以億計(jì)的微生物總?cè)?，有約1.5千克，1 014種微生物和近2 000種不同的物種，主要包括厚壁菌、擬桿菌、變形菌、放線菌和梭桿菌等，其中大部分是厭氧的[3]。健康腸道菌群對(duì)機(jī)體是有益的，一方面，腸道為細(xì)菌定殖提供了營(yíng)養(yǎng)豐富的環(huán)境，為代謝活躍的細(xì)菌群提供了營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。另一方面，腸道菌群能為宿主提供所需的營(yíng)養(yǎng)素(維生素B、維生素K)，提高其生物利用度，有助于消化不易消化的營(yíng)養(yǎng)素(膳食纖維)，以及由其降解產(chǎn)生的低脂肪酸(丁酸鹽、丙酸鹽、乙酸鹽)[4，5]，腸道菌群與宿主之間彼此互惠互利的共生關(guān)系也因此形成。另外，腸道上皮細(xì)胞可形成物理屏障阻礙細(xì)菌侵入腸道黏膜，作為連接天然免疫與適應(yīng)性免疫應(yīng)答的橋梁，從而有效地維持腸道微環(huán)境穩(wěn)態(tài)平衡[6]。然而，當(dāng)這種平衡關(guān)系被打破時(shí)，例如腸屏障被破壞、腸粘膜受損等，腸道菌群中許多致病菌便會(huì)通過(guò)腸粘膜進(jìn)入其他的臟器系統(tǒng)，從而危害宿主健康。

腸道菌群以多種方式影響人類健康，例如提供營(yíng)養(yǎng)、促進(jìn)生長(zhǎng)、參與信號(hào)通路并調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)等，并被認(rèn)為是許多疾病的主要促成因素。肝臟作為人體最大的代謝器官，其門靜脈系統(tǒng)主要接受來(lái)自腸道的血液并匯集至肝臟，使得腸道與肝臟之間的關(guān)系非常密切，“腸-肝軸”也因此產(chǎn)生。一個(gè)完整的“腸-肝軸”依賴于穩(wěn)定的腸道粘膜屏障、健康的腸道菌群以及正常的肝臟功能，其中最主要的就是腸道粘膜屏障，但這也與腸道菌群有著直接關(guān)系。腸道粘膜屏障的中心組分是腸上皮細(xì)胞，其通過(guò)頂端連接蛋白(包括密蛋白、occlu dins、E-鈣粘蛋白、橋粒和連接粘附分子)與鄰近細(xì)胞緊密連接，是細(xì)菌及其生物產(chǎn)物的天然屏障，這種屏障的破壞會(huì)導(dǎo)致腸道微生物的全身擴(kuò)散并最終進(jìn)入門靜脈[7]。腸道菌群在“腸-肝軸”中也起著至關(guān)重要的作用，它參與了正常宿主生理的許多方面，包括營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和應(yīng)激反應(yīng)[8]，并通過(guò)阻止病原體的定植、與宿主腸細(xì)胞直接相互作用以及將未消化的碳水化合物代謝為鏈脂肪酸來(lái)保護(hù)腸道粘膜屏障功能[9]。

2 腸道微生態(tài)對(duì)肝衰竭的影響

腸道菌群是機(jī)體的重要組成部分，與多種疾病相關(guān)，如心血管疾病、代謝疾病和2型糖尿病等[10]。腸道菌群的變化與肝臟疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，當(dāng)腸道菌群失調(diào)或腸道粘膜屏障受損時(shí)，會(huì)導(dǎo)致腸源性內(nèi)毒素(IET)的產(chǎn)生和吸收增加，使大量的IET進(jìn)入門靜脈系統(tǒng)，由于HE患者的肝臟Kupffer細(xì)胞吞噬功能低下，門靜脈血中IET的吸收量超過(guò)了肝臟Kupffer細(xì)胞清除IET的能力，使IET進(jìn)入體循環(huán)，進(jìn)而導(dǎo)致IETM的產(chǎn)生[11，12]。內(nèi)毒素與肝臟Kupffer細(xì)胞表面的Toll樣受體結(jié)合后產(chǎn)生TNF-α，誘導(dǎo)肝細(xì)胞壞死及凋亡，促進(jìn)HE的發(fā)展。近年來(lái)有臨床研究表明，腸道菌群的種類或豐度與HE存在密不可分的關(guān)系。

2.1 相關(guān)臨床試驗(yàn)研究 王保紅[13]等提取了16例健康人與26例急性HE患者糞便標(biāo)本中腸道菌基因組總DNA后，對(duì)比兩組間腸道菌群的多樣性和分子變化特征，結(jié)果顯示急性肝衰竭患者的腸道擬桿菌顯著減少，腸球菌屬、普雷沃氏菌屬和大腸埃希桿菌顯著增加，這項(xiàng)研究揭示了腸道菌群的組成與HE密切相關(guān)。張娟[14]選取慢加急性HE患者33例，慢性乙型肝炎重度患者31例、慢性乙型肝炎輕中度患者44例為研究對(duì)象，對(duì)照組為31例健康人，分析他們腸道菌群結(jié)構(gòu)、豐度及多樣性特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)腸道菌群多樣性與豐度隨著CHB疾病嚴(yán)重程度的發(fā)展而呈現(xiàn)出進(jìn)行性降低的表現(xiàn)。

2.2 相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究 李蘭娟等[15]在建立急性HE大鼠模型后于0 h、24 h、48 h分別處死各組大鼠，定性、定量分析空腸、回腸及結(jié)腸菌群，發(fā)現(xiàn)急性HE大鼠存在腸道菌群失調(diào)且失調(diào)程度與肝損傷程度有關(guān)。Liu等[16]建立急性HE小鼠模型，通過(guò)16 SrDNA中V3+V4區(qū)的高通量測(cè)序，觀察口腔、胃、十二指腸中菌群的相對(duì)豐度和多樣性的信息，并通過(guò)LDA效應(yīng)大小分析鑒定急性肝功能衰竭的細(xì)菌易位及相關(guān)變化，發(fā)現(xiàn)小鼠上消化道腸道菌群的多樣性和相對(duì)豐度發(fā)生了顯著變化。Lin等[18]從下消化道和糞便不同部位的腸內(nèi)容物中提取微生物DNA，然后進(jìn)行生物信息學(xué)分析，結(jié)果顯示急性HE小鼠存在腸道菌群失調(diào)。

3 通過(guò)腸道微生態(tài)干預(yù)肝衰竭的機(jī)制和作用

3.1 中藥調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)干預(yù)HE 近年來(lái)已有研究表明，中藥可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群，保護(hù)腸道粘膜屏障，從而恢復(fù)腸道菌群的多樣性[17,18]。人參中含有的人參多糖可以改善腸道代謝和人參皂甙的吸收，同時(shí)促進(jìn)乳酸桿菌和擬桿菌屬的生長(zhǎng)[19]。運(yùn)用中藥調(diào)控腸道菌群進(jìn)而治療HE的研究近年來(lái)也備受關(guān)注。臨床實(shí)踐證明，中藥在HE腸道菌群失調(diào)中發(fā)揮重要作用。

3.1.1 降低內(nèi)毒素水平干預(yù)HE 內(nèi)毒素在HE與腸道菌群失調(diào)中扮演重要角色，其損傷途徑廣泛，可損傷腸黏膜上皮細(xì)胞線粒體和溶酶體，引起上皮細(xì)胞自溶，也可引起腸微血管收縮，使腸黏膜血流量減少，導(dǎo)致腸組織缺血缺氧；絲氨酸蛋白酶能損傷腸粘膜屏障完整性，而內(nèi)毒素可增加絲氨酸蛋白酶的活性，增加腸黏膜通透性并促使細(xì)菌易位，使得內(nèi)毒素吸收增多而加重IETM[20]。IETM的產(chǎn)生能夠與肝臟Kupffer細(xì)胞表面Toll樣受體結(jié)合引發(fā)肝臟炎癥及肝細(xì)胞受損，另外，還可使ATP酶活性及線粒體的能量合成功能降低而影響膽汁排泌，導(dǎo)致膽汁淤積進(jìn)而引起肝損害，膽汁分泌減少或膽汁成分出現(xiàn)變化，破壞“腸-肝軸”平衡，導(dǎo)致腸道細(xì)菌大量增多、腸蠕動(dòng)減慢，出現(xiàn)腸道菌群失調(diào)[21]。因此，在HE的治療上，可將降低腸道內(nèi)毒素水平作為重要方法。朱文芳等[22]納入60例慢加急性HE患者探究溫陽(yáng)解毒化瘀方對(duì)其腸道菌群和血漿內(nèi)毒素的影響，發(fā)現(xiàn)溫陽(yáng)解毒化瘀方能夠有效增加雙歧桿菌的菌落數(shù)，降低腸桿菌數(shù)量，進(jìn)而降低血漿內(nèi)毒素水平。劉茵等[23]選取90例慢加急性HE患者，觀察解毒化瘀顆粒對(duì)慢加急性HE患者腸道菌群及腸道屏障功能的影響，結(jié)果表明解毒化瘀顆粒可以很好的提高腸道腸球菌屬、雙歧桿菌菌屬數(shù)量，而降低酵母菌及DAO、ET、PCT水平，有效改善患者腸道菌群結(jié)構(gòu)、緩解內(nèi)毒素血癥、改善腸粘膜屏障功能及肝功能。

3.1.2 恢復(fù)腸道屏障功能干預(yù)HE 正常情況下，腸道菌群中的有益菌屬通過(guò)發(fā)揮黏附作用與腸上皮緊密結(jié)合，形成腸道微生態(tài)屏障，增強(qiáng)了胃腸黏膜屏障功能，形成“腸道定植抗力”，能夠抵御致病菌的入侵。有益菌通過(guò)產(chǎn)生多種抑菌與抗菌成分，如乳酸、細(xì)菌素等，使得致病菌的活力與功能減退。如果致病菌過(guò)度生長(zhǎng)，其細(xì)菌蛋白酶不僅損傷腸黏膜上皮細(xì)胞微絨毛膜蛋白，還能干預(yù)腸黏膜上皮細(xì)胞的生化反應(yīng)，損害微絨毛，并能分泌一些毒素或代謝產(chǎn)物干擾腸上皮細(xì)胞蛋白質(zhì)合成，顯著增強(qiáng)腸黏膜通透性，促使腸道屏障功能受損[24]。研究表明，中藥治療可有效提高腸道菌群中有益菌屬的含量，降低致病菌數(shù)量，達(dá)到改善腸道微生態(tài)的作用。張璇等[25]通過(guò)建立急性HE小鼠模型發(fā)現(xiàn)，中藥方劑赤白湯可有效提高乳酸桿菌和雙歧桿菌的含量，降低大腸桿菌小鼠腸道中和腸球菌豐度，表明赤白湯可以通過(guò)抑制有害菌、促進(jìn)腸道優(yōu)勢(shì)菌的生長(zhǎng)，改善腸道菌群和腸屏障功能。李海鳳等[26]同樣納入60例慢加急性HE患者，治療組患者在常規(guī)治療中加用赤芍承氣湯高位保留灌腸，結(jié)果顯示中藥治療組患者腸道內(nèi)擬桿菌、雙歧桿菌、梭菌、乳酸桿菌有益菌屬水平顯著提高，酵母菌和大腸桿菌水平降低，腸道菌群恢復(fù)正常，患者的死亡率降低。因此，恢復(fù)腸道屏障功能，提高有益菌屬水平、抑制致病菌的生長(zhǎng)，有望增強(qiáng)腸道定植抗力，改善HE患者預(yù)后。

3.2 調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)干預(yù)HE 腸道微生態(tài)在肝病學(xué)領(lǐng)域是一個(gè)重要課題，其功能和結(jié)構(gòu)的完整性與肝臟疾病的演變密切相關(guān)，常被作為肝病治療的靶點(diǎn)[27]。微生態(tài)制劑包括益生菌、益生元和合生元等，廣泛用于臨床，具有調(diào)節(jié)機(jī)體腸道菌群平衡、改善腸道粘膜屏障功能、增強(qiáng)機(jī)體免疫力的作用，并且能夠顯著改善HE患者的腸道菌群情況，降低其血漿內(nèi)毒素和細(xì)胞因子水平，抑制IETM的發(fā)生，減輕內(nèi)毒素對(duì)HE患者造成的肝損害，達(dá)到輔助治療HE和改善肝功能的目的[28]?？诜挠幸婢梢栽谀c道中與其他厭氧菌一起占據(jù)腸道粘膜表面，并通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性地與致病菌爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)發(fā)揮生物拮抗作用。此外，微生態(tài)制劑還可以調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能，如乳酸桿菌可刺激腸道樹(shù)突狀(DC)細(xì)胞啟動(dòng)免疫應(yīng)答，降低內(nèi)毒素和TNF-α水平，增加腸道緊密連接蛋白ZO-1的表達(dá)，改善腸道屏障功能，防止細(xì)菌移位，減輕肝細(xì)胞損傷[29]；還可激發(fā)自然殺傷(NK)細(xì)胞的活性，促使 IgA、IgG和IgM等免疫球蛋白產(chǎn)生，IgA可以調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)系統(tǒng)的組成和功能，IgA缺失或功能障礙可促使腸道菌群組成成分發(fā)生變化，而IgG和IgM可防止其侵入腸黏膜固有層，增強(qiáng)腸道黏膜屏障功能[30]。楊仁國(guó)等[31]納入101例慢加急性HE患者，分為慢加急性HE組56例和慢加急性HE繼發(fā)感染組45例，均予1個(gè)月的雙歧桿菌四聯(lián)活菌片治療，另納入67例健康人作為對(duì)照組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌四聯(lián)活菌片有助于改善患者的腸道菌群及免疫狀態(tài)。Lv等[32]使用誘導(dǎo)的急性HE大鼠模型予探究健康人群腸道5種乳酸菌對(duì)模型大鼠的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)唾液乳桿菌(LI01)和戊糖假單胞菌(LI05)可顯著降低大鼠ALT和AST水平，抑制總膽紅素的上升并能減少肝臟和末端回腸的組織學(xué)異常及體內(nèi)細(xì)菌移位，對(duì)急性HE的進(jìn)展起到較好的干預(yù)作用。Wang等[33]通過(guò)建立急性肝衰竭大鼠模型研究瑞士乳桿菌(R0052)的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)(R0052)可減輕大鼠肝細(xì)胞損傷，增強(qiáng)腸粘膜屏障功能從而減少大鼠潛在的腸道病原體，恢復(fù)正常的腸道菌群。

4 結(jié)論與展望

HE是臨床危急重癥之一，至今尚未研發(fā)出特效藥物，盡管有人工肝和肝移植等治療方法，但因其昂貴的治療費(fèi)用和肝臟的排斥反應(yīng)而無(wú)法得到普遍應(yīng)用。新近研究證實(shí)腸道微生態(tài)與HE的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)，并且通過(guò)大量臨床及實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)可以通過(guò)中西醫(yī)結(jié)合治療調(diào)控腸道微生態(tài)達(dá)到干預(yù)HE進(jìn)展的目的，這為HE的防治提供了新思路和新方法。雖然目前尚未完全發(fā)現(xiàn)與HE發(fā)病機(jī)制相關(guān)的關(guān)鍵菌屬，但隨著研究的深入，腸道微生態(tài)的結(jié)構(gòu)和功能，菌屬的代謝途徑也許會(huì)成為治療HE的靶點(diǎn)和(或)評(píng)估HE患者預(yù)后的療效指標(biāo)，同時(shí)新的中藥驗(yàn)方和新一代益生菌的出現(xiàn)可能會(huì)對(duì)HE靶向輔助治療提供更有力的科學(xué)依據(jù)。