肝硬化患者腸道真菌變化的研究現(xiàn)狀

鄧睿翀 綜述，王立生 審校

【提要】 肝硬化是一種常見病，可并發(fā)上消化道出血、肝性腦病等多種嚴重并發(fā)癥。腸道菌群具有代謝、營養(yǎng)、宿主免疫和腸道防御等多種功能，與多種慢性疾病的發(fā)生有關。腸道真菌只占正常腸道菌群的一小部分，但依然對人體健康與腸道微生物穩(wěn)態(tài)起著不可或缺的作用。目前，國內(nèi)外探索肝硬化與腸道菌群失衡之間關系的研究大多聚焦于細菌，對真菌失衡層面的研究相對較少。本文就肝硬化與腸道真菌變化的研究進行綜述。

肝硬化是指各種慢性肝病進展至以肝臟彌漫性纖維化、假小葉與再生結(jié)節(jié)的形成、肝內(nèi)外血管增殖的病理階段。代償期病人可無明顯癥狀；失代償期可出現(xiàn)肝功能減退和門靜脈高壓的表現(xiàn)，常可并發(fā)上消化道出血、肝性腦病和感染等嚴重并發(fā)癥。目前，肝硬化已成為全球第14大常見死亡原因[1]。胃腸道微生物菌群是一個由大量微生物組成的復雜的生態(tài)系統(tǒng)，包括細菌、真菌、病毒等。人體維生素的合成、營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝、防止病原菌的入侵都離不開腸道微生物菌群的作用[2]。相關研究已經(jīng)證實，肝硬化的發(fā)生發(fā)展與腸道微生物群的變化密切相關[3]。由于在數(shù)量上，細菌占腸道微生物菌群中的絕大部分，當前肝硬化與腸道菌群失衡關聯(lián)的研究主要集中于細菌。隨著研究的深入，目前認為肝硬化患者同時也可能存在腸道真菌的失衡。本文對當前在肝硬化患者中腸道真菌改變的研究現(xiàn)狀進行綜述。

1 胃腸道中的真菌

健康人體中，盡管真菌只占胃腸道總微生物群的0.1%～1%，但其同樣對維持腸道微生態(tài)平衡發(fā)揮著十分重要的作用。相關研究顯示，70%成年人的胃腸道中可以檢測到真菌，在胃、空腸真菌數(shù)量多<2 lg CFU/mL，回腸多為2～3 lg CFU/mL，結(jié)腸多為2～6 lg CFU/mL，且與細菌相比，真菌體積也增大了100倍以上[4-5]。對健康人胃腸道真菌及其基因組的特征分析表明，胃腸道包含66個真菌屬和184種真菌，念珠菌屬是其優(yōu)勢真菌屬[6]。人體胃腸道發(fā)現(xiàn)的真菌，從菌門角度分析，主要包括子囊菌門、擔子菌門、接合菌門、壺菌門；從菌屬角度分析，主要包括念珠菌屬、隱球酵母菌屬、曲霉屬、酵母菌屬、毛孢子菌屬、子孢子菌屬等，其中隱球酵母菌屬、曲霉屬、毛孢子菌屬等可能來源于呼吸道和皮膚[7-8]。

白色念珠菌是人體胃腸道中最常見的真菌，同時也是腸道正常定植真菌，它有兩種生長形式，即酵母和菌絲。絕大多數(shù)情況下，白色念珠菌在人體中以酵母的形式生長，與人體之間相互作用，并不會引起腸道感染癥狀的產(chǎn)生[9]。當人體免疫力降低、腸道菌群平衡紊亂時，白色念珠菌就會以菌絲的形式生長。從酵母到菌絲形態(tài)的轉(zhuǎn)變在白色念珠菌的發(fā)病機理中起著關鍵的作用。盡管酵母形態(tài)的白色念珠菌增殖較快，但其侵襲能力不強。而菌絲形態(tài)的白色念珠菌侵襲能力較強，更容易穿過腸道屏障，引起一系列感染癥狀的產(chǎn)生。Naglik等[10]認為，菌絲的形成過程通常伴隨著相關菌絲蛋白的表達，并且該蛋白在黏附，侵襲，損傷誘導和免疫激活、逃逸等環(huán)節(jié)中起著關鍵作用。白色念珠菌也在進化過程中使其更容易在腸道定植。Tan等[11]研究發(fā)現(xiàn)，白色念珠菌已經(jīng)進化出以花生四烯酸合成前列腺素E2(PGE2)的能力，PGE2可以使白色念珠菌免受腸道吞噬細胞的清除作用，增強其對宿主免疫攻擊的耐受力，從而給白色念珠菌在哺乳動物胃腸道定植過程中提供了競爭優(yōu)勢。因此，白色念珠菌在腸道菌群中的作用應當引起我們的重視。

2 肝硬化腸道真菌的變化

眾所周知，肝臟由肝動脈和門靜脈雙重供血，其中約75%的血供來自門靜脈，門靜脈可收集腸道中的靜脈血，將腸道代謝產(chǎn)物傳遞給肝臟。自腸肝軸概念提出以來，人們開始意識到腸道菌群與肝臟疾病的發(fā)生發(fā)展有著非常密切的作用。當各種原因引起腸道屏障受損時，腸道菌群發(fā)生易位，菌群平衡發(fā)生紊亂，微生物代謝產(chǎn)物如內(nèi)毒素、微生物DNA等大量進入門靜脈，刺激肝臟Kupffer細胞釋放大量炎癥因子，引起肝細胞的受損，導致各種肝臟疾病的發(fā)生[12-13]。已有大量的研究證實肝硬化患者存在腸道細菌失衡[14]，同時大多研究也認為肝硬化容易合并真菌感染，但對真菌菌群結(jié)構變化的研究相對較少。

2.1 白色念珠菌的變化

如前所述，白色念珠菌為健康人體胃腸道中最常定植的真菌。Zhu等[15]對141例肝硬化患者糞便樣本進行分析，其中有63份樣本可以檢測到念珠菌，包括39株白色念珠菌，5株熱帶念珠菌，6株假單胞菌，6株克魯氏梭菌和7株其他念珠菌；而135名健康對照組中只有42例念珠菌攜帶者，包括21株白色念珠菌，3株熱帶念珠菌，4株副孢梭菌，2株克魯氏梭菌和12株其他念珠菌。這提示念珠菌屬，尤其是白色念珠菌，可在肝硬化患者腸道定植增加。最近，Lang等[16]通過對酒精性肝病、酒精使用障礙以及非酒精對照組三組對象研究發(fā)現(xiàn)，酒精性肝病患者更容易發(fā)生侵襲性真菌感染，主要的致病真菌為白色念珠菌和曲霉菌。分析三組患者糞便菌群，發(fā)現(xiàn)酒精性肝病組常伴念珠菌過度生長，但與其余兩組相比，其評估真菌多樣性的指標[香農(nóng)指數(shù)(Shannon index)]較低，血清抗釀酒酵母抗體(anti-Saccbaromyces cerevisiae antibodies, ASCA)水平更高，而ASCA水平與死亡率呈正相關。這表明酒精性肝病患者真菌總體多樣性較低，念珠菌屬為優(yōu)勢菌屬，機體對真菌的全身免疫反應也增強。Yang等[17]對酒精性肝硬化的研究也發(fā)現(xiàn)類似的真菌菌群結(jié)構變化特點，同時還指出，當酒精性肝硬化嚴重程度增加時，白色念珠菌豐度將會減低，其他真菌種群豐度增加，從而產(chǎn)生更多的真菌代謝產(chǎn)物，如β-葡聚糖等，能與肝臟Kupffer細胞表面的CLEC7A受體結(jié)合，通過誘導肝臟炎癥反應進一步引起酒精性肝硬化的進展。并且，杜氏假絲酵母菌成為晚期肝病患者中豐度最高的念珠菌。由此推測，白色念珠菌豐度的變化可能作為判斷肝硬化患者病情嚴重程度的指標，但其可行性仍需我們進一步研究。

2.2 條件致病菌的變化

某些真菌也可在腸道中長期定植，健康狀態(tài)下彼此相互制約，維持一定的平衡狀態(tài)。當這種平衡被打破時，這類真菌可成為致病菌，稱為條件致病菌，如光滑假絲酵母菌、熱帶假絲酵母菌、高里假絲酵母菌、克柔假絲酵母菌等。Krohn等[18]的研究進一步分析肝硬化患者十二指腸中念珠菌屬的種類，發(fā)現(xiàn)光滑假絲酵母菌、熱帶假絲酵母菌、克柔假絲酵母菌、高里假絲酵母菌、乳酒假絲酵母菌、葡萄牙假絲酵母菌、皺褶假絲酵母菌以及釀酒酵母菌的豐度增加，表明原本豐度較低的條件致病菌，在肝硬化患者中可大量繁殖。Loomba等[19]研究發(fā)現(xiàn)，在中國非酒精性脂肪性肝炎(NALFD)相關肝硬化患者中，釀酒酵母菌的含量最高，而光滑假絲酵母菌在NALFD相關肝硬化中特異性更高，但兩種真菌的致病機制及其對肝硬化并發(fā)癥的影響還在研究中。Lahmer等[20]通過對比69例肝硬化伴真菌定植的患者與31例無真菌定植的患者菌群結(jié)構發(fā)現(xiàn)，肝硬化組真菌種群結(jié)構上念珠菌屬占主導地位，并且與對照組相比，光滑假絲酵母菌、克柔假絲酵母菌、近平滑假絲酵母菌、乳酒假絲酵母菌等真菌定植增加，同時還出現(xiàn)6例煙曲霉定植以及4例其他真菌(包括釀酒酵母、阿氏絲孢酵母等)定植，且肝硬化伴真菌定植的患者死亡率更高。Bajaj等[21]招募了143例肝硬化患者和26例健康對照者，發(fā)現(xiàn)肝硬化組擔子菌門相對豐度降低，并且擔子菌門與子囊菌門豐度比值越低，肝硬化嚴重程度就越高。同時還發(fā)現(xiàn)，擬桿菌門與子囊菌門豐度比值可作為預測肝硬化患者90d住院率的指標，兩者之間呈負相關關系。假絲酵母菌屬為子囊菌門的一個分支，子囊菌門相對豐度增高則意味著多種條件致病真菌的大量繁殖，真菌代謝產(chǎn)物增加，引起一系列炎癥反應而導致肝細胞的損害?？偠灾?，肝硬化患者更容易出現(xiàn)多種條件致病真菌定植，菌群種類的變化及其對機體產(chǎn)生的不良影響不容忽視。

2.3 真菌菌群結(jié)構與HBV感染的關系

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)感染是引起我國人群肝硬化最常見的原因。人體感染HBV后，可能會引起急性乙型肝炎、慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B, CHB)，或成為HBV無癥狀攜帶者，慢性乙型肝炎可進一步引起乙肝肝硬化的產(chǎn)生。不同程度HBV感染的患者，其腸道真菌菌群構成特點也存在差異。Guo等[22]對乙肝肝硬化患者(liver cirrhosis, LC)、CHB患者(CH)、HBV攜帶者(HBV carrier, HC)以及健康對照組四組人群糞便樣本中的腸道真菌進行定量PCR分析，發(fā)現(xiàn)白色念珠菌、近平滑假絲酵母菌、釀酒酵母菌、克柔假絲酵母菌在4組糞便樣本中豐度存在差異，這4種真菌在腸道中豐度的總體趨勢是LC組>CH組>HC組>健康對照組，同時作者也指出，釀酒酵母菌可隨著慢性HBV感染嚴重程度的增加而大量增殖。這可能是由于肝硬化時患者胃腸道淤血，加之氧化應激、交感神經(jīng)興奮等因素導致腸道活動的減少，引起患者排便減少，真菌在腸道進一步聚積。Chen等[23]進行了相似的研究，發(fā)現(xiàn)4組研究對象糞便真菌主要歸屬于三種類群：接合菌門(2.7%)、擔子菌門(18.9%)、子囊菌門(78.4%)，假絲酵母屬以及酵母屬為其中兩種最主要的真菌類型，同時作者還指出LC組和CH組中患者腸道真菌多樣性增高。由此可見，HBV引起肝臟損傷的程度越嚴重，腸道真菌的檢出率將越高，真菌失衡的情況也將越明顯。

2.4 腸道真菌與細菌的關系

已有大量的研究表明，肝硬化時存在腸道細菌菌群的失衡，具體表現(xiàn)為雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌等益生菌的減少，腸球菌、腸桿菌等機會致病菌的增加[14]。腸道中的真菌和細菌群落相互影響、相互依賴，一個微生物群落的改變可能會引起另一個群落的改變。Kapitan等[24]報道乳酸桿菌可以產(chǎn)生短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids, SCFAs)(主要成分為乙酸鹽、丙酸鹽、丁酸鹽等)，不僅能促進腸道屏障功能的發(fā)揮，還可以抑制白色念珠菌從酵母形態(tài)向菌絲形態(tài)的轉(zhuǎn)變，降低其侵襲性。因此，肝硬化時乳酸桿菌數(shù)量的減少，可導致腸道屏障功能的降低以及白色念珠菌侵襲性的增強，進一步引起腸道菌群易位的發(fā)生。一項在小鼠中的研究表明，多形擬桿菌可以通過增加缺氧誘導因子-1α(hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α)介導的抗菌肽LL-37的表達來抑制白色念珠菌在腸道中的定植[25]。也有報道指出，將白色念珠菌引入接受抗生素處理的小鼠腸道微生物群后，發(fā)現(xiàn)腸球菌成為優(yōu)勢菌屬[26]。肝硬化時是否真菌失衡與細菌失衡各自獨立存在？還是兩者的發(fā)生存在一定的先后順序？這個問題目前尚無一個確切的結(jié)論，需要更進一步繼續(xù)探討。

3 微生態(tài)治療

人們已經(jīng)認識到，微生態(tài)治療可作為肝硬化治療的一個重要手段。針對肝硬化時存在的細菌失衡，目前大多使用抗生素治療。Righi[27]指出，長期使用抗生素可能會促進真菌在腸道中的過度生長，從而導致真菌易位和自發(fā)性真菌性腹膜炎的產(chǎn)生。Bajaj等[21]研究發(fā)現(xiàn)，肝硬化患者使用抗生素后，細菌和真菌的多樣性降低，且同時伴有白色念珠菌的過度生長，導致?lián)泳T與子囊菌門比值降低。他們得出結(jié)論，濫用抗生素加重肝硬化，導致感染的產(chǎn)生以及延長住院時間。另外，這項研究還發(fā)現(xiàn)，使用質(zhì)子泵抑制劑治療后可以降低肝硬化患者腸道細菌的多樣性，但對真菌種群的多樣性影響不大。這很大程度上能給我們帶來警醒，即肝硬化時應該合理使用抗生素，維持細菌和真菌群落之間的平衡。許多研究也指出，失代償期肝硬化患者免疫功能低下，容易合并真菌感染，盡早進行抗真菌治療能夠改善肝硬化患者的預后[28]。Bassetti等[29]在一項回顧性研究中評估了241名肝硬化伴念珠菌血癥患者的30d死亡率，認為念珠菌血癥的發(fā)生與肝硬化患者死亡率顯著相關，適當?shù)目拐婢委熌軌蛱岣吒斡不颊叩纳媛?。但抗真菌治療肝硬化是否能夠同時糾正腸道真菌的紊亂，目前鮮有文獻報道。

糞便移植(fecal microbiota transplantation, FMT)是指利用經(jīng)過處理的健康人糞便移植到患者腸道中，從而達到重建腸道菌群治療疾病的一種方法，是治療艱難梭菌感染(Clostridium difficile infection, CDI)的重要手段，許多研究也表明FMT可作為治療潰瘍性結(jié)腸炎的新方法[30]。從理論上說，F(xiàn)MT也可用于調(diào)節(jié)肝硬化患者腸道菌群紊亂的狀況。Bajaj等[31]在一項非盲的隨機對照試驗中納入了20名復發(fā)性肝性腦病的患者，將其均分為FMT治療組和對照組，通過比較第150天時兩組發(fā)生嚴重不良事件的比例，發(fā)現(xiàn)FMT治療組的患者因肝臟相關并發(fā)癥住院的比例小于對照組，初步推斷FMT能夠改善因抗生素治療引起的腸肝軸破壞，同時也能防止腸道菌群失衡引起的肝臟損傷事件的發(fā)生。而不恰當?shù)腇MT治療也會帶來許多不良的后果。Zuo等[32]研究發(fā)現(xiàn)，對CDI患者使用FMT治療后，對FMT無反應者腸道中白色念珠菌豐度增加，并在腸道菌群中占主導地位，從而認為白色念珠菌的豐度可能與不恰當?shù)腇MT治療相關。FMT是否可以用于糾正肝硬化患者腸道菌群紊亂？亦或是可能進一步引起腸道真菌的失調(diào)，加重肝硬化的臨床癥狀？其對于肝硬化治療的安全性與可行性，仍需要我們進一步研究評估。

4 結(jié)論

胃腸道中的真菌只占腸道菌群中的一小部分，卻依然發(fā)揮著十分重要的作用。越來越多的證據(jù)表明，肝硬化時除了存在腸道細菌菌群失衡外，也存在著真菌菌群的失衡。白色念珠菌作為人體胃腸道中最常定植的真菌，其在肝硬化發(fā)生發(fā)展中的變化及作用應當引起我們的重視。微生態(tài)治療逐漸成為肝硬化治療的重要手段，我們在糾正細菌菌群失衡的同時應維持腸道真菌菌群的平衡。我們?nèi)孕枰M一步探究腸道真菌與肝硬化之間的關系，從一個新的角度認識并達到更好治療肝硬化的目的。