肝硬化與小腸細菌過度生長的研究進展

曹莉婷 ， 孫瑾瑜 ， 李初誼 ， 黃新霞 ， 于曉輝

（1.寧夏醫(yī)科大學(xué)，銀川 750004； 2.中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第九四〇醫(yī)院消化內(nèi)科；蘭州 730050； 3.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，蘭州 730050）

肝硬化是消化系統(tǒng)發(fā)病率較高的疾病，是由各種病因?qū)е碌穆悦庖邠p傷性疾病，起病常隱匿，早期可無特異性癥狀和體征。臨床表現(xiàn)為食欲缺乏、乏力、消化不良、腹瀉、腹痛等非特異性癥狀。在病變過程中，由于胃腸蠕動減慢、胃酸和膽汁酸減少以及小腸免疫功能障礙等，容易導(dǎo)致小腸細菌過度生長（small intestinal bacterial overgrowth，SIBO），SIBO 可表現(xiàn)為腹脹、腹痛、腹瀉、貧血及營養(yǎng)不良，兩者的臨床表現(xiàn)相似，可能通過某種內(nèi)在的聯(lián)系相互影響，促進病情進展。本文就此進行系統(tǒng)綜述，以了解肝硬化并發(fā)SIBO對人體影響的最新研究進展，并為臨床治療提供一定的參考。

1 SIBO 概述

正常人體小腸中的細菌數(shù)量較少。十二指腸及空腸上段存在極少數(shù)細菌，以需氧菌為主，菌落數(shù)約103CFU·mL-1。接近回腸末端時細菌菌落數(shù)量可增加至108CFU·mL-1左右，以厭氧菌為主[1]。在生理狀態(tài)下，小腸內(nèi)的機械屏障、化學(xué)屏障、生物屏障和免疫屏障等可以抑制致病菌定植與繁殖。腸道菌群與人體之間形成了一個動態(tài)平衡的微生態(tài)系統(tǒng)，彼此之間相互制約、相互影響。小腸內(nèi)的微生物主要參與機體的新陳代謝、免疫防御、黏膜屏障形成等，對人體健康的維持起著至關(guān)重要的作用。

SIBO 是由于小腸結(jié)構(gòu)異常、腸蠕動功能障礙、腸道免疫功能受損及其他因素導(dǎo)致遠端結(jié)腸內(nèi)菌群易位，引起小腸菌群數(shù)量或種類改變所致[2]。SIBO 的診斷是以成人小腸液細菌培養(yǎng)菌落數(shù)＞105CFU·mL-1為金標(biāo)準(zhǔn)，2017 年北美共識推薦小腸液細菌培養(yǎng)菌落計數(shù)＞1×103CFU·mL-1即可診斷SIBO，但該檢查為侵入性操作，在臨床上常用的是簡便、無創(chuàng)的氫呼氣試驗檢測[3-4]。已有研究[5-7]證明，SIBO 與多種疾病的發(fā)生與發(fā)展密切相關(guān)，如高脂血癥、炎癥性腸病及慢性肝病等?？傊?，多種疾病可伴隨SIBO 的發(fā)生，并與疾病的進展相關(guān)。

2 肝硬化與SIBO

肝硬化是嚴(yán)重危害人體健康的疾病之一。肝硬化患者中SIBO 發(fā)生率較健康人群升高，并對疾病的進展具有一定的促進作用，現(xiàn)已成為當(dāng)前研究的熱點。Martini 等[8]于1957 年首次報道肝硬化患者比健康人小腸中存在更多的鏈球菌感染，證實肝硬化患者小腸內(nèi)存在菌群失調(diào)。張夢婷等[9]收集106 例不同病因引起的肝硬化患者，通過乳果糖-氫呼氣試驗檢測SIBO 的發(fā)生情況，發(fā)現(xiàn)SIBO 在肝硬化患者中普遍存在，并且SIBO 的發(fā)生率與肝硬化Child-Pugh 分級嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，但與引起肝硬化的具體病因無明顯相關(guān)性。

2.1 肝硬化引起SIBO 的可能機制

目前認為肝硬化引起SIBO 的機制主要有：1）小腸運輸障礙：有研究[10-11]報道肝硬化患者常合并自主神經(jīng)病變，且副交感神經(jīng)病變較交感神經(jīng)病變明顯，可減慢胃腸道的運動，延長口盲轉(zhuǎn)運時間（OCTT）。另外，肝硬化門靜脈高壓可導(dǎo)致胃腸道水腫，減慢胃腸蠕動，使外籍菌在小腸內(nèi)停留時間過長，過度繁殖進而引起SIBO。Lunia等[12]通過乳果糖-氫呼氣試驗檢測肝硬化患者OCTT，發(fā)現(xiàn)肝硬化合并SIBO 患者的OCTT 較無SIBO 患者明顯延長。2）小腸pH 值改變：腸道的pH 值與微生態(tài)的紊亂直接相關(guān)，并會影響致病菌的繁殖，pH 值的升高可改變腸道內(nèi)環(huán)境，促進致病菌移行[13]。高萍等[14]通過檢測肝硬化患者胃內(nèi)24 h pH 值的變化，發(fā)現(xiàn)胃酸的分泌明顯減少，考慮原因為：1）門靜脈高壓性胃病造成胃黏膜缺血、缺氧導(dǎo)致壁細胞減少；2）胃腸運動功能減慢導(dǎo)致胃十二指腸液反流中和胃酸，兩者均導(dǎo)致胃酸減少，改變小腸和大腸的pH 值。Revaiah等[15]研究發(fā)現(xiàn)長期使用質(zhì)子泵抑制劑（PPI）升高胃腸內(nèi)pH 值，可改變腸道內(nèi)的微環(huán)境，促進結(jié)腸細菌的生長，并促使細菌向小腸移位。肝硬化患者應(yīng)用PPI 是改變糞便菌群組成的影響因素[16]。小腸道pH 值的升高是增加SIBO 發(fā)生的危險因素之一。3）小腸免疫功能障礙：由腸道上皮細胞、黏膜淋巴細胞、黏膜下集合淋巴結(jié)及益生菌組成的腸道局部免疫功能，可抵御外籍致病菌在小腸中過度繁殖[17-18]，對于維持腸道正常菌群具有一定的作用。已有研究[19-20]通過動物實驗發(fā)現(xiàn)，肝硬化大鼠腸黏膜水腫、黏膜上皮細胞內(nèi)淋巴細胞出現(xiàn)異?；罨?，導(dǎo)致小腸CD4+與CD8+細胞比例失調(diào)，同時破壞上皮細胞間緊密連接，易于發(fā)生細菌易位，這種腸道免疫失調(diào)與肝硬化的病情嚴(yán)重程度具有正相關(guān)性。4）小腸膽汁酸減少：正常肝臟內(nèi)以膽固醇為原料合成膽汁酸，經(jīng)膽道分泌至小腸進行轉(zhuǎn)換代謝，大約95%的膽汁酸在回腸末端重吸收。腸道中的膽汁酸一方面可以參與脂類物質(zhì)和脂溶性維生素的消化與吸收；另一方面，膽汁酸可以直接調(diào)節(jié)腸道菌群，具有較強的抑菌作用[21]。但在肝硬化病理條件下，肝細胞合成膽汁酸減少，腸道內(nèi)初級膽汁酸轉(zhuǎn)化減少，進而導(dǎo)致小腸微生態(tài)紊亂[22]。這也是導(dǎo)致致病菌在小腸過度繁殖的重要原因。

肝硬化導(dǎo)致SIBO 的發(fā)生是多種機制共同作用的結(jié)果，而SIBO 也可通過相應(yīng)機制加重肝硬化[23]，兩者之間形成的惡性循環(huán)是肝硬化持續(xù)進展并加重的重要原因之一。任衛(wèi)英等[24]研究證實，肝硬化大鼠發(fā)生SIBO，空腸內(nèi)過度生長的細菌以大腸桿菌為主，并且細菌數(shù)量與血清中內(nèi)毒素水平呈正相關(guān)，進而導(dǎo)致腸源性內(nèi)毒素血癥。肝硬化發(fā)生SIBO 后小腸內(nèi)過度生長繁殖的革蘭陰性細菌裂解釋放大量內(nèi)毒素進入血液循環(huán)，并且肝硬化患者免疫功能低下、腸黏膜通透性增加，易發(fā)生腸源性內(nèi)毒素血癥。內(nèi)毒素進入血液可刺激免疫細胞表達Toll 樣受體，進而啟動炎性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，釋放多種炎性細胞因子，參與全身炎癥活動，加重肝硬化病情程度[25]。

2.2 肝硬化并發(fā)癥與SIBO 的關(guān)系

肝硬化發(fā)展到一定程度，可出現(xiàn)各種危及生命的并發(fā)癥，如肝性腦?。╤epatic encephalopathy，HE）、自發(fā)性腹膜炎、肝肺綜合征（hepatopulmonary syndrome，HPS）、肝細胞肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）、上消化道出血等，而 SIBO是肝硬化易出現(xiàn)并發(fā)癥的危險因素之一。

HE 是肝硬化最嚴(yán)重的并發(fā)癥，血氨的升高被認為是其主要的發(fā)病機制，氨可通過血腦屏障抑制腦能量代謝、興奮性與抑制性神經(jīng)遞質(zhì)比例失調(diào)和加重腦細胞水腫，可出現(xiàn)認知和神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙以及行為學(xué)異常等一系列臨床癥狀。而肝硬化患者血氨主要來源于腸道內(nèi)細菌分解蛋白質(zhì)等的代謝產(chǎn)物，其次是小腸上皮細胞利用谷氨酰胺酶分解谷氨酰胺產(chǎn)生[26]。HE 患者SIBO 的發(fā)生率高達65.4%[27]。肝硬化合并SIBO后小腸運動功能進一步減慢，細菌在小腸停留時間延長并過度生長，過度生長繁殖的細菌在代謝過程中產(chǎn)生大量的氨類物質(zhì)進入血液循環(huán)，可加重中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的損害。合并SIBO 的HE患者的OCTT 時間較無SIBO 者明顯延長[12]。在HE 的治療過程中使用乳果糖和利福昔明糾正SIBO，可明顯改善HE 患者的臨床癥狀及延緩病情變化[28-29]。

自發(fā)性細菌性腹膜炎（spontaneous bacterial peritonitis，SBP）是失代償期肝硬化常見的并發(fā)癥。SBP 的發(fā)生、發(fā)展與多種因素有關(guān)，如腹腔積液、血清白蛋白水平、肝功能Child-Pugh 分級、PPI的使用等[30-31]。過度生長的細菌通過淋巴循環(huán)或腸壁直接進入腹腔積液生長繁殖是SBP 發(fā)生的重要機制[32]。SIBO 導(dǎo)致的腸黏膜通透性增加、細菌易位和內(nèi)毒素血癥，可加重細菌及其代謝產(chǎn)物通過淋巴管或直接穿過腸壁進入腹腔誘發(fā)SBP。動物實驗發(fā)現(xiàn)，肝硬化合并SIBO 使空腸腸壁的絨毛縮短、破壞，黏膜下浸潤大量炎性細胞，破壞小腸黏膜的屏障作用，加速了肝硬化腸道細菌的易位，促進SBP 的發(fā)生[20]。肝硬化患者發(fā)生營養(yǎng)不良與SIBO 也有一定的相關(guān)性[33]，其可能機制是小腸內(nèi)長期細菌過度生長，導(dǎo)致蛋白質(zhì)及氨基酸吸收不良，易發(fā)生營養(yǎng)不良，可引起機體免疫力低下，促進SBP 的發(fā)生。宋潔等[34]研究發(fā)現(xiàn)，肝硬化患者SIBO 發(fā)生率可達59.43%，其中SBP 發(fā)生率達40.57%，通過繪制受試者工作特征曲線（ROC 曲線），發(fā)現(xiàn) SIBO 與 SBP 的 ROC 曲線下面積為0.783，認為SIBO 與SBP 的發(fā)生具有明顯的相關(guān)性，糾正SIBO 可明顯降低SBP 的發(fā)生率，改善SBP 患者的臨床癥狀。

HPS 是在肝硬化的基礎(chǔ)上排除心肺疾病、肺內(nèi)血管擴張致氣體互換障礙而出現(xiàn)嚴(yán)重低氧血癥的一組臨床綜合征，其機制是在肝硬化進展過程中，肝功能障礙對循環(huán)血液中的擴血管物質(zhì)降解作用減弱，以及門脈高壓側(cè)支循環(huán)使部分腸源性內(nèi)毒素進入體循環(huán)，刺激巨噬細胞合成一氧化氮合酶和血管內(nèi)皮生長因子，以促進肺內(nèi)毛細血管擴張和血管增生，造成肺內(nèi)血管擴張，引起肺通氣/血流比例失調(diào)，進而引起低氧血癥。肝硬化合并SIBO 是否與HPS 相關(guān)，目前尚無文獻報道，但SIBO 可加重小腸黏膜屏障功能障礙，過多的細菌及內(nèi)毒素進入血液循環(huán)，加重腸源性內(nèi)毒素血癥，可能是誘發(fā)和加重HPS 的間接原因。張慧英等[35]研究發(fā)現(xiàn)，肝硬化并發(fā)HPS 大鼠模型肺間質(zhì)和肺泡內(nèi)積聚大量的巨噬細胞，血漿中一氧化氮、內(nèi)皮素（ET-1）和TNF-α 水平升高，外源性注射小劑量脂多糖（LPS）后，上述指標(biāo)明顯升高；并且肺泡間隔增寬，肺泡腔變小，肺間質(zhì)水腫，影響大鼠肺內(nèi)氣體互換，可使大鼠發(fā)生低氧血癥，提示內(nèi)毒血癥與HPS 的發(fā)生相關(guān)。Zhang等[36]建立肝硬化和HPS 動物模型，觀察到從第4周開始大鼠肺內(nèi)毛細血管數(shù)量開始增加，增加程度與血液中的LPS、ALT 以及門靜脈壓力的升高水平具有正相關(guān)性，肺泡內(nèi)巨噬細胞數(shù)量和比例均增高，一氧化氮合酶合成增加，認為腸源性內(nèi)毒素可通過誘導(dǎo)一氧化氮合成和促進毛細血管生成，進而影響HPS 的發(fā)生發(fā)展。易慧敏等[37]檢測了31 例肝硬化合并HPS 患者在進行肝移植前后血清中內(nèi)毒素及炎性因子（TLR2 mRNA、TNF-α、ET-1）水平變化，發(fā)現(xiàn)術(shù)后患者低氧血癥逐漸改善，28 d 內(nèi)檢測血清TLR2 mRNA、TNF-α、ET-1 均有所下降，認為內(nèi)毒素在HPS 的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用，提示SIBO 與HPS 的發(fā)生有一定關(guān)系。

HCC 是肝硬化終末期并發(fā)癥之一，肝硬化經(jīng)過基因突變、細胞因子異常表達和信號通路活化等多種機制進展為HCC。Zhou 等[38]研究發(fā)現(xiàn)，HCC 患者的SIBO 發(fā)生率高于肝硬化，且患者外周血單核細胞表面Toll 樣受體-4（TLR4）的表達水平也高于肝硬化患者。HCC 合并SIBO 組和陰性組患者TLR4 的表達有差異，認為SIBO 在肝細胞肝癌的發(fā)生與發(fā)展中具有一定的促進作用。動物實驗研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)毒素和TLR4 在慢性肝病進展為肝癌的過程中發(fā)揮了一定的作用[39]。肝硬化并發(fā)SIBO 患者的腸源性內(nèi)毒素生成增多，內(nèi)毒素作用于TLR4 并激活相應(yīng)的信號通路，可促進慢性肝病進展為肝纖維化、肝硬化，最終發(fā)展為HCC[40]。Lu 等[41]通過 HCC 模型小鼠研究脂多糖在HCC 發(fā)生發(fā)展中的作用，實驗組給予脂多糖，對照組給予生理鹽水，觀察一周后發(fā)現(xiàn)實驗組腫瘤體積較對照組明顯增加，證實脂多糖對肝細胞肝癌具有促進作用。進一步采用TLR4-siRNA 沉默的方法研究脂多糖是否通過TLR4 信號通路影響肝癌的生長，結(jié)果表明，TLR4-siRNA沉默組腫瘤體積小于對照組，故認為來源于腸道菌群的脂多糖在HCC 的發(fā)展中發(fā)揮一定作用。通過抑制內(nèi)毒素和TLR4 信號通路可延緩HCC的發(fā)生與進展[42-43]。

2.3 糾正SIBO 對肝硬化病情進展的影響

SIBO 對肝硬化及其并發(fā)癥的發(fā)展具有促進作用。因此，在臨床治療中通過調(diào)節(jié)小腸細菌生態(tài)平衡，維持小腸黏膜屏障的完整性，減少氨的生成及抑制內(nèi)毒素的產(chǎn)生，對于肝硬化的轉(zhuǎn)歸與預(yù)后至關(guān)重要。調(diào)整SIBO 已成為肝硬化綜合治療的重要組成部分。目前，對于糾正SIBO 主要采用調(diào)節(jié)腸道菌群、應(yīng)用抗生素、促進胃腸動力及增強機體的免疫力等方法。

應(yīng)用微生態(tài)制劑及改善胃腸蠕動藥物，可促進小腸有益菌的生長繁殖，競爭性抑制致病菌，改善腸道菌群失調(diào)，縮短致病菌在小腸內(nèi)的滯留時間，減少SIBO 發(fā)生的機會。益生菌可增強機體的免疫力，防止腸源性感染，減少致病菌產(chǎn)生內(nèi)毒素和氨等有害物質(zhì)，預(yù)防肝硬化并發(fā)癥的發(fā)生與發(fā)展。潘美云等[44]發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用復(fù)合乳酸菌膠囊可有效治療肝硬化患者的SIBO，可明顯降低血氨的水平。Lunia 等[45]開展了一項前瞻性研究，將無明顯HE 癥狀的肝硬化患者分為實驗組與對照組，實驗組在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上加用益生菌，結(jié)果顯示，應(yīng)用益生菌可降低SIBO 的發(fā)生率，預(yù)防HE 的發(fā)生。

應(yīng)用抗生素調(diào)節(jié)肝硬化患者腸道微生態(tài)失調(diào)，理論上應(yīng)根據(jù)小腸腸腔內(nèi)細菌藥物敏感性而定，但通常由于小腸內(nèi)同時存在多種厭氧菌和需氧菌，故應(yīng)該選用廣譜、副反應(yīng)小的抗生素。利福昔明是一種在腸道內(nèi)不可吸收的非氨基糖苷類抗生素，局部發(fā)揮作用可減少全身的不良反應(yīng)和副反應(yīng)。有研究[46-48]證實，口服利福昔明可抑制腸道菌群生長，對特定的菌群有極強的抑制作用，如腸桿菌、鏈球菌等，但不改變腸道菌群的總負荷，并可降低血氨水平，改善肝硬化患者肝臟、免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的功能，緩解肝硬化患者臨床癥狀，延緩并發(fā)癥的發(fā)生，延長患者生存時間。Konrad 等[49]通過臨床試驗肯定了阿莫西林聯(lián)合利福昔明治療SIBO 的效果。故合理使用抗生素治療肝硬化患者的SIBO，對于穩(wěn)定肝硬化患者的整體狀況和預(yù)防并發(fā)癥的發(fā)生具有重要意義。

3 小結(jié)

肝硬化發(fā)生與發(fā)展過程中易出現(xiàn)SIBO，而SIBO 又可進一步加重肝硬化及誘導(dǎo)并發(fā)癥的發(fā)生，降低患者生活質(zhì)量，增加臨床治療難度，使病死率升高。因此，糾正SIBO 對于肝硬化病程的進展及預(yù)后至關(guān)重要。臨床應(yīng)用微生態(tài)制劑可通過調(diào)節(jié)小腸細菌菌群失調(diào)、增強機體腸道免疫力、防止菌群易位及減少毒性物質(zhì)產(chǎn)生，進而減輕肝臟炎性反應(yīng)，減緩病情進展。盡管目前對肝硬化合并腸道菌群紊亂的研究已取得較大進展，并對肝硬化和SIBO 之間的關(guān)系有了一定的認識，但肝硬化如何引起SIBO 的具體機制仍不十分明確，需要深入研究。及早識別SIBO 并對其積極治療，可延緩肝硬化病情進展，提高患者生存質(zhì)量，為臨床治療肝硬化及預(yù)防并發(fā)癥的出現(xiàn)提供新的治療方向。