炎癥性腸病患者的腸道真菌改變及其致病機(jī)制探討

潘麗雅 阮冰

炎癥性腸病(IBD)是一類以腸道慢性炎癥為特征的疾病，包括克羅恩病(CD)和潰瘍性結(jié)腸炎(UC)，其發(fā)病率在全球呈上升趨勢。IBD的病因尚未完全明確，病因?qū)W探究主要在遺傳學(xué)、宿主免疫反應(yīng)、腸道菌群和環(huán)境因素等方面。受測序技術(shù)的限制，過去有關(guān)腸道菌群的研究更多地集中在細(xì)菌方面。近年來，隨著宏基因組、18S rRNA和真菌內(nèi)部轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(ITS)擴(kuò)增子測序技術(shù)的發(fā)展，許多研究提示，腸道真菌可能在IBD的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮多方面作用。本文主要對IBD患者的腸道真菌改變及其作用機(jī)制進(jìn)行綜述。

一、IBD患者的腸道真菌改變

在IBD疾病背景下，腸道慢性炎癥長期存在。多項研究表明，多個真菌分類群發(fā)生了改變。兩項來自美國的研究通過16S和ITS2高通量測序來分析兒童IBD患者糞便樣本中的腸道真菌，結(jié)果表明，念珠菌屬的豐度相比健康對照者有所增加[1-2]。另一項法國更大樣本的研究入組235例IBD患者和38名健康對照者，應(yīng)用16S和ITS2測序技術(shù)在門水平上檢測到擔(dān)子菌門和子囊菌門的比值上升[3]。擔(dān)子菌門和子囊菌門之間具有較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性，疾病活動期時擔(dān)子菌門豐度增加，而子囊菌門豐度減少。在種的水平上，子囊菌門下的白色念珠菌相對豐度增加。采用定量聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)方法測定IBD患者腸道白色念珠菌的絕對數(shù)量，發(fā)現(xiàn)與對照組相比并無改變，說明在腸道慢性炎癥的環(huán)境下，子囊菌門下其他種類真菌減少，而白色念珠菌仍能正常定植。該項研究還發(fā)現(xiàn)，釀酒酵母與白色念珠菌的豐度呈負(fù)相關(guān)，或許提示它們在IBD發(fā)生過程中存在一定的競爭關(guān)系。

腸道真菌的豐度變化不僅體現(xiàn)在糞便樣本，也可見于病變腸道黏膜[4]。限制性馬拉色菌是一種常見于皮膚和腸道黏膜的真菌，在胱天蛋白酶募集域蛋白9S12N(CARD9S12N)多態(tài)性的CD患者中，限制性馬拉色菌能夠惡化其腸道炎癥，提示CARD9相關(guān)信號通路對于機(jī)體感知限制性馬拉色菌起重要作用。

上述研究的納入人群與中國人種存在較大差異，而日本的一項小樣本研究則在人種選擇上與我國較為接近[5]。該研究入組了18例UC患者、20例CD患者和20例健康對照者，測序結(jié)果表明，在IBD緩解期，子囊菌門和擔(dān)子菌門的豐度比值并無改變，與Nilsson等[3]研究結(jié)果一致；但有趣的是，與UC組及健康對照組比較，CD組的念珠菌屬豐度明顯增加，提示CD患者的腸道環(huán)境可能更適合真菌定植。

二、真菌作為IBD生物標(biāo)志物的可能性

通過檢測靶向可疑真菌來診斷IBD或許可行。近年研究發(fā)現(xiàn)，抗釀酒酵母抗體(ASCA)可用作IBD診斷的重要血清學(xué)標(biāo)志物，ASCA靶向的是釀酒酵母細(xì)胞壁抗原上的甘露糖-α1,3-甘露糖表位，但白色念珠菌也可以表達(dá)與釀酒酵母類似的普通β-葡聚糖表位，因此ASCA作為診斷工具來檢測特定真菌的特異性可能不足[1,6]。且除白色念珠菌外，其他微生物或受體也可能存在這樣的表位，影響ASCA的結(jié)合親和力。白色念珠菌在IBD患者及其健康一級親屬中的定植率分別為44%和38%，明顯高于健康對照組的22%[6]。但這種定植率升高只能說明ASCA抗體水平升高，不能肯定白色念珠菌的定植會直接作用于疾病活動度。另一項研究采用定量PCR檢測方法，發(fā)現(xiàn)IBD活動期患者糞便中的釀酒酵母多于疾病緩解期患者或健康對照組，提示釀酒酵母比白色念珠菌更能影響IBD活動度[7]。

CD患者在腸道炎癥的情況下真菌負(fù)荷升高，而UC患者的腸道真菌多樣性則降低[7]。CD會累及末端回腸，而UC沒有這樣的病變。這種回腸末端的病理生理變化可以影響抗菌肽的抑菌作用和膽汁酸的重吸收[7]，從而促進(jìn)真菌在此定植，因此CD患者的念珠菌屬豐度高于UC患者。與健康對照者相比，在疾病活動期，CD患者腸道黏膜中的真菌負(fù)荷升高40倍，Dioszegia屬和念珠菌屬的多樣性增加；在受炎癥累及和未累及的黏膜上，光滑念珠菌和釀酒酵母菌的豐度分別有所增加[3]。

英夫利西單抗(IFX)是IBD治療的經(jīng)典藥物。一項研究對接受IFX治療的72例IBD患者進(jìn)行了長達(dá)1年的隨訪，發(fā)現(xiàn)IFX未響應(yīng)組治療前的腸道細(xì)菌和真菌組成與響應(yīng)組有明顯差異，如梭菌綱等產(chǎn)短鏈脂肪酸真菌的豐度減少，而念珠菌屬等促炎真菌的豐度增加[8]，這一研究為使用腸道細(xì)菌和真菌的分類群來預(yù)測患者是否響應(yīng)IFX治療提供了可能性。

三、腸道真菌與體液免疫

CARD9單核苷酸多態(tài)性是CD的遺傳危險因素之一，CARD9也與腸道真菌失調(diào)密切相關(guān)。CD患者血清中的抗真菌IgG抗體能特異性識別白色念珠菌，還有其他抗體能識別多種釀酒酵母科真菌(包括近平滑假絲酵母菌、釀酒酵母和庫德里阿茲威畢赤酵母)。近來一項研究發(fā)現(xiàn)，真菌的腸內(nèi)定植可在腸外淋巴組織中誘導(dǎo)生發(fā)中心依賴性B淋巴細(xì)胞擴(kuò)增，并產(chǎn)生具有保護(hù)作用的血清抗體，以抵抗播散性白色念珠菌或耳念珠菌感染[9]。這種抗真菌IgG的產(chǎn)生依賴于固有免疫調(diào)節(jié)因子CARD9和CARD9+CX3CR1+巨噬細(xì)胞。在侵襲性念珠菌病患者中，CARD9的失能突變與抗真菌IgG反應(yīng)受損有關(guān)。這些結(jié)果揭示，腸道共生真菌通過CARD9依賴性途徑，誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生保護(hù)性抗真菌IgG。IBD患者中是否存在CARD9失能突變還有待進(jìn)一步研究。如存在這樣的突變，當(dāng)免疫抑制劑的使用增加了IBD患者的真菌感染風(fēng)險時，補(bǔ)充抗真菌IgG或許有一定的保護(hù)作用。

四、IBD合并艱難梭菌感染患者的腸道真菌改變

IBD合并艱難梭菌感染的發(fā)生率逐年上升，有一些研究已注意到了艱難梭菌感染與腸道真菌的關(guān)系。有兩項研究顯示，艱難梭菌感染伴隨著白色念珠菌的增加，減少了其他腸道內(nèi)真菌物種的生存[10-11]。艱難梭菌感染的小鼠在口服白色念珠菌后病情惡化。白色念珠菌作為一種雙相真菌，根據(jù)不同的營養(yǎng)和環(huán)境條件，可在酵母相和菌絲相之間相互轉(zhuǎn)換。目前還不清楚白色念珠菌在人類腸道中以哪種形態(tài)占據(jù)主導(dǎo)，但在嚙齒類動物體內(nèi)兩種形態(tài)均可存在。體外實驗中，白色念珠菌與艱難梭菌共培養(yǎng)可促進(jìn)艱難梭菌在有氧環(huán)境中的存活與增殖[12]；反過來，艱難梭菌則通過產(chǎn)生對甲基苯酚阻礙白色念珠菌在酵母和菌絲之間的形態(tài)轉(zhuǎn)換及生物膜的形成，來降低其毒力。白色念珠菌能與一些細(xì)菌(如大腸桿菌)在腸道黏膜形成異質(zhì)生物膜，艱難梭菌可以阻止白色念珠菌的這一行為從而占據(jù)腸道，使其他菌無法定植。

近年來，糞菌移植療法受到關(guān)注，被認(rèn)為是治療艱難梭菌感染的一個有力手段。值得注意的是，使用糞菌移植治療艱難梭菌感染時，糞便中存在的白色念珠菌會阻礙艱難梭菌的清除[11]。不過這些研究僅著眼于白色念珠菌這一菌種，其他腸道內(nèi)真菌在艱難梭菌感染中是否發(fā)揮作用還有待發(fā)現(xiàn)。進(jìn)一步的研究可關(guān)注腸道真菌群在宿主病理生理方面的整體作用，以及IBD合并艱難梭菌感染患者的發(fā)病機(jī)制探討。

五、IBD患者的抗真菌治療和真菌益生菌治療

基于真菌譜、ASCA和定量PCR分析來調(diào)解腸道真菌，是治療IBD的可能途徑。氟康唑作為抗真菌藥物，常用于治療免疫抑制IBD患者的真菌感染，如念珠菌病、念珠菌血癥。一項研究入組89例UC患者，其中高真菌定植的20例患者使用氟康唑4周后，疾病活動指數(shù)比安慰劑組和益生菌Lacidofil?組有顯著下降[13]。另有3項研究結(jié)果均顯示，兩性霉素B和伊曲康唑在治療莢膜組織胞漿菌感染時效果良好，其中兩項研究結(jié)果均顯示，兩性霉素B和伊曲康唑能顯著減少或徹底清除莢膜組織胞漿菌[8,14]。另一項研究則顯示，伊曲康唑可以使67%的IBD患者癥狀緩解，達(dá)到臨床和內(nèi)鏡下的緩解[15]。

調(diào)節(jié)腸道真菌，除了使用抗真菌藥物消除真菌，也可使用真菌益生菌來促進(jìn)腸道健康。一項研究入組24例正在使用美沙拉嗪的輕中度UC患者，每日3次口服250mg布拉氏酵母菌，4周后有17例患者達(dá)到臨床和內(nèi)鏡下的緩解[16]。還有兩項研究入組了CD患者，為他們補(bǔ)充布拉氏酵母，其中一項研究把32例處于緩解期的CD患者隨機(jī)分成兩組，一組僅服用美沙拉嗪，另一組加服布拉氏酵母菌，6個月后采用克羅恩病活動指數(shù)(CDAI)評估病情后發(fā)現(xiàn)，加用真菌益生菌的一組臨床復(fù)發(fā)率明顯低于單用組[17]；另一項研究發(fā)現(xiàn)，20例CD患者使用布拉氏酵母菌后，排便頻次較基線水平顯著減少[18]。布拉氏酵母菌主要通過限制樹突狀細(xì)胞向炎癥部位移動來減輕腸道局部炎癥，也能誘導(dǎo)白細(xì)胞介素(IL)-8、干擾素(IFN)-γ和轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β的分泌及輔助性T淋巴細(xì)胞在淋巴結(jié)中的沉積[19]，以減少T淋巴細(xì)胞總數(shù)。扣囊復(fù)膜酵母是另一種釀酒酵母，一項小鼠實驗發(fā)現(xiàn)其對IBD有治療作用[20]，但其相關(guān)的臨床研究還未開展。

近來研究發(fā)現(xiàn),中藥提取物丹皮酚和魚腥草酸鈉在葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的白色念珠菌預(yù)定植小鼠結(jié)腸炎模型上，可通過樹突細(xì)胞相關(guān)C型凝集素(Dectin)-1/核因子(NF)-κB通路與Toll樣受體(TLR)2和TLR4的協(xié)同作用，顯著降低ASCA、β-葡聚糖和促炎細(xì)胞因子[IL-1β、IL-6、IL-8、腫瘤壞死因子(TNF)-α]水平，并提高血清和結(jié)腸組織中抗炎因子IL-10水平[21-22]。魚腥草酸鈉可誘導(dǎo)β-葡聚糖暴露，激發(fā)腸道巨噬細(xì)胞清除定植的白色念珠菌[22]。

六、小結(jié)

近年來的研究顯示，腸道真菌在腸道微生態(tài)平衡中發(fā)揮重要作用，IBD患者的腸道菌群具有明顯改變，念珠菌和馬拉色菌在糞便和病變腸道黏膜中的豐度增加，但這種異常改變與疾病的因果關(guān)系目前尚不清楚。CARD9位點的基因缺陷與IBD疾病嚴(yán)重程度及機(jī)體抗真菌免疫密切相關(guān)。白色念珠菌作為腸道共生菌，卻在艱難梭菌感染中起重要的促進(jìn)作用?？拐婢幬?、真菌益生菌(布拉氏酵母菌及扣囊復(fù)膜酵母)和中藥提取物(丹皮酚和魚腥草酸鈉)有望成為治療IBD的新方法。目前特定真菌的研究還都聚焦于白色念珠菌和釀酒酵母上，未來的研究可嘗試挖掘其他真菌的致病機(jī)制或治療潛能，也可在細(xì)菌-真菌相互作用或腸道真菌與IBD患者的免疫反應(yīng)方面進(jìn)一步探索。