腸道微生態(tài)與自發(fā)性細(xì)菌性腹膜炎的關(guān)系

劉 玉， 張宇一， 鄒 穎， 袁 偉， 郭紅英， 梅 雪， 王介非， 錢志平

上海市公共衛(wèi)生臨床中心 重癥肝病科， 上海 201508

自發(fā)性細(xì)菌性腹膜炎(spontaneous bacterial peritonitis，SBP)是指在沒有明確腹腔感染灶存在時(shí)發(fā)生的腹水感染，是肝硬化患者常見且嚴(yán)重的并發(fā)癥之一。肝硬化患者由于肝功能嚴(yán)重受損及肝臟結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致門靜脈高壓、低蛋白血癥，進(jìn)而引發(fā)腸道屏障功能減退、腸道微生態(tài)失衡、免疫功能低下，所以肝硬化患者自發(fā)性和繼發(fā)性感染風(fēng)險(xiǎn)為普通人群的4～5倍。合并腹水的肝硬化住院患者中，SBP發(fā)生率為5%～25%，并發(fā)SBP的患者死亡率20%～30%[1-2]。SBP最常見的感染源是革蘭陰性菌，腸道細(xì)菌易位在SBP的發(fā)生和發(fā)展中扮演了重要角色。目前腸道微生態(tài)領(lǐng)域的研究開展廣泛，本文將對(duì)腸道微生態(tài)與SBP的相關(guān)研究作以下綜述。

1 基于“腸-肝軸”的腸道微生態(tài)研究

腸道微生態(tài)是腸道菌群與其宿主相互作用的統(tǒng)一體，由腸道、腸上皮細(xì)胞、腸道分泌物、腸道中的食物和營養(yǎng)物質(zhì)以及腸道菌群構(gòu)成[3]。腸道微生態(tài)參與人體免疫調(diào)節(jié)、營養(yǎng)物質(zhì)代謝和病原體防御等重要生理功能，影響人體健康并與機(jī)體形成共生關(guān)系。人體內(nèi)腸道菌群數(shù)量相對(duì)固定，約1012～1014個(gè)。這些細(xì)菌大多數(shù)為類桿菌、優(yōu)桿菌、消化球菌以及雙歧桿菌等專性厭氧菌，約占腸道總菌量的99%，腸桿菌、腸球菌、乳酸桿菌等兼性厭氧菌約占1%，構(gòu)成復(fù)雜的腸道微生態(tài)系統(tǒng)[4]。腸道菌群被稱為“新型虛擬代謝器官”，與腎臟、大腦、心血管、骨骼等多個(gè)腸外器官構(gòu)成軸[5]，“腸-肝軸”在肝臟疾病的病理生理過程中起到重要作用。腸道和肝臟在胚胎階段均起源于前腸，解剖學(xué)上，兩者通過門靜脈相互關(guān)聯(lián)，大約80%供養(yǎng)肝臟的血液來自于門靜脈，而門靜脈的血液則主要來自于腸道血液回流。經(jīng)腸道吸收的毒素和腸道菌群產(chǎn)物大多依賴肝臟的分解代謝。肝臟巨噬細(xì)胞包括Kupffer細(xì)胞和單核細(xì)胞來源巨噬細(xì)胞，扮演“清道夫”的角色，通過吞噬作用清除門靜脈血流中危險(xiǎn)相關(guān)分子模式、病原體相關(guān)分子模式、細(xì)菌和真菌等有害物質(zhì)[6-8]。在免疫防御方面，腸道來源的淋巴細(xì)胞或細(xì)胞因子可以通過門靜脈進(jìn)入肝臟，腸道菌群可輔助消化吸收，提供維生素K等促進(jìn)肝臟凝血因子的合成，提升腸道免疫功能，刺激肝臟Kupffer細(xì)胞的增加。肝臟可以通過分泌免疫球蛋白A、膽汁酸等進(jìn)一步通過“腸-肝軸”發(fā)揮腸道微生態(tài)平衡功能[9]。

因“腸-肝軸”的連接作用，菌群失調(diào)的同時(shí)出現(xiàn)腸道屏障破壞，機(jī)體免疫功能就會(huì)下降，腸道微生態(tài)失衡進(jìn)而繼發(fā)感染，進(jìn)一步出現(xiàn)細(xì)菌易位。最新研究[10]顯示肝組織受損后，肝血竇壁上附著的Kupffer細(xì)胞吞噬功能下降，部分炎癥因子釋放刺激免疫反應(yīng)導(dǎo)致肝細(xì)胞破壞，同時(shí)刺激腸黏膜導(dǎo)致屏障功能異常，使腸內(nèi)的有害物質(zhì)如細(xì)菌毒素等穿過腸黏膜進(jìn)入機(jī)體組織、器官及血液循環(huán)。腸組織受損后，其機(jī)械、化學(xué)、免疫及生物屏障均不同程度破壞，導(dǎo)致來源于致病微生物等的有害物質(zhì)通過免疫反應(yīng)被樹突狀細(xì)胞識(shí)別，或通過調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞反應(yīng)激活適應(yīng)性免疫。低濃度的病原體相關(guān)分子模式，如脂多糖、肽聚糖、鞭毛蛋白等，通過Toll樣受體和NOD樣受體激活核因子κB，使炎癥因子和趨化因子進(jìn)入門靜脈循環(huán)破壞Kupffer細(xì)胞和肝星狀細(xì)胞。最常見的是內(nèi)毒素誘發(fā)的包括腹腔在內(nèi)的全身各部位均可能出現(xiàn)重癥感染，感染程度加重反過來會(huì)加重肝臟代謝負(fù)擔(dān)，感染是導(dǎo)致肝病患者死亡的重要誘因之一。

2 肝硬化患者腸道菌群分布特征

肝硬化是由一種或多種病因如HBV感染、酗酒、膽汁淤積和藥物或化學(xué)毒物等引起的常見彌漫性肝損傷，肝硬化患者發(fā)生細(xì)菌感染進(jìn)而出現(xiàn)SBP的風(fēng)險(xiǎn)很高[11-14]。研究[15]顯示質(zhì)子泵抑制劑的使用是肝硬化患者SBP和肝性腦病發(fā)生的危險(xiǎn)因素。肝硬化患者門靜脈壓力增高，胃腸道處于淤血狀態(tài)，蠕動(dòng)能力減弱，腸道黏膜內(nèi)皮細(xì)胞間連接對(duì)細(xì)菌的阻擋及沖刷能力相對(duì)受損，肝硬化患者膽汁酸分泌減少，抑制腸道內(nèi)有害細(xì)菌過度增殖的能力減弱，另外肝硬化患者腸道內(nèi)溶菌酶以及抑制細(xì)菌增殖的分泌型蛋白等都有一定程度的減少，諸多機(jī)制共同作用導(dǎo)致腸道微生態(tài)失衡。透徹解析肝硬化患者腸道菌群分布特征，有助于研究肝硬化治療的新靶點(diǎn)。

肝硬化患者的腸道菌群通常存在原生有益菌群比例減少，而潛在致病細(xì)菌如腸桿菌相對(duì)增多的狀態(tài)。有研究[16-17]顯示，肝硬化患者的腸道菌群中革蘭陰性菌如普氏菌和韋氏菌增加。最新研究[18]顯示嗜肝病毒感染引起的肝硬化具有獨(dú)特的細(xì)菌或真菌特征，包括普雷沃菌、鏈球菌、葡萄球菌科和腸球菌的數(shù)量增加，以及瘤胃球菌和梭狀芽胞桿菌的數(shù)量減少。Usami等[19]研究顯示，與健康對(duì)照組相比，肝硬化代償組和失代償組的腸道微生物群存在顯著的失調(diào)，硬桿菌屬、擬桿菌屬、變形桿菌屬和螺旋桿菌屬相對(duì)豐度等在代償期與失代償期患者體內(nèi)均顯著降低，而鏈球菌屬、巨嗜熱菌屬和嗜血桿菌屬等豐度升高。對(duì)肝硬化失代償期患者唾液和腸道微生物組進(jìn)一步研究[20]顯示，以唾液及糞便樣本中定植菌減少為代表的菌群失調(diào)與口腔及腸道防御功能受損及全身炎癥反應(yīng)有關(guān)。肝硬化患者的有益菌及定植菌相對(duì)豐度降低，其他類菌群相對(duì)豐度較高，糞便中肝硬化菌群失調(diào)率和口腔菌群失調(diào)率顯著降低。欒雨婷等[21]研究顯示乙型肝炎肝硬化并發(fā)腹水患者腸道菌群紊亂以硬壁菌門的罕見小球菌屬和假丁弧菌屬豐度降低、變形菌門的腸桿菌屬和大腸埃希菌屬豐度增加為特征，腸桿菌可能參與膽汁分泌通路，大腸埃希菌可能參與上皮細(xì)胞的細(xì)菌侵襲通路，提示即使肝硬化腹水患者未出現(xiàn)典型SBP，預(yù)防性抗感染治療仍被推薦。

3 SBP的發(fā)生與腸道微生態(tài)紊亂

SBP是肝硬化患者腸道細(xì)菌易位的典型并發(fā)癥，與高死亡率相關(guān)[22]。鈣衛(wèi)蛋白存在于血漿和糞便中，在炎癥過程中被激活，其濃度與炎癥的嚴(yán)重程度相關(guān)。Hadjivasilis等[23]研究顯示，腹水鈣衛(wèi)蛋白可作為SBP早期診斷的新型腹水生物標(biāo)志物。糞便鈣衛(wèi)蛋白也被證明是肝硬化患者SBP發(fā)展的有效篩選指標(biāo)，深入研究[24-25]顯示糞便鈣衛(wèi)蛋白與腸壁中性粒細(xì)胞的遷移有關(guān)，所以該指標(biāo)亦成為腸道炎癥的新型標(biāo)志物。

肝硬化患者易并發(fā)細(xì)菌感染，歸因于各種防御機(jī)制的破壞，例如：殺菌能力不足，單核細(xì)胞活性下降，網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞的吞噬力降低，趨化作用缺乏，腸轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間增加等，進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)菌過度生長以及腸道通透性增加，出現(xiàn)細(xì)菌易位。能轉(zhuǎn)移到腸系膜淋巴結(jié)的細(xì)菌大多為革蘭陰性的腸桿菌科，如大腸桿菌、克雷伯桿菌、腸球菌和其他鏈球菌等[26]。一項(xiàng)真實(shí)世界研究[27]分析利福昔明治療難治性腹水前后腸道菌群特征的變化。利福昔明組羅氏菌、嗜血桿菌和普雷沃特菌的豐度顯著降低，并證實(shí)利福昔明提高患者生存率可能機(jī)制是利福昔明調(diào)節(jié)腸道細(xì)菌的結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而改善全身炎癥狀態(tài)。

肝硬化患者腸道通透性增高促進(jìn)全身性內(nèi)毒素血癥在SBP發(fā)病中起到關(guān)鍵作用。腸上皮緊密連接屏障可抵抗腸道內(nèi)各種各樣的微生物并調(diào)控各種水溶性分子和細(xì)菌抗原的胞外被動(dòng)滲透。Assimakopoulos等[28]的研究首次證明，肝硬化患者的腸細(xì)胞緊密連接蛋白發(fā)生顯著改變。Rawat等[29]研究顯示結(jié)腸炎癥小鼠的腸組織可高表達(dá)IL-1B mRNA和miR-200c-3p，低表達(dá)緊密連接蛋白o(hù)ccludin，腸道緊密連接屏障的通透性增加，給予miR-200c抑制劑后可抑制腸上皮細(xì)胞和腸組織中occludin的降低，維持腸道上皮的緊密連接屏障。另一個(gè)研究[30]對(duì)肝硬化患者進(jìn)行十二指腸活檢，與健康對(duì)照相比，肝硬化患者緊密連接蛋白o(hù)ccludin和claudin-1表達(dá)下降，失代償期肝硬化下降水平顯著高于代償期肝硬化患者。這種變化可能是肝硬化患者腸屏障功能障礙和通透性增高的重要細(xì)胞機(jī)制。

4 益生菌對(duì)SBP的治療作用

益生菌是一種有效的綜合治療，可以增強(qiáng)腸道屏障功能，防止細(xì)菌易位，改變腸道菌群結(jié)構(gòu)。肝硬化患者使用益生菌旨在保護(hù)腸道微生態(tài)平衡、調(diào)節(jié)菌群生長、穩(wěn)定腸黏膜屏障、刺激宿主對(duì)感染的抵抗、改善門靜脈高壓導(dǎo)致的局部和全身的血流動(dòng)力學(xué)異常等[37-38]。Horvath等[39]的研究顯示補(bǔ)充多種益生菌可豐富肝硬化代償期患者的益生菌群，并有效改變?cè)汉湍c道屏障功能。Horvath等[40]通過一項(xiàng)隨機(jī)雙盲對(duì)照試驗(yàn)研究證實(shí)多種益生菌可顯著提高血清新蝶呤水平和中性粒細(xì)胞產(chǎn)生活性氧，從而改善肝硬化患者的免疫功能。Deng等[41]將多種益生菌(包括植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌和動(dòng)物雙歧桿菌)聯(lián)合應(yīng)用于腹腔黏連大鼠，結(jié)果表明多種益生菌治療可顯著降低血清和腸組織中促炎因子的水平，顯著下調(diào)腸道組織中的炎癥和纖維化信號(hào)通路，高通量測序結(jié)果證實(shí)，益生菌顯著增加了類桿菌(門級(jí))、類桿菌類(目級(jí))、乳桿菌(目級(jí))和乳桿菌(屬級(jí))的相對(duì)豐度，并顯著減少了致病性蛋白細(xì)菌的數(shù)量(門級(jí))、丹毒菌屬(目級(jí))、疣狀菌屬(目級(jí))、克雷伯菌屬(屬級(jí))、沙雷菌屬(屬級(jí))，所以益生菌可通過恢復(fù)微生物平衡改善腹腔炎癥。腸道特定共棲菌種作為新型益生菌，可以通過減輕炎癥和增強(qiáng)上皮屏障來維持腸道健康。普氏糞桿菌、腸道羅斯拜瑞菌和霍氏真桿菌可以代謝膳食纖維，作為主要的短鏈脂肪酸產(chǎn)生者，為腸細(xì)胞提供能量，并在腸道內(nèi)產(chǎn)生抗炎作用。嗜黏蛋白-艾克曼菌對(duì)代謝性疾病有有益作用，可增強(qiáng)腸道屏障功能[42]。類桿菌屬可分泌免疫調(diào)節(jié)分子。這些非傳統(tǒng)益生菌可能是未來生物治療策略的研究熱點(diǎn)。

最新研究顯示，隨著抗生素使用的增加，SBP的致病菌群逐漸由革蘭陰性菌向革蘭陽性菌轉(zhuǎn)變，更嚴(yán)重的是向耐藥菌轉(zhuǎn)變。721例SBP患者回顧性研究[43]顯示大腸桿菌是最常見的病原菌，第三代頭孢菌素耐藥率較高，但對(duì)阿米卡星敏感率為74.5%。42%的培養(yǎng)陽性菌株表現(xiàn)出多藥耐藥性，其中糞腸球菌(64.2%)和鮑曼不動(dòng)桿菌(71.4%)占比最高。近年來，由于預(yù)防性抗生素的廣泛應(yīng)用，以及隨著侵入性手術(shù)而增加的住院頻率，革蘭陽性球菌和多藥耐藥菌引起的SBP越來越多見，開發(fā)具有精準(zhǔn)靶向性和顯著療效的益生素新制劑或益生菌產(chǎn)品可能是未來治療SBP的一大前景。

5 展望

SBP是肝硬化進(jìn)展的重要因素，早期識(shí)別、預(yù)防和治療是成功救治的關(guān)鍵。隨著測序技術(shù)的飛速發(fā)展，腸道微生態(tài)與SBP之間的關(guān)系有了越來越深入的研究，通過調(diào)整腸道微生態(tài)來治療SBP療效顯著。盡管在腸道微生態(tài)方面已經(jīng)取得了許多讓人為之興奮的進(jìn)展，但是其背后所涉及的復(fù)雜調(diào)控機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究和闡明，糾正腸道菌群失衡的相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)及應(yīng)用仍需進(jìn)一步深入開展。

作者貢獻(xiàn)聲明：劉玉、張宇一、鄒穎負(fù)責(zé)課題設(shè)計(jì)，資料分析，撰寫論文；袁偉、郭紅英、梅雪參與收集數(shù)據(jù)，修改論文；王介非、錢志平負(fù)責(zé)擬定寫作思路，指導(dǎo)撰寫文章并最后定稿。