腸道菌群失調(diào)與肺部感染患者應(yīng)激反應(yīng)及免疫功能的相關(guān)性研究

孫芳紅 李娜 朱林佳 金積滿

1 瑞安市疾病預(yù)防控制中心慢性病防制科、基本公共衛(wèi)生項目辦，浙江溫州 325200；2 瑞安市疾病預(yù)防控制中心檢驗科，浙江溫州 325200；3 瑞安市人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科，浙江溫州 325200；4 瑞安市人民醫(yī)院感染科，浙江溫州 325200

肺部感染是由多種微生物侵入人體，導(dǎo)致下呼吸道發(fā)生的急性炎性反應(yīng)， 臨床主要表現(xiàn)為咳嗽、氣道分泌物增多、乏力等[1-2]。 人體腸道正常的微生物群及其代謝產(chǎn)物可以促進腸道消化吸收功能，提高宿主免疫力，抑制致病菌的生長繁殖，維持腸道微環(huán)境的穩(wěn)態(tài)[3]。 腸道微生態(tài)失調(diào)與多種疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，但目前關(guān)于腸道菌群失調(diào)與肺部感染相關(guān)性的研究相對較少。本研究通過探討腸道菌群與肺部感染患者應(yīng)激反應(yīng)和免疫功能的相關(guān)性，旨在為微生物治療肺部感染提供科學(xué)依據(jù)，現(xiàn)報道如下。

對象與方法

一、研究對象

選取 2019 年 6 月至 2020 年 6 月瑞安市人民醫(yī)院收治的肺部感染患者80 例為研究對象， 肺部感染診斷標(biāo)準參考 《醫(yī)院感染診斷標(biāo)準》（2001 年版）[4]。 納入標(biāo)準：（1）符合肺部感染診斷標(biāo)準；（2）年齡50～80 歲；（3）來自瑞安市及周邊地區(qū)常住居民，漢族；（4）身體質(zhì)量指數(shù) （BMI）為 18～24 kg/m2；（5）近1 個月內(nèi)未接受抗菌藥物治療。 排除標(biāo)準：合并嚴重高血壓等心腦血管疾病、惡性腫瘤、其他感染性疾病、免疫系統(tǒng)疾病者。 80 例肺部感染患者中共檢出132 株病原菌，革蘭陰性菌感染105 株，主要包括肺炎克雷伯菌、 銅綠假單胞菌及鮑曼不動桿菌；檢出15 株革蘭陽性菌，主要包括金黃色葡萄球菌及肺炎鏈球菌；12 株真菌均為白色念珠菌。 患者采取400 mg 替考拉寧加250 mL 0.9%氯化鈉溶液靜脈滴注，1 次/d 進行抗菌治療。 另選60 名同期在瑞安市人民醫(yī)院體檢的健康人群為對照組。 兩組性別、年齡和BMI 等一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P 均>0.05），具有可比性，見表 1。本研究經(jīng)瑞安市人民醫(yī)院倫理委員會審批通過（審批號：YJ2021022）。

表1 肺部感染組與健康對照組一般資料比較

二、研究方法

肺部感染組治療前和對照組體檢時，在無菌狀態(tài)下采集新鮮糞便0.5 g，于4 ℃低溫保存進行腸道菌群分析。 雙歧桿菌培養(yǎng)基、乳桿菌培養(yǎng)基、擬桿菌培養(yǎng)基、腸球菌培養(yǎng)基均購自海博生物公司。 菌群測定參照培養(yǎng)基說明書，記錄兩組雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌、腸球菌的菌落數(shù)。 同時采集兩組空腹靜脈血 5 mL，3 000 轉(zhuǎn)/min 離心 10 min （離心半徑為15 cm），留血清待測。 采用Model550 全自動多功能酶標(biāo)儀（美國BIO-RAD 公司），通過 ELISA 法檢測血清炎癥因子 IL-6、IL-8 及 TNF-α 水平， 所用試劑盒購置美國BIOTANG 公司。 采用黃嘌呤氧化酶法，硫代巴比妥法和酶免疫熒光法分別檢測一氧化氮（NO），丙二醛（MDA）和肌酸激酶同工酶（CK-MB）含量，所用檢測試劑盒均購置于武漢艾美捷科技有限公司。采用FACS Calibur 流式細胞儀（美國BD 公司）分別檢測 CD3+、CD4+、CD8+的含量，并依據(jù)數(shù)值計算CD4+/CD8+比值，所有試劑均購置美國BD 公司。

三、統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS21.0 進行數(shù)據(jù)處理與分析，符合正態(tài)分布的計量資料采用表示， 組間比較采用t 檢驗； 計數(shù)資料采用例數(shù)和率表示， 組間比較采用χ2檢驗。相關(guān)性分析采用Pearson 檢驗。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

一、兩組腸道菌群菌落數(shù)、應(yīng)激反應(yīng)和免疫功能指標(biāo)比較

表2 可見，肺部感染組雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌菌落數(shù)低于對照組 （t=-32.064、-16.568和-21.665，P 均<0.05）； 腸球菌菌落數(shù)則高于對照組（t=25.435，P<0.05）；炎癥因子 IL-8、IL-6 和 TNF-α水平均高于對照組 （t= 40.710、30.716 和 36.730，P均<0.05）； 氧化應(yīng)激指標(biāo) NO、MDA 和 CK-MB 水平均高于對照組 （t=27.188、11.430 和 18.738，P 均<0.05）； 免疫功 能 指 標(biāo) CD3+、CD4+、CD8+水 平 及CD4+/CD8+比值 均低于對照組 （t=-9.095、-15.147、-6.244 和-3.807，P 均<0.05）。

表2 肺部感染組與健康對照組腸道菌群菌落數(shù)、應(yīng)激反應(yīng)和免疫功能指標(biāo)比較（）

表2 肺部感染組與健康對照組腸道菌群菌落數(shù)、應(yīng)激反應(yīng)和免疫功能指標(biāo)比較（）

組別 t 值 P 值肺部感染組（n=80） 健康對照組（n=60）腸道菌群菌落數(shù)（lg CFU/g）雙歧桿菌 4.16±0.48 8.35±1.03 -32.064 <0.05乳酸桿菌 5.28±0.57 8.16±1.41 -16.568 <0.05擬桿菌 4.06±0.59 7.63±1.32 -21.665 <0.05檢測指標(biāo)腸球菌 8.73±1.29 4.15±0.61 25.435 <0.05炎癥因子（pg/mL）IL-8 155.79±22.38 31.23±8.95 40.710 <0.05 IL-6 192.43±40.16 30.67±8.03 30.716 <0.05 TNF-α 131.54±19.27 32.08±9.53 36.730 <0.05應(yīng)激反應(yīng)指標(biāo)一氧化氮（μmol/L） 11.32±1.21 6.54±0.72 27.188 <0.05丙二醛（μmol/L） 10.54±2.74 6.39±1.57 11.430 <0.05肌酸激酶同工酶（U/L） 145.15±12.49 114.73±10.25 18.738 <0.05免疫功能指標(biāo)CD3+ （%） 45.32±4.69 56.09±9.11 - 9.095 <0.05 CD4+ （%） 25.54±3.74 37.14±5.32 -15.147 <0.05 CD8+ （%） 20.15±2.49 23.73±4.25 -6.244 <0.05 CD4+/CD8+ 1.25±0.34 1.61±0.75 -3.807 <0.05

二、腸道菌群與炎癥因子、應(yīng)激反應(yīng)和免疫功能的相關(guān)性分析

Pearson 相關(guān)性分析見表3，雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌與 IL-8、IL-6、TNF-α、NO、MDA 和 CK-MB水平呈負相關(guān)（r 值范圍：-0.529~-0.725），與 CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/CD8+比值呈正相關(guān) （r 值范圍：0.599~0.728）； 腸 球 菌 與 IL-8、IL-6、TNF-α、NO、MDA 和 CK-MB 水平呈正相關(guān) （r 值范圍：0.602~0.733），與 CD3+、CD4+、CD8+、CD4+/CD8+比值呈負相關(guān)（r 值范圍：-0.596~-0.712）。

表3 肺部感染組腸道菌群與炎癥因子、應(yīng)激指標(biāo)、免疫功能的相關(guān)性分析

討 論

腸道菌群具有抑制病原菌、合成短脂肪酸等作用，能夠促進營養(yǎng)和礦物質(zhì)的吸收，調(diào)節(jié)腸道免疫系統(tǒng)，促進維生素和氨基酸的合成以及蛋白質(zhì)化合物的分解[5]。 當(dāng)腸道菌群失衡時，會誘導(dǎo)多種疾病的發(fā)生發(fā)展，其中可能引起細菌感染和炎癥反應(yīng)[6-7]，此時，腸道致病性病原菌如大腸埃希菌和腸球菌明顯增加。 近年來，腸道菌群在膿毒癥中的作用引起了廣泛的重視。 膿毒癥發(fā)生時，會導(dǎo)致腸道菌群紊亂，激活炎癥因子，腸道內(nèi)長期處于炎性環(huán)境可導(dǎo)致腸道通透性過高，損傷腸黏膜，導(dǎo)致細菌移位，而肺為最先發(fā)生損傷的器官[8]。 本研究表明，肺部感染患者的腸道益生菌雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌菌落數(shù)相比對照組明顯減少，而致病菌腸球菌菌落數(shù)則明顯增加。 唐聞瓊等[9]通過分析腸道菌群和重癥肺部感染兒童的關(guān)系時指出，腸道菌群失調(diào)會加重患兒病情。 動物實驗研究表明，將重度感染小鼠的腸系膜淋巴液靜脈注射到健康小鼠后會誘發(fā)肺損傷[10]。由此可見，腸道菌群失衡與肺部感染的發(fā)生發(fā)展有密切聯(lián)系， 腸道菌群失衡可能在促進病情進展，加重組織器官損傷過程中起到重要作用。

當(dāng)機體出現(xiàn)創(chuàng)傷和感染時會導(dǎo)致腸道菌群失衡，釋放大量的活性氧，造成腸道屏障功能受損，細菌通過受損的腸道屏障擴散至其他組織器官，最終誘導(dǎo)炎性因子級聯(lián)反應(yīng)大暴發(fā)， 而在細菌移位后，肺是最先受到損傷的器官，說明腸源性感染是急性肺損傷的誘因。 有研究表明，腸道菌群失調(diào)可通過激活LPS/TLR4 通路， 促進病毒所致的小鼠肺組織炎性反應(yīng)，加重肺組織病理狀態(tài)[11]。 本研究發(fā)現(xiàn)，肺部感染患者炎癥因子 IL-8、IL-6 和 TNF-α 水平均明顯高于對照組，可見炎癥因子在肺部感染中扮演重要的角色。 動物實驗表明，小鼠腸道菌群失調(diào)可導(dǎo)致應(yīng)激反應(yīng)和免疫功能受損以及呼吸道細菌感染，與腸道菌群正常的小鼠相比，其肺部炎癥和損傷程度較高，存活率較低[12]。腸道微生物通過免疫信號通路，可加強肺部抵抗和消除病原菌的能力及減緩呼吸道疾病的發(fā)生發(fā)展。 本研究顯示，肺部感染患者氧化應(yīng)激指標(biāo)NO、MDA 和CK-MB 水平均明顯高于對照組； 免疫功能指標(biāo) CD3+、CD4+、CD8+水平及CD4+/CD8+比值均明顯低于對照組，由此說明肺部感染患者出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)加重和免疫功能受損。 Pearson相關(guān)性分析也表明，雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌與炎癥因子和氧化應(yīng)激指標(biāo)水平呈負相關(guān)，與免疫功能指標(biāo)呈正相關(guān)；而致病菌腸球菌與炎癥因子和氧化應(yīng)激指標(biāo)水平呈正相關(guān)，與免疫功能指標(biāo)呈正相關(guān)，可見，腸道菌群失衡與機體炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激以及免疫功能密切相關(guān)，雖然腸道菌群和肺部感染相互作用的具體機制尚不清楚，但腸道菌群與肺部感染的相互關(guān)系，可為日后微生物治療細菌感染提供新的思路。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突