菌群失調在子宮內膜異位癥中的研究進展

田 琦，易曉芳

(復旦大學附屬婦產科醫(yī)院，上海 200011)

子宮內膜異位癥(endometriosis,EMs)簡稱“內異癥”,是一種常見的激素依賴性疾病。EMs常合并疼痛和不孕，嚴重影響育齡期婦女的身心健康[1]。EMs的發(fā)病機制尚不明確,除了經典的“經血逆流”假說以外，遺傳和氧化應激導致的免疫失常也被認為參與了EMs的發(fā)生發(fā)展[2]。隨著基因測序技術的進步，越來越多的研究發(fā)現，構成人體的微生物群約1014種，即細菌、古菌、原生動物、真菌及病毒等(其集體基因組被命名為“微生物組”[3])，能調節(jié)食物代謝、維持腸上皮黏膜的完整性，菌群失衡會導致多種疾病的發(fā)生，如腸道菌群失衡易致炎癥性腸病、結腸癌，而EMs的發(fā)生發(fā)展可能與菌群失衡有關[4-6]。

1 菌群失調參與EMs發(fā)生發(fā)展的證據

1.1 臨床前研究

1.1.1 恒河猴 Bailey等[7]通過差異/選擇性培養(yǎng)基培養(yǎng)發(fā)現，自然發(fā)病的內異癥恒河猴較對照組糞便中乳桿菌數量顯著減少[F(1,14)=6.09，P<0.05]，革蘭氏陰性需氧菌和兼性厭氧菌數量明顯增加[F(1,14)=8.69，P<0.01]，且內異癥恒河猴腸道炎癥的患病率更高[χ2(1)=22.97,P<0.001]。

1.1.2 內異癥模型鼠 C57BL6是內異癥建模最常用的鼠系。Chadchan等[8]通過腹腔縫合種植自體子宮內膜的方式成功建模，21天后發(fā)現小鼠糞便中擬桿菌相對豐度增高，厚壁菌相對豐度降低。Ni等[9]采用腹腔注射同源異體小鼠子宮內膜的方法成功建模，同樣在21天檢測發(fā)現內異癥組與對照組厚壁菌/擬桿菌的比率為2.25∶2.01，變形菌、疣微菌豐度增加，擬桿菌、乳桿菌豐度降低(均P<0.05)。Hantschel等[10]也采用腹腔注射的方式建模，在21天卻未見建模組與對照組糞便菌群組成的統計學差異，考慮為其建模移植率僅為(23.8±4.2)%所致。Yuan等[11]也采用同樣方式建模，直到建模42天時才發(fā)現建模組糞便中雙歧桿菌豐度增加(P<0.05)，且厚壁菌/擬桿菌比例約為對照組的2倍(P=0.0028)。上述動物實驗結果有矛盾之處，但考慮動物來源、建模方式、飼養(yǎng)條件、取樣時間等存在差異，還需進一步大樣本的臨床研究來明確其臨床意義。

1.2 臨床研究 如表1所示，內異癥與對照組之間在臨床樣本中存在菌群表達的差異。

1.2.1 糞便 Ata等[12]研究發(fā)現，III～IV期內異癥患者(14例)糞便樣本中加德納菌、纖毛菌顯著降低(均p<0.05)。Shan等[13]發(fā)現III～IV期內異癥患者(12例)糞便中厚壁菌/擬桿菌比例增加(3.55 vs 1.99)，雙歧桿菌、鏈球菌、Blautia菌和Dorea菌豐度增加。Svensson等[14]發(fā)現，內異癥患者(66例)糞便中擬桿菌豐度降低，毛螺菌、瘤胃菌豐度增加(均P<0.05)。

1.2.2 宮頸、陰道分泌物 Ata等[12]發(fā)現，III～IV期內異癥患者陰道和宮頸分泌物中完全沒有奇異菌屬。而排除乳桿菌(下生殖道主要細菌)后的敏感性分析發(fā)現，內異癥組加德納菌含量更高(P<0.05)。Akiyama等[15]發(fā)現，III～IV期內異癥患者(30例)宮頸黏液中鏈球菌、腸桿菌數量明顯高于對照組(均P<0.05)。Perrotta等[16]在卵泡期和月經期分別對內異癥(35例)與非內異癥患者(24例)糞便、陰道分泌物進行比較分析，卻未見菌群表達的明顯差異。

1.2.3 經血、在位內膜/異位病灶 Khan等[17]發(fā)現，內異癥婦女(20例)D1～3天經血培養(yǎng)出的大腸桿菌菌落形成單位(CFU)、經血/腹腔液中的內毒素水平明顯高于對照組(均P<0.01)，且腹腔液中內毒素水平在月經期最高，考慮內異癥女性的經血受到大腸桿菌的高度污染。他們還發(fā)現，內異癥婦女(65例)陰道pH≥4.5的患病率更高(范圍4.5～9.0；79.3 vs 58.4%，P<0.03)，且其子宮內膜樣品培養(yǎng)出的致病菌屬(如加德納菌、腸球菌、鏈球菌和大腸桿菌)菌落形成單位數(CFU/mL)和>1000個的集落形成比例(81.5% vs 41.5%，P<0.05)顯著高于非內異癥女性(53例)，提示內異癥婦女的子宮內膜樣本更易發(fā)生細菌定植(P=0.03，χ2檢驗)，即發(fā)生了亞臨床感染[18]。而卵巢子宮內膜異位癥囊液較非卵巢子宮內膜異位癥(各8例)囊液中鏈球菌、葡萄球菌的檢出率明顯升高，乳桿菌檢出率明顯降低(均p<0.05),且卵巢子宮內膜異位癥囊液的菌群組成與在位內膜大致相似[19]，作者據此提出“細菌污染假說”作為內異癥的潛在發(fā)病機制[20]。Wei等[21]則發(fā)現，內異癥患者(36例)在位內膜和腹腔液中的鞘氨醇桿菌和假單胞菌顯著富集(P<0.05)。而Hernandes等[22]同樣發(fā)現異位病灶(18例)中高豐度的假單胞菌和腸球菌。

1.2.4 腹腔液、腹膜 Campos等[23]專門研究了柔膜菌綱的人型支原體、生殖道支原體、解脲脲原體和微小型支原體，發(fā)現內異癥組(73例)腹腔液中檢測到的解脲脲原體與患者的性交困難(VAS≥7;P=0.019)呈正相關，且內異癥組腹腔液細胞中與炎癥反應相關的多個基因表達下調，而在有生殖道支原體感染的情況下這種下調更加明顯。Lee等[24]發(fā)現，卵巢子宮內膜異位癥患者(45例)腹腔液細胞外囊泡中的不動桿菌、假單胞菌和鏈球菌豐度顯著增加，而丙酸桿菌、放線菌和羅氏菌的豐度顯著降低(P<0.05)。雖然目前關于內異癥相關臨床樣本菌群的檢測已開展很多，但受限于檢測設備、取樣方法、測序分析等，仍沒有得到一個公證的差異表達的細菌用于內異癥的早期預測和診斷。

表1 子宮內膜異位癥與對照組之間在臨床樣本中菌群表達的差異

2 菌群參與內異癥發(fā)生的可能機制

2.1 子宮內膜的微生物或許來自以下傳播途徑 (1)腸道和口腔等的微生物或其他部位的細菌通過血源傳播；(2)陰道宮頸的細菌上行傳播；(3)與生殖技術有關的輔助操作，如取卵、子宮內裝置的放置或取出，或通過從子宮延伸穿過頸管的“尾絲”幫助傳播[25-26]。

2.2 菌群可能通過以下途徑參與內異癥的發(fā)生

2.2.1 細菌與Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)結合促進炎癥反應和細胞黏附 受大腸桿菌污染的經血中細菌內毒素濃度升高，經血逆流入盆腹腔后,與腹腔巨噬細胞、在位和異位子宮內膜上皮細胞及上皮基質細胞表達的LPS受體(TLR4)結合，LPS/TLR4復合物通過激活B細胞的細胞內適配分子和核因子活化B細胞κ輕鏈增強子(nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells,NF-kB)引起盆腔炎癥促進內異癥的生長和發(fā)展[17,20]。而尿支原體可與TLR2結合，激活ERK和JNK通路誘導腹膜間皮細胞和子宮內膜基質細胞產生和釋放炎癥因子、趨化因子(IL-6、TNF-α、CXCL1和CCL2等)和黏附分子(ICAM-1和VCAM-1)等促進子宮內膜在盆腔的黏附生長[23,27]。

2.2.2 細菌參與雌激素循環(huán)的調節(jié) 早在關于腫瘤的研究中就有學者提出“estrobolome”，即“雌激素組”的概念，是指能代謝雌激素的腸道菌群基因的集合，包括擬桿菌、雙歧桿菌、大腸桿菌和乳桿菌屬等[28]。這部分細菌分泌的β-葡萄糖苷酸酶能將雌激素解偶聯為其活性代謝物，導致循環(huán)中雌激素水平升高，而高雌激素水平與內異癥的發(fā)生發(fā)展密切相關[29]。Shan等[13]發(fā)現，內異癥患者血清E2水平顯著升高(P<0.05),且與糞便中Blautia菌屬豐度[R=0.69，P<0.05]和Dorea菌屬豐度[R=0.61,P<0.05]呈正相關。

2.2.3 細菌通過其代謝產物(或)改變腸道代謝產物影響盆腔炎性反應 已有研究證實，來自魚類、堅果等的多不飽和脂肪酸(如omega-3脂肪酸和omega-6脂肪酸)可通過調節(jié)腸道菌群的組成改變其代謝活性，減少炎性前列腺素和細胞因子(IL-1、IL-2和IL-6，TNF-α)等的釋放，抑制內異灶的增殖[30]。而菌群的代謝產物如短鏈脂肪酸(SCFA)、氧化三甲胺(TMA)和次級膽汁酸等參與多條宿主的代謝通路，也可能作為內異癥的潛在發(fā)病機制之一[9,13,31]。

3 菌群用于治療EMs的前景

調整腸道菌群或許可抑制內異癥的生長。Chadchan等[8]研究發(fā)現，無論是建模前后應用廣譜抗生素(萬古霉素、新霉素、甲硝唑和氨芐西林)還是單用擬桿菌敏感的甲硝唑處理內異癥模型小鼠3周，內異癥組小鼠病變部位的體積都明顯小于對照組(均P<0.01)。而一項針對40例III～IV期內異癥女性的隨機對照實驗發(fā)現，服用乳酸菌8周后患者痛經VAS評分下降幅度明顯大于安慰劑組(3.46±2.97 vs 2.18±1.06，P=0.018)[32]。另有研究證實，加氏乳桿菌OLL2809作為一種益生菌，可通過刺激內異癥模型鼠脾細胞產生IL-12激活自然殺傷(natural killer cell，NK)細胞，抑制內異癥病變的發(fā)展[33]。

4 爭議與展望

由于只有不到1%的微生物可在瓊脂平板上生長和形成菌落，因此基于16S核糖體-RNA的新一代高通量測序技術NGS(Next-generation sequencing technology)已成為鑒定微生物群的常用方法。雖然測序水平高速發(fā)展，但仍有很多影響微生物檢測的因素：包括可能的個體、群體因素(年齡、性別、病史、地域和遺傳、月經周期和激素、BMI和飲食、生活習慣等)[34-36]；更不能忽視實驗設計中的技術因素：不同的方案和培養(yǎng)條件、實驗室和試劑污染、取樣方法、測序、數據分析等都會導致差異[6，37]。且迄今為止基于NGS的研究集中于檢測微生物DNA序列，盡管此方法提供了相關可能存在的微生物，但仍需明確存在DNA序列并不等同于存在活細菌[38]。因此，內異癥與正常對照之間到底是否存在差異表達的菌群仍有爭議,且菌群如何通過免疫調節(jié)誘導免疫耐受在宿主體內持續(xù)存在仍不清楚。

究竟內異癥患者中菌群失調現象是因還是果?糞便菌群移植(fecal microbiome transplantation，FMT)通過內窺鏡灌腸或鼻空腸管直接引入體內或是將微生物組封裝在可吞咽的抗胃液的膠囊中)[39]正越來越多地用于復發(fā)性難治艱難梭菌腸炎的治療，健康供體的陰道微生物組移植(vaginal microbiome transplantation，VMT)也已作為有癥狀的、頑固復發(fā)性細菌性陰道病的患者的替代方案[40],那么針對改變子宮菌群的治療措施可否作為未來內異癥的治療方法?事實上，子宮作為低生物載量的生態(tài)位，支持其在沒有病理性感染的情況下存在微生物組的證據仍不充分[41]。雖然微生物與內異癥的雙向作用仍未明確，相信將來通過新一代測序技術分析，關于內異癥發(fā)病機制的新觀點可能會被證實。這為開發(fā)全新的內異癥預防，診斷，治療方法都提供了可能。