兩種瀉藥的安全性及對腸道菌群影響的對比研究

楊偉昂，楊兵，馬煥麗，張宏聰

人體腸道中寄居著大量微生物，其中大部分是細菌，形成“人體腸道菌群”，其主要定植于結腸，并與其生存環(huán)境構成重要的微生態(tài)系統(tǒng)。腸道菌群失調會產生多種胃腸道疾病如腹瀉、便秘、腸炎等，還易誘發(fā)肥胖、心腦血管病、糖尿病和代謝綜合征等慢性疾?。?-7］。因此，維持腸道菌群結構的穩(wěn)定，對人體健康至關重要。

結腸鏡檢查作為一種簡單、直觀、微創(chuàng)的檢查方法，已成為診斷大腸疾病特別是大腸癌及有關癌前疾病的首選。充分的腸道準備是結腸鏡檢查得以順利完成的前提。關于導瀉藥物的安全性問題，目前國內外的研究主要集中于行腸道準備的過程中［8-10］。而對于結腸鏡檢查后，是否存在遲發(fā)性藥物不良反應，國內外鮮有文獻報道，需要進一步深入研究。已有研究發(fā)現(xiàn)，藥物導瀉會引起腸道菌群大幅度改變［11-13］。但是在目前國內外的相關研究中，不同導瀉藥物對腸道菌群影響的對比研究，未見有文獻報道，亦需要進一步深入研究。

本項目擬設計隨機對照的臨床試驗，比較兩種常用導瀉藥物（復方聚乙二醇電解質散、20%甘露醇）對腸道菌群總體數(shù)量、革蘭陽性菌及典型條件致病菌（腸球菌、大腸桿菌）數(shù)量的影響，研究病人導瀉后14 d內的不良反應（如腹痛、腹脹、腹瀉等）的發(fā)生率，并探討導瀉藥物與腸道菌群變化與不良反應的相關性，最終為臨床合理選擇腸道準備藥物提供科學的依據(jù)。

1 資料與方法

1.1一般資料選擇2018年10月至2019年6月深圳市龍崗中心醫(yī)院門診及住院行結腸鏡檢查病人。研究獲病人知情同意，符合《世界醫(yī)學協(xié)會赫爾辛基宣言》相關要求。

1.2納入標準①年齡介于18～60歲；②無嚴重高血壓、貧血、冠心病、心肺功能不全者等結腸鏡檢查禁忌證；③無腸梗阻、電解質紊亂、嚴重腎功能不全等藥物導瀉禁忌證；④病人同意配合本項目研究，并按時收集糞便標本、接受隨訪。

1.3排除標準①采樣前1個月內曾行胃腸道手術及消化內鏡下治療術；②采樣前1個月內曾使用抗生素、微生態(tài)活菌制劑、導瀉藥物、促胃腸動力藥；③妊娠或哺乳者；④有相關藥物過敏史。

1.4剔除標準①腸道準備過程中出現(xiàn)嚴重不良反應者；②結腸鏡檢查過程中有行內鏡下治療者；③導瀉后14 d內有使用抗生素、微生態(tài)活菌制劑、導瀉藥物、促胃腸動力藥者；④未能按時、合格采集糞便標本者；⑤資料不全無法評定不良反應者。

1.5試驗分組、給藥方法把入選的病例用隨機數(shù)字表法、雙盲分成A、B兩組，各組給藥方法分別為：A組（復方聚乙二醇電解質散Ⅱ，68.56克/包，深圳萬和制藥有限公司，批號H20030827）：結腸鏡檢查當天上午9點給予復方聚乙二醇電解質散137.12 g兌溫開水2 L，2 h內分次全部飲完。B組（甘露醇注射液，250 mL∶50 g，石家莊四藥有限公司，批號H13023037）：結腸鏡檢查當天上午9點將加溫至37～40℃的20%甘露醇250 mL一次飲完，后于2 h內將溫開水1.75 L分次全部飲完。

1.6觀測指標觀察給予藥物導瀉后14 d內病人不良反應的發(fā)生情況，計算不良反應發(fā)生率；觀察病人導瀉前、導瀉并完成檢查后的第2天（導瀉后d1）、導瀉并完成檢查后的第15天（導瀉后d14）糞便內細菌總數(shù)、典型條件致病菌（腸球菌、大腸桿菌）的數(shù)量，革蘭陽性菌的數(shù)量及所占比率，評估導瀉前后上述菌群的變化情況。

1.7標本收集方法及檢測、計數(shù)方法（1）所有入選的病人，于導瀉前、導瀉后d1、導瀉后d14取適量新鮮糞便，30 min內送檢。（2）標本直接涂片法檢測糞便內細菌總數(shù)、革蘭陽性菌：將新鮮糞便直接涂抹在潔凈的載玻片上、科氏改良法革蘭染色、顯微鏡油鏡檢查細菌數(shù)量，結果以細菌個數(shù)/油鏡表示，并換算出革蘭陽性菌所占細菌總數(shù)的百分比。（3）稀釋性平板菌落計數(shù)法+快速細菌鑒定法：稱取0.1g的糞便于EP管中，加入0.9 mL生理鹽水，系列倍比稀釋，各稀釋度取0.05 mL用接種環(huán)分別接種至選擇性培養(yǎng)基平板上，進行初次分離培養(yǎng)。需氧菌（腸球菌、大腸桿菌）37℃培養(yǎng)18～24 h，如無菌生長，繼續(xù)培養(yǎng)至1周。最后分別對各菌株進行鑒定并按菌群平板活菌計數(shù)法計數(shù)，結果以每克糞便量中菌落形成單位的對數(shù)值表示［lg（CFU/g）］。

1.8遲發(fā)性藥物不良反應隨訪方法（1）本研究中，遲發(fā)性藥物不良反應定義為導瀉后d1開始出現(xiàn)、排除結腸鏡操作導致的不良反應。原有癥狀者，若同一癥狀較前無明顯變化或減輕，不被視為本次研究的遲發(fā)性藥物不良反應；若癥狀較前加重，則被視為本次研究的遲發(fā)性藥物不良反應。（2）所有入選的病人，記錄服藥前病情，導瀉后d14電話隨訪，記錄是否有不良反應的發(fā)生。

1.9統(tǒng)計學方法采用統(tǒng)計學軟件SPSS 25.0對數(shù)據(jù)進行處理。對于計量資料，以±s形式表示，而腸球菌、大腸桿菌計量數(shù)據(jù)則以lg（±s）形式表示，滿足正態(tài)分布的兩組間比較采用成組t檢驗，不滿足正態(tài)分布的組間比較采用非參數(shù)秩和檢驗；多時間點觀測資料比較應采用重復測量方差分析。對于計數(shù)資料，以率的形式表示，比較方式選擇χ2檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1入選病人的基本情況66例病人符合入選條件納入初始研究，5例病人（A組2例、B組3例）因符合剔除條件被剔除出本研究，最終共61例病人（A組31例、B組30例）數(shù)據(jù)被有效納入研究分析。A組年齡（38.2±7.6）歲，男女比例為17∶14；B組年齡（39.0±9.4）歲，男女比例為3∶2。兩組病人在平均年齡（t=0.37，P=0.712）、性別組成（χ2=0.17，P=0.684）方面對比均差異無統(tǒng)計學意義。61例入選病人中，49例結腸鏡檢查結果未見明顯異常，8例發(fā)現(xiàn)有結腸息肉（參與研究期間暫未行進一步處理），3例慢性結/直腸炎，1例結腸黑變病。

2.2遲發(fā)性藥物不良反應方面導瀉后14 d內，A組共2例病人分別于導瀉后d2、d3出現(xiàn)腹脹、腹瀉等癥狀，癥狀較輕，未予特殊處理，持續(xù)約2～3 d后癥狀基本消失，A組遲發(fā)性藥物不良反應發(fā)生率為6.45%（2/31）。B組共9例病人于導瀉后d2～d4出現(xiàn)腹痛、腹脹、腹瀉等癥狀，其中1例因腹瀉癥狀明顯予蒙脫石散短暫處理，其余8例病人癥狀均較輕，未予特殊處理，持續(xù)約2～3 d后癥狀基本消失，B組遲發(fā)性藥物不良反應發(fā)生率為30.0%（9/30）。B組遲發(fā)性藥物不良反應發(fā)生率更高（χ2=5.72，P=0.017）。

2.3腸道菌群方面

2.3.1兩組導瀉前后腸道菌群數(shù)量比較 導瀉前：兩組在細菌總數(shù)、腸球菌數(shù)量、大腸桿菌數(shù)量、革蘭陽性菌數(shù)量方面，均差異無統(tǒng)計學意義（均P>0.05）。導瀉后d1：兩組在細菌總數(shù)、革蘭陽性菌數(shù)量方面均顯著減少（均P<0.01），B組減少更顯著（均P<0.05）。在腸球菌數(shù)量、大腸桿菌數(shù)量方面，兩組與導瀉前對比均顯著增加（均P<0.01），B組增加更顯著（均P<0.05）。導瀉后d14：兩組在細菌總數(shù)、革蘭陽性菌數(shù)量方面與導瀉前比較基本恢復正常（均P>0.05），兩組之間對比亦差異無統(tǒng)計學意義（均P>0.05）。在腸球菌數(shù)量、大腸桿菌數(shù)量方面，導瀉后d14兩組均仍有不同程度的增加，與導瀉前相比均差異有統(tǒng)計學意義（均P<0.05）；然而，兩組之間對比均差異無統(tǒng)計學意義（均P>0.05）。見表1。

表1 兩組導瀉前后細菌總數(shù)、腸球菌數(shù)量、大腸桿菌數(shù)量、革蘭陽性菌數(shù)量比較/±s

表1 兩組導瀉前后細菌總數(shù)、腸球菌數(shù)量、大腸桿菌數(shù)量、革蘭陽性菌數(shù)量比較/±s

注：①與同組導瀉前比較，P<0.05。②與同時間點A組比較，P<0.05。

組別A組導瀉前導瀉后d1導瀉后d14 B組導瀉前導瀉后d1導瀉后d14整體HF系數(shù)組間F，P值時間F，P值交互F，P值例數(shù)31 30細菌總數(shù)/（個/油鏡）3 409.7±734.6 127.5±30.6①3 380.7±794.3 3 300.0±755.7 110.9±27.8①②3 250.0±813.1 0.54 0.41，0.524 1 090.67，<0.001 0.29，0.609革蘭陽性菌/（個/油鏡）2 082.7±590.4 48.7±13.7①2 026.8±483.9 1 931.8±658.6 38.7±11.9①②1 886.0±469.0 0.57 1.14，0.289 715.64，<0.001 0.88，0.363腸球菌/［lg（CFU/g）］6.37±0.59 6.65±0.58①6.38±0.59①6.41±0.70 6.99±0.70①②6.58±0.69①0.54 1.40，0.241 1 975.75，<0.001 215.63，<0.001大腸桿菌/［lg（CFU/g）］6.43±0.58 6.65±0.57①6.47±0.58①6.47±0.66 7.02±0.66①②6.69±0.68①0.69 1.74，0.193 749.95，<0.001 121.22，<0.001

2.3.2兩組導瀉前后革蘭陽性菌占細菌總數(shù)的百分比變化 導瀉前，A、B組革蘭陽性菌占細菌總數(shù)的百分比分別為61.08%、58.54%；導瀉后d1，A組下降至38.20%，B組則下降更明顯，為34.90%，腸道菌群構成發(fā)生明顯改變；導瀉后d14，A、B組分別恢復至59.95%、58.03%，腸道菌群構成基本恢復正常。

3 討論

正常成人腸道細菌約有30屬1 500多種，數(shù)量多達1016，可分為3大類：第1類為有益菌即優(yōu)勢菌群，約占99%，包括乳酸桿菌、優(yōu)桿菌、雙歧桿菌等厭氧革蘭陽性菌；第2類為條件致病菌即非優(yōu)勢菌群，典型的有腸球菌、大腸桿菌等；第3類是致病菌，當腸道菌群失調時則可能導致宿主患?。?4］。這些細菌主要分布于結腸和末端小腸，以結腸最多。細菌大多覆于腸道黏膜的表面，依靠消化人類食物的殘渣來給自身提供生存所需的各種能量，其黏附于腸道表面的腸上皮細胞形成一層細菌生物膜，最終可影響腸道營養(yǎng)物質的代謝、通透性的變化及腸道免疫系統(tǒng)功能。因此，腸道菌群被稱作為“人體的第十三個生理系統(tǒng)”。

正常生理狀態(tài)下，腸道菌群的各個細菌成員在種類乃至數(shù)量上始終在一定的范圍內波動，形成一種動態(tài)平衡，稱之為腸道微生態(tài)平衡［15］。腸道微生態(tài)的構成具有時間與空間的特異性，通過順產的嬰兒，其早期腸道內的菌群與母體陰道內的菌群類似，而經剖宮產的嬰兒其腸道菌群的分布則與之不同。研究表明，近1歲嬰兒的腸道微生態(tài)水平已與健康成人相當。但是腸道菌群的成分并不是一成不變的，菌群結構受到許多因素的影響和制約，基因、年齡、飲食、生活方式、藥物的使用等因素都可以造成腸道菌群的改變［16-18］。Jalanka等［13］的研究表明，導瀉藥物復方聚乙二醇電解質散會迅速引起腸道菌群大幅度改變，22%的受試者丟失了腸道菌群的種屬特異性；在導瀉藥物使用14 d后，細菌水平和群落成分才基本恢復到基線水平，恢復的速率與給藥方法相關：相對于兩次給藥組（2 L分兩次飲下，間隔12 h），單次給藥組（2 L一次飲盡）的菌群影響更嚴重、恢復更慢。本研究表明，即使是同一種導瀉藥物，不同的給藥方案也會引起不同的腸道菌群變化。因此，本團隊猜想，不同導瀉藥物也許會引起不同的腸道菌群變化。然而，目前國內外尚未有相關報道。

基于此，本團隊設計本研究實驗，結果表明，不同導瀉藥物確實會引起不同的腸道菌群變化。導瀉藥物會引起腸道菌群數(shù)量及構成的改變，其作用原理可能是：（1）腸道細菌大多覆于腸道黏膜的表面，短時間內大量導瀉液體通過物理沖刷作用，清除了大量的腸道細菌。本研究表明，導瀉后d1，A、B組細菌總數(shù)較導瀉前減少。（2）短時間內服用大量導瀉液體，同時也攜帶了大量氧氣進入腸道生態(tài)系統(tǒng)，對腸道的優(yōu)勢菌群（厭氧菌）起到了抑制的作用；而腸道內的非優(yōu)勢菌群諸如腸球菌、大腸桿菌（兼性厭氧菌或需氧菌），由于腸道厭氧生態(tài)環(huán)境的改變以及優(yōu)勢菌大量減少導致的生物拮抗作用的減弱，導瀉后反而有機會繁衍增殖。本研究亦證實上述猜想。導瀉后d1，各組革蘭陽性菌（主要為雙歧桿菌、優(yōu)桿菌、乳桿菌等厭氧優(yōu)勢菌群）減少的幅度明顯大于同組細菌總數(shù)減少的幅度；而各組腸球菌數(shù)量、大腸桿菌數(shù)量（均為兼性厭氧菌）均較導瀉前明顯升高。（3）導瀉液體的強烈作用不僅影響上覆黏膜相關微生物，而且可能影響結腸上皮上覆黏液層的完整性和豐度。腸道微生物生態(tài)系統(tǒng)依賴于結腸上皮上覆黏液層的附著性、穩(wěn)定性，后者是其營養(yǎng)來源之一。黏液層的改變會極大地影響相關微生物生態(tài)系統(tǒng)的多樣性和結構［19］。本研究表明，相對于復方聚乙二醇電解質散溶液組（A組），20%甘露醇溶液組（B組）引起了更顯著的腸道菌群改變（導瀉后d1細菌總數(shù)及革蘭陽性菌數(shù)量減少更明顯，而腸球菌數(shù)量、大腸桿菌數(shù)量增加更顯著）。究其原因，本團隊認為與兩種導瀉藥物的作用機制不同有關。復方聚乙二醇電解質散是聚乙二醇、無水硫酸鈉、氯化鈉、氯化鉀、碳酸氫鈉的復合劑，其配制的導瀉液為等滲液，口服后幾乎不吸收、不分解，可補充因清潔腸道丟失的電解質，維持內環(huán)境平衡，不引起體內水電解質紊亂。而20%甘露醇是高滲性溶液，在腸腔內形成高滲環(huán)境，使腸腔液體、電解質丟失，從而可能導致腸上皮上覆黏液層更明顯的破壞。此外，腸道菌群中各類細菌在腸腔的分布是有規(guī)律、層次的，淺層細菌稱為腔菌群，也可稱為外籍菌、游動菌或過路菌，主要包括腸球菌、大腸桿菌等；中層（優(yōu)桿菌、擬桿菌等）與深層（雙歧桿菌、厭氧乳桿菌等）的細菌合稱膜菌群，也可稱為原籍菌、固有菌或常居菌，與腸上皮上覆黏液層關系密切。腸上皮上覆黏液層更明顯的破壞，會導致中層、深層細菌更明顯的變化。

腸道菌群的數(shù)量與各菌種的比例發(fā)生較大幅度地變化，超出正常范圍并由此產生了一系列的臨床表現(xiàn)，稱為腸道菌群失調癥，其與多種疾病存在相關性［1-7］。因此，健康的腸道菌群被視為機體健康的一個重要確定因素。本研究表明，導瀉藥物的使用，會導致遲發(fā)性藥物不良反應的出現(xiàn)，考慮與腸道菌群數(shù)量及構成的改變有關（r=0.68，P<0.01）。而腸道菌群改變的幅度越大，不良反應發(fā)生率越高。大部分不良反應出現(xiàn)于導瀉后的第2～4天，大部分癥狀均較輕、無需特殊干預，1周內基本消失，考慮與腸道菌群的逐漸恢復有關。雖然本研究沒有進行導瀉后d7的腸道菌群觀察，但本研究數(shù)據(jù)表明，導瀉后d14兩組在細菌總數(shù)、革蘭陽性菌數(shù)量方面與導瀉前比較均基本恢復正常（均P>0.05）。盡管在腸球菌數(shù)量、大腸桿菌數(shù)量方面，導瀉后d14兩組均仍有不同程度的增加，但由于其基數(shù)數(shù)量較少，對腸道菌群的整體構成沒有實質性的影響。

綜上所述，導瀉藥物會引起腸道菌群數(shù)量及構成的顯著改變，導致遲發(fā)性藥物不良反應的發(fā)生。相對于20%甘露醇，使用復方聚乙二醇電解質散進行腸鏡前導瀉，對腸道菌群的影響更小、遲發(fā)性藥物不良反應發(fā)生率更低，更值得臨床推廣。