炎癥性腸病患者的腸道真菌組成及其影響因素

魏文娟 繆佳蓉 繆應(yīng)雷

炎癥性腸病（IBD）包括潰瘍性結(jié)腸炎（UC） 和克羅恩病（CD），主要表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)作的腹痛、腹瀉和黏液血便。IBD 是西方國(guó)家常見的消化道疾病，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、環(huán)境及人們飲食習(xí)慣的變化，目前中國(guó)的IBD 發(fā)病率呈逐年上升趨勢(shì)[1]。IBD 病因尚未完全明確，目前普遍認(rèn)為是遺傳易感性、腸道微生態(tài)、免疫反應(yīng)、環(huán)境、飲食習(xí)慣等因素共同作用的結(jié)果[2]。腸道微生物包括細(xì)菌、真菌、古細(xì)菌和病毒等，其中真菌僅占腸道微生物的0.1%[3]。隨著近年來(lái)對(duì)IBD 發(fā)病機(jī)制的深入研究，腸道真菌對(duì)IBD 的影響逐漸受到重視，本文就IBD 患者腸道真菌組成及其影響因素的研究進(jìn)展作一綜述。

1 健康人群和IBD 患者的腸道真菌組成

1.1 健康人群的腸道真菌組成

真菌在人類腸道中分布廣泛，主要分為子囊菌門（Ascomycota）、擔(dān)子菌門（Basidiomycota）及壺菌門（Chytridiomycota）[4]。腸道常駐真菌如念珠菌屬（Candida sp.），包括白色念珠菌（Candida albicans）、 熱 帶 念 珠 菌（Candida tropicalis）、 近平滑念珠菌（Candida parapsilosis）和光滑念珠菌（Candida glabrata）等，其中白色念珠菌占比較高[4-5]。

1.2 IBD 患者的腸道真菌組成

IBD 患者的腸道真菌豐度和多樣性在疾病活動(dòng)期不斷變化，且因疾病表型的不同而存在差異[6]。雖然近年來(lái)16S 宏基因組測(cè)序等二代測(cè)序技術(shù)在腸道微生態(tài)研究中的應(yīng)用逐漸增多，但由于真菌培養(yǎng)和針對(duì)真菌內(nèi)部轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)（ITS）的測(cè)序存在技術(shù)難點(diǎn)及數(shù)據(jù)庫(kù)不完善，故目前國(guó)內(nèi)外分析IBD 患者腸道真菌譜的文獻(xiàn)較少；現(xiàn)有文獻(xiàn)因采樣的地區(qū)、方式、部位不同，以及研究方法存在差異，故研究結(jié)果存在較大差異[6-8]。

1.2.1 IBD 患者糞便中真菌的組成 IBD 患者糞便中的真菌多樣性和豐度與健康人群相比存在顯著差異。Ott 等[7]采用宏基因組18S rDNA 方法分析IBD 患者和非IBD 者的結(jié)腸活體組織及糞便樣本，并構(gòu)建了基因文庫(kù)，發(fā)現(xiàn)CD 患者的黏膜相關(guān) 18S rDNA 信號(hào)的多樣性較高；在多個(gè)基因克隆文庫(kù)中發(fā)現(xiàn)了一些操作分類單元（OTU）[如芽枝狀枝 孢 菌（Cladosporidium cladosporioides）、白 色念珠菌等]，而有些OTU 僅在CD 患者中被發(fā)現(xiàn)[如出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans）、球毛殼菌（Chaetomium globosum）等]。

Sokol 等[6]的研究發(fā)現(xiàn)，活動(dòng)期IBD 患者的糞便微生物中擔(dān)子菌門的豐度增高，而子囊菌門的豐度則降低，兩者呈負(fù)相關(guān)；促炎性真菌如白色念珠菌占比升高，抗炎性真菌如釀酒酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）占比降低；緩解期IBD患者的糞便真菌組成與健康個(gè)體的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。該研究結(jié)果可能作為鑒別IBD 患者處于緩解期還是活動(dòng)期的重要特征，并有助于鑒別IBD患者與健康人。

尹娟等[8]的研究發(fā)現(xiàn)，CD 初發(fā)患者的糞便中豐度顯著增高的真菌為酵母綱（Saccharomycetes）、酵母目（Saccharomycetales）、位置未定科（Incertae sedis）、念珠菌屬、白色念珠菌，新增真菌為絲 孢 酵 母 目（Trichosporonales）、 絲 孢 酵 母 科（Trichosporonaceae），豐度顯著降低的真菌為節(jié)擔(dān)菌綱（Wallemiomycetes），缺失真菌為球囊菌門（Glomeromycota）、球囊菌綱（Glomeromycetes）、球囊霉科（Glomeraceae）、路德酵母屬（Lodderomyces）、中間念珠菌（Candida intermedia）、念珠菌屬。該研究結(jié)果顯示，與健康人相比，初發(fā)CD 患者的糞便真菌組成發(fā)生了顯著的變化，真菌多樣性降低，條件致病性真菌如白色念珠菌豐度增高，這可能參與了疾病進(jìn)展。

一種腸道真菌（如白色念珠菌）無(wú)法導(dǎo)致IBD發(fā)病，腸道真菌的整體變化可能參與了IBD 的發(fā)病機(jī)制[9]。Sokol 等[6]推測(cè)釀酒酵母菌和白色念珠菌分別在炎性反應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮保護(hù)和惡化的作用，他們分別用這兩種熱殺滅的真菌刺激小鼠骨髓來(lái)源的樹突狀細(xì)胞分泌IL-6 和IL-10，結(jié)果顯示在兩者刺激下IL-6 的分泌量相似，但在前者刺激下IL-10 的分泌量明顯大于后者，這表明釀酒酵母菌的抗炎作用比白色念珠菌更為明顯。釀酒酵母菌為正常腸道真菌群落的主要組成部分，有研究顯示釀酒酵母菌可能難以適應(yīng)炎性反應(yīng)環(huán)境和（或）具有抗炎潛力[10]。

1.2.2 IBD 患者腸黏膜中真菌的組成 IBD 患者病變腸黏膜中的真菌組成發(fā)生了變化，可能在誘導(dǎo)宿主免疫反應(yīng)和炎性反應(yīng)過(guò)程中起著關(guān)鍵 作 用。Li 等[11]對(duì)19 例CD 活 動(dòng) 期 患 者 及7 名健康者的腸黏膜進(jìn)行研究，結(jié)果顯示與無(wú)炎性反應(yīng)黏膜相比，炎性反應(yīng)黏膜中的真菌組成改變更為明顯，主要表現(xiàn)為念珠菌屬、串珠狀赤霉 菌（Gibberella moniliformis）、 甘 藍(lán) 鏈 格 孢 菌（Alternaria brassicicola）和新型隱球菌（Cryptococcus neoformans）的占比升高。Liguori 等[12]對(duì)23 例CD患者和10 名健康者的腸黏膜進(jìn)行研究，結(jié)果顯示炎性反應(yīng)黏膜中的真菌總體數(shù)量比非炎性反應(yīng)黏膜增多，表現(xiàn)為CD 患者腸黏膜菌群中囊狀念珠菌（Cystofilobasidiacea）和光滑念珠菌數(shù)量增多，炎性反應(yīng)黏膜中存在炭角菌目（Xylariales），而非炎性反應(yīng)黏膜中則存在釀酒酵母菌和指甲絨黑粉類酵 母 菌（Filobasidium uniguttulatum）。Limon 等[13]對(duì)CD 患者和健康者的腸黏膜進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)4個(gè)真菌屬[馬拉色菌屬（Malassezia）、枝孢菌屬（Cladosporium）、金擔(dān)子菌屬（Aureobasidiu）和鐮刀菌屬（Fusarium）]與CD 相關(guān)，并且前三者在CD 患者腸黏膜中較健康者增多，而鐮刀菌屬則在CD 患者中明顯減少。馬拉色菌屬是人體皮膚表面的常駐菌，在攜帶與IBD 相關(guān)的CARD9 單核苷酸多態(tài)性（SNP）的患者腸道中豐度增高，CARD9是一種防御真菌的重要的信號(hào)適配器，馬拉色菌可通過(guò)CARD9 引起先天性炎性反應(yīng)，并可被CD患者的抗真菌抗體識(shí)別。此外，該研究發(fā)現(xiàn)，與CD 相關(guān)的馬拉色菌屬和枝孢菌屬增多主要發(fā)生在病變部位為回結(jié)腸的CD 患者中，而鐮刀菌屬的減少主要發(fā)生在病變部位為結(jié)腸的CD 患者中。何琴等[14]的研究發(fā)現(xiàn)CD 患者腸黏膜的真菌組成發(fā)生了變化，與非炎性反應(yīng)黏膜相比，炎性反應(yīng)黏膜中真菌的豐度和多樣性顯著增高，主要表現(xiàn)為條件致病菌白色念珠菌、熱帶念珠菌、串珠狀赤霉菌、甘藍(lán)鏈格孢菌和新型隱球菌的豐度顯著增高，而共生菌釀酒酵母菌、芽殖酵母菌（Saccharomyces castellii）、產(chǎn)黃青霉菌（Penicillum chrysogenum）和雙色蠟?zāi)⒕↙accaria bicolor）的豐度則顯著降低。綜上所述，目前對(duì)于CD 患者腸道真菌多樣性的變化情況尚無(wú)定論，大部分研究結(jié)論支持CD 患者腸黏膜炎性反應(yīng)區(qū)域的真菌多樣性顯著增高[10-11]，這表明腸黏膜中真菌組成的變化可能與CD 患者腸道炎性損傷有關(guān)。

1.2.3 面臨的問(wèn)題 IBD 患者腸黏膜及糞便中真菌組成的研究還有很多問(wèn)題有待解決：（1）目前尚未明確腸道真菌豐度及多樣性變化是IBD 的病因還是結(jié)果，需進(jìn)一步研究闡明；（2）一種真菌的豐度增高或降低不能完全解釋真菌導(dǎo)致IBD 的發(fā)病機(jī)制，多種真菌如何致病有待更多研究來(lái)闡明，尋找可以鑒別CD 與UC 的特定真菌改變也有助于揭示發(fā)病機(jī)制；（3）尋找特定真菌，其變化可以用于判斷疾病處于活動(dòng)期還是緩解期，以及預(yù)測(cè)疾病的嚴(yán)重程度，以期在治療上可能通過(guò)調(diào)節(jié)該種真菌的數(shù)量來(lái)緩解IBD 患者的癥狀。這些問(wèn)題都有待大樣本量、設(shè)計(jì)規(guī)范的研究及完善的檢測(cè)技術(shù)來(lái)解決。

2 IBD 患者腸道真菌組成的影響因素

腸道真菌組成變化會(huì)影響宿主的新陳代謝和健康。地域、城市化、種族和飲食習(xí)慣對(duì)腸道真菌組成有重要影響，其中城市化因素對(duì)腸道真菌組成的影響最大，其次是地域、飲食習(xí)慣和種族[15]。探究這些因素如何影響IBD 患者的腸道真菌組成，有助于揭示IBD 的發(fā)病機(jī)制和防治疾病。

2.1 宿主的遺傳易感性

許多參與免疫反應(yīng)的基因、細(xì)胞因子及其受體等已被證明攜帶IBD 相關(guān)的SNP，例如：（1）抗原遞呈細(xì)胞主要信號(hào)通路相關(guān)基因Dectin-1、CARD9；（2）參 與Th17 和Th1 細(xì) 胞 極 化 的 細(xì) 胞因子及其受體IL-12 p40、IL-23R、IL-6ST 等；（3）Th17 和Th1 細(xì)胞中的信號(hào)分子和轉(zhuǎn)錄因子JAK2、TYK2 等；（4）趨化因子受體CCR6 和效應(yīng)細(xì)胞因子IL-2、IL-21 及其受體等。上述基因、細(xì)胞因子及其受體等參與了真菌引起的一系列免疫反應(yīng)，使得真菌在IBD 發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮了作用[16]。

Dectin-1 是一種由白細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)，在免疫系統(tǒng)中起著檢測(cè)并殺死真菌的作用。有臨床研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)藥物療效不佳的IBD 患者與Dectin-1基因的SNP 顯著相關(guān), 提示Dectin-1 在抑制腸道炎性反應(yīng)中起著重要作用[9]。另有研究顯示，與健康者相比，CD 患者及其健康一級(jí)親屬的腸道更易被白色念珠菌定殖且數(shù)量更多；此外，CD 患者及其一級(jí)家屬的外周血中抗釀酒酵母菌抗體水平升高，這提示IBD 患者可能存在真菌的易感遺傳[17]。

2.2 飲食

飲食既可為微生物進(jìn)入腸道提供途徑，又可為已定植的微生物提供主要的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，因此飲食可影響腸道微生物的組成[5]。念珠菌屬的豐度與飲食中的碳水化合物呈正相關(guān)，但其與飲食中的氨基酸、蛋白質(zhì)及脂肪酸呈負(fù)相關(guān)[3]。Serban 等[18]的研究顯示念珠菌等腸道真菌的豐度與碳水化合物消耗量呈正相關(guān)，與總飽和脂肪酸水平呈負(fù)相關(guān)。植物性飲食與人類腸道的念珠菌屬定植增多相關(guān)，而動(dòng)物性飲食可促進(jìn)青霉菌屬的增殖[19]。

流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，飲食在IBD 發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用，也是IBD 復(fù)發(fā)的觸發(fā)因素，其致病機(jī)制可能是激活并調(diào)節(jié)腸道先天免疫系統(tǒng)，從而促發(fā)炎性反應(yīng)[20]。研究飲食導(dǎo)致的腸道微生物群變化，有助于甄別與IBD 發(fā)病相關(guān)的飲食。

2.3 細(xì)菌的影響和抗生素的使用

炎性反應(yīng)過(guò)程中機(jī)體環(huán)境的變化可能會(huì)影響真菌和細(xì)菌，并在IBD 機(jī)體中引起真菌與細(xì)菌的相互作用[6]。細(xì)菌群落干擾腸道真菌定植的機(jī)制尚不清楚，但有研究表明，特定的共生厭氧細(xì)菌[擬桿菌（Bacteroides）、厭氧桿菌（Anaerobic bacteria）和布勞特氏菌（Blautia producta）]可通過(guò)缺氧誘導(dǎo)因子-1α（HIF-1α）誘導(dǎo)結(jié)腸上皮細(xì)胞分泌抗真菌肽[21]。真菌和細(xì)菌共存于腸道內(nèi)，并可能直接相互作用。有研究顯示，對(duì)小鼠應(yīng)用抗生素治療會(huì)導(dǎo)致主要的真菌增殖，而在停用抗生素后增殖會(huì)減少，表明真菌與細(xì)菌之間存在平衡[6]。

Sovran 等[22]應(yīng)用針對(duì)革蘭陽(yáng)性菌的萬(wàn)古霉素或針對(duì)腸桿菌科的黏菌素來(lái)治療葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠，同時(shí)補(bǔ)充布拉氏酵母菌（Saccharomyces boulardii）或白色念珠菌，監(jiān)測(cè)炎性反應(yīng)嚴(yán)重程度、結(jié)腸炎小鼠腸道中細(xì)菌和真菌組成，研究結(jié)果顯示布拉氏酵母菌可改善DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎，而白色念珠菌在未經(jīng)治療的情況下會(huì)加重結(jié)腸炎；萬(wàn)古霉素對(duì)小鼠結(jié)腸炎有明顯保護(hù)作用，而黏菌素治療的小鼠保留了結(jié)腸炎表型；抗菌處理不僅可減少細(xì)菌數(shù)量，而且對(duì)真菌菌群也有間接影響，與萬(wàn)古霉素組和對(duì)照組小鼠相比，黏菌素組小鼠腸道中細(xì)菌和真菌豐度之間的相關(guān)性顯著降低，這表明黏菌素敏感菌參與了與真菌的相互作用；補(bǔ)充耐黏菌素的大腸桿菌以恢復(fù)腸桿菌科菌群，既促進(jìn)了布拉氏酵母菌的有益作用，也促進(jìn)了白色念珠菌加重結(jié)腸炎嚴(yán)重程度的作用。

2.4 益生菌和糞菌移植

益生菌可減輕IBD 患者的腸道炎性反應(yīng)，布拉氏酵母菌是目前唯一已知的具有抗炎作用的真菌[16]，其可保護(hù)腸道屏障和降低腸道通透性、阻止致病菌定植和侵襲、通過(guò)免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)抗炎因子的分泌，從而緩解IBD 患者的炎性反應(yīng)。微生態(tài)制劑對(duì)IBD 患者的輔助治療效果顯著，但目前尚未明確腸道真菌與IBD 的相互作用及其機(jī)制，腸道真菌的豐度及多樣性變化是否可以作為微生態(tài)制劑療效評(píng)價(jià)指標(biāo)，以及微生態(tài)制劑在IBD 治療中的應(yīng)用，還有待深入研究和探討。

此外，目前糞菌移植（FMT）已應(yīng)用于UC 的治療。Leonardi 等[23]的研究顯示，F(xiàn)MT 對(duì)腸道高念珠菌豐度的UC 患者的療效較好，治療后念珠菌豐度降低，疾病嚴(yán)重程度降低，這表明念珠菌豐度降低與炎性反應(yīng)減輕相關(guān)。

2.5 其他因素

在IBD 的治療中，糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑和生物制劑的應(yīng)用是真菌感染的危險(xiǎn)因素，糖皮質(zhì)激素使用超過(guò)4 周、免疫抑制劑與糖皮質(zhì)激素聯(lián)用超過(guò)10 d、使用一種或聯(lián)用多種免疫抑制劑均會(huì)提高真菌感染率[24]。如IBD 患者合并侵襲性真菌感染，原則上需停用免疫抑制劑，并及時(shí)行抗真菌治療，根據(jù)感染的部位及病情的嚴(yán)重程度制定治療方案[25]。

3 結(jié)語(yǔ)

真菌是健康人腸道微生物群的組成部分，對(duì)維持腸道穩(wěn)態(tài)起著重要作用。IBD 患者的腸道真菌組成發(fā)生了變化。真菌與其他腸道微生物相互作用，影響IBD 發(fā)生和發(fā)展的機(jī)制有待更多研究闡明。影響IBD 患者腸道真菌組成的因素很多，探討這些因素的作用機(jī)制可能對(duì)揭示IBD 的發(fā)病機(jī)制和防治疾病具有重要意義。隨著研究的深入，IBD 患者的腸道真菌豐度和多樣性的變化情況可能可以作為評(píng)估IBD 處于活動(dòng)期還是緩解期、病情嚴(yán)重程度及療效的指標(biāo)。