膽囊切除術(shù)對(duì)消化道微生態(tài)的影響*

趙 鑫 綜述，魏小果審校

(1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院/甘肅省人民醫(yī)院，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院/甘肅省人民醫(yī)院消化內(nèi)科，甘肅 蘭州 730000)

隨著微創(chuàng)外科手術(shù)的發(fā)展，腹腔鏡膽囊切除術(shù)逐漸成為良性膽囊疾病的主要治療手段[1]。然而相關(guān)研究表明，膽囊切除術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致消化道微生態(tài)紊亂，進(jìn)而影響一些疾病的發(fā)生和發(fā)展，如膽囊切除術(shù)后腹瀉(PCD)、結(jié)直腸癌(CRC)、非酒精性脂肪肝病(NAFLD)、小腸細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng)(SIBO)等。腸道菌群參與機(jī)體多種生理、病理活動(dòng)，且消化道微生態(tài)也逐漸被作為人類健康狀況的衡量指標(biāo)[2]。目前，有關(guān)膽囊切除術(shù)后對(duì)消化道微生態(tài)影響的研究較少見，結(jié)論不盡相同，現(xiàn)從膽囊切除術(shù)后引起的PCD、CRC、NAFLD、SIBO等疾病出發(fā)，將上述疾病與消化道微生態(tài)的關(guān)系和機(jī)制闡述如下。

1 膽囊切除術(shù)

近年來(lái)，腹腔鏡膽囊切除術(shù)已成為膽道外科最常見的手術(shù)之一[1]，因其具有創(chuàng)傷小、疼痛小、恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于膽囊結(jié)石、膽囊炎、膽囊息肉等疾病的治療中，但其術(shù)后部分人群短期或長(zhǎng)期可能會(huì)出現(xiàn)一些并發(fā)癥，如腹痛、腹脹、腹瀉、消化不良等[3]。膽囊切除術(shù)后綜合征(PCS)的概念由Wormak和Crider于1947年提出[4]，指膽囊切除術(shù)后與術(shù)前相似的胃腸道癥狀持續(xù)存在或出現(xiàn)一些新發(fā)癥狀，如惡心、嘔吐、腹脹、腹瀉、腹痛、消化不良等，可出現(xiàn)在腹腔鏡膽囊切除術(shù)后早期，也可出現(xiàn)在腹腔鏡膽囊切除術(shù)后幾年，其定義多變且廣泛[5]。

2 消化道微生態(tài)

消化道微生態(tài)中微生物群落龐大且具有多樣性，微生物種類多達(dá)1 500余種，數(shù)量可達(dá)1 013～1 014，其中腸道菌群根據(jù)門、類、目、科、屬和種進(jìn)行分類，在門水平上，厚壁菌門和擬桿菌門占腸道菌群的90%[6]。腸道菌群易受宿主飲食、年齡、生活習(xí)慣等因素的影響，但同時(shí)也參與了機(jī)體多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的合成和吸收，也可競(jìng)爭(zhēng)性抑制致病菌生長(zhǎng)、維持腸道黏膜屏障完整、激活相關(guān)細(xì)胞信號(hào)通路發(fā)揮重要的免疫功能，與多系統(tǒng)疾病的發(fā)生密切相關(guān)[7]。并且調(diào)節(jié)腸道菌群可改善人類健康的觀點(diǎn)已被證實(shí)，益生菌制劑也被廣泛開發(fā)和利用，最常見使用的益生菌有乳酸菌、雙歧桿菌屬、布拉氏酵母菌等，在消化系統(tǒng)疾病的治療中具有重要的應(yīng)用價(jià)值[8]。

3 膽囊切除術(shù)與消化道微生態(tài)

3.1膽囊切除術(shù)后消化道微生態(tài)紊亂 2021年FROST等[9]對(duì)無(wú)癥狀膽囊結(jié)石患者、膽囊切除術(shù)后患者和健康對(duì)照者進(jìn)行16S RNA基因測(cè)序測(cè)定了糞便微生物群譜，結(jié)果顯示，膽囊結(jié)石患者與對(duì)照者微生物組成比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；膽囊切除術(shù)后患者微生物群落多樣性減少，潛在有益的糞桿菌減少，大腸埃希菌/志賀氏菌比值增加。GEORGESCU等[10]研究也表明，膽囊切除術(shù)后患者腸道菌群失調(diào)，生物多樣性指數(shù)下降，厚壁菌門/擬桿菌門比值不平衡，且這種微生物變化與膽囊切除術(shù)后患者腹部不適密切相關(guān)。WANG等[11]發(fā)現(xiàn)，與健康者比較，膽囊切除術(shù)后患者腸道微生物群落多樣性降低，且存在與年齡相關(guān)的糞便共生菌群缺失。同時(shí)，國(guó)內(nèi)有研究表明，膽囊切除術(shù)后糞便優(yōu)勢(shì)菌雙歧桿菌屬和乳球菌屬均減少，有害菌大腸埃希菌增加[12]。然而也有研究表明，膽囊切除術(shù)前后糞便微生物分布總體無(wú)差異，可能與膽囊切除術(shù)后時(shí)間長(zhǎng)短、是否使用抗生素等混雜因素的干擾相關(guān)[13]。

3.2PCD PCD為膽囊切除術(shù)后常見并發(fā)癥，臨床表現(xiàn)為大便性狀改變(稀軟)、排便頻繁、排便急或長(zhǎng)期持續(xù)慢性腹瀉[14]。PCD發(fā)病率存在爭(zhēng)議，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，PCD發(fā)病率為2.1%～57.2%[15]。PCD患者消化道微生態(tài)紊亂。XU等[14]研究表明，與非PCD患者、健康者比較，PCD患者糞便菌落豐度和均勻度均顯著下降，普雷沃氏菌屬、腸球菌增加，擬桿菌屬減少，且PCD患者糞便膽汁酸含量增加，膽汁酸代謝物變化與腸道菌群變化具有很強(qiáng)的相關(guān)性。LI等[16]同樣將PCD患者與非PCD患者、健康者進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示，PCD患者腸道菌群多樣性和部分菌群豐度均顯著降低，厚壁菌門/擬桿菌門比值降低，雙歧桿菌屬和乳球菌屬豐度顯著降低，普雷沃氏菌屬和薩特氏菌屬豐度增加，PCD患者腸道中參與脂質(zhì)代謝途徑的菌群豐度較非PCD患者低。KANG等[17]研究表明，與健康者、無(wú)癥狀PCS患者比較，PCS患者腸道菌群以變形菌門為主，推測(cè)變形菌門豐度增加可能是PCS患者慢性腹痛和腹瀉的高致病因素。PCD發(fā)病機(jī)制尚不明確，可能與消化道微生態(tài)紊亂相關(guān)。結(jié)合目前文獻(xiàn)報(bào)道，PCD發(fā)病機(jī)制：(1)膽汁酸代謝失衡可能參與了PCD的發(fā)生。膽囊切除術(shù)后患者失去了膽囊對(duì)膽汁酸的濃縮和儲(chǔ)存作用，失去了飲食刺激后膽汁酸的節(jié)律性釋放，大量膽汁酸釋放至腸道中，增加了腸道中膽汁酸的轉(zhuǎn)運(yùn)量,可能參與了PCD的發(fā)生[14]。另外，膽囊切除術(shù)后成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子19表達(dá)降低，導(dǎo)致成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子19對(duì)膽汁酸合成中的限速酶-膽固醇7-羥化酶的抑制作用減弱，初級(jí)膽汁酸生成增多，加速了腸肝循環(huán)，也可能導(dǎo)致PCD的發(fā)生，且有研究表明，PCD患者糞便膽汁酸含量增加[15,18-19]。(2)膽汁酸代謝失衡致消化道微生態(tài)紊亂可能參與了PCD的發(fā)生。有研究支持PCD患者膽汁酸代謝改變，并伴腸道菌群失調(diào)[14]。膽汁酸可通過(guò)直接或間接作用影響腸道菌群，次級(jí)膽汁酸可直接破壞細(xì)菌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，也可作用于膽汁酸受體，如法尼醇X受體和維生素D受體誘導(dǎo)相關(guān)抗菌肽的表達(dá)抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，從而改變腸道菌群組成[14,20]。并且有研究表明，膽囊合成的表面活性蛋白D可選擇性結(jié)合腸道共生菌，發(fā)揮重要的腸道免疫功能，膽囊切除術(shù)后機(jī)體免疫穩(wěn)態(tài)變化影響腸道菌群的組成[21]。而膽汁酸的代謝需要腸道微生物修飾，修飾后的膽汁酸又作為一種信號(hào)分子，通過(guò)腸肝循環(huán)和腸道吸收結(jié)合機(jī)體組織中的核受體和細(xì)胞表面受體，發(fā)揮多種生理調(diào)節(jié)功能[22]。(3)腸道菌群失調(diào)可能參與了PCD的發(fā)生，但具體影響機(jī)制尚不明確。PCD患者腸道有益菌，如擬桿菌門、雙歧桿菌屬和乳球菌屬豐度均降低，有害菌，如普雷沃氏菌屬和薩特氏菌屬豐度均升高，且PCD患者菌群變化與臨床表型具有很強(qiáng)的相關(guān)性[14,16]。其中雙歧桿菌屬和乳球菌屬為有益菌屬，被認(rèn)為是第1代益生菌，可抑制炎癥、增強(qiáng)腸道緊密連接、降低腸道通透性，也可釋放代謝產(chǎn)物影響腸道菌群組成[23]。有研究表明，PCD患者輔予雙歧桿菌四聯(lián)活菌片藥物治療，與對(duì)照組比較，總有效率高,且改善腸道微生態(tài)平衡，膽囊切除術(shù)后腸道雙歧桿菌屬和乳球菌屬的變化可能在PCD發(fā)病過(guò)程中起到了一定的作用[12]。厚壁菌門/擬桿菌門比值是評(píng)價(jià)腸道菌群組成的重要參數(shù)，有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)改變膳食纖維結(jié)構(gòu)可增加腸道厚壁菌門與擬桿菌門的比例，并可減輕動(dòng)物實(shí)驗(yàn)性感染所引起的腹瀉，但厚壁菌門/擬桿菌門比值的增加是否與腹瀉的減少有關(guān)，尚有待于進(jìn)一步探討[24]。而普雷沃氏菌屬是一個(gè)條件致病性菌屬，其豐度的增加與輔助性T淋巴細(xì)胞17型(Th17)介導(dǎo)的黏膜炎癥作用增強(qiáng)相關(guān)，普雷沃氏菌可以通過(guò)激活Toll樣受體2導(dǎo)致抗原提呈細(xì)胞產(chǎn)生Th17極化細(xì)胞因子IL-23、IL-1；也能刺激上皮細(xì)胞產(chǎn)生IL-8、IL-6，從而促進(jìn)黏膜Th17免疫反應(yīng)和中性粒細(xì)胞募集，參與了疾病的發(fā)生、發(fā)展[25]。有研究表明，以腹瀉為主的腸易激綜合征患者普雷沃氏菌屬增加[26]。薩特氏菌屬與潰瘍性結(jié)腸炎有關(guān)，可介導(dǎo)輕微炎癥，具有降解免疫球蛋白A的能力[27]，且在抗生素誘導(dǎo)腹瀉小鼠中薩特氏菌屬豐度顯著高于正常小鼠，薩特氏菌屬可能促進(jìn)腹瀉[16]。膽鹽有促進(jìn)脂肪和維生素吸收的重要作用，PCD患者在攝入過(guò)多脂肪后會(huì)出現(xiàn)頻繁腹瀉，其參與脂質(zhì)代謝途徑的菌群豐度降低[16]。

3.3CRC CRC是全球第三大最常見惡性腫瘤，也是癌癥死亡的第四大原因，CRC致病因素包括年齡、飲食、遺傳、炎癥性腸病、家族性腺瘤性息肉病、遺傳性非息肉病性結(jié)腸癌、吸煙和飲酒等[28]。近年來(lái)，多項(xiàng)流行病學(xué)研究表明，膽囊切除術(shù)史與CRC發(fā)展密切相關(guān)[21,29]。近期韓國(guó)學(xué)者的一項(xiàng)調(diào)查研究納入了408 769名受試者，與普通人群的癌癥風(fēng)險(xiǎn)比較，膽囊切除術(shù)后患者CRC發(fā)病率高，特別是年輕時(shí)接受膽囊切除術(shù)患者癌癥風(fēng)險(xiǎn)高于≥65歲時(shí)接受膽囊切除術(shù)者[30]。CRC與膽囊切除術(shù)后消化道微生態(tài)紊亂相關(guān)。WANG等[11]研究表明，與健康者比較，膽囊切除術(shù)后患者大腸埃希菌豐度顯著增加，可能是CRC重要促成因素。REN等[31]研究表明，膽囊切除術(shù)后患者腸道微生物群組成和豐度均發(fā)生了變化，卵形擬桿菌、普雷沃氏菌屬和變形梭桿菌豐度顯著增加，普拉梭菌、青春雙歧桿菌等有益菌群顯著減少，然而該研究癌前病變患者腸道菌群變化與既往研究表明的散發(fā)性CRC患者腸道菌群變化(脆弱擬桿菌、具核梭桿菌和中間普氏菌等細(xì)菌豐度增加)不同，可能是樣本量小的原因所致，但膽囊切除術(shù)后患者特征性變化菌與散發(fā)性CRC的特征變化菌屬于同一屬。膽囊切除術(shù)、消化道微生態(tài)紊亂與CRC的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)，但潛在的機(jī)制尚不明確[21]。結(jié)合相關(guān)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道，膽囊切除術(shù)后CRC發(fā)生的機(jī)制：(1)膽囊切除術(shù)后膽汁酸代謝失衡可能成為CRC的重要誘因之一。次級(jí)膽汁酸被認(rèn)為是一種致癌物質(zhì)，膽囊切除術(shù)后患者腸黏膜持續(xù)受到次級(jí)膽汁酸的刺激，從而誘導(dǎo)DNA損傷參與CRC的發(fā)生[21,28]。(2)膽囊切除術(shù)后消化道微生態(tài)紊亂可能促使CRC的發(fā)生。膽囊切除術(shù)后由于膽汁酸代謝失衡、腸道pH升高、腸道內(nèi)容物物理性質(zhì)改變、免疫穩(wěn)態(tài)失衡等原因，腸道微生物組成和豐度發(fā)生了變化[21]。而腸道菌群是癌癥生物學(xué)中公認(rèn)的各種環(huán)境因素之一，腸道菌群變化可通過(guò)誘導(dǎo)炎癥、有害代謝毒素增加、有益代謝產(chǎn)物減少等激活相關(guān)信號(hào)通路誘導(dǎo)CRC的發(fā)生。①膽囊切除術(shù)后患者糞便大腸埃希菌增多[11]，大腸桿菌可通過(guò)炎癥途徑和代謝相關(guān)毒素參與CRC發(fā)展。炎癥是CRC一個(gè)確定的致癌因素，聚酮合酶陽(yáng)性大腸桿菌可激活核因子-κB (NF-κB)通路增強(qiáng)細(xì)胞炎性反應(yīng)[11,32]，也可產(chǎn)生大腸桿菌素直接誘導(dǎo)真核細(xì)胞DNA鏈間交聯(lián)，導(dǎo)致雙鏈斷裂和染色體不穩(wěn)定，促進(jìn)CRC的發(fā)展[33]。②膽囊切除術(shù)后患者具核梭桿菌升高[31]，其表面表達(dá)的梭桿菌粘附素A結(jié)合上皮鈣黏素，激活Wnt/β-聯(lián)蛋白信號(hào)通路，促進(jìn)癌基因轉(zhuǎn)錄，刺激CRC細(xì)胞生長(zhǎng)[21,34]；且其表達(dá)的Fap2蛋白也可與ITIM結(jié)構(gòu)域蛋白相互作用，抑制T淋巴細(xì)胞激活和自然殺傷細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞殺傷作用[35]。③膽囊切除術(shù)增加了擬桿菌屬豐度[31]，這是CRC的一個(gè)誘因[36]。膽囊切除術(shù)后該菌將初級(jí)膽汁酸代謝為次生膽汁酸，次生膽汁酸可通過(guò)激活表皮生長(zhǎng)因子受體信號(hào)通路或激活G蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體5增加結(jié)腸上皮細(xì)胞增殖，參與腸道細(xì)胞的增殖、凋亡及DNA損傷等過(guò)程，促進(jìn)CRC的發(fā)生[11,21,28]。其中產(chǎn)腸毒素脆弱擬桿菌可產(chǎn)生脆弱擬桿菌毒素，該毒素是一種金屬蛋白酶，可通過(guò)信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白3/Th17觸發(fā)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，也可增強(qiáng)腸道NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)，促進(jìn)腸道炎癥，誘導(dǎo)癌變[37]。④糞桿菌參與短鏈脂肪酸--丁酸的生物合成，膽囊切除術(shù)后患者其豐度降低，從而減少了機(jī)體丁酸的表達(dá)水平[31]，然而，丁酸可通過(guò)抑制巨噬細(xì)胞NF-κB的激活發(fā)揮抗炎作用[38]，可抑制γ-干擾素/信號(hào)傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子1信號(hào)通路調(diào)節(jié)黏膜炎癥[39]，也可通過(guò)特異性抑制組蛋白去乙?；付种颇c黏膜細(xì)胞增殖和促進(jìn)細(xì)胞凋亡[21,40]。⑤膽囊切除術(shù)后雙歧桿菌等有益菌減少[31]，腸道內(nèi)菌群穩(wěn)態(tài)失衡及腸道屏障功能受損[21,40-41]，同時(shí)，益生菌制劑已成為CRC預(yù)防和治療的熱門候選藥物[42]。

3.4NAFLD NAFLD指除酒精和其他明確的肝損害因素所致的、以肝臟脂肪變性為主要特征外的臨床病理綜合征，包括非酒精性肝脂肪變、非酒精性脂肪性肝炎、肝硬化和肝細(xì)胞癌[43]。有研究表明，膽囊切除術(shù)是NAFLD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素之一，并增加了慢性肝病致肝硬化的風(fēng)險(xiǎn)[44]。膽囊切除術(shù)后消化道微生態(tài)紊亂與NAFLD進(jìn)展有關(guān)，但目前相關(guān)研究較少見。WANG等[45]進(jìn)行的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，膽囊切除術(shù)后經(jīng)高脂或普通飲食誘導(dǎo)的小鼠腸道菌群均發(fā)生了變化，腸道緊密連接破壞，腸道通透性升高，且出現(xiàn)了更為嚴(yán)重的非酒精性脂肪性肝炎，而未行膽囊切除術(shù)小鼠經(jīng)飲食的誘導(dǎo)后僅出現(xiàn)肥胖和輕度脂肪肝，推測(cè)膽囊切除術(shù)后小鼠腸道微生物群改變，腸黏膜通透性升高，菌體及代謝產(chǎn)物觸發(fā)肝臟的免疫應(yīng)答，促進(jìn)肝臟炎癥，可能是誘發(fā)NAFLD進(jìn)展的原因之一。膽囊切除術(shù)后消化道微生態(tài)紊亂，腸道異芽孢桿菌減少、副擬桿菌屬豐度升高[45]。而植物乳桿菌治療可改善小鼠NAFLD，且增加了異芽孢桿菌等有益菌的生長(zhǎng)[46]。也有研究表明，小鼠經(jīng)高脂飲食誘導(dǎo)后肝臟脂肪變性和腸道菌群失調(diào)，但經(jīng)1周的普食轉(zhuǎn)換后肝臟脂肪變性得到逆轉(zhuǎn)，且與代謝表型相關(guān)的腸道菌群豐度，包括異芽孢桿菌、副擬桿菌屬也得到逆轉(zhuǎn)[47]。但膽囊切除術(shù)后消化道微生態(tài)紊亂致NAFLD機(jī)制尚有待于未來(lái)進(jìn)一步探索。

3.5SIBO SIBO是由于小腸內(nèi)細(xì)菌數(shù)量異常增加、消化道微生態(tài)紊亂從而引起多種胃腸道癥狀的發(fā)生，如腹脹、腹瀉、腹痛等[48]。SUNG等[49]對(duì)膽囊切除術(shù)后患者、功能性胃腸疾病患者、健康對(duì)照者同時(shí)進(jìn)行了氫-甲烷葡萄糖呼氣試驗(yàn)(GBT)，其檢測(cè)細(xì)菌的特異性為100%，結(jié)果顯示，膽囊切除術(shù)后患者GBT陽(yáng)性率較功能性胃腸疾病患者、健康對(duì)照者高，更容易出現(xiàn)SIBO，且GBT陽(yáng)性患者腹部不適等癥狀評(píng)分顯著高于陰性者，但其確切的病理機(jī)制尚不明確。也有研究表明，膽囊切除術(shù)后患者乳果糖呼氣試驗(yàn)陽(yáng)性率顯著低于未接受膽囊切除術(shù)者，膽囊切除術(shù)似乎對(duì)SIBO具有保護(hù)作用[50]。膽囊切除術(shù)后與SIBO的相關(guān)性研究結(jié)論不盡相同，可能與樣本量大小、檢查方法不同有關(guān)。

綜上所述，膽囊切除術(shù)后消化道微生態(tài)紊亂，且膽囊切除術(shù)后PCD、CRC、NAFLD、SIBO等疾病與消化道微生態(tài)紊亂密切相關(guān)。然而，消化道微生態(tài)系統(tǒng)龐大且復(fù)雜，不同菌群變化對(duì)上述相關(guān)性疾病的作用機(jī)制尚未闡明，故今后尚需大量動(dòng)物或臨床研究進(jìn)一步探索，從而為膽囊切除術(shù)后消化道微生態(tài)紊亂相關(guān)性疾病的預(yù)防和治療提供新的視角和思路。