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    腸道菌群在膿毒癥相關(guān)性肝損傷發(fā)病與治療中的作用研究進(jìn)展

    2024-04-23 08:47:39陳文勝劉文明
    中國(guó)全科醫(yī)學(xué) 2024年21期
    關(guān)鍵詞:肝損傷腸道菌群膿毒癥

    陳文勝 劉文明

    基金項(xiàng)目:吳階平醫(yī)學(xué)基金會(huì)臨床科研專項(xiàng)資助基金(320.6750.2022-02-20)

    引用本文:陳文勝,劉文明. 腸道菌群在膿毒癥相關(guān)性肝損傷發(fā)病與治療中的作用研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)全科醫(yī)學(xué),2024,27(21):2665-2671. DOI:10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0069. [www.chinagp.net]

    CHEN W S,LIU W M. Research progress on the role of gut microbiota in the pathogenesis and treatment of sepsis-associated liver injury[J]. Chinese General Practice,2024,27(21):2665-2671.

    ? Editorial Office of Chinese General Practice. This is an open access article under the CC BY-NC-ND 4.0 license.

    【摘要】 膿毒癥的特點(diǎn)是對(duì)感染的免疫反應(yīng)失調(diào),導(dǎo)致威脅生命的器官功能障礙。膿毒癥相關(guān)性肝損傷(SALI)被認(rèn)為是重癥監(jiān)護(hù)室(ICU)中預(yù)測(cè)患者死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。隨著近年來(lái)對(duì)腸-肝軸的研究越來(lái)越多,腸道菌群與肝臟疾病的密切聯(lián)系逐步被揭開(kāi)。腸道菌群失調(diào)被證明可以通過(guò)絲裂原活化蛋白激酶/核轉(zhuǎn)錄因子κB(MAPK/NF-κB)信號(hào)通路和損害腸道屏障誘發(fā)SALI。同時(shí),糞便微生物移植(FMT)和益生菌的使用在SALI的治療中具有很大的潛力。本文綜述了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展,以期為SALI的發(fā)病和治療提供新的見(jiàn)解。

    【關(guān)鍵詞】 胃腸道微生物組;腸道菌群;膿毒癥;肝損傷;糞便微生物移植;益生菌;綜述

    【中圖分類號(hào)】 R 378.2 R 631 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A DOI:10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0069

    Research Progress on the Role of Gut Microbiota in the Pathogenesis and Treatment of Sepsis-associated Liver Injury

    CHEN Wensheng,LIU Wenming*

    Department of Critical Care Medicine,the Affiliated Changzhou No.2 People's Hospital of Nanjing Medical University,Changzhou 213000,China

    *Corresponding author:LIU Wenming,Professor;E-mail:lwmicu@163.com

    【Abstract】 Sepsis is characterized by a dysregulation of immune response to infection,leading to life-threatening organ dysfunction. Sepsis-associated liver injury(SALI) is considered an independent risk factor for predicting death in the intensive care unit(ICU). With the increasing number of studies on the gut-liver axis in recent years,the close linkage of gut microbiota and liver diseases has been gradually revealed. Dysbiosis of gut microbiota has been shown to induce SALI through the mitogen-activated protein kinase/nuclear transcription factorκB(MAPK/NF-κB) signaling pathway and damage to the intestinal barrier. Meanwhile,fecal microbiota transplantation(FMT) and the application of probiotics have great potential in the treatment of SALI. This paper reviews the relevant research progress in recent years both at home and abroad,in order to provide new insights into the pathogenesis and treatment of SALI.

    【Key words】 Gastrointestinal microbiome;Gut microbiota;Sepsis;Liver injury;FMT;Probiotics;Review

    膿毒癥是一種由病原微生物及其產(chǎn)物引起的復(fù)雜的炎癥紊亂綜合征,是一個(gè)重要的全球健康問(wèn)題。作為重癥監(jiān)護(hù)室(ICU)患者死亡的最常見(jiàn)原因,目前膿毒癥每年有3 000萬(wàn)例發(fā)病和600萬(wàn)例死亡[1]。肝臟是調(diào)節(jié)宿主防御活動(dòng)的關(guān)鍵器官,在膿毒癥中起著至關(guān)重要的作用,包括消除抗原和微生物的分解產(chǎn)物,產(chǎn)生招募免疫細(xì)胞的信號(hào),以及適應(yīng)炎癥的代謝。有研究顯示,膿毒癥并發(fā)肝損傷的發(fā)病率約為30%[2]。肝功能障礙或衰竭的膿毒癥患者死亡率高達(dá)54%~68%[3]。腸道菌群是近幾十年醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。YEH等[4]基于16S rRNA測(cè)序發(fā)現(xiàn),膿毒癥患者的腸道菌群通常顯示出豐富性和多樣性喪失,單一分類微生物群(通常是潛在的病原體)的優(yōu)勢(shì),以及在多個(gè)部位分離出同一生物體的部位特異性的喪失。腸道菌群失調(diào)還可作為膿毒癥的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素[5]以及不良臨床結(jié)果的預(yù)測(cè)因素[6]。此外,腸道菌群失調(diào)可導(dǎo)致腸道屏障通透性增加,隨后細(xì)菌及毒素從胃腸道經(jīng)門靜脈循環(huán)和淋巴系統(tǒng)進(jìn)入肝臟,導(dǎo)致炎癥、氧化應(yīng)激和肝損傷[7]?;谶@些發(fā)現(xiàn),本課題組進(jìn)一步思考:腸道菌群能否影響膿毒癥相關(guān)性肝損傷(sepsis-associated liver injury,SALI)?通過(guò)什么途徑影響SALI?有何措施可以糾正腸道菌群失調(diào)?本文就近年來(lái)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展綜述如下。

    本文文獻(xiàn)檢索策略:計(jì)算機(jī)檢索PubMed、Web of Science、中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)等數(shù)據(jù)庫(kù),檢索時(shí)間設(shè)定為建庫(kù)至2023年1月,中文檢索詞包括“腸道菌群”“膿毒癥”“肝損傷”“糞便微生物移植”“益生菌”,英文檢索詞包括“gut microbiota”“sepsis”“l(fā)iver injury”“fecal microbiota transplant”“probiotics”。采用主題詞與自由詞結(jié)合的方式進(jìn)行檢索。同時(shí)追溯納入文獻(xiàn)的參考文獻(xiàn)。納入標(biāo)準(zhǔn):腸道菌群對(duì)肝臟疾病和SALI影響的文獻(xiàn);通過(guò)糾正腸道菌群失調(diào)從而緩解膿毒癥和SALI的文獻(xiàn)。排除標(biāo)準(zhǔn):與本文主題無(wú)關(guān)聯(lián)、質(zhì)量差、無(wú)法獲得全文的文獻(xiàn)。

    1 腸道菌群對(duì)肝臟疾病的影響

    腸道菌群和肝臟之間的雙向互動(dòng)是通過(guò)門靜脈和膽管建立的,前者將腸道的代謝產(chǎn)物帶到肝臟,后者將膽汁從肝臟輸送到腸道。腸道菌群已被證明在膽汁酸的生物轉(zhuǎn)化中通過(guò)解聚、脫羥和再聚過(guò)程發(fā)揮了關(guān)鍵作用[8]。腸道革蘭陽(yáng)性菌介導(dǎo)的初級(jí)膽汁酸向二級(jí)膽汁酸的轉(zhuǎn)化可增強(qiáng)肝臟CXCR6+自然殺傷性T淋巴細(xì)胞的積累,并抑制肝臟腫瘤的生長(zhǎng)[9]。對(duì)于膽總管結(jié)扎誘發(fā)的急性膽汁淤積性肝損傷,腸道菌群可通過(guò)增強(qiáng)肝臟中的膽管反應(yīng)、細(xì)胞增殖、膠原沉積和自噬發(fā)揮保護(hù)作用[10]。與此同時(shí),膽汁酸可破壞細(xì)菌膜,使其蛋白質(zhì)變性,對(duì)DNA造成氧化損傷,從而控制宿主的腸道菌群種類[11]。

    腸道菌群及其代謝產(chǎn)物在肝臟疾病的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。短鏈脂肪酸(short-chain fatty acid,SCFA)是腸道共生菌的主要代謝產(chǎn)物,可為上皮細(xì)胞提供能量,并能通過(guò)門靜脈輸送到肝臟,調(diào)節(jié)能量代謝,從而緩解肝臟疾病發(fā)展[12]。WANG等[13]研究發(fā)現(xiàn),接觸全氟辛酸(PFOA)可誘發(fā)小鼠肝臟炎癥,破壞抗氧化平衡,最終引發(fā)肝損傷;進(jìn)行16S rRNA測(cè)序發(fā)現(xiàn),PFOA暴露導(dǎo)致乳桿菌、雙歧桿菌、擬桿菌屬和低嗜鹽細(xì)菌屬等有益細(xì)菌減少,SCFA(主要是丁酸)的水平降低。丁酸是維持腸道屏障功能的關(guān)鍵因素,有助于調(diào)節(jié)免疫功能和發(fā)揮抗炎作用,并能通過(guò)增強(qiáng)抗氧化酶的活性提高抗氧化能力。MA等[14]給予小鼠天麻素治療,通過(guò)逆轉(zhuǎn)上述腸道菌群結(jié)構(gòu)和代謝物的變化,明顯減輕了PFOA引起的肝損傷。在酒精性肝損傷患者中,補(bǔ)充高劑量的益生菌可使患者體內(nèi)乳桿菌和雙歧桿菌的數(shù)量明顯增加,隨后通過(guò)改善腸道屏障功能、降低炎癥因子[腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素(interleukins,IL)-1β、IL-6]水平改善脂質(zhì)代謝,緩解肝損傷[15]。

    腸道菌群對(duì)藥物性肝損傷也有影響。XU等[16]研究顯示,構(gòu)樹(shù)多糖通過(guò)增加腸道中普雷沃菌科的豐度從而保護(hù)對(duì)乙酰氨基酚(APAP)誘導(dǎo)的肝損傷,減輕肝細(xì)胞凋亡,提高抗氧化能力,并增強(qiáng)肝臟對(duì)APAP的解毒能力。普雷沃菌科可產(chǎn)生SCFA,包括乙酸和丁酸,從而對(duì)免疫細(xì)胞產(chǎn)生抗炎作用,并抑制潛在入侵病原體的生長(zhǎng)。同樣,口服嗜黏蛋白阿克曼菌通過(guò)重塑腸道菌群和促進(jìn)SCFA的產(chǎn)生,隨后改善氧化應(yīng)激和炎癥以保護(hù)APAP誘導(dǎo)的肝損傷[17]。除此之外,SUN等[18]揭示了莫西沙星可減少腸道中毛螺菌科豐度,隨后減少了包括丁酸在內(nèi)的SCFA的產(chǎn)生,導(dǎo)致腸道黏膜機(jī)械屏障和免疫屏障功能受損,這可能是莫西沙星誘導(dǎo)肝損傷的部分原因。

    綜上可知,腸道菌群失調(diào)可導(dǎo)致SCFA的產(chǎn)生減少,隨后通過(guò)誘發(fā)炎癥、氧化應(yīng)激和破壞腸道屏障等方式引起肝功能障礙。膿毒癥作為一種炎癥紊亂綜合征,在發(fā)生發(fā)展過(guò)程中也存在腸道屏障功能受損。因此,值得進(jìn)一步探索失調(diào)的腸道菌群是否也會(huì)通過(guò)相關(guān)途徑誘發(fā)SALI。

    2 腸道菌群對(duì)SALI的影響

    肝臟是膿毒癥發(fā)展過(guò)程中炎癥反應(yīng)劇烈的臟器之一,肝臟損傷是膿毒癥患者多器官功能障礙綜合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)和高死亡率的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[19]。幾十年來(lái),腸道已被認(rèn)為是膿毒癥和MODS的發(fā)動(dòng)機(jī),腸道菌群與SALI的神秘關(guān)系也被逐步揭開(kāi)。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn),SALI大鼠腸道中克雷伯桿菌和志賀菌的比例明顯增高,并與肝臟中的炎癥因子水平呈正相關(guān)[20]。扭轉(zhuǎn)脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)小鼠腸道中厚壁菌門與擬桿菌門豐度比例的變化并降低變形桿菌和腸桿菌的豐度,可明顯降低肝臟組織中促炎癥因子和氧化指標(biāo)的水平,緩解肝損傷[21]。此外,在膿毒癥患者中,腸道菌群豐度以及代謝產(chǎn)物的改變均與血清總膽紅素水平密切相關(guān)[22]。這些觀察結(jié)果進(jìn)一步證明,腸道菌群失調(diào)促進(jìn)了SALI的發(fā)展。目前研究發(fā)現(xiàn),膿毒癥時(shí)腸道菌群失調(diào)主要通過(guò)絲裂原活化蛋白激酶/核轉(zhuǎn)錄因子κB(MAPK/NF-κB)信號(hào)通路和損害腸道屏障引起肝功能障礙。

    2.1 MAPK/NF-κB信號(hào)通路

    MAPK是普遍存在于真核生物中的一類保守的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,可通過(guò)調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)發(fā)細(xì)胞外壓力信號(hào)來(lái)介導(dǎo)炎癥過(guò)程,并協(xié)調(diào)重要的細(xì)胞反應(yīng),包括細(xì)胞因子分泌、細(xì)胞遷移和細(xì)胞凋亡。NF-κB在啟動(dòng)先天性免疫反應(yīng)和促炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生中起著核心作用。在靜止的細(xì)胞中,NF-κB與IκB家族的抑制性蛋白結(jié)合而保持無(wú)活性,當(dāng)信號(hào)通路被激活時(shí),IκB蛋白被降解,隨后NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核,調(diào)控與炎癥有關(guān)的基因表達(dá)[23]。抑制MAPK/NF-κB信號(hào)通路已被證明可通過(guò)減輕炎癥反應(yīng)緩解SALI[24-26]。

    據(jù)LIU等[22]報(bào)道,接受膿毒癥患者糞便的無(wú)菌小鼠(已用廣譜抗生素清除腸道菌群)在盲腸結(jié)扎與穿刺(cecal ligation and puncture,CLP)后肝臟組織中JNK MAPK和p38 MAPK的磷酸化明顯被激活,隨后通過(guò)炎癥通路誘發(fā)肝損傷,這可能由腸道中增加的丹毒絲菌科及其下游物種霍爾德曼菌所介導(dǎo)。GONG等[27]研究發(fā)現(xiàn),相比于Res小鼠(抗膿毒癥小鼠,CLP后存活到7 d),Sen小鼠(對(duì)膿毒癥敏感的小鼠,CLP前或CLP后約24 h后死亡)糞便的受體小鼠在CLP后顯示出更嚴(yán)重的肝損傷;進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),盡管兩組小鼠腸道中的細(xì)菌總量和α多樣性均無(wú)明顯差異,但菌群代謝功能卻明顯不同,Res小鼠的腸道菌群能產(chǎn)生更多的格雷司瓊,格雷司瓊通過(guò)抑制巨噬細(xì)胞中p38 MAPK的積累和NF-кB的轉(zhuǎn)導(dǎo)減少炎癥細(xì)胞因子(TNF-α、IL-6和IL-1β)的表達(dá),從而保護(hù)小鼠免受CLP引起的死亡和肝損傷。CHEN等[28]研究也表明,益生菌植物乳桿菌Lp2可緩解LPS小鼠的肝功能障礙,其主要是通過(guò)抑制MAPK/NF-κB信號(hào)通路減弱了肝臟的炎癥反應(yīng)。此外,病原體可通過(guò)激活NF-κB誘導(dǎo)缺氧誘導(dǎo)因子1α(hypoxia inducible factor-1 α,HIF-1α)表達(dá)[29],HIF-1α已被證明參與膿毒癥的發(fā)?。?0],抑制HIF-1α可以減輕酒精性脂肪肝大鼠的肝損傷[31],提示HIF-1α可能在NF-κB與SALI之間起著橋梁作用。在此基礎(chǔ)上,DING等[32]建立膿毒癥小鼠模型,發(fā)現(xiàn)益生菌通過(guò)抑制NF-κB降低了小鼠肝臟中HIF-1α及其靶基因[血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(VEGF)和單核細(xì)胞趨化蛋白(MCP1)]的表達(dá)量,隨后降低肝細(xì)胞中炎癥因子水平,對(duì)肝損傷和缺氧性肝炎起到保護(hù)作用。因此,膿毒癥期間腸道菌群失調(diào)可通過(guò)激活MAPK/NF-κB信號(hào)通路誘發(fā)肝損傷。

    2.2 腸道屏障損傷

    通常情況下,腸道屏障可防止有害物質(zhì)(如細(xì)菌和內(nèi)毒素)穿透腸壁并進(jìn)入機(jī)體組織、器官和微循環(huán)。危重病會(huì)誘發(fā)腸道屏障的高通透性,這種高通透性最早在膿毒癥發(fā)生后1 h開(kāi)始,至少持續(xù)48 h[33]。腸道屏障損傷后,細(xì)菌及毒素從胃腸道經(jīng)門靜脈循環(huán)和淋巴系統(tǒng)進(jìn)入肝臟,引起肝損傷。緊密連接維持著腸道屏障的功能,該連接含有大量的閉合蛋白(occludin)、連接蛋白(claudin)異構(gòu)體和閉鎖小帶1(zonula occluden-1,ZO-1)。腸道屏障的保護(hù)與SCFA的作用密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),給予CLP小鼠二甲雙胍治療可增加腸道中雙歧桿菌、擬桿菌門、狄氏副擬桿菌和擬普雷沃菌屬的豐度,這些細(xì)菌可產(chǎn)生SCFA,隨后增加結(jié)腸中claudin-3水平,維持腸道屏障功能,保護(hù)肝臟免受炎癥的損害[20]。此外,GUO等[34]基于LPS小鼠研究發(fā)現(xiàn),生姜和6-姜酚通過(guò)逆轉(zhuǎn)回腸的炎癥和減輕細(xì)胞凋亡增加ZO-1和claudin-1的表達(dá)來(lái)恢復(fù)腸道屏障,緩解肝損傷。而丁酸作為一種常見(jiàn)的SCFA,也可增加腸道上皮ZO-1和claudin-1的表達(dá)來(lái)維持CLP大鼠的腸道屏障功能,這主要與抑制NF-κB的核轉(zhuǎn)位有關(guān)[35]。由此推測(cè)丁酸可通過(guò)修復(fù)腸道屏障功能來(lái)減輕SALI,但需要相關(guān)研究加以證實(shí)。調(diào)節(jié)腸道屏障功能的另一個(gè)重要的連接蛋白是肌球蛋白輕鏈激酶(myosin light chain kinase,MLCK)。膿毒癥時(shí)體內(nèi)高水平的炎癥因子可激活MLCK,隨后MLCK誘導(dǎo)肌球蛋白調(diào)節(jié)輕鏈磷酸化,導(dǎo)致肌動(dòng)蛋白-肌球蛋白環(huán)收縮,最終增加腸道緊密連接的通透性。敲除膿毒癥小鼠的MLCK基因可通過(guò)增加ZO-1和claudin-15的表達(dá)改善腸道屏障功能并明顯提高小鼠的存活率[36]。腸道菌群能否通過(guò)調(diào)節(jié)MLCK而影響SALI的發(fā)病有待進(jìn)一步探索。

    3 糾正腸道菌群失調(diào)的措施

    自1928年發(fā)現(xiàn)青霉素以來(lái),抗生素拯救了無(wú)數(shù)人的生命。然而,抗生素在醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)中的濫用不僅導(dǎo)致了細(xì)菌的耐藥性,甚至滋生了多重耐藥病原體,這已成為全球重要的公共衛(wèi)生危機(jī)。抗生素是膿毒癥患者基本的治療措施之一,而且是拯救生命的常用手段,但同時(shí)也可能導(dǎo)致微生物群崩潰,并造成后續(xù)的傷害。已有學(xué)者認(rèn)為,抗生素是腸道菌群失調(diào)最常見(jiàn)的原因[37]。因此,急需更加科學(xué)合理的方法來(lái)糾正腸道菌群紊亂或保護(hù)腸道菌群免受破壞,尤其是在脆弱的ICU人群中。糞便微生物移植(fecal microbiota transplant,F(xiàn)MT)與益生菌的使用讓臨床醫(yī)生看到希望。

    3.1 FMT

    FMT是指將健康供體糞便中的功能性細(xì)菌移植到患者的消化道,以恢復(fù)腸道微生態(tài)平衡。在危重病的早期階段,可能90%以上的共生菌已經(jīng)丟失,因此很難在沒(méi)有干預(yù)的情況下,由單一或幾個(gè)益生菌物種來(lái)完全補(bǔ)充腸道菌群的多樣性。而轉(zhuǎn)移含有數(shù)千種微生物的健康供體糞便,有利于補(bǔ)充減少的共生細(xì)菌,并可能引導(dǎo)患者的微生物群走向健康狀態(tài)[38]。

    近年來(lái),在危重病患者中使用FMT備受臨床醫(yī)生關(guān)注。不同的病例報(bào)告、回顧性和前瞻性研究對(duì)FMT的使用進(jìn)行了評(píng)估,強(qiáng)調(diào)這種方法是可行的、安全和有效的[39]。研究顯示,F(xiàn)MT可以恢復(fù)宿主免疫力,加強(qiáng)病原體清除,從而逆轉(zhuǎn)膿毒癥的病理過(guò)程[40]。GAI等[41]研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)MT不僅可以恢復(fù)膿毒癥小鼠腸道菌群的豐度和多樣性,還可以通過(guò)減少上皮細(xì)胞凋亡、改善黏液層的組成、上調(diào)緊密連接蛋白的表達(dá)和降低炎癥反應(yīng)來(lái)改善腸道屏障功能,隨后降低膿毒癥的發(fā)病率和死亡率。事實(shí)上,引入高負(fù)荷的共生菌除了可以扭轉(zhuǎn)耐藥病原體的優(yōu)勢(shì)外,還減少了微生物群中存在的抗生素耐藥基因[42]。最近大量研究表明,膿毒癥期間實(shí)施FMT可減輕器官功能障礙,尤其是肝損傷[20,22,27,43-44](表1)。

    表1 FMT技術(shù)在膿毒癥小鼠中的應(yīng)用

    Table 1 Application of FMT technique in septic mice

    供體 受體 結(jié)果 參考文獻(xiàn)

    Sen小鼠與Res小鼠 無(wú)菌小鼠 Res小鼠糞便的受體小鼠在CLP后表現(xiàn)的肝損傷更輕(P<0.05) GONG等[27]

    膿毒癥患者與健康人 無(wú)菌小鼠 健康人糞便的受體小鼠在CLP后表現(xiàn)的肝損傷更輕(P<0.05),而其他器官損傷在兩組之間無(wú)顯著差異 LIU等[22]

    SALI小鼠與MET+SALI小鼠 無(wú)菌小鼠 MET+SALI小鼠糞便的受體小鼠在CLP后表現(xiàn)的肝損傷更輕(P<0.05) LIANG等[20]

    CLP小鼠與MET+CLP小鼠 無(wú)菌小鼠 MET+CLP小鼠糞便的受體小鼠在CLP后表現(xiàn)出更輕的神經(jīng)炎癥(P>0.05)和神經(jīng)元損傷(P<0.05) ZHAO等[43]

    SSAE小鼠與LSAE小鼠 無(wú)菌小鼠 LSAE小鼠糞便的受體小鼠在CLP后表現(xiàn)出更輕的神經(jīng)元損傷(P<0.05) ZHANG等[44]

    注:MET+SALI小鼠=口服二甲雙胍的SALI小鼠,MET+CLP小鼠=口服二甲雙胍的CLP小鼠,SSAE=重度膿毒癥相關(guān)性腦病,LSAE=輕度膿毒癥相關(guān)性腦病。

    然而,關(guān)于FMT還有很多未解之謎,如給藥途徑、給藥劑量、病原體的傳播以及長(zhǎng)期安全性等。目前常見(jiàn)的FMT給藥途徑有結(jié)腸鏡、鼻胃管和膠囊。一項(xiàng)臨床隨機(jī)研究發(fā)現(xiàn),使用鼻胃管的FMT總體效果要比結(jié)腸鏡差[45]。專家意見(jiàn)也傾向于結(jié)腸鏡,因?yàn)槠淠茱@示整個(gè)結(jié)腸,并能在受影響的病理腸段附近輸送較多的糞便[46]。但也有研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于復(fù)發(fā)性艱難梭菌感染的成年患者,使用膠囊的效果并不遜于結(jié)腸鏡[47]??紤]移植成本和使用的方便性,口服膠囊不失為一種有前途的給藥途徑。此外,對(duì)危重病患者實(shí)施FMT可能帶來(lái)菌血癥傳播的風(fēng)險(xiǎn)仍然不容忽視。DEFILIPP等[48]報(bào)道了2例患者在兩個(gè)獨(dú)立的臨床試驗(yàn)中接受了FMT后,發(fā)生了產(chǎn)廣譜β-內(nèi)酰胺酶(ESBL)的大腸埃希菌菌血癥,通過(guò)基因組測(cè)序,2例患者均與同一個(gè)糞便供體有關(guān),其中1例患者死亡;事后分析發(fā)現(xiàn),來(lái)自該供體糞便材料的冷凍膠囊在ESBL篩查中均為陽(yáng)性,而在捐贈(zèng)前沒(méi)有對(duì)該捐贈(zèng)者進(jìn)行篩查。

    FMT在膿毒癥患者中的使用還有一些擔(dān)憂。首先,目前不清楚哪些患者是最合適的候選人群,因?yàn)椴煌幕颊咂淠c道菌群的結(jié)構(gòu)與功能受損程度不一致,導(dǎo)致對(duì)FMT的需求不同;其次,也不清楚FMT的正確給藥時(shí)間與抗生素的使用有何關(guān)系,因?yàn)榭股乜赡芨蓴_菌群移植的效果,甚至使移植失敗。除了難以將有限的動(dòng)物研究數(shù)據(jù)推斷到一般的膿毒癥患者外,目前遠(yuǎn)未獲得確鑿的臨床證據(jù),證明通過(guò)FMT糾正腸道菌群失調(diào)對(duì)治療SALI有益。

    因此,未來(lái)需要對(duì)FMT的風(fēng)險(xiǎn)和收益進(jìn)行更深度的評(píng)估,也需要加強(qiáng)對(duì)供體與受體的篩選,以降低不良感染事件的發(fā)生率,最大限度地改善患者預(yù)后。

    3.2 益生菌

    益生菌是一種對(duì)宿主有益的活性微生物,其在人體內(nèi)定植并改變微生物群的組成,具有維護(hù)腸道黏膜完整性、減少細(xì)菌易位和預(yù)防感染的作用[49]。與抗生素相比,益生菌能夠避免細(xì)菌耐藥,且能輕易殺死抗藥性細(xì)菌。在過(guò)去的十多年,益生菌已被證明在感染性胃腸炎、抗生素相關(guān)性腹瀉、潰瘍性結(jié)腸炎、克羅恩病、腸易激綜合征和肝臟脂肪變性的治療中發(fā)揮有益作用。近年來(lái),針對(duì)膿毒癥動(dòng)物模型和ICU患者,益生菌已經(jīng)得到了廣泛的研究和評(píng)估。

    鼠李糖乳桿菌(Lactobacillus rhamnosus GG,LGG)是一種存在于腸道的革蘭陽(yáng)性、厭氧、耐酸的益生菌,是人類目前研究較廣泛的益生菌之一。LGG可改善腸道屏障的完整性,提高膿毒癥小鼠的腸道黏膜免疫力,并重新平衡腸道微生態(tài)系統(tǒng)[50]。相關(guān)研究表明,預(yù)防性使用不同的益生菌,特別是干酪乳桿菌和LGG,可以降低膿毒癥動(dòng)物腸道中的炎癥參數(shù)和氧化損傷水平[51]。此外,LGG作為膳食補(bǔ)充劑降低了膿毒癥小鼠腸道中厚壁菌門與擬桿菌門的比例;厚壁菌門與能量的采集和儲(chǔ)存有關(guān),其數(shù)量的減少可導(dǎo)致膿毒癥的高炎癥階段進(jìn)入“炎癥爐”的燃料減少,隨后減輕炎癥反應(yīng),提高小鼠的存活率,預(yù)示著LGG在膿毒癥的治療中具有廣闊的前景[52]。

    益生菌還能夠緩解膿毒癥相關(guān)的器官功能障礙。研究表明,來(lái)自海洋的益生菌屎腸球菌EA9通過(guò)抗炎、抗氧化明顯減弱了CLP小鼠的肺損傷和肺水腫[53]。臨床隨機(jī)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),對(duì)于長(zhǎng)期接受機(jī)械通氣的患者,預(yù)防性地使用益生菌混合劑明顯降低了呼吸機(jī)相關(guān)肺炎和膿毒癥的發(fā)生率,并縮短了ICU住院及總住院時(shí)間[54]。腸道菌群的異常變化也被證明與許多腦部疾病密切相關(guān),特別是認(rèn)知功能障礙[55],而益生菌丁酸梭菌可通過(guò)逆轉(zhuǎn)腸道菌群異常對(duì)膿毒癥誘發(fā)的認(rèn)知功能障礙和神經(jīng)病理變化發(fā)揮保護(hù)作用[56]。此外,DING等[32]研究發(fā)現(xiàn),預(yù)先給大鼠服用LGG,能夠減輕隨后CLP相關(guān)的肝臟損傷和缺氧性肝炎。同樣,暴露于LPS之前給小鼠口服植物乳桿菌Lp2,明顯降低了LPS小鼠肝臟和血清中天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、TNF-α和IL-6的水平,緩解肝損傷[28]。由此可見(jiàn),益生菌在治療SALI中可能具有很大的潛力。

    然而,益生菌在臨床試驗(yàn)中的結(jié)果并不總是令人滿意的,特別是對(duì)免疫力低下的嬰兒,使用益生菌可能并不會(huì)帶來(lái)很大益處,有時(shí)甚至是有害的。最近一項(xiàng)針對(duì)極度早產(chǎn)兒的前瞻性研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,接受嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌的新生兒晚期膿毒癥發(fā)生率降低,但壞死性小腸結(jié)腸炎的發(fā)生率、住院時(shí)間和最終院內(nèi)死亡率與對(duì)照組相當(dāng)[57]。值得一提的是,由于該研究中早產(chǎn)兒是否接受益生菌取決于主治醫(yī)生和家屬,非隨機(jī)的研究設(shè)計(jì)將不可避免地導(dǎo)致一些混雜因素的出現(xiàn)。同時(shí)期在英國(guó)開(kāi)展的一項(xiàng)回顧性研究表明,常規(guī)引入益生菌并沒(méi)有降低新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎和晚期膿毒癥的發(fā)生率[58]。另一項(xiàng)報(bào)告顯示,患有主動(dòng)脈夾層的足月嬰兒使用益生菌后,出現(xiàn)了LGG相關(guān)的膿毒癥,雖然用氨芐西林治療成功,但該嬰兒在出生后第90天不幸死于急性心搏驟停[59]。除此之外,G?N等[60]也建議,對(duì)麻醉后恢復(fù)室(PICU)的患者不應(yīng)該使用益生菌治療,因?yàn)槠鋾?huì)增加膿毒癥的風(fēng)險(xiǎn)。不過(guò),由于這些單中心研究的規(guī)模普遍比較小,導(dǎo)致研究結(jié)論缺乏說(shuō)服力。目前,本課題組正在關(guān)注一項(xiàng)Ⅲ期、多中心、雙盲的大型隨機(jī)安慰劑對(duì)照研究,該研究正在印度的6個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行,共有6 144例符合標(biāo)準(zhǔn)的健康低出生體重嬰兒將在出生后第1周被納入研究,該研究旨在確定益生菌在預(yù)防新生兒膿毒癥方面的安全性和有效性[61]。

    總之,就目前已發(fā)表的研究來(lái)看,對(duì)膿毒癥患者使用益生菌的好處是顯而易見(jiàn)的。但同時(shí)也應(yīng)該注意到,益生菌在膿毒癥中具有雙重作用,臨床醫(yī)生使用益生菌治療膿毒癥時(shí)應(yīng)該謹(jǐn)慎考慮,特別是對(duì)新生兒。今后需要更多的研究以進(jìn)一步評(píng)估使用益生菌治療膿毒癥的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)和益處。

    4 小結(jié)與展望

    腸道菌群及其代謝產(chǎn)物與肝臟疾病關(guān)系密切。腸道菌群失調(diào)可以通過(guò)MAPK/NF-κB信號(hào)通路增強(qiáng)肝臟的炎癥反應(yīng)直接誘發(fā)SALI,也可以通過(guò)損害腸道屏障導(dǎo)致細(xì)菌及毒素從胃腸道易位至肝臟間接誘發(fā)SALI。同時(shí),新的治療方式在實(shí)踐中獲得了很大的成功,動(dòng)物研究已經(jīng)證明,實(shí)施FMT和添加益生菌能夠糾正腸道菌群失調(diào)從而緩解SALI。未來(lái)應(yīng)該基于SALI患者開(kāi)展大規(guī)模的人類隊(duì)列研究,以評(píng)估FMT和益生菌對(duì)SALI患者的實(shí)際療效,這有望為SALI提供新的治療策略。然而,盡管目前人類對(duì)腸-肝軸的研究已經(jīng)取得了令人印象深刻的成就,但也要考慮到一些局限性:(1)細(xì)菌功能可能受到其他獨(dú)立因素的影響,如宿主腸道的生理狀況、食物攝入和生活方式;(2)基于腸道菌群的相關(guān)性分析所預(yù)測(cè)的功能與細(xì)菌在體內(nèi)的真實(shí)生物功能之間可能存在很大差距;(3)將動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)推斷到人體應(yīng)用時(shí)需要謹(jǐn)慎,因?yàn)檫@涉及更多無(wú)法控制的因素,包括疾病并發(fā)癥、藥物干擾和基因組變異。在膿毒癥的背景下,人類針對(duì)腸道菌群開(kāi)展基礎(chǔ)研究和臨床隨機(jī)試驗(yàn)具有挑戰(zhàn)性,但也是擴(kuò)大臨床對(duì)腸-肝軸的認(rèn)識(shí)并為SALI提供新療法的根本。

    作者貢獻(xiàn):陳文勝負(fù)責(zé)文章構(gòu)思與設(shè)計(jì)、文獻(xiàn)歸納與分析、論文撰寫;劉文明負(fù)責(zé)表格編輯、論文修訂、文章的整體質(zhì)量控制及審校。

    本文無(wú)利益沖突。

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    (收稿日期:2023-01-11;修回日期:2023-02-19)

    (本文編輯:崔莎)

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