益生菌治疗肠易激综合征相关机制的研究进展

肖琦凡(综述)，姚树坤(审校)

(中日友好医院消化内科，北京 100029)

益生菌作为一种非致病性、可抵抗胃酸、肠道酶消化的微生物，能附着于小肠黏膜上皮细胞层并发挥作用。目前常用的益生菌包括双歧杆菌、乳杆菌、枯草杆菌、地衣芽孢杆菌和酵母菌等。大量随机、双盲的临床试验表明,益生菌具有缓解肠易激综合征(irritable bowel disease，IBS)症状的作用，其具有不良反应小、疗效确切、可长期用药等优点[1]。益生菌治疗IBS的可能机制包括调节肠道菌群、增强肠黏膜屏障功能，改善肠道免疫功能及降低内脏高敏感性。

1 IBS发病机制概述

IBS是一种常见的功能性肠病，主要表现为反复发作的腹痛、腹胀、腹部不适、排便习惯及大便性状的改变，并且排除可引起上述症状的器质性疾病，其不仅可造成患者生活质量的下降，也耗费较多的医疗资源。IBS的发病机制包括肠道菌群失调、肠道免疫功能紊乱、肠道动力异常、肠黏膜通透性异常、遗传及心理-社会因素等。肠道菌群、肠上皮屏障及肠道免疫系统之间存在相互作用。肠上皮紧密连接蛋白表达下降可导致肠黏膜通透性增加，而肠黏膜通透性增加可使肠道内的病原体及其代谢产物通过肠上皮进入肠黏膜中，进而激活肠道免疫系统，被激活的肥大细胞及T淋巴细胞产生细胞因子，从而加重肠黏膜通透性，使腹部不适症状加重[2]。

2 IBS患者肠道菌群的改变

正常人体的胃肠道内有30多属500多种细菌，数量级为1014，主要分布于回肠末端及结肠。肠道细菌主要由厌氧菌、兼性厌氧菌和需氧菌构成，包括双歧杆菌属、乳酸杆菌属、类杆菌属及真杆菌属等，其中双歧杆菌、乳酸杆菌在正常情况下占绝对优势[3]。肠道微生物参与构成肠道的生物屏障、免疫屏障，防止病原体通过肠黏膜进入人体，并协助降解吸收食物中的营养成分。肠道微生物之间共生关系的瓦解、肠道菌群的紊乱将导致肠黏膜屏障功能、肠道免疫功能的紊乱。

IBS患者肠道菌群的改变主要体现在菌群种类、数量及分布异常等方面。Kassinen等[4]发现与正常人群相比，IBS患者存在乳酸杆菌及双歧杆菌数量减少。Lin等[5]的研究表明，部分IBS患者存在小肠细菌过度生长，即小肠内菌群数量超过正常范围或寄居在大肠的细菌出现在小肠中，小肠细菌过度生长被纠正后，约有75%的IBS患者症状较前缓解。目前临床研究中常用的检测小肠细菌过度生长的方法为氢呼气试验。Peralta等[6]对氢呼气试验阳性的IBS患者给予低吸收性抗生素利福昔明，治疗后复查氢呼气试验，转阴率达50%，且治疗后氢呼气转阴者症状较治疗前显著地改善，提示小肠细菌过度生长在IBS的发病及症状加重中具有重要作用。

此外，流行病学研究显示，部分急性肠炎的患者在肠道病原体清除后仍出现IBS症状，被称为感染后IBS[7]。感染后遗留的肠道低度炎症(肠黏膜内增多的免疫细胞浸润)及抗生素造成的肠道菌群失调均被认为是感染后IBS形成的原因。

3 益生菌治疗IBS的机制

3.1调节肠道菌群 益生菌对于肠道菌群的调节作用包括直接补充肠道益生菌、抑制或杀伤有害细菌，创造不利于有害菌生长的环境等。益生菌可竞争性生长，从而抑制有害细菌的生长；可定植于肠黏膜上皮层，调节紧密连接蛋白，增强肠黏膜屏障，减少有害菌的定植、黏附；益生菌的部分代谢产物，如抗菌肽、蛋白酶等可起到直接或间接的抑菌、杀菌作用；益生菌可调节肠道免疫功能，加强防御机制，有利于清除有害菌。

潘国宗等[8]使用复合益生菌制剂(包括双歧杆菌、乳酸杆菌及肠球菌)治疗IBS，治疗后IBS患者症状评分显著地改善，特别是腹痛症状减轻及大便性状改善；治疗前后分别行便培养，发现经益生菌治疗后IBS患者粪便中乳酸杆菌、双歧杆菌数量显著地增加，提示益生菌可调节肠道各菌群比例并改善症状。Barrett等[9]对14例氢呼气试验阳性的IBS患者予乳酸杆菌治疗，疗程6周，治疗后再次复查氢呼气试验，其中有9例氢呼气结果转阴，转为阴性者中有5例IBS症状评分较治疗前下降，而氢呼气试验结果仍为阳性者症状评分则较治疗前无显著差异，提示益生菌可能通过纠正小肠细菌过度生长而改善IBS症状。

3.2改善肠黏膜通透性 肠黏膜屏障是人体重要的屏障之一，它使肠腔内容物选择性的通过，同时避免病原体及其毒素进入体内。完整的肠黏膜屏障包括定植于肠上皮的微生物群落、黏液层、上皮细胞层及细胞间的紧密连接。肠黏膜屏障完整性的评估方法分为侵入性和非侵入性。侵入性检测肠黏膜通透性的方法即取肠黏膜活检。非侵入性检测方法主要分为两类：一类为直接检测肠黏膜上皮细胞的受损或紧密连接蛋白的丢失；另一类是通过检测肠黏膜屏障功能来间接评价肠黏膜完整性，如小肠通透性可通过乳果糖/甘露醇的分级排泄率检测。

Madsen等[10]评价短路电流、经上皮电位差和离体组织的D-甘露醇流量显示，益生菌能使结肠生理功能和屏障完整性正常化。Johnson-Henry等[11]的研究表明，用鼠李糖乳杆菌预处理的上皮细胞，其屏障功能可以免受肠道病原菌血清型O157:H7的肠道出血性大肠埃希菌的侵害，且鼠李糖乳杆菌可部分阻止由E.coli O157:H7介导的人肠道上皮细胞屏障功能的丧失。

Zeng等[12]发现，腹泻型IBS患者的肠黏膜紧密连接中连蛋白1表达较正常对照组减少，且肠黏膜通透性增加，予多种复合益生菌(包括乳酸杆菌、双歧杆菌及链球菌)治疗后，腹泻型IBS患者肠黏膜通透性较治疗前改善，提示益生菌具有增强肠黏膜屏障功能的作用。益生菌可定植于肠黏膜上皮层表面，形成肠黏膜的微生物屏障；增加上皮细胞间的紧密连接，加固肠黏膜的机械屏障；通过代谢产物抑菌，起到化学屏障的作用；促进肠黏膜上皮分泌免疫球蛋白IgA，增强肠黏膜的免疫屏障。Ewaschuk等[13]也发现,婴儿双歧杆菌可以通过释放生物活性肽来调节肠道通透性，增强肠黏膜屏障功能。通过上述作用机制，益生菌可加强肠黏膜屏障，防止致病菌及其代谢产物入侵。

3.3调节肠道免疫功能 肠道免疫屏障包括分泌型免疫球蛋白IgA及肠黏膜内的淋巴细胞、肠系膜淋巴结。肠道免疫屏障阻止致病菌及其代谢产物进入机体。

大量研究表明，IBS患者与健康对照组相比，回肠及结肠黏膜均存在免疫细胞，如肠嗜铬细胞、巨噬细胞、淋巴细胞及肥大细胞等明显增多[14]。这些增多的免疫细胞分泌炎性细胞因子和神经介质，如白细胞介素(interleukin,IL)1β、IL-6、IL-10、IL-12、肿瘤坏死因子α、5-羟色胺及组胺等作用于其邻近的肠神经丛、平滑肌细胞等，从而可引起肠道感觉及运动功能的异常[15]。

Kasakura等[16]发现，益生菌可以与肥大细胞表面Toll样受体结合，防止致病菌及其代谢产物激活Toll样受体，阻断Toll样受体介导的胞内信号通路，抑制肥大细胞活化脱颗粒，减少促炎细胞因子生成，从而降低肠黏膜免疫活化。益生菌还可诱导肠上皮细胞表达并分泌IgA，抑制致病菌向肠上皮黏附及向肠黏膜内移位，减少肠道免疫细胞激活及炎性细胞因子分泌。O′Mahony等[17]使用婴儿双歧杆菌治疗IBS，并检测外周血中单个核细胞产生的细胞因子IL-10与IL-12，发现治疗前IBS患者存在IL-10水平下降，IL-12水平增高，IL-10/IL-12比值异常，经益生菌治疗后IL-10/IL-12比值恢复正常，提示益生菌具有调节细胞因子的作用。

3.4降低内脏高敏感性 内脏高敏感性是IBS发病的重要病生理机制之一。Zhou等[18-19]采用直肠球囊扩张的方法对IBS患者的肠道进行机械刺激及冷、热温度刺激，发现IBS患者存在肠道敏感性增高，并伴有躯体敏感性及肠道通透性增高。Wang等[20]采用动物模型发现，乳酸杆菌有抑制钙离子依赖钾离子通道的作用，可降低脊髓背根神经元的兴奋性，从而在结直肠受到刺激时减少脊髓背根神经元的放电，降低内脏高敏感性。另有研究表明，对大鼠使用乳酸杆菌治疗可显著减少其脊髓、孤柬核、室旁核等部位Fos蛋白的表达，降低内脏高敏感性[21]。上述动物研究表明，益生菌具有在中枢神经系统水平降低内脏敏感性的作用。此外，当肠黏膜屏障功能受损、肠道免疫活化时，肠黏膜内增多的肠嗜铬细胞、巨噬细胞、淋巴细胞及肥大细胞等分泌炎性介质，包括IL-1β、IL-6、肿瘤坏死因子α、5-羟色胺及组胺等，作用于其邻近的肠神经丛，加重肠道感觉功能异常及内脏高敏感性。益生菌通过加固肠黏膜屏障及调节肠道免疫功能可降低内脏高敏感性[22]。

4 益生菌治疗IBS的疗效及安全性

4.1益生菌的疗效 Niedzielin等[23]研究发现，使用植物乳酸杆菌(LP299V)制剂治疗可缓解IBS患者的腹痛症状。Nobaek等[24]采用随机、双盲、安慰剂对照的方法研究益生菌(乳酸杆菌)对IBS患者的治疗效果，结果表明，经过益生菌8周治疗后，益生菌治疗组的症状缓解率远大于安慰剂对照组，特别是腹胀症状明显缓解。

但也有研究发现，植物乳酸杆菌(LP299V)和罗伊乳酸杆菌等在缓解IBS患者的症状方面与安慰剂对照组的结果并无显著差异[25]。不同的结果可能与所选菌株的种类、剂量、给药方法不同等有关。有研究比较了同一种益生菌不同剂量对IBS的治疗效果，其方法是将三种不同剂型的婴儿双歧杆菌35624胶囊制剂(1×106，1×108和1×1010CFU/mL)分别给予三组IBS患者，结果表明1×108CFU/mL剂型疗效最为显著，而另两种剂型的疗效和安慰剂比较无显著差异，研究表明益生菌的疗效与剂型相关[26]。

4.2益生菌作用方式对疗效的影响 双歧杆菌临床研究协作组[27]采用多中心随机双盲对照研究的方法，对60例IBS患者给予双歧杆菌口服治疗4周，发现其总体症状和腹泻症状评分均较治疗前显著地降低，且与安慰剂组相比差异有统计学意义，提示口服益生菌具有缓解IBS症状的作用。Rachmilewitz等[28]提出益生菌的有益作用是由DNA介导的，因此活菌并非必需。Sheil等[29]给予IL-10剔除小鼠皮下注射乳酸杆菌，证实经胃肠道外途径摄入益生菌也能减轻结肠炎。

4.3益生菌治疗IBS的安全性 关于益生菌治疗IBS的不良反应主要表现为耐药性、服药产生的变态反应以及由益生菌引起的菌血症等。目前的益生菌临床研究中少见不良反应，多数研究者认为益生菌的安全性较好。朱丽明等[30]采用多中心、随机、对照研究观察了枯草杆菌二联活菌(商品名：美常安)及双歧杆菌三联活菌(商品名：培菲康)对IBS的治疗作用及不良反应，发现158例IBS患者中(培菲康、美常安组各79例)，培菲康组有4例(5.06%)出现头痛、恶心及腹泻，美常安组有3例(3.80%)出现头痛、腰背痛，上述不良反应均于停药后缓解。Moayyedi等[31]回顾性分析了19篇采用益生菌治疗IBS的随机对照试验研究(n=1650)，其中仅3篇(n=407)出现益生菌的不良反应，且所记录的不良反应在益生菌组及安慰剂组之间并无显著差异。目前尚无关于益生菌治疗IBS远期不良反应的报道。但也有学者认为，这是因为目前的研究设计尚不够完善，仍需更加严格的临床研究以提供更为完善的益生菌不良反应的记录。

5 小结与展望

肠道菌群失调在IBS发病中的作用日益受到关注，益生菌以其对肠道菌群的调节作用及安全性等特点而越来越多地用于IBS的治疗。关于益生菌的临床研究逐渐增多，但目前关于益生菌的研究仍存在一些不足。例如，益生菌的疗程及剂量仍需进一步确定，部分研究观察时间较短、纳入患者例数少，且所使用益生菌的菌株不同。多中心、大样本、随机双盲安慰剂对照的临床研究亟待进行，研究不同菌株对IBS患者及其不同亚型的治疗效果，为临床使用益生菌治疗IBS提供更多循证医学证据。

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