肠道菌群在肝硬化中的作用

周艺敏(综述)，王　健(审校)

(南昌大学a.研究生院医学部2012级； b.第一附属医院消化内科，南昌330006)



肠道菌群在肝硬化中的作用

周艺敏a(综述)，王健b(审校)

(南昌大学a.研究生院医学部2012级； b.第一附属医院消化内科，南昌330006)

摘要：肠道微生物群落可以作为一个独立的机构来调节人体的代谢平衡,肠道菌群失调可能会影响到肝硬化的预后。文章就肝硬化患者肠道菌群的研究现状、发展趋势及肠道菌群失调在肝硬化的进展及其并发症发生中的意义、微生态制剂在治疗肝硬化中的主要作用进行综述。

关键词：肠道菌群； 失调； 肝硬化； 综述

肠道菌群是人体的一道天然屏障，近年来肠道菌群的微生态研究引起了广泛关注,许多慢性疾病,如肥胖、炎症性肠病(IBD)、糖尿病、代谢综合征、动脉硬化和非酒精脂肪肝等均与肠道微生物群有关。本文就肝硬化患者肠道菌群的变化，肠道菌群失调在肝硬化的进展及其并发症发生中的意义以及微生态制剂在治疗肝硬化中的主要作用的研究进展进行综述。

1肝硬化肠道菌群的变化

1.1肝硬化影响肠道菌群构成，促进细菌移位

不同病因的肝硬化患者中有类似粪便微生物群落,且不同粪便微生物群之间的变化主要是由肝硬化引起的[1]。肝硬化时肠道菌群失调常表现为有益的厌氧菌数量减少，而需氧菌数量增多或相对增多，厌氧菌与需氧菌比例减小，且其失调程度随Child-Pugf分级的严重程度而加重。肝硬化影响肠道菌群的构成，促进细菌易位(BT)的发生，同时失调的肠道菌群又促进组织损伤和肝纤维化的进展，形成恶性循环。

肝硬化患者细菌移位的原因目前多数认为主要与机体免疫功能下降、小肠细菌过度生长、肠黏膜通透性增高等有关[2]。肝硬化时机体免疫功能下降。Mennigen[3]研究表明，肝硬化者淋巴细胞和Tr细胞的数量和功能障碍会导致肠道黏膜免疫缺陷，而免疫功能障碍时细菌和毒素极易通过损伤的肠道屏障进入体内；门脉高压可导致胃肠淤血水肿，从而使黏膜屏障功能受损，细菌及内毒素从肠道移位至肠系膜淋巴结，再经过淋巴管进入体循环，导致一系列肝硬化并发症，其中最为常见的有自发性腹膜炎[4]。

1.2肝硬化患者粪便菌群分子水平研究

肠道菌群绝大多数为专性厌氧菌，超过80%的肠道细菌无法用目前的技术分离培养。目前许多医院实验室使用的常规培养对研究特定菌株较有限，基于DNA检测方法可以提高细菌的检测[5]，倡议利用高通量测序的方法,它可以描述与肝硬化相关的微生物群社区和功能的重要改变。Wei等[6]使用高通量测序技术完成宏基因组DNA的测序、生物信息学的方法，对粪便微生物群落和功能进行了分析，结果表明，肝硬化患者的粪便微生物群功能多样性显著降低。在分子水平，乙肝肝硬化患者的粪便微生物群显示谷胱甘肽、糖异生、支链氨基酸、氮、脂质代谢的富足(P<0.05),而芳香族氨基酸水平、胆汁酸代谢、细胞周期相关代谢减少(P<0.05)。

肠道细菌产氨过程与肝硬化并发症相关。肠道细菌生产过剩的氨进入血液，可能导致锰浓度的变化。终末期肝病患者基底神经节锰的积累可能在慢性肝性脑病的发病机制中发挥作用。肝硬化时,由于门脉系统分流或肝功能障碍,肝脏清除锰的能力降低,故肝硬化患者的血锰浓度高于正常人,由此导致神经细胞酶的代谢紊乱,影响神经突触的传导的功能,最终导致肝性脑病。微生物制剂旨在消除锰,可能提供一个新的治疗肝性脑病的治疗选项[7]。

1.3肝硬化患者粪便菌群结构多样性研究

刘慧等[8]运用高通量测序的方法分别在门、纲、科的水平上进行相对丰度的比较，显示肝硬化患者粪便菌群结构与正常对照组明显不同；在门的水平上，主要表现为肝硬化患者中类杆菌门细菌比例明显下降，而变形菌门和梭杆菌门细菌比例增加；在科水平上，肠杆菌科、韦荣球菌科和链球菌科细菌明显增加，毛螺菌科细菌与Child-Pugf评分负相关，链球菌科细菌与Child-Pugf评分正相关。Qin等[7]的研究发现，在属的水平上，肝硬化与正常对照组都是拟杆菌属占主导；肝硬化组剩余的属中，韦永球菌属、链球菌属、梭状芽胞杆菌属和普氏菌属比较丰富,而Alistipes在健康对照组占优势。

1.4肝硬化患者粪便菌群功能基因多样性研究

宏基因组学研究是指直接提取环境样品中的宏基因组进行高通量测序和生物信息学分析。宏基因组学研究的测序数据庞大且复杂，包含代表着1万个物种的DNA片段，可以揭示先前隐藏在微环境中的物种多样性。美国国家卫生研究院(National Institutes of Health)人类微生物工程(HMP)集不同网站资源构成一个大数据，创建了一个大型人类微生物基因资源[9]。MetaHIT财团开发的定量宏基因组发现，肠道微生物丰度的重大减少与代谢综合征相关合并症的风险相关[10-11]。Qin[12]将肠道微生物基因命名为人类的“第二基因组”。Qin等[7]使用肝硬化基因目录,结合定量宏基因组方法进行研究,揭示肝硬化患者肠道微生物群的主要变化是因入侵肠道的口腔细菌导致为主，且疾病严重程度与入侵物种的物种丰度之间的关系表明他们可能在病理中发挥积极作用，这将打开益生菌的发展途径,可能有助于对抗肝硬化的恶化，也可能导致一种新的方式来监控和防止肝硬化。

2肠道菌群失调加速肝硬化的进展

肝硬化患者(特别是门脉高压症明显者)肠道屏障功能障碍与肠道细菌的细菌易位和代谢产物(如内毒素)、细菌的DNA渗透有关,可能是肝硬化进展并引发其并发症的发病机理[13]。

Tuomisto等[14]通过RT-qPCR 实验测定主要共生的细菌(拟杆菌属、双岐杆菌属、梭状芽胞杆菌属、肠杆菌科及乳酸杆菌)在粪便中的相对比例，并使用RT-qPCR研究移位到肝脏或腹水的细菌，揭示免疫组化染色中肝内细菌DNA的总量与CD14表达百分比相关，因而认为细菌可能通过CD14介导炎症过程进而导致肝纤维化、肝硬化。

正常情况下肠黏膜可允许少量内毒素通过进入门静脉，而少量内毒素对维系肝脏网状内皮系统处于激活状态有一定意义。若打破肠道黏膜组织内免疫耐受、肠内菌群失调、肠内大量毒素移位超出肠道及肝脏内的单核巨噬细胞系统的处理能力，会导致免疫反应失控，引起大量的炎症介质释放。内毒素血症通过toll样受体的相互作用引发肝损伤[15-16]；由于门静脉回流，肝脏又成为菌毒移位的首要受害器官，内毒素又激活肝星状细胞分泌细胞因子产生炎症反应，引起细胞因子级联反应，进一步加重肝脏的损伤及病情进展[17-18]。

肝硬化后补体合成严重不足；肝脏枯否细胞吞噬功能降低，内毒素清除减少；肝细胞损伤合成白蛋白的能力下降，免疫功能下降，以致机体抗感染的能力显著下降。肝硬化作为始动因素诱发内毒素血症，从而引起缺血/再灌注损伤，而缺血/再灌注损伤是肠黏膜屏障损伤的主要原因，导致肠壁通透性增加，最终引起肠道细菌易位。随后，循环内毒素又进一步损伤肠黏膜屏障，加重细菌及内毒素易位，彼此互为因果，形成恶性循环，造成肠源性感染脓毒症，加重肝脏损伤。在动物研究中，给肝缺血/再灌注大鼠预先补充乳酸杆菌和双歧杆菌的混合制剂后发现可部分恢复肝缺血/再灌注时所致的肠道菌群失衡，并改善肠黏膜屏障，减少肠道菌易位的发生率，从而降低血浆内毒素水平、减轻肝损伤[19]。

Kakiyama等[20]研究发现晚期肝硬化次级胆汁酸含量更少、次级胆汁酸与初级胆汁酸比例更低，肝硬化肠杆菌科(潜在致病菌)含量更高、但Lachonospiraceae、Ruminococcaceae和Blautia的丰度均较低；脱氧胆酸与Ruminococcaceae成正相关；晚期肝硬化存在初级胆汁酸向次级胆汁酸转化下降的问题可能与肠道微生物家族丰度变化有关系。结合胆汁酸分泌减少、去结合胆汁酸增加及被动吸收的共同作用导致肠腔内胆汁酸浓度显著下降,从而促进细菌生长,形成恶性循环,最终引起细菌移位。

3微生态制剂在肝硬化治疗中的作用

微生态制剂在控制肝硬化患者临床症状、改善肝功能、血清学和组织学指标中有不可替代的作用，因而被广泛应用于治疗、预防肝硬化及其相关并发症。

赵海英[21]研究认为益生菌制剂可有效改善肝硬化患者肠道菌群失调,并降低血氨。宋爱玲[22]研究发现，肝硬化患者存在不同程度的肠道菌群失调,主要表现为双歧杆菌减少,治疗后双歧杆菌、乳杆菌、肠球菌明显增加,血浆内毒素则明显降低，肝功能指标也明显好转，从而认为益生菌制剂可有效改善肝硬化患者肠道菌群失调、降低血浆内毒素水平、改善肝功能,可作为肝硬化患者的辅助治疗用药。顾林[23]研究表明，微生态制剂对改善肝硬化患者肠黏膜屏障功能具有积极作用，Child-Pugf评分、血清AST与ALT水平下降显著。张明明[24]对27项益生菌制剂治疗肝硬化的临床RCTs的Meta分析显示，益生菌制剂可显著降低肝硬化患者的转氨酶、提高血清白蛋白水平、降低外周血血氨和内毒素含量,明显缓解肝硬化患者的临床症状，但对总胆红素水平无改善作用。此外益生菌制剂还能显著降低肝硬化患者的HE和SBP发生率。

总之，肝硬化可引起肠道菌群失调，促进细菌移位；反之，肠道菌群失调又可加速肝硬化的疾病进展，进而导致多种肝硬化并发症的发生。调节肠道微生态群有望成为治疗肝硬化并控制、减少其并发症的重要举措[25]。

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(责任编辑：况荣华)

收稿日期：2014-12-23

中图分类号：R575.2

文献标志码：A

文章编号：1009-8194(2016)01-0089-03

DOI:10.13764/j.cnki.lcsy.2016.01.033