肠道准备与肠道微生态关系的研究进展

2019-01-06尚玉龙

中国医药导报 2019年31期

李强孙艺尚玉龙

1.空军军医大学基础医学院学员五大队，陕西西安 710032；2.空军军医大学唐都医院超声医学科，陕西西安 710038；3.空军军医大学西京医院消化内科肿瘤生物学国家重点实验室，陕西西安 710032

结肠镜检查对于肠道疾病的诊断、进展监测和治疗具有重要的临床实践意义，而术前选择合适的肠道准备策略是在结肠镜检查中获得清晰视野的重要保证[1]。肠道准备可引起腹胀、恶心、呕吐、焦虑等不良反应，还可能会对肠黏膜造成损害，对肠道内稳态造成干扰，甚至在一些严重的结肠炎病例中，肠道准备可能会进一步诱发相关临床症状[2-3]。

肠道灌洗液的类型主要包括聚乙二醇溶液、磷酸钠盐灌肠液和柠檬酸镁溶液[1,4]。聚乙二醇属于等渗溶液，是目前肠道准备的主要灌洗液，后两者属于高渗溶液。既往报道指出，水电解质平衡紊乱、急性磷酸盐相关肾病、过敏反应等均是肠道灌洗液的潜在不良反应[3-4]。由于肠道灌洗液可直接冲洗肠道微生物群或肠道灌洗液对肠黏膜上皮的机械作用可能诱导局部微环境改变，因此，肠道灌洗液对肠道微生态的影响也应纳入肠道灌洗液安全性的临床评估。肠道微生态在炎症性肠病（IBD）的发病机制和疾病进展中发挥着重要作用[5-7]，并且IBD 人群需要规律接受结肠镜检查，反复进行肠道准备。因此，本文简要总结了肠道灌洗液对微生态稳态的影响。这将有助于指导患者进行肠道准备，同时针对潜在的不良事件采取积极预防措施。

1 肠道准备对肠道微生态稳态的影响

1.1 肠道准备对肠道微生态稳态的短期影响

Mai等[8]于2006年比较了5名受试者在结肠镜检查前后肠道菌群的变化，通过变性梯度凝胶电泳分析法发现有3名受试者的肠道菌群存在显著差异。另一项研究中，研究者通过乙状结肠镜对使用聚乙二醇进行肠道准备前后的健康受试者行肠黏膜活检，菌群克隆文库测序提示受试者肠黏膜菌群的多样性发生变化，在菌属层面中变化最为显著[9]。Nagata等[10]对肠道准备人群和正常对照人群的肠道微生物情况进行比较，发现肠道准备后肠道菌群的丰度迅速降低，但在14 d 后恢复正常水平。王云飞等[11]对结直肠癌术前进行肠道准备的患者展开了肠道菌群组成的研究，发现术前进行肠道准备的患者，术后双歧杆菌、乳酸杆菌、大肠埃希菌、粪肠球菌水平均显著降低，这一结论与其他研究基本一致[12-13]。虽然肠道准备对肠道菌群短期影响的研究相对较少，但可以证实肠道灌洗液对肠道菌群的冲刷作用可直接导致肠道菌群的减少和变化。

1.2 肠道准备对肠道微生态稳态的长期影响

Shaw等[14]开展了一项研究，纳入研究的受试者均接受以柠檬酸镁和番泻叶为主的肠道准备方案，通过对其肠道准备前和结肠镜检查后（术后中位时间为55 d）粪便样本中菌群的分析，发现肠道菌群的整体多样性及构成保持基本稳定，但克里斯滕森菌科显著增加。另有研究表明，超重人群肠道准备前和肠道准备后4周比较，主要菌群的类型和相对比例几乎保持稳定[15]。另外一项纳入粪便隐血试验阳性患者的研究则提示了完全不同的结果[16]：通过对16s rDNA 的分析发现，受试者在服用聚乙二醇溶液（4L）及肠道准备1个月后，厚壁菌门显著减少，但变形菌门显著增加；γ-变形菌在肠道准备后丰度增加，但1个月后丰度降低60%；肠道准备后乳杆菌科丰度降低，肠杆菌科丰度升高，但与检查前水平比较，二者在结肠镜检查1个月后均显著降低；结肠镜检查1个月后链球菌科的丰度较检查前增加4倍。该研究表明，肠道准备和结肠镜检查后肠道菌群可能存在持续性变化。尤其是该研究纳入的受试者均为粪便潜血试验阳性，提示潜在的肠道疾病可能是肠道菌群失调的征象，阐明大剂量肠道灌洗液对肠道菌群的影响对于特殊人群的肠道准备具有更为重要的指导意义。

Jalanka等[17]研究纳入23名健康青年，随机分为两组进行肠道准备，肠道灌洗液为Moviprep，是一种基于聚乙二醇的肠道清洁剂。其中一组每次使用1 L，共2次；另一组一次性使用2 L。受试者分别在纳入研究时、肠道准备结束时、清肠后14 d 和28 d 提供粪便样本。通过微阵列和PCR等技术分析发现对肠道进行快速清洁会使肠道菌群总量减少31倍，同时有22%的受试者失去了特异性菌群[17]。14 d 后，菌群含量和组分得以恢复，且恢复情况表现出剂量依赖性[17]。提示肠道灌洗液分次使用比单次大剂量使用对肠道菌群的影响更小，有助于研究肠易激综合征（IBS）和其他腹泻型疾病的肠道微生态改变。

1.3 肠道准备对IBD 患者肠道微生态稳态的影响

O′Brien等[18]对结肠镜检查前后多个时间点所收集粪便样本进行分析，结果显示绝大多数人群的肠道菌群组成未发生持久性变化，但有3例溃疡性结肠炎患者短期内肠道菌群发生变化，有2例溃疡性结肠炎患者在肠道准备3个月后仍表现变化。另一项针对健康人群和IBD 患者的肠道菌群和肠黏膜菌群的构成分析研究显示健康人群肠黏膜菌群变化更为显著，而IBD 患者的肠道菌群变化更为明显[19]。

绝大多数人群的肠道菌群由厚壁菌门（49%～76%）和拟杆菌门（16%～23%）构成，其次是变形菌门和放线菌门[7]。目前已有综述详细论述了IBD 患者肠道菌群的主要特征为多样性降低[6-7,20]。IBD 患者的部分肠道菌群会发生变化，包括厚壁菌的减少和变形菌的增加[6,20]。厚壁菌可显著改善结肠炎小鼠模型的症状[5,21-22]，但在IBD 患者的肠道菌群通常很难检出。鉴于此，认为在IBD 的发生发展中厚壁菌门可能具有保护性作用[5-7]。与之相反，变形菌，特别是具有黏附侵袭性的大肠埃希菌，则被认为是IBD 的潜在致病菌，其易位可诱导免疫系统持续性激活，最终导致慢性肠道炎症[20,23-24]。

微生物多样性分析显示，肠道准备后变形杆菌增加而厚壁菌门减少与IBD 患者肠道菌群变化的规律基本一致[16-17]；肠道准备后还可观察到乳酸杆菌等有益菌减少[16]；正常人群肠道菌群和肠黏膜菌群的组成不同，但在肠道准备后，二者的组成趋于一致[7,19]。这种现象提示正常情况下存在于肠腔内的细菌，可能通过某种途径黏附于肠道黏膜，从而诱发或加重肠道炎性反应。

2 肠道准备后肠道微生态稳态的恢复

2.1 阑尾是肠道菌群恢复中潜在的重要器官

前文已述，健康人群中肠道菌群的丰度和多样性在肠道清理4周后即可基本恢复至原有水平[14,17]。近年来的观点认为，阑尾可能在肠道菌群恢复的过程中发挥重要作用。阑尾中存在广泛的肠道相关淋巴组织，提示其在免疫调节的潜在作用[25]，且有研究表明阑尾切除病史与IBD 的发病风险关系密切[5,26]。研究发现，分泌型IgA 和黏蛋白能够促进生物膜的形成[27]，而生物膜可促进益生菌群落的生长[27-29]。生物膜在肠道和阑尾中的分布最多，提示阑尾可能在维持有益细菌数量方面发挥着关键作用[25]。由于解剖位置特殊，肠道准备对阑尾内容物的影响轻微，这也意味着阑尾可维持腔内微生态的稳态。以上事实表明，阑尾可在肠道准备过程中维持局部菌群稳态，并且存在于阑尾生物膜的有益细菌可作为肠道准备后肠道菌群重建的“种子”。值得注意的是，在肠道菌群和肠道准备的研究中没有特别强调阑尾切除史，因此肠道准备后菌群的恢复是否确实与阑尾相关尚未确定。因此，更多关于阑尾和微生物群的研究将有助于阐明阑尾在保护肠道有益细菌中的作用。

2.2 益生菌可能有益于肠道准备后肠道微生态的恢复

益生菌被认为能够阻断病原菌并维持上皮屏障的完整性[21]，但在肠道准备前后摄入益生菌是否有助于肠道菌群的恢复尚无直接证据。而既往报道中，肠道菌群自主恢复的时间点通常在肠道准备后4周，这表明常规肠道准备后有足够的时间窗进行益生菌干预，以加速微生物群的恢复。此外，D′Souza等[30]针对结肠镜检查后的益生菌摄入进行了一项随机对照试验。研究者发现，术后服用益生菌可显著缩短肠镜检查后腹痛的持续时间[30]，表明益生菌可能缓解肠道准备后微生物紊乱引起的症状。以上证据间接表明益生菌可能在肠道菌群恢复中具有潜在作用，但应在更多的受试者群体中进行相关研究，以明确益生菌摄入的合理性和必要性。