关于儿童过敏性紫癜与肠道菌群的研究

西安交通大学第一附属医院儿科

肠道是人体生理机能的中枢器官，肠道菌群通过免疫参与了很多疾病的发生。以往研究显示亨-舒综合征(Henoch Schonlein purpura，HSP)患儿的肠道菌群与健康儿童的肠道菌群存在差异，但关于肠道菌群失调与疾病的因果关系、致病机制尚无统一判断标准。国外一项研究显示粪便微生物群移植(FMT)是一种安全有效的治疗过敏性结肠炎患儿的方法，并能恢复肠道菌群稳态[1]。该项研究提示，在过敏性紫癜临床治疗中是否可借鉴此方法呢？今后研究可尝试。因此，关注肠道菌群、过敏性疾病、过敏性紫癜的研究动态及最新进展，对于临床应用和基础研究都有重大意义。

1过敏性紫癜发病机制及诱因

过敏性紫癜(anaphylactoid purpura，AP)又称HSP，是一种自身免疫性疾病，以全身小血管炎症为主要病变，累及多个器官及系统。临床上以对称性非血小板减少性紫癜、关节炎、腹痛、肾脏损害等为表现，有自限性。该病10岁以下儿童多发，有数据表明占90%以上，而成人过敏性紫癜多以关节痛为主要表现，若累及肾脏会比儿童更严重[2]。HSP的发病机制尚不明确，比较认同的观点为与免疫反应有关，即具有遗传特性的个体，在各种刺激因子作用下，激发机体产生IgA引起免疫反应。在HSP发病机制中，凝血功能异常和炎症因子侵犯及细胞免疫也可能共同参与发病。临床及基础研究发现，辅助性T淋巴细胞及B淋巴细胞克隆扩增产生大量IgA，这些IgA免疫复合物沉积在小血管壁从而引起系统性血管炎。关于HSP的病因影响因素尚未明确，微生物感染、食物过敏、药物、疫苗接种等与HSP发病有关，但并无明确证据支持。近年来，随着16S rRNA-DNA荧光定量PCR检测、高通量测序技术、基因芯片等生物学技术在肠道菌群研究中的应用及对肠道微生物学的关注，发现炎症性肠病、哮喘、过敏、肥胖及过敏性紫癜等均与肠道菌群有关。肠道菌群是否通过免疫调节参与HSP发病机制，肠道菌群失调是否与HSP发病病因有一定关联，都需要更多的临床及基础研究来证实。

2肠道菌群的分类

正常人体肠道内寄居着数量庞大、种类繁多的微生物，以细菌为主，统称为肠道菌群，其细胞总数高达1014，接近人体细胞数量的10倍，质量约1kg，所携带基因相当于人类基因组150倍[3]。新生儿经母体产道出生后，体内开始有细菌繁殖，到婴儿末期，形成了最为复杂的微生物群落。人体肠道菌群可分为三类：①共性细菌，其多为厌氧菌，包括乳酸杆菌、双歧杆菌及球菌等，这类细菌有益于宿主，其能将碳水化合物发酵成乳酸、丙酸，使肠道成酸性，来抑制致病菌生长；②机会性细菌，主要有无病原性大肠埃希菌、肠球菌，其与宿主共栖，病理情况下其数量异常增多时可致病；③致病性细菌，其包括弧菌、葡萄球菌、病原性大肠埃希菌等，多为外籍菌群，可引发肠道感染等各种疾病。各种类型的微生物共生于肠道内，与宿主相互制约、相互调控肠道稳态，使复杂而微妙的肠道微生态保持动态平衡。肠道菌群贯穿于人体各种生理活动和病理过程，影响着人体各个脏器的功能，与机体的健康密切相关，己成为影响人体健康的重要部分。

2.1肠道菌群的定值和特性与功能

新生儿刚出生时肠道是无菌的，数小时后粪便中出现链球菌、肠杆菌等需氧菌或兼性厌氧菌，24小时大肠埃希菌占优势，之后双歧杆菌、拟杆菌等专性厌氧菌定植，双歧杆菌于1周后数量可占细菌总数的98%；同时肠杆菌数量下降，一般在3岁时肠道菌群基本稳定。肠道菌群从出生时的无菌到需氧菌占优势，再到厌氧菌占优势，最终肠道菌群趋于稳定，并达到较佳的功能状态的过程称为演替(succession)。肠道正常菌群对婴幼儿的消化吸收、防御感染、免疫调节等方面起着重要作用。肠道内的有益菌可产生维生素B1、维生素C、维生素B2等有益物质，促进食物消化吸收，抑制有害菌生长，抗癌和提高免疫力等；而有害菌可阻碍营养物质的吸收，引发异常发酵，产生毒素等，导致便秘、腹泻等疾病。

综上，肠道菌群的生物学功能概括为：对抗外来病原微生物的定植，发挥免疫调节作用，维持肠道的正常结构和生理功能。这些功能互相促进和影响。可见通过了解及研究肠道菌群的功能和免疫作用，对于人体健康，尤其是儿童的健康和预防过敏性疾病的危害是至关重要的。

2.2特殊的双歧杆菌、乳酸杆菌和大肠埃希菌

双歧杆菌属革兰氏阳性无芽胞厌氧杆菌，呈多形态，有分叉的杆菌是它典型的形态特征；其在肠黏膜表面形成生物学屏障，抑制致病菌生长，促进肠蠕动。

乳酸菌属是一类革兰氏阳性无芽胞厌氧杆菌，其细胞壁具有免疫刺激特性。在肠道正常菌群中，双歧杆菌与乳酸杆菌是具有生理意义的两种菌。二者对机体有极其重要的生物屏障及免疫学意义，能够通过免疫识别、排除、消灭或调节等途径发挥作用，从而提高机体抵抗疾病的能力。

大肠埃希菌(大肠杆菌)为埃希氏菌属代表菌，是革兰氏阴性短杆菌。1885年首次被Escherich发现，根据菌体抗原不同可分为150多型，有16种血清型具有致病性。无病原性大肠埃希菌是机会性致病菌，在病理情况下可侵袭机体引起感染等疾病。双歧杆菌是肠道菌群中对人体有益的微生物的典型代表，而大肠埃希菌被认为是肠道菌群结构中对机体有害甚至致病的警示因子。1971年由荷兰Vander Waaij教授提出B/E比值(双歧杆菌与大肠埃希菌数值之比)这一概念，作为评价肠道微生物定植抗力的指标，比值大小可评价肠道菌群结构的状况。

3过敏性疾病与肠道菌群

以往研究已证实过敏性疾病儿童与健康儿童的肠道菌群组成存在一定差异，而关于其中发病原因可能如下所述：共生菌参与了儿童过敏性疾病的产生，引起肠道菌群发生变化，使得病菌趁虚而入，而共生菌抑制炎症的作用减弱，导致了免疫性和过敏性疾病的产生或病情加重。肠道菌群在过敏性疾病如哮喘、湿疹等发病中起到重要作用[4]。另有研究发现，发作性喘息与肠道菌群的构成存在关联[5]。以往研究证实，过敏患儿肠道菌群中双歧杆菌和乳酸杆菌数量显著减少，大肠埃希菌显著增多；而在Behcet病患者肠道菌群中双歧杆菌数量是增多的[6]。也有研究发现，在过敏患儿肠道菌群中，厚壁菌数量增多，而拟杆菌、放线菌、变形菌数量减少，揭示肠道菌群中特定菌群的改变可能是导致过敏的关键因素[7]。这也为今后研究过敏患儿肠道菌群指引了方向，在研究肠道菌群整体多样性的同时，不能忽视某些特定菌群的变化。在美国的Gutproject计划中选取了1 879名食物过敏的志愿者进行研究，发现这些过敏患者粪便中肠道菌群明显失调，梭菌丰度较低，拟杆菌丰度较高[8]。近年一项研究结果显示，过敏性湿疹患儿粪便中肠球菌、志贺菌丰度高于健康儿童，双歧杆菌、乳杆菌丰度低于健康儿童[9]。还有研究发现过敏患儿与正常儿童粪便中双歧杆菌的类型及功能不同。过敏性疾病患儿与肠道菌群失调密切相关，双歧杆菌数量明显减少和(或)类型异常是肠道菌群失调的表现，这在以往研究结果中都是一致的。

4过敏性紫癜与肠道菌群

过敏性紫癜患儿中肠上皮细胞发生损伤之后，使得菌群赖以生存的肠道环境发生了改变，共生菌的保护机制破坏，尤其是腹型HSP患儿肠黏膜上皮损伤更严重，致使肠道正常情况下的共生菌受到排斥，造成肠道菌群失调。既往国内曾有研究显示，过敏性紫癜患儿急性期双歧杆菌数量减少，大肠埃希菌数量升高，B/E明显降低，肠道菌群失调，肠黏膜生物屏障功能受到损伤。姜艳2009年通过16S rRNA-DNA荧光定量PCR技术测定了不同组别患儿粪便标本，提出HSP伴有幽门螺杆菌感染的患儿肠道双歧杆菌定植抗力较HSP无幽门螺杆菌感染患儿更低，肠道菌群失调更明显。上述研究皆说明过敏性紫癜患儿肠道菌群紊乱表现为双歧杆菌数量减少，大肠埃希菌数量增多。近年随着高通量测序方法的推广，从肠道菌群结构和比例方面研究渐趋成熟。2017年陈鹏德等收集47例过敏性紫癜患儿粪便，采用试剂盒提取法提取DNA，通过高通量测序方法对测序结果进行生物学分析，发现HSP患儿粪便菌群中变形菌门、拟杆菌属、巨单胞菌属等菌属丰度高于健康儿童，再次印证HSP患儿存在肠道菌群紊乱。以上这些国内研究皆是通过收集粪便标本测定菌群来代表肠道菌群变化及多样性。近年有人通过收集口腔咽拭子样本进行DNA提取和16S rRNA基因测序，发现健康儿童与HSP患儿之间口腔微生物群存在差异，HSP患儿比健康儿童口腔微生物群表现出更高的多样性和丰度[10]。变形菌门属革兰阴性杆菌，在健康人体内，变形杆菌的丰度要低于厚壁菌门和拟杆菌门，变形菌门丰度增高可作为肠道菌群紊乱的标志[11]。

HSP患儿肠道菌群比例及整体结构紊乱，这种变化可能在HSP的发病中发挥重要作用。关于导致HSP患儿肠道菌群紊乱的机制和原因尚无深层次研究，可能与HSP患儿的肠黏膜上皮细胞损伤，宿主对肠道共生菌错误识别，产生免疫排斥反应有关，而HSP患儿免疫功能紊乱，共生菌生存环境受到破坏，进一步加重了肠道微生态紊乱。影响肠道菌群的因素较多，如年龄、抗生素的使用、饮食、精神因素等。早在2005年刘铁军等通过动物实验发现糖皮质激素的使用能导致大鼠肠屏障功能受损，使肠屏障通透性升高。国外研究者发现长期口服地塞米松磷酸钠的大鼠，其结肠中微生物群落的丰度和多样性显著降低[12]。目前尚无临床实验证实激素与肠道菌群的相关性，而糖皮质激素对于治疗HSP(混合型)，尤其是合并肾脏损害，有大量蛋白尿的患儿，可能需要长期使用激素治疗，对于使用激素治疗和未使用激素治疗的HSP患儿的肠道菌群是否存在差异性，目前尚未见相关研究。

综上所述，HSP与肠道菌群失调存在因果关联，互相影响，而两者之间因果关系的研究存在诸多难题，还处在初期研究阶段，其中具体发病机制尚难确定。在HSP患儿肠道中，有益菌的数量减少，以致病原菌或条件致病菌增加为主。已有研究发现湿疹婴儿的肠道微生物群落有调节免疫相关基因组特性[13]，提示HSP患儿肠道中可能存在具有免疫调节特性的相关微生物群，其为日后研究提供了独特见解。2012年Preidis等的动物实验发现益生菌能促进新生鼠肠道菌群的建立，促进肠道菌群结构多样性，并提示在日后防治及研究HSP时应注意和重视肠道黏膜微生态及肠道生物屏障的问题。一项使用动物模型的研究显示，益生菌的介入治疗增加了肠道黏膜微生物的密度和多样性，并改变了黏膜相关的微生物群[14]。Smith等[15]的随机人体实验发现，给哮喘患者食用含益生菌的食物，可减少抗生素的使用。因此，益生菌可调理肠道菌群，促使其向机体有益的方向发展，恢复肠道菌群的动态平衡，达到预防或治疗疾病的目的。2015年WHO已推荐使用乳酸杆菌、双歧杆菌或混合菌株等用于预防过敏性疾病[16]。对于HSP患儿，是否能以增加外源性益生菌或者粪便微生物群移植(FMT)来调节肠道菌群的结构和比例，使其免疫紊乱状态得以恢复，达到减轻HSP患儿临床症状还需要进一步研究。