小肠细菌过度生长与非酒精性脂肪性肝病相关性的研究进展

沈星怡 于晓峰 童依丽 赵茄茜

复旦大学附属华东医院消化内科(200040)

目前多个国家的非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)发病率已超过慢性乙型肝炎，成为第一大慢性肝病[1]。依据大中城市普通人群的抽样调查结果，我国成人NAFLD患病率约为15%，主要与肥胖和代谢综合征密切相关[2]。NAFLD可能在未来10年成为世界第一大肝病[3]，因此研究NAFLD的发生机制，并采取针对性地防治措施具有重要意义。

人类肠道存在大量微生物群，包括细菌、病毒、真菌和原生动物。食管和胃中的细菌数量较低，自小肠到结肠，细菌数量逐渐增加，可达每克干粪便1012～1014个细菌[4]。肠道微生物区系对宿主代谢具有重要的功能，肠道微生物通过分泌生物活性代谢物参与宿主的代谢过程；保持肠道免疫水平和黏膜屏障通透性；参与肠道微绒毛对病原菌的防御作用；消化复杂的难消化的多糖；合成维生素如维生素K族和维生素B族；肠道菌群通过从不活跃形态转化为活跃形态的相互作用，促进饮食中所含的多酚类物质的吸收，同时在脂肪储存方面发挥作用；肠道微生物还参与了异物和药物的代谢过程[5-6]。

小肠细菌过度生长(small intestinal bacterial overgrowth, SIBO)定义为每毫升肠道液体中细菌总数超过105CFU。任何破坏小肠微生物平衡的过程均可能导致SIBO的发生，如胃酸屏障失效(使用质子泵抑制剂)、小肠解剖结构异常(小肠憩室、回盲瓣切除等手术后)、小肠动力异常(使用抗胆碱能药物、原发性内脏神经病变和肌病)、患有其他系统性疾病(肝硬化、慢性胰腺炎、硬皮病、糖尿病等)[7-8]。SIBO最常见的诊断方法包括临床症状特征评估、抗菌药物经验性治疗的临床反应、呼气试验以及小肠抽吸和培养。抽吸液的细菌学分析是确认SIBO的最准确方法，但在获取样本时受到高成本、患者不易配合等限制。呼气试验因无创、低价等优点，已作为临床常用的替代方法[8-9]。

一、SIBO与NAFLD的相关性

肝脏和肠道从解剖学上而言是联系在一起的，早期胚胎学中肝脏直接从前肠起源。肝脏75%的血液直接来自肠-肝循环，来自肠道的门静脉血液首先流经肝脏，进行必要的代谢、免疫和解毒处理，再流向全身[10]。

有研究[11-13]表明，NAFLD中SIBO的发生率为50%～77.8%。Fialho等[14]的病例对照研究采用葡萄糖氢/甲烷呼气试验评估372例患者的SIBO发生情况，发生率为37.9%。且SIBO阳性组的NAFLD发生率显著高于SIBO阴性组(45.4%对17.3%，P<0.001)，天冬氨酸氨基转移酶(AST)(P=0.034)和丙氨酸氨基转移酶(ALT)(P=0.039)亦明显升高；多变量分析结果显示，SIBO与NAFLD相关。由此可见，SIBO患者肝脂肪变性的风险增加，NAFLD发生率明显高于非SIBO患者，并支持肠-肝轴在NAFLD发展中的作用。有多项研究[15-16]表明SIBO阳性患者的NAFLD和代谢综合征风险增加，且独立相关。

Fitriakusumah等[17]的研究结果显示NAFLD患者SIBO的患病率高于非NAFLD患者，但SIBO与NAFLD发生、发展无明显相关性，且SIBO并不是导致晚期肝纤维化的独立危险因素之一。

目前许多研究采用呼气试验检测SIBO，其敏感性和特异性分别为40%和80%[17]。当检测结果为阴性时，并不能完全排除SIBO的存在。此外，呼气试验并不能诊断回肠远端存在SIBO，从而导致实验结果存在误差。目前所有检测SIBO的方法各自存在一定的局限性，同时较少有应用肝活检检测脂肪性肝炎、肝纤维化等肝脏病变程度的研究，因此，对于SIBO是否会引起NAFLD的发生、发展还需行进一步更深入的研究。

二、SIBO引起NAFLD可能的发病机制

目前许多学者认为“二次打击”学说不足以解释NAFLD发生的分子和代谢变化，现已提出“多重打击”学说并进行了相应的研究。“多重打击”假说认为，多重打击共同作用于具有易感基因的个体，从而诱发NAFLD。这些打击因素包括胰岛素抵抗、脂肪组织分泌的激素、营养因子、肠道微生物以及基因和表观遗传等因素，最终导致肝脏脂肪变性和脂肪性肝炎[18]。无论“二次打击”或“多重打击”，引起NAFLD的过程中均包括了脂代谢改变、线粒体功能障碍、氧化应激、遗传倾向、肠道微生物区系改变等[19]。

肠上皮是一种天然屏障，可选择进入腔内的有用物质作为营养物，并防止细菌及其代谢产物和其他潜在有害物质进入，紧密的连接以及特殊的细胞间结构能协助这种控制。发生SIBO时，细菌与宿主之间的动态平衡失调，可能导致细胞间紧密结合的破坏，引起肠道通透性增加，导致细菌移位，使细菌和细菌产物从肠腔输送至血液中[20]。门静脉血液含有消化产物和肠道微生物产物，并向肝脏供血，故肝脏可首先接触和过滤肠道微生物产物，包括脂多糖(LPS)、脂肽类、非甲基化DNA和双链RNA，可能引起炎症反应，导致肝脏疾病的发生[21]。

SIBO会产生许多微生物衍生产物，肝脏不断接触肠道微生物衍生产物会激活LPS配体Toll样受体4(TLR4)和CD14。在一项TLR4突变小鼠的实验研究[22]中，果糖诱导的NAFLD与肠道细菌过度生长和肠道通透性增加有关，进而导致内毒素增加，激活肝脏Kupffer细胞。此外，TLR4可促进NF-κB表达，介导产生多种细胞因子，如白细胞介素(IL)-8、IL-1β、IL-6、肿瘤坏死因子α(TNF-α)等[14]。TNF-α和IL-6会引起肝脏损伤，破坏正常肝细胞功能，导致线粒体氧化应激，并减少肝细胞毒素清除[21]。上述细胞因子已被证实可导致肝脏炎症进展、诱导肝纤维化和胰岛素抵抗，甚至引起肝细胞癌的发生[14,23]。此外，SIBO会产生内源性乙醇[21]，导致小肠功能和形态受损，增加对肠腔内毒素的渗透。非酒精性脂肪性肝炎(NASH)患者的微生物组中大量乙醇生成，血乙醇浓度升高，导致氧化应激和肝脏炎症[24]。法尼酯X受体(farnesoid X receptor, FXR)是一种核胆汁酸受体，在肝脏、肠道和肾脏组织中高表达，参与胆汁酸代谢，在碳水化合物和脂质代谢、胰岛素敏感性调节、NAFLD的发生机制中起有关键作用。肠道微生物可改变宿主胆汁酸组成，特别是牛磺酸结合胆汁酸，其可对抗肠道FXR，导致代谢功能障碍，包括肥胖和胰岛素抵抗。胆汁酸也可通过激活肝FXR和G蛋白藕联受体TGR5来影响NAFLD的发生[25-26]。

三、针对SIBO治疗NAFLD

目前SIBO的治疗方式主要包括良好的饮食结构、抗菌药物、益生菌、益生元、合生元、粪菌移植等[27]。有研究指出，益生菌、益生元和多酚被认为是最完善的调节人体肠道微生物的组成或代谢/免疫活性的微生物群[28]。

1. 选择益生菌治疗的优势：益生菌能调节肠道微生物组，增强肠道屏障功能，并具有免疫调节、抗炎症和调节代谢的效应[21]。益生菌对消化过程、食物过敏、念珠菌和龋病具有积极的治疗作用。许多益生菌是维生素B族的天然生产者，维生素B族能提高免疫系统效率，促进维生素和矿物质的吸收，并刺激有机酸和氨基酸的生成。益生菌也可产生各种酶，如酯酶、脂肪酶、辅酶A、Q等。一些益生菌代谢产物还可能显示出抗菌药物的作用、抗癌和免疫抑制特性[29-30]。益生菌治疗危害小、安全、实惠，一般不会引起过敏，也不会增殖大量耐抗菌药物基因，可长期服用并用于预防SIBO的目的[29]。

2. 益生菌的作用机制：益生菌发挥其有益作用的机制主要有三种：抗菌作用、增强黏膜屏障完整性和免疫调节。益生菌通过在肠道环境中释放抗菌分子和占用空间限制其他微生物生长来发挥抗菌作用。益生菌能代谢复合碳水化合物，产生乳酸和短链脂肪酸。丁酸盐能减少细菌移位，改善紧密连接的组织，并促进黏蛋白的合成，维持肠上皮完整性。随着益生菌对宿主免疫系统认识的增加，益生菌的作用可能为宿主免疫系统的预防和治疗提供有用和有前途的调节手段[9]。

3. 益生菌治疗NAFLD的有效性：有研究指出，益生菌在动物模型和人类研究中均可改善NAFLD的炎症状态和临床表现[31]。Xue等[32]发现，益生菌干预组血清LPS、肝脏TLR4 mRNA和血清炎性细胞因子均明显低于NAFLD模型组。Ma等[33]有关益生菌治疗NAFLD/NASH患者的meta分析纳入了4项随机对照试验，结果显示益生菌可显著降低ALT、AST、总胆固醇、高密度脂蛋白、TNF-α水平，说明调节肠道微生物群可作为治疗NAFLD的一种新方法。一项长期口服益生菌治疗的研究[34]给予350例NAFLD患者常规治疗或常规治疗联合益生菌治疗，治疗6个月后，联合组的脂肪肝病理分级较对照组和治疗前均明显改善(P<0.05)，三酰甘油、总胆固醇水平亦显著降低(P<0.05)。说明服用适量的益生菌能平衡肠道菌群，提升肠道微生物的定植抗力，且具有减轻脂肪肝病变程度，改善肝脏纤维化的作用。Rincón等[35]的研究发现，益生菌复合物可降低肝硬化腹水患者的门静脉高压症。

由此可见，益生菌治疗NAFLD具有临床应用价值，危害性小且获益较大，具有极大的发展前景。但肠道菌群数量庞大，目前对于益生菌剂量、细菌菌株和耐受性方面的研究不够完全，关于如何更有效运用益生菌治疗NAFLD、使用何种制剂治疗效果最佳等问题暂无统一意见，还有待进一步研究明确。

四、总结

总之，NAFLD的发病率高，是一种需要引起重视的慢性肝病。研究已明确SIBO与NAFLD的发生密切相关，且通过治疗SIBO可达到治疗NAFLD的目的。目前多采用益生菌联合益生元的复合制剂治疗NAFLD，且疗效较好。但由于肠道菌群种类繁多，且个体肠道菌群种类各不相同，故菌种引起NAFLD的机制尚未完全明确，还需行进一步研究探究肠道菌群。此外，目前使用益生菌治疗NAFLD的时间尚短，益生菌种类较少，且益生菌剂量、治疗时间以及菌种尚未有统一标准，有待进一步探究。