肠道菌群生态对慢性乙型病毒肝炎患者疾病进展影响的研究进展
2020-12-17周光宇王宏虹苏华焦瑾
周光宇,王宏虹,苏华,焦瑾
(1.广西中医药大学附属瑞康医院药学部,广西 南宁 530000;2.柳州市妇幼保健院药学部,广西 柳州 545001;3.广西中医药研究院,广西 南宁 530022;4.山东省妇幼保健院,山东 济南 250014)
慢性乙型病毒性肝炎(chronic hepatitis B,CHB)是一种常见疾病,持续的病毒携带状态,使得肝脏逐渐发生炎性的改变,从炎症状态发展到肝硬化、肝衰竭甚至肝癌的阶段[1],严重影响了人们的生活质量。因此,延缓乙型肝炎患者的疾病进展,成了世界性的公共卫生问题。近年来,有关乙型肝炎患者肠道菌群的研究表明,慢性肝炎患者常伴发有肠源性内毒素血症,且肝脏受损程度与血清中内毒素水平呈明显的量效关系,肠道菌群的失衡和紊乱在肝脏的炎症反应、肝脏的纤维化进程中起到了一定的推进作用。因此,如何对乙型肝炎患者的失衡的肠道菌群进行平衡,从而延缓疾病的进展和促进疾病的积极转归,引起了广泛的关注。本文将从近年来对肠道菌群在CHB患者中的作用机制研究和益生菌、粪菌移植治疗CHB的前景分析中进行综述。
1 乙型肝炎患者的肠道菌群结构
肠道的微生态系统的平衡是人体与外界之间的一道屏障,能保护人体不易被外界的微生物所影响,而肠道菌群屏障功能的维持在于菌群的多样性和丰度能保持动态的平衡[2]。刘嘉颀等[3]的研究表明,在病理状态下,CHB患者的肠道菌群组成与正常人有明显区别,表现为CHB患者肠道菌群的多样性较正常人明显减少,两组之间某些菌种的比例失衡,即拟杆菌门以及其中的机会致病菌普雷沃氏菌属丰度均在 CHB 患者中显著增加,而厚壁菌门以及其中最优势的丁酸盐产生菌罗氏菌属、益生菌双歧杆菌属的丰度则显著降低。而双歧杆菌、大肠杆菌及类杆菌等厌氧菌是人体肠道的正常菌群的主要组成部分。
有研究[4]也发现,健康组、慢乙肝组、肝硬化组肠道菌群的多元化逐步减少,推断这可能跟慢性肝性炎症持续的时间以及严重程度有关。Xu等[5]的研究结果证实,在CHB患者的肠道内双歧杆菌的数量显著低于正常人水平,在研究中还发现CHB患者的肠道内还伴有其他条件致病菌呈现出丰度增加的趋势。另有研究[6]发现,在CHB组患者的肠道内,有益细菌如双歧杆菌、乳杆菌等的丰度明显低于正常人,在进一步的检测中发现肠杆菌、肠球菌等致病菌数量却相较于正常人明显增多,说明CHB患者的肠道微生态环境相较于健康人,有不同程度的紊乱。
2 肠道菌群在疾病发展过程中的角色
肠道菌群作为一种“虚拟代谢器官”,它与许多肠外器官(如肾脏、大脑、心血管和骨系统)形成轴心。近年来肠-肝轴引起了越来越多的关注[7]。人体的同一胚胎层孕育出了肝脏和肠道,这两个器官之间虽然有器质性、免疫源性及生物性的障蔽相隔,可是肠道内的细菌却可以借助门静脉系统,把肠道内的细菌代谢的产物、其他生物成分等输送至肝脏[8],同时,肝脏所分泌的消化酶及其他的一些免疫物质也会对肠道的生理功能施加影响,两者相互作用,关系密切,被合称为肠-肝轴。众所周知,肠道上皮的紧密连接是细菌及其代谢产物的天然屏障,因此一旦通透性降低,细菌及其产物将通过肠道上皮进入门静脉循环,产生影响[9]。
刘春光等[10]研究证实某些肝脏疾病会伴有内毒素血症的发生,原因在于肠道上皮通透性降低,导致细菌易位,细菌通过门静脉系统入血,造成内毒性血症等的发生。因此,慢性肝脏疾病也可以加重肠道菌群失衡,同时,存在不同程度菌群失衡的肠道生态也会加快肝脏病程的进展,两者彼此作用,彼此影响。另有研究显示[11],肝脏的炎症损害加重是由于肠道内细菌生态失调所致,具体机制为肠球菌的过多生长所产生大量趋化因子导致肝脏的炎性反应增加,从侧面证实了肠道微生态的失衡是肝脏损伤的诱因。肠道菌群产物如甲胺, 病原相关分子模式包括脂多糖、脂磷壁酸、肽聚糖、鞭毛蛋白和未甲基化的 CpG DNA 等可通过肠-肝轴入肝后与肝星状细胞、Kupffer 细胞或肝细胞表面Toll样受体结合,从而激活肝内炎症关键信号通路[12]。有研究表明[13],肝损伤是由HBV诱导的免疫反应介导的,Toll样受体在干扰素和促炎细胞因子的产生以及免疫细胞的聚集中起着重要的作用,从而抑制病毒的复制。Toll样受体的活化已被证实不但有赖于免疫系统的成熟程度,还取决于肠道菌群的稳定性。这从侧面也反映出肠道菌群可影响疾病进程。
3 益生菌对乙型肝炎患者转归的影响
目前乙型肝炎肝硬化具体病情发生发展机制仍存在一定争议,除持续HBV复制增殖外,氧化应激损伤亢进、免疫功能异常及过量炎性细胞因子经肠道入血亦被证实可能在疾病进展过程中发挥着关键作用[14]。由于疾病状态下双歧杆菌和乳酸菌水平较低,肠球菌和肠杆菌的含量较高,双歧杆菌科/肠杆菌科的比例较低。此外,当出现细菌移位和门静脉内存在内毒素时,肠道通透性会发生改变,从而导致肝内TLS/NLR活性增加。 相应的细胞因子产生和发生肝损害,纤维化的进展,肝硬化和肝癌的发展[15]。双歧杆菌三联活菌在内多种益生菌已被证实能够通过调节肠道菌群,从而抑制肠黏膜毒素吸收,避免肠源性内毒素血症发生,进而发挥改善肠道屏障功能和减轻继发肝脏功能损伤效应[16]。
Chou等[17]在动物模型中发现肠道菌群参与HBV清除,结果表明,肠道菌群稳定的成年大鼠在感染了HBV后经过6周的治疗,HBV呈阴性,其中肠道菌群未完善的幼年大鼠在经过同样的治疗后HBV仍然为阳性,而成年小鼠经抗生素处理后(6~12周)未能清除乙肝病毒,这一事实强调了肠道菌群在抗乙肝免疫中的意义。成娟等[18]的研究证实,乙型肝炎肝硬化患者给予双歧杆菌三联活菌联合乳果糖改善方案治疗后,肝功能指标及肝纤维化指标水显著优于对照组,认为乳果糖辅助用于乙型肝炎肝硬化患者治疗可有效降低肠道通透性,拮抗炎性因子过度分泌合成,联合治疗有助于提高抗病毒效果、保护肝脏功能及降低自发性腹膜炎发生的风险。陈伟杰等[19]的研究发现,在常规治疗基础上加用益生菌(双歧杆菌三联活菌胶囊)治疗后,观察组的内毒素水平、ALT、AST、TBIL、IL-6、TNF-α等水平显著低于对照组,认为在常规的乙肝治疗中加用对应的益生菌可增加肠道相应的菌种,如肠球菌、双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌的比例,从而改善失调的肠道菌群环境,进而改善肠道的通透性,减轻炎症反应,减缓疾病的进展。
Kwaka等[20]的研究中指出,给予慢性肝病患者(包括)补充4周的益生菌(含两双歧杆菌、乳酸双歧杆菌、长双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌和嗜热链球菌)后,观察到可抑制慢性肝病所致小肠细菌过度增长,但未发现肠道通透性的改变。另外Xia等[21]针对益生菌辅助治疗乙肝肝硬化所致肝性脑病的研究提示,益生菌(丁酸梭菌和婴儿杆菌)在辅助治疗后患者认知功能明显改善。Ⅰ型梭菌和双歧杆菌在益生菌中显著富集。 肠球菌和肠杆菌科明显减少。此外,肠黏膜屏障参数有明显改善,这可能有助于认知能力的提高和氨水平的降低。
4 粪菌移植治疗慢性肝病的前景
粪便微生物菌群移植(faecal microbiota transplantation,FMT)是从健康人的粪便中提取上清液,这其中包含有健康人肠道的正常菌群,将这种上清液注入另一个人的肠道,以治疗某种特定的疾病[22]。FMT是一种很有前途的肠道微生物群调控方法,在各种肠道外环境中具有潜在的应用价值[23]。
Ren等[24]的研究表明,对于经恩替卡韦或替诺福韦长期治疗后HBeAg仍为阳性的乙肝患者,粪菌移植能有效地降低HBeAg的滴度,与基线相比有统计学差异。他们认为,这项研究的结果证实了调节肠道微生物群对慢性乙肝治疗的益处,对于长期口服抗乙肝病毒药物HBeAg仍为阳性的患者可尝试进行粪菌移植治疗,以缩短抗病毒治疗的疗程。
Wang等[25]研究发现对四氯化碳所造成肝性脑病(hepatic encephalopathy,HE)的大鼠模型给予粪菌移植后,避免了肝坏死和肠黏膜屏障损伤所致肝清除血清氨水平和肠通透性降低,观察到大鼠行为、HE评分和空间学习能力得到不同程度的改善。认为FMT可通过改变肠通透性和改善肝脏Toll样受体的反应来治疗HE,进而改善认知功能,降低肝功能指标。Zhou等[26]随机将小鼠分为对照组、高脂饮食组(High-fat diet,HFD)和HFD+FMT组,发现与对照组相比,HFD组的肠通透性和肝脂肪变性增加。然而,与HFD相比,HFD+FMT组的肠通透性和肝脂肪变性明显降低。他们认为这些结果表明,FMT可通过对小鼠肠道微生物群的有益调节,减轻HFD诱导的小鼠脂肪性肝炎。
5 总结及展望
人类的肠道菌群经过长期的进化,达到一个稳态水平,短期的刺激不会影响肠道正常生态,但是若时间足够长,疾病所致改变足够大,势必会破坏肠道菌群的平衡。随着对肠-肝轴研究的深入,肠道生态环境的平衡对于肝病的影响逐渐被人们所重视。针对失衡的肠道微生态环境进行研究,通过补充益生菌或移植粪菌改善肠道生态,进而延缓肝病的进展成为新的切入点。但目前仍缺乏多中心大样本的循证医学及作用机制方面的研究,往后需进行多地区、多中心、更大样本的随机对照临床研究,以排除人种及因地区差异、饮食习惯等因素所导致的肠道细菌种类差别性影响,进而明确针对肠道细菌为作用靶点来干预的安全及有效性,为CHB患者的诊治水平的提高及疾病进展的减缓提供有质量的循证依据。