肝硬化患者肠道真菌变化的研究现状

邓睿翀 综述，王立生 审校

【提要】 肝硬化是一种常见病，可并发上消化道出血、肝性脑病等多种严重并发症。肠道菌群具有代谢、营养、宿主免疫和肠道防御等多种功能，与多种慢性疾病的发生有关。肠道真菌只占正常肠道菌群的一小部分，但依然对人体健康与肠道微生物稳态起着不可或缺的作用。目前，国内外探索肝硬化与肠道菌群失衡之间关系的研究大多聚焦于细菌，对真菌失衡层面的研究相对较少。本文就肝硬化与肠道真菌变化的研究进行综述。

肝硬化是指各种慢性肝病进展至以肝脏弥漫性纤维化、假小叶与再生结节的形成、肝内外血管增殖的病理阶段。代偿期病人可无明显症状；失代偿期可出现肝功能减退和门静脉高压的表现，常可并发上消化道出血、肝性脑病和感染等严重并发症。目前，肝硬化已成为全球第14大常见死亡原因[1]。胃肠道微生物菌群是一个由大量微生物组成的复杂的生态系统，包括细菌、真菌、病毒等。人体维生素的合成、营养物质的吸收与代谢、防止病原菌的入侵都离不开肠道微生物菌群的作用[2]。相关研究已经证实，肝硬化的发生发展与肠道微生物群的变化密切相关[3]。由于在数量上，细菌占肠道微生物菌群中的绝大部分，当前肝硬化与肠道菌群失衡关联的研究主要集中于细菌。随着研究的深入，目前认为肝硬化患者同时也可能存在肠道真菌的失衡。本文对当前在肝硬化患者中肠道真菌改变的研究现状进行综述。

1 胃肠道中的真菌

健康人体中，尽管真菌只占胃肠道总微生物群的0.1%～1%，但其同样对维持肠道微生态平衡发挥着十分重要的作用。相关研究显示，70%成年人的胃肠道中可以检测到真菌，在胃、空肠真菌数量多<2 lg CFU/mL，回肠多为2～3 lg CFU/mL，结肠多为2～6 lg CFU/mL，且与细菌相比，真菌体积也增大了100倍以上[4-5]。对健康人胃肠道真菌及其基因组的特征分析表明，胃肠道包含66个真菌属和184种真菌，念珠菌属是其优势真菌属[6]。人体胃肠道发现的真菌，从菌门角度分析，主要包括子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门；从菌属角度分析，主要包括念珠菌属、隐球酵母菌属、曲霉属、酵母菌属、毛孢子菌属、子孢子菌属等，其中隐球酵母菌属、曲霉属、毛孢子菌属等可能来源于呼吸道和皮肤[7-8]。

白色念珠菌是人体胃肠道中最常见的真菌，同时也是肠道正常定植真菌，它有两种生长形式，即酵母和菌丝。绝大多数情况下，白色念珠菌在人体中以酵母的形式生长，与人体之间相互作用，并不会引起肠道感染症状的产生[9]。当人体免疫力降低、肠道菌群平衡紊乱时，白色念珠菌就会以菌丝的形式生长。从酵母到菌丝形态的转变在白色念珠菌的发病机理中起着关键的作用。尽管酵母形态的白色念珠菌增殖较快，但其侵袭能力不强。而菌丝形态的白色念珠菌侵袭能力较强，更容易穿过肠道屏障，引起一系列感染症状的产生。Naglik等[10]认为，菌丝的形成过程通常伴随着相关菌丝蛋白的表达，并且该蛋白在黏附，侵袭，损伤诱导和免疫激活、逃逸等环节中起着关键作用。白色念珠菌也在进化过程中使其更容易在肠道定植。Tan等[11]研究发现，白色念珠菌已经进化出以花生四烯酸合成前列腺素E2(PGE2)的能力，PGE2可以使白色念珠菌免受肠道吞噬细胞的清除作用，增强其对宿主免疫攻击的耐受力，从而给白色念珠菌在哺乳动物胃肠道定植过程中提供了竞争优势。因此，白色念珠菌在肠道菌群中的作用应当引起我们的重视。

2 肝硬化肠道真菌的变化

众所周知，肝脏由肝动脉和门静脉双重供血，其中约75%的血供来自门静脉，门静脉可收集肠道中的静脉血，将肠道代谢产物传递给肝脏。自肠肝轴概念提出以来，人们开始意识到肠道菌群与肝脏疾病的发生发展有着非常密切的作用。当各种原因引起肠道屏障受损时，肠道菌群发生易位，菌群平衡发生紊乱，微生物代谢产物如内毒素、微生物DNA等大量进入门静脉，刺激肝脏Kupffer细胞释放大量炎症因子，引起肝细胞的受损，导致各种肝脏疾病的发生[12-13]。已有大量的研究证实肝硬化患者存在肠道细菌失衡[14]，同时大多研究也认为肝硬化容易合并真菌感染，但对真菌菌群结构变化的研究相对较少。

2.1 白色念珠菌的变化

如前所述，白色念珠菌为健康人体胃肠道中最常定植的真菌。Zhu等[15]对141例肝硬化患者粪便样本进行分析，其中有63份样本可以检测到念珠菌，包括39株白色念珠菌，5株热带念珠菌，6株假单胞菌，6株克鲁氏梭菌和7株其他念珠菌；而135名健康对照组中只有42例念珠菌携带者，包括21株白色念珠菌，3株热带念珠菌，4株副孢梭菌，2株克鲁氏梭菌和12株其他念珠菌。这提示念珠菌属，尤其是白色念珠菌，可在肝硬化患者肠道定植增加。最近，Lang等[16]通过对酒精性肝病、酒精使用障碍以及非酒精对照组三组对象研究发现，酒精性肝病患者更容易发生侵袭性真菌感染，主要的致病真菌为白色念珠菌和曲霉菌。分析三组患者粪便菌群，发现酒精性肝病组常伴念珠菌过度生长，但与其余两组相比，其评估真菌多样性的指标[香农指数(Shannon index)]较低，血清抗酿酒酵母抗体(anti-Saccbaromyces cerevisiae antibodies, ASCA)水平更高，而ASCA水平与死亡率呈正相关。这表明酒精性肝病患者真菌总体多样性较低，念珠菌属为优势菌属，机体对真菌的全身免疫反应也增强。Yang等[17]对酒精性肝硬化的研究也发现类似的真菌菌群结构变化特点，同时还指出，当酒精性肝硬化严重程度增加时，白色念珠菌丰度将会减低，其他真菌种群丰度增加，从而产生更多的真菌代谢产物，如β-葡聚糖等，能与肝脏Kupffer细胞表面的CLEC7A受体结合，通过诱导肝脏炎症反应进一步引起酒精性肝硬化的进展。并且，杜氏假丝酵母菌成为晚期肝病患者中丰度最高的念珠菌。由此推测，白色念珠菌丰度的变化可能作为判断肝硬化患者病情严重程度的指标，但其可行性仍需我们进一步研究。

2.2 条件致病菌的变化

某些真菌也可在肠道中长期定植，健康状态下彼此相互制约，维持一定的平衡状态。当这种平衡被打破时，这类真菌可成为致病菌，称为条件致病菌，如光滑假丝酵母菌、热带假丝酵母菌、高里假丝酵母菌、克柔假丝酵母菌等。Krohn等[18]的研究进一步分析肝硬化患者十二指肠中念珠菌属的种类，发现光滑假丝酵母菌、热带假丝酵母菌、克柔假丝酵母菌、高里假丝酵母菌、乳酒假丝酵母菌、葡萄牙假丝酵母菌、皱褶假丝酵母菌以及酿酒酵母菌的丰度增加，表明原本丰度较低的条件致病菌，在肝硬化患者中可大量繁殖。Loomba等[19]研究发现，在中国非酒精性脂肪性肝炎(NALFD)相关肝硬化患者中，酿酒酵母菌的含量最高，而光滑假丝酵母菌在NALFD相关肝硬化中特异性更高，但两种真菌的致病机制及其对肝硬化并发症的影响还在研究中。Lahmer等[20]通过对比69例肝硬化伴真菌定植的患者与31例无真菌定植的患者菌群结构发现，肝硬化组真菌种群结构上念珠菌属占主导地位，并且与对照组相比，光滑假丝酵母菌、克柔假丝酵母菌、近平滑假丝酵母菌、乳酒假丝酵母菌等真菌定植增加，同时还出现6例烟曲霉定植以及4例其他真菌(包括酿酒酵母、阿氏丝孢酵母等)定植，且肝硬化伴真菌定植的患者死亡率更高。Bajaj等[21]招募了143例肝硬化患者和26例健康对照者，发现肝硬化组担子菌门相对丰度降低，并且担子菌门与子囊菌门丰度比值越低，肝硬化严重程度就越高。同时还发现，拟杆菌门与子囊菌门丰度比值可作为预测肝硬化患者90d住院率的指标，两者之间呈负相关关系。假丝酵母菌属为子囊菌门的一个分支，子囊菌门相对丰度增高则意味着多种条件致病真菌的大量繁殖，真菌代谢产物增加，引起一系列炎症反应而导致肝细胞的损害。总而言之，肝硬化患者更容易出现多种条件致病真菌定植，菌群种类的变化及其对机体产生的不良影响不容忽视。

2.3 真菌菌群结构与HBV感染的关系

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)感染是引起我国人群肝硬化最常见的原因。人体感染HBV后，可能会引起急性乙型肝炎、慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B, CHB)，或成为HBV无症状携带者，慢性乙型肝炎可进一步引起乙肝肝硬化的产生。不同程度HBV感染的患者，其肠道真菌菌群构成特点也存在差异。Guo等[22]对乙肝肝硬化患者(liver cirrhosis, LC)、CHB患者(CH)、HBV携带者(HBV carrier, HC)以及健康对照组四组人群粪便样本中的肠道真菌进行定量PCR分析，发现白色念珠菌、近平滑假丝酵母菌、酿酒酵母菌、克柔假丝酵母菌在4组粪便样本中丰度存在差异，这4种真菌在肠道中丰度的总体趋势是LC组>CH组>HC组>健康对照组，同时作者也指出，酿酒酵母菌可随着慢性HBV感染严重程度的增加而大量增殖。这可能是由于肝硬化时患者胃肠道淤血，加之氧化应激、交感神经兴奋等因素导致肠道活动的减少，引起患者排便减少，真菌在肠道进一步聚积。Chen等[23]进行了相似的研究，发现4组研究对象粪便真菌主要归属于三种类群：接合菌门(2.7%)、担子菌门(18.9%)、子囊菌门(78.4%)，假丝酵母属以及酵母属为其中两种最主要的真菌类型，同时作者还指出LC组和CH组中患者肠道真菌多样性增高。由此可见，HBV引起肝脏损伤的程度越严重，肠道真菌的检出率将越高，真菌失衡的情况也将越明显。

2.4 肠道真菌与细菌的关系

已有大量的研究表明，肝硬化时存在肠道细菌菌群的失衡，具体表现为双歧杆菌、乳酸杆菌、拟杆菌等益生菌的减少，肠球菌、肠杆菌等机会致病菌的增加[14]。肠道中的真菌和细菌群落相互影响、相互依赖，一个微生物群落的改变可能会引起另一个群落的改变。Kapitan等[24]报道乳酸杆菌可以产生短链脂肪酸(short-chain fatty acids, SCFAs)(主要成分为乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐等)，不仅能促进肠道屏障功能的发挥，还可以抑制白色念珠菌从酵母形态向菌丝形态的转变，降低其侵袭性。因此，肝硬化时乳酸杆菌数量的减少，可导致肠道屏障功能的降低以及白色念珠菌侵袭性的增强，进一步引起肠道菌群易位的发生。一项在小鼠中的研究表明，多形拟杆菌可以通过增加缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α)介导的抗菌肽LL-37的表达来抑制白色念珠菌在肠道中的定植[25]。也有报道指出，将白色念珠菌引入接受抗生素处理的小鼠肠道微生物群后，发现肠球菌成为优势菌属[26]。肝硬化时是否真菌失衡与细菌失衡各自独立存在？还是两者的发生存在一定的先后顺序？这个问题目前尚无一个确切的结论，需要更进一步继续探讨。

3 微生态治疗

人们已经认识到，微生态治疗可作为肝硬化治疗的一个重要手段。针对肝硬化时存在的细菌失衡，目前大多使用抗生素治疗。Righi[27]指出，长期使用抗生素可能会促进真菌在肠道中的过度生长，从而导致真菌易位和自发性真菌性腹膜炎的产生。Bajaj等[21]研究发现，肝硬化患者使用抗生素后，细菌和真菌的多样性降低，且同时伴有白色念珠菌的过度生长，导致担子菌门与子囊菌门比值降低。他们得出结论，滥用抗生素加重肝硬化，导致感染的产生以及延长住院时间。另外，这项研究还发现，使用质子泵抑制剂治疗后可以降低肝硬化患者肠道细菌的多样性，但对真菌种群的多样性影响不大。这很大程度上能给我们带来警醒，即肝硬化时应该合理使用抗生素，维持细菌和真菌群落之间的平衡。许多研究也指出，失代偿期肝硬化患者免疫功能低下，容易合并真菌感染，尽早进行抗真菌治疗能够改善肝硬化患者的预后[28]。Bassetti等[29]在一项回顾性研究中评估了241名肝硬化伴念珠菌血症患者的30d死亡率，认为念珠菌血症的发生与肝硬化患者死亡率显著相关，适当的抗真菌治疗能够提高肝硬化患者的生存率。但抗真菌治疗肝硬化是否能够同时纠正肠道真菌的紊乱，目前鲜有文献报道。

粪便移植(fecal microbiota transplantation, FMT)是指利用经过处理的健康人粪便移植到患者肠道中，从而达到重建肠道菌群治疗疾病的一种方法，是治疗艰难梭菌感染(Clostridium difficile infection, CDI)的重要手段，许多研究也表明FMT可作为治疗溃疡性结肠炎的新方法[30]。从理论上说，FMT也可用于调节肝硬化患者肠道菌群紊乱的状况。Bajaj等[31]在一项非盲的随机对照试验中纳入了20名复发性肝性脑病的患者，将其均分为FMT治疗组和对照组，通过比较第150天时两组发生严重不良事件的比例，发现FMT治疗组的患者因肝脏相关并发症住院的比例小于对照组，初步推断FMT能够改善因抗生素治疗引起的肠肝轴破坏，同时也能防止肠道菌群失衡引起的肝脏损伤事件的发生。而不恰当的FMT治疗也会带来许多不良的后果。Zuo等[32]研究发现，对CDI患者使用FMT治疗后，对FMT无反应者肠道中白色念珠菌丰度增加，并在肠道菌群中占主导地位，从而认为白色念珠菌的丰度可能与不恰当的FMT治疗相关。FMT是否可以用于纠正肝硬化患者肠道菌群紊乱？亦或是可能进一步引起肠道真菌的失调，加重肝硬化的临床症状？其对于肝硬化治疗的安全性与可行性，仍需要我们进一步研究评估。

4 结论

胃肠道中的真菌只占肠道菌群中的一小部分，却依然发挥着十分重要的作用。越来越多的证据表明，肝硬化时除了存在肠道细菌菌群失衡外，也存在着真菌菌群的失衡。白色念珠菌作为人体胃肠道中最常定植的真菌，其在肝硬化发生发展中的变化及作用应当引起我们的重视。微生态治疗逐渐成为肝硬化治疗的重要手段，我们在纠正细菌菌群失衡的同时应维持肠道真菌菌群的平衡。我们仍需要进一步探究肠道真菌与肝硬化之间的关系，从一个新的角度认识并达到更好治疗肝硬化的目的。