肠道菌群与自身免疫性肝病的研究进展

赵小玲, 郑吉敏, 杜季康

(1.华北理工大学 研究生学院，河北 唐山 063210；2.河北省人民医院 a.消化科；b.肝胆胰脾外科，河北 石家庄 050051)

自身免疫性肝病(autoimmune liver disease, AILD)是一组与异常的自身免疫相关的肝脏疾病，其以免疫介导的胆管或肝细胞损伤为特征，主要包括自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis, AIH)、原发性胆汁性胆管炎(primary biliary cirrhosis, PBC)、原发性硬化性胆管炎(primary sclerosing cholangitis, PSC)等[1]。肝脏是最早发现的自身免疫性攻击部位之一[2]，但AILD的病因尚不完全清楚，近年来研究发现，肠道菌群失调可能在AILD的发生与发展中起着重要作用，现就肠道菌群对AILD的影响作一综述。

1 肠道菌群与AILD

人类肠道是由数万亿细菌组成的多样且复杂的微生物生态系统，肠道微生物参与宿主多种生理功能，包括食物消化、营养摄人、免疫调节、肠道发育、肠动力、大脑发育和行为等[3]。虽然细菌破坏人体屏障通常会导致显性感染，但越来越多的证据表明微生物可通过受损的肠道屏障转移到肠外部位，在自身免疫性疾病和其他慢性非传染性疾病的发病机制中发挥作用。肠道屏障既是防止病原体入侵的重要防线，又是培养免疫细胞、吸收营养和排泄废物的场所。虽然厚厚的黏液层、抗菌肽和免疫球蛋白A有助于维持肠道屏障功能，但宿主防御系统的紊乱与微生物群落组成的改变，可能导致病理学破坏和随后的疾病状态。

肝脏作为人体最大的器官，接受来自肝动脉及门静脉的双重供血，其中门静脉供血量约占70%。门静脉主要收集来自肠道及脾脏的静脉血。肠道屏障受到破坏时，肠源性抗原及细菌可通过门静脉进入肝脏，刺激肝脏中的免疫受体。因此，肝脏不断地与食物源性抗原和细菌成分对抗，发挥清除有害病原体及毒素，维持免疫耐受性的作用[4]。肠道菌群种类及丰度的改变可以对肝脏的免疫耐受能力产生影响[5]。肝自然杀伤T细胞(natural killer T cells, NKT细胞)的激活在刀豆凝集素A(ConA)诱导的肝损伤中起核心作用。Wei等[6]发现，与具有肠道细菌的小鼠不同，无菌小鼠对ConA诱导的肝损伤具有抵抗力，但在ConA治疗前给予灭活的肠菌可显著增强肝损伤，提示肠道菌群参与免疫性肝损伤过程。同时他们也证实了来自肠道细菌的糖脂抗原是重要的肝NKT细胞激动剂，这表明在ConA诱导的NKT细胞介导的肝损伤中，肠道细菌是必需的。这些发现为肠道菌群具有控制肝脏炎症的能力提供了一种解释。

目前AILD的病因尚未完全明确。多数学者认为AILD是由多种因素引起的，环境和遗传因素的相互作用决定了疾病的发生和发展[7]。随着免疫学的发展，以及对肠道微生态的重视，肠道菌群与AILD的关系也越来越受到关注。

2 肠道菌群与AIH

AIH是一种慢性、进行性、免疫介导的炎症性肝病。多发于女性，以血清转氨酶水平升高、自身抗体阳性及免疫球蛋白G升高，存在界面性肝炎为特点。重者可发展为肝硬化。AIH的病因仍不清楚，其发病机制可能与免疫耐受性的破坏、遗传因素以及环境因素有关，这些因素共同诱导T细胞介导的对肝抗原的免疫反应，从而导致坏死性炎症和组织破坏。有研究[8]发现AIH患者肠道通透性增高，微生物群紊乱，细菌易位，且与病情严重程度相关，表明自身免疫性肝炎与肠道菌群失调有关，肠道屏障受损可能在AIH的发病机制中起重要作用。我国学者[9]发现未经治疗的AIH患者肠道菌群多样性减少，厌氧菌数量减少，兼性厌氧菌(包括链球菌、克雷伯菌和乳酸杆菌)数量增加，丰度较高的韦荣球菌属与疾病活动相关，与国外学者[10]的研究结果一致。这一发现突显了AIH相关的菌群失调在不同地理区域的稳定性，但目前尚不清楚这种微生物特征是否具有特异性。Liwinski等[10]证实了AIH患者中双歧杆菌的减少与未能达到生化缓解有关，提示肠道菌群失调参与AIH的发病及进展。

3 肠道菌群与PBC

PBC过去被称为“原发性胆汁性肝硬化”，多见于女性，具有遗传易感性，其特征是T淋巴细胞破坏肝内小胆管，患者常表现为乏力、瘙痒等，也可无明显临床表现，随着肝内小胆管的进行性破坏导致慢性胆汁淤积症的症状和体征，并最终导致胆汁性肝硬化和肝衰竭。当肝功能受损时可引起胆汁分泌障碍，肝解毒能力减低，进而影响肠道菌群；而肠道菌群失调，又可经肝-肠轴触发肝脏的持续炎性反应[11]。目前，已有多项研究表明PBC患者存在菌群失调。Liu Chen Kiow等[12]对早期PBC女性患者的回顾性研究显示，小肠细菌过度生长(small intestinal bacterial overgrowth, SIBO)的总患病率为32.8%，有SIBO的PBC患者腹泻的发生率明显高于无SIBO的患者(78.9% vs 35.9%；P<0.05)。Lv等[13]发现PBC患者肠道有益菌(如乳酸菌等) 丰度减少，而一些机会致病菌( 如肠杆菌、奈瑟球菌、螺旋菌、韦荣球菌等)增加。熊去氧胆酸(ursodeoxycholic acid, UDCA)是美国食品药品监督局(FDA)批准的用于治疗PBC的一线药物[14]，它的主要作用机制是抑制胆汁酸在肠道内的重吸收，增加胆汁酸的分泌，清除肝细胞中的有毒物质[15]，同时也可能对健康的肠道菌群具有重建作用[16]。Tang等[17]发现UDCA可调整肠道菌群的组成，未经UDCA治疗的PBC患者与健康对照组之间的肠道菌群存在差异，在接受UDCA治疗6个月后得到部分逆转，而对微生物多样性没有显著影响，说明肠道微生物群可能成为PBC治疗的新靶点。

4 肠道菌群与PSC

PSC是一种慢性特发性胆汁淤积性肝病，其特点是肝内和(或)肝外胆管的持续炎症、闭塞和纤维化。PSC不同于传统的自身免疫性疾病，多发生于男性，对免疫抑制治疗反应不佳。目前唯一的治疗方法是肝移植。虽然受遗传易感性的影响，但遗传因素在PSC发病中的作用不到10%，环境因素对疾病的发生具有主导作用[18]。约80%的PSC同时合并炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)[19]，尤其是溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)。目前，已有多项研究[20-22]证实，PSC肠道菌群的变化与IBD无关，而与PSC疾病本身相关。Ruhlemann等[23]进行了迄今为止针对PSC的最大的微生物群研究，这项研究包括了来自德国和挪威的388名纳入者[137例PSC患者(75例合并IBD)，118例UC，133例健康对照者]，结果发现PSC患者的肠道菌群与UC和健康对照者差异有统计学意义，而且这种差异与药物治疗及结肠炎无关。PSC和PSC-IBD患者之间的肠道微生物谱没有差异，提示PSC是引起肠道菌群失调的主要因素，特定于PSC的肠道微生物群信号可能可以用于疾病的诊断，这为进一步的微生物谱分析提供了强有力的理论依据。Nakamoto等[24]用来自PSC-UC患者(PSCUC小鼠)、纯UC小鼠(UC小鼠)及健康对照组(HC小鼠)的粪便样本对无菌(GF)小鼠进行再培养，发现仅PSCUC小鼠表现出肝辅助T细胞17(Th17)细胞反应。此外，PSCUC小鼠表现出对肝胆损伤的易感性。同时还证明肺炎克雷伯菌破坏肠道屏障与细菌移位和肝脏炎症反应有关。Liao等[25]利用多药耐药相关蛋白2敲除(Mdr2-/-)的小鼠来研究肠道微生物群与先天免疫反应在胆汁淤积性肝病中的作用，发现Mdr2-/-小鼠存在肠道生态失调，并导致肠道屏障功能障碍和细菌移位增加，放大了肝脏Nod样受体3(Nod-like receptor protein 3, NLRP3)介导的先天免疫反应。而泛半胱天冬酶抑制剂(IDN-7314)可以抑制NLRP3炎性体的激活，改善肝损伤，降低血清胆汁酸的浓度，逆转和胆汁淤积相关的微生物群特征。这些结果强调了有潜在致病力的共生菌在肠道屏障功能障碍和肝脏炎症中的作用，为PSC的治疗策略提供了新的思路。

Liwinski等[26]发现，PSC患者的上消化道和胆管的微生物群落存在失调，PSC患者与对照组比较，口腔、十二指肠液及十二指肠黏膜的微生物群均存在明显差异，而在胆汁中差异最为显著。PSC患者胆汁中的微生物群落生物多样性降低，粪肠球菌显著增加。肠道菌群失调可能会对胆汁酸的代谢产生深远影响，进而影响PSC患者的消化道黏膜内稳态，但这仍需进一步证实。Allegretti等[27]为10例碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)>正常上限3倍以上的PSC合并IBD患者实施了首次粪菌移植人体试验，随访24周无相关不良事件发生，结果显示，30%患者的ALP水平下降了50%。70%患者的血清肝酶(丙氨酸转氨酶或天冬氨酸转氨酶)至少下降30%。行粪菌移植1周后，所有患者肠道菌群多样性均高于基线水平，且在之后的24周内呈持续上升趋势。这项研究证实了粪菌移植应用于PSC-IBD的短期安全性，为PSC的治疗提供了新的方向。

目前，AILD的发病机制尚未完全明确，不可否认的是，肠道菌群失调已成为慢性炎症性疾病发病中最重要的环境因素之一。过去几年里，许多研究证实了肠道菌群的改变与AILD相关。随着对肠道微生物与AILD相关性研究的深入，针对肠道菌群的治疗可能成为AILD治疗的重要靶点。虽然肠道微生态系统已受到越来越多的关注，但仍需大量研究进一步探索肠道菌群在AILD的发生及发展过程中的作用。