肠道微生态疗法在肝硬化治疗中的研究进展

丁开欣, 袁 浩, 刘 敏, 王 军,郑 亚, 王玉平, 郭庆红

(1. 兰州大学第一临床医学院, 甘肃 兰州, 730000; 2. 兰州大学第一医院 消化科, 甘肃 兰州, 730000;3. 兰州大学第一医院甘肃省胃肠病重点实验室, 甘肃 兰州, 730000)

肝硬化是各种慢性肝病发展的终末阶段，早期无明显症状，随着进展至失代偿期，肝硬化并发症也随之出现。肝硬化患者微生态失调时，机体诱导激活免疫系统，肠道通透性升高，细菌易位及内毒素侵袭转移，增加感染风险，促进肝脏炎症及纤维化发生，引发及加重并发症进展。本文基于肠道微生态疗法治疗肝硬化的应用研究进展，将肝硬化与肠道微生态紊乱的关系综述如下。

1 肠道微生态

肠道微生态系统是人体内最主要、最复杂的微生态系统，指肠道内的微生物与人体之间相互作用共同构成一个生态系统。稳定庞大的肠道菌群为核心，完好的肠黏膜屏障功能及肠道相关淋巴组织的正常运行，对维持良好稳态环境具有重要作用，这些都与人体健康息息相关。肠道微生态失衡主要表现为肠道菌群失调及肠道屏障功能受损，在不同系统疾病的发生发展中起着重要作用。

1.1 肝硬化与肠道微生态

肝硬化患者存在不同程度的肠道菌群失调，与疾病严重程度呈正相关性[1]。郭晓霞等[2]研究发现，肝硬化患者肠道菌群中的有益菌属水平下降，如与机体免疫、抗炎有关的双歧杆菌属(Bifidobacterium)、梭菌属(Clostridium)以及维持肠道完整性的粪球菌属(Coprococcus), 而条件致病菌如韦荣球菌属(Veillonella)、链球菌属(Streptococcus)和嗜血杆菌属(Haemophilus)过度增长。QIN N等[3]研究发现，肝硬化患者肠道显著富集了口腔微生物，如常见的链球菌与韦荣球菌，甚至连小肠都富集且大量繁殖，这提示口腔细菌数量的增加可能与肝硬化的发生发展有关。SOLÉ C等[4]研究发现，随疾病进展，微生物基因及宏基因组物种(MGS)丰富度显著下降，与Child-Pugh及终末期肝病评分模型(MELD)评分呈负相关，这提示肠道微生物组成的多样性下降与肝硬化患者预后及并发症显著相关。而在不同病因导致的肝硬化患者的肠道菌群变化方面，NASERI M等[5]发现，非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)相关肝硬化患者的变形杆菌丰度增加，随疾病进展而呈正相关，高丰度肠杆菌科的存在可能反映了NAFLD并发症，并且是NAFLD相关肝脏纤维化的危险因素之一。李玉珍等[6]研究表明，丙肝及酒精性肝病相关肝硬化患者的肠道菌群多样性下降更明显，在菌群差异上，乙肝患者优势菌群为毛螺菌属、杆菌属; 丙肝患者优势菌群为肠球菌、乳球菌; 酒精性肝病患者优势菌属为致病杆菌属，通过分析不同病因肝硬化患者肠道菌群差异，可寻找新靶点干预肝硬化疾病进展提供理论基础。

肝硬化患者发生肠道菌群失调原因有: ① 肝硬化患者肝功能受损，胆汁和胆酸产生降低，胆汁含有多种抗体及非特异性抗黏附素成分，其减少导致肠道易被“外来”细菌接近进行竞争性定植，而肠道菌群反之又通过影响胆汁酸受体(FXR)信号通路，反馈调节胆汁酸代谢等[7-8]。② 由于白蛋白合成降低、门脉高压导致肝硬化患者肠道水肿、肠道蠕动减慢、肠腔内细菌接触时间增加，导致小肠细菌过度生长，而肠道水肿进一步加重，使肠黏膜缺血、缺氧及肠黏膜屏障功能受损，导致外来细菌易于定植[7]。③ 肝硬化患者免疫球蛋白及免疫因子紊乱，患者免疫功能低下，对肠道非优势菌群的免疫防御及清除能力下降，导致发生肠道菌群紊乱[9]。④ 肝硬化患者存在抗生素及抑酸剂的长期不合理使用，抗生素无选择性的杀菌作用使得一些益生菌减少，而抑酸剂的长期使用可能导致患者过度抑酸，胃内pH升高，胃酸屏障功能受损，潜在致病菌易于移植及生长，存在并发症风险升高可能[10-11]。

肠道菌群失调与肝脏损伤之间互相影响，肠道菌群失调会激活并表达肝细胞中可以感知病原体感染的Ⅰ型跨膜蛋白Toll样受体(TLR), 诱导免疫反应引发炎症，从而诱发或加剧肝纤维化[12]。此外肝硬化患者存在肠道细菌过度生长、肠道屏障损伤和局部免疫防御功能异常，可引起细菌易位(BT)，当肠系膜淋巴结清除肠道细菌的能力受损时，细菌易入血，感染风险升高及发生血流动力学的紊乱，导致免疫系统的慢性激活及加重肝脏炎症的发生，这也与肝硬化并发症等有关[13]。因此控制肠道菌群失调，修复肠道黏膜屏障功能，进而恢复正常肠道微生态，对于肝硬化患者是一个重要治疗策略。

1.2 微生物代谢产物与肝硬化

细菌代谢产物可通过肠-肝轴对肝硬化患者产生一定影响。短链脂肪酸(SCFAs)是通过膳食纤维被肠道微生物发酵产生的一类小分子代谢物，其大部分来源于食物中膳食纤维，主要包括乙酸盐、丙酸盐及丁酸盐，在健康人中主要由毛螺菌科及瘤胃球菌科生产，瘤胃球菌科中的粪肠球菌、粪肠球菌属和毛螺菌科的丰度与SCFAs的产生呈正相关，而这些菌属在肝硬化患者中表现为减少[14-16]。SCFAs可通过促进肠上皮细胞生长，加强肠道紧密连接及调节肠道微生物群和免疫细胞的活性，来维持肠上皮及黏液的固有屏障功能，丁酸盐增加谷氨酸-谷氨酰胺和γ-氨基丁酸(GABA)神经胶质循环，增加乳酸的产生，抑制食欲及营养摄入，减少食物摄取量，从而起到预防肝脂肪变性的作用，这可能与非酒精性脂肪肝的发生发展有密切联系[17-18]。BLOOM P P等[19]研究表明，与SCFA含量呈正相关的细菌种类，与肝硬化疾病严重程度呈负相关，考虑与肠道屏障功能完整性有关，代谢产生SCFA的细菌种类及数量减少，肠道屏障功能受损，肠道通透性增加，从而导致肝性脑病(HE)的发生，而HE与肝硬化患者严重不良预后密切相关，这有助于通过探索改变微生物组或SCFA含量的干预措施，从而达到治疗HE及改善肝硬化患者预后的目的。

其他微生物分类群从摄入的蛋白质和芳香氨基酸中产生氨和神经活性代谢物。色氨酸(TRP)是人体内含有吲哚结构的一种必需氨基酸，由膳食蛋白质提供，主要代谢途径包括犬尿氨酸、5-HT和吲哚酸衍生物，肠道共生细菌如产孢梭菌和瘤胃球菌参与其中，在人体生理过程中发挥重要作用。BAJAJ J S等[20]研究表明，发生慢加急性肝衰竭(ACLF)、器官衰竭肝硬化患者的血清中，积累较高的色氨酸和苯丙氨酸代谢相关微生物源代谢产物、次级和硫酸化胆汁酸、苯甲酸盐代谢连同雌激素代谢产物，这些代谢产物影响肠道稳态，可局部调节肠道免疫反应，通过血液循环影响宿主生理。链球菌、韦荣球菌、嗜血杆菌与L-苯丙氨酸、L-酪氨酸的血清水平呈正相关，而芳香族氨基酸的异常积累通过肠-肝轴影响肝病进展，并且芳香族氨基酸浓度升高对大脑功能产生不利影响。另一种重要的共代谢产物是氧化三甲胺(TMAO)，食物中胆碱可被变形杆菌和厚壁菌属催化产生前体三甲胺，三甲胺经肠黏膜入血到达肝脏，在肝脏内氧化代谢为TMAO, 其与动脉粥样硬化和乳果糖停药后HE复发有关[21]。

2 肠道微生态疗法在肝硬化中的临床应用

随着宏基因测序技术的运用与“肠-肝轴”的研究认识，针对肠道微生态治疗肝硬化成为了热门研究方向。病因治疗是肝硬化患者治疗的首要原则，首先积极治疗原发病，在此基础上，通过纠正肠道微生态紊乱，去除诱发及加重疾病发展的因素，协同其他常规治疗方案，提高肝硬化患者的临床治疗效果，延缓疾病进展，延长患者生命周期。肠道微生态疗法指的是一种通过扶植正常菌群，拮抗病原菌，以菌抑菌，促进微生态平衡，进而治疗疾病的方法[22]。目前，临床常用治疗方法为微生态制剂及粪菌移植(FMT)疗法。

2.1 肠道微生态制剂

在肝硬化治疗过程中，针对病因是关键。中国最常见的仍是病毒性肝炎引起的肝硬化，其抗病毒治疗是长期治疗过程中不可或缺的一步。研究表明，恩替卡韦治疗慢性乙型肝炎或肝硬化会增加肠道益生菌数量，减少致病菌数量，从而改善肠道微生态，但恩替卡韦联合益生菌比单一抗病毒治疗的疗效更好，加用益生菌可以改善肠道菌群紊乱，增加有益菌，减少致病菌，且可以影响乙肝病毒标志物水平变化及延缓纤维化进展。恩替卡韦联合益生菌治疗后，患者乙肝病毒脱氧核糖核酸(HBV-DNA)、乙肝病毒e抗原(HBe Ag)阴转率及乙肝病毒e抗原/乙型肝炎e抗体(HBe Ag/HBe Ab)血清转换率、乙肝病毒表面抗原(HBs Ag)滴度下降50%, 均显著高于单一抗病毒组; 治疗后，肝纤维化指标中血清透明质酸(HA)、层黏蛋白LN、Ⅲ型前胶原水平降低，肝功能改善，炎性介质减少，这表明抗病毒联合益生菌治疗可延缓肝硬化进展，病毒控制效果优于单一抗病毒治疗，可改善患者生存质量，延长患者生存时间[23-25]。研究[26]表明，对于肝硬化合并胃食管静脉曲张初次出血，益生菌与奥曲肽联用可显著提高临床治疗效果，改善血流动力学指标、术后再出血率以及止血时间、住院时间，提示加用益生菌对上消化道出血具有较好的临床治疗效果，可降低患者再次出血或大出血风险; 同样，在肝硬化自发性细菌性腹膜炎 (SBP) 的治疗研究[27]中，白细胞介素-2 (IL-2) 联合益生菌治疗患者的总有效率、T淋巴细胞亚群指标及症状改善均优于单一治疗患者，且可减轻患者疼痛。

潘国辉等[28]研究发现，采用双歧杆菌四联活菌联合参苓白术散治疗后，肝硬化肠菌失调患者的肠黏膜通透性、内毒素水平均优于单一使用益生菌组，其可有效改善患者肝功能及肠道菌群失调。相关研究[29-30]也表明部分中药可以促进益生菌生长，其联合益生菌可抑制有害菌的生长，从而起到调节肠道微生态平衡的作用。

临床研究[31-34]表明，益生菌制剂对于肝硬化患者并发症的防治具有较好效果。加用益生菌制剂持续治疗1年的肝硬化患者并发症发生率更低，缓解腹水症状效果更好。益生菌在HE及SBP中防治效果更显著，但并不能很好预防上消化道出血，需进一步探索肝硬化并发上消化道出血的防治策略，如剂量或者疗程的调整; 或者与其他防治手段结合的效果，如内镜下预防性处理曲张的血管，术后长期应用益生菌是否会延缓患者门脉高压进展。对于已经出现肝硬化合并HE的患者，加用微生态制剂可改善其肝功能损伤及缓解症状[35], 患者肠黏膜屏障功能指标的改善对于控制血氨升高具有积极影响，可防止HE再次加重。研究[36]表明。当肠黏膜屏障功能指标血浆二胺氧化酶>19.7 ng/mL时，提示与复发性HE 6个月再入院风险相关，而联合使用肠道微生态制剂可降低血浆二胺氧化酶水平，且对肝硬化患者的预后有一定预测价值。HE与患者高病死率相关，且随HE疾病进展，患者病死率显著增高，故探索HE的有效防治策略对肝硬化患者具有重大意义[37]。刘玉玲等[38]对120例肝硬化并发SBP的患者进行了对比研究，结果显示，加用微生态制剂的观察组临床疗效更好，血清炎性因子及肠黏膜屏障标志物水平低于对照组，提示益生菌制剂可抑制炎性因子分泌，维护肠道黏膜屏障功能完整性，这对于SBP防治具有重要意义。在肝硬化所致肝衰竭的治疗研究[39]中显示，与常规治疗患者先比，采用益生菌治疗患者的肝功能指标显著改善，同时内毒素及炎性因子水平下降，肠道菌群改善，提示微生态制剂可调节肠道菌群失调及改善慢性炎症状态，并抵御有害物质入侵。

目前，关于肝硬化患者常用主要菌种包括双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、粪肠球菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌和枯草杆菌等。这些有益菌可调节肠道菌群，降低血氨，改善患者肝功能，抑制炎性因子释放及内毒素水平，从而起到较好的治疗作用。双歧杆菌在感染性及炎症性疾病中治疗效果显著，其具有生物屏障功能，可通过磷酸壁与肠黏膜上皮细胞紧密连接，联合其他厌氧菌占据肠黏膜表面，形成生物屏障，阻止致病菌入侵，此外双歧杆菌可以改善肠道pH值，促进机体维生素合成及矿物质吸收，刺激肠道蠕动，减少肠道细菌过度生长，抑制有害菌繁殖，减少内毒素生成及吸收，减轻肝硬化患者内毒素损害[40]。嗜酸乳杆菌可抑制致病菌生长，如白色念珠菌、大肠杆菌、葡萄球菌等，并且产生抗菌物质，修复受损肠道上皮，降低肠道通透性[41]。蜡样芽孢杆菌、地衣芽孢杆、枯草芽孢杆菌属于芽孢杆菌属，为好氧或兼性厌氧菌，繁殖消耗肠道内氧气，快速塑造肠道缺氧环境，促使肠道优势菌群如双歧杆菌、乳杆菌等厌氧菌生长，也拮抗一些需氧致病菌及产生抗菌活性物质，调控肝硬化患者紊乱的肠道菌群[41]。粪肠球菌是需氧及兼性厌氧菌，其在肠道黏膜具有较强的耐受及定植能力，能产生抑菌物质，形成乳酸菌屏障，抵御外来细菌，抑制病原菌生长，其可抑制肠道内产尿素酶细菌及腐败菌繁殖，减少肠道尿素酶和内毒素含量，减少血氨产生及降低内毒素含量，可在肝硬化合并HE患者的治疗中发挥较好作用，此外粪肠球菌可增强肠道非特异免疫能力，提高患者抵抗病原菌能力[42-43]。

2.2 FMT

FMT是将健康捐赠者粪便中的功能菌群通过一定方式移植到患者肠道内，重建受损的肠道微生态，调节肠道菌群，通过治疗肠道菌群失调而起到改善相关疾病症状的一种治疗方法，其在不同系统疾病的治疗中均取得不错疗效[44]。肝硬化患者肠道微生态明显受损, FMT技术对此进行了多项研究，以进一步明确FMT在肝硬化患者中的益处。CHAUHAN A等[45]开展了一项FMT治疗研究，纳入口服抗病毒药物治疗1年后仍呈HBe Ag阳性的患者，结果显示FMT治疗后, 25.0%的患者在6个月时HBV-DNA呈阴性, 16.7%的患者具有HBe Ag清除率，而抗病毒对照组则没有上述表现，但2组均不存在HBs Ag转阴情况，这提示FMT对HBe Ag阳性的慢性乙型肝炎患者的病毒抑制、HBe Ag清除方面具有一定治疗潜力，尽管目前仍未突破清除体内携带病毒的限制，但这对于延缓疾病进展为肝硬化、肝细胞癌，以及提高患者生存率具有重要意义。研究[46]发现, FMT具有良好的调节肠道菌群作用，可降低有酒精障碍患者的短期酒精渴求。

FMT治疗对肝硬化患者临床结局有影响，主要表现为患者并发症的改善。使用FMT胶囊对肝硬化并发HE患者治疗后，进行认知测试评分及肝脑心理测量评分，发现患者评分结果有所改善，提示FMT对肠-脑轴有潜在影响，且可增加患者肠道菌群多样性，增多有益菌，减少致病菌，减轻患者内毒素血症及细菌易位，延缓疾病进展，降低患者再入院风险，但尚未发现MELD评分有显著突破性改善，还需进一步探讨[47-49]。

一项研究对1例肝硬化合并SBP的女性患者给予FMT治疗(在常规治疗基础上)，结果显示, 14 d疗程结束后，患者腹膜炎症状消失，炎症指标恢复正常、腹水减少、肝功改善，且随访2个月未提示不良反应及再次感染，这表明FMT对SBP患者的临床治疗效果较好，但此研究无法形成对照，还需进一步行大样本对照研究。此外, SBP患者常需使用抗生素进行抗感染治疗，但长期应用抗生素会增高多重耐药菌及真菌双重感染风险。研究[50-51]表明, FMT可重建抗生素治疗患者的肠道微生物群，晚期肝硬化存在抗生素耐药的患者接受FMT治疗后，其抗生素耐药基因表达相对降低，这表明FMT是降低肝硬化抗生素耐药性的潜在方法[52]。肝硬化伴或不伴SBP患者存在小肠细菌过度生长, FMT可通过增加益生菌、调节肠道菌群，缓解患者胃肠道症状[53]。肝硬化患者脾功能亢进，且凝血功能较差。一项临床研究[54]表明, FMT在抑制起始凝血酶生成方面具有一定作用，推测肠道微生物群对人类凝血系统可能具有重要的临床意义，对静脉血栓患者有治疗潜力，但这可能会加剧肝硬化患者出血风险，尤其是血脂、血糖紊乱及高血压的患者，在老年人中应谨慎使用。

3 肠道菌群其他干预方式

3.1 中医

部分中药可以调节肠道菌群，通过纠正肠道微生态紊乱从而起到治疗肝硬化的效果，可能与促进肠道有益菌生长，抑制致病菌有关[55]。对于肝硬化合并腹水患者，联合使用舒肝健脾汤、加味胃苓汤、益气消鼓汤合利水贴等都可以较好缓解腹水症状，减轻肝功能损害，减少炎症因子释放，降低内毒素水平，改善紊乱的肠道菌群[56-57]。

3.2 抗生素

肝硬化患者并发感染时，可导致难治性腹水、SBP、复发性HE及ACLF等疾病发生。选择性肠道去污染(SDD)可通过口服抗生素抑制肠道潜在致病菌，同时保留其余菌群，改善肠黏膜损伤，防止肠道细菌过度生长及移位[58]。MOREAU R等[59]研究指出，诺氟沙星治疗对腹水蛋白含量≤15 g/L的晚期肝硬化患者具有显著益处，推测其可预防革兰氏阴性细菌感染及相关的SBP发生，进而降低患者死亡风险，但诺氟沙星对于其他类型感染及并发症预防效果欠佳。利福昔明是一种肠道抗生素，耐药风险低，可影响肠道微生物群代谢功能[60], 多应用于HE相关研究。

3.3 饮食

饮食与肠道微生物之间存在密切关系，膳食纤维摄入不足、高脂、高糖、高蛋白饮食容易导致肠道内致病菌过度生长，有益菌减少，肠道菌群失调。一项研究[61]表明，肝硬化患者由于饮食习惯不同，肠道菌群多样性存在差异，其中具有摄入富含膳食纤维食物、咖啡及茶饮习惯患者的肠道微生态多样性更高，其短期再次住院风险降低，提示饮食干预可能是一种缓解肝硬化进展的方式。

4 小 结

近年来，“肠-肝-脑”轴理论的提出对于肝硬化并发症HE的治疗提供了新的研究方向，保持肠道微生态平衡在肝硬化治疗中具有关键作用。肝硬化患者胆汁酸分泌受损、肠道菌群失调、肠黏膜屏障功能受损、机体免疫力下降等可导致细菌易位，发生肠道微生态失衡，加剧疾病进展及并发症发生，不利于肝硬化患者预后。基于肠道微生态治疗与改善肝硬化疾病具有密切关联，肠道微生态治疗肝脏疾病的临床效果值得进一步探索。