两种泻药的安全性及对肠道菌群影响的对比研究

杨伟昂，杨兵，马焕丽，张宏聪

人体肠道中寄居着大量微生物，其中大部分是细菌，形成“人体肠道菌群”，其主要定植于结肠，并与其生存环境构成重要的微生态系统。肠道菌群失调会产生多种胃肠道疾病如腹泻、便秘、肠炎等，还易诱发肥胖、心脑血管病、糖尿病和代谢综合征等慢性疾病［1-7］。因此，维持肠道菌群结构的稳定，对人体健康至关重要。

结肠镜检查作为一种简单、直观、微创的检查方法，已成为诊断大肠疾病特别是大肠癌及有关癌前疾病的首选。充分的肠道准备是结肠镜检查得以顺利完成的前提。关于导泻药物的安全性问题，目前国内外的研究主要集中于行肠道准备的过程中［8-10］。而对于结肠镜检查后，是否存在迟发性药物不良反应，国内外鲜有文献报道，需要进一步深入研究。已有研究发现，药物导泻会引起肠道菌群大幅度改变［11-13］。但是在目前国内外的相关研究中，不同导泻药物对肠道菌群影响的对比研究，未见有文献报道，亦需要进一步深入研究。

本项目拟设计随机对照的临床试验，比较两种常用导泻药物（复方聚乙二醇电解质散、20%甘露醇）对肠道菌群总体数量、革兰阳性菌及典型条件致病菌（肠球菌、大肠杆菌）数量的影响，研究病人导泻后14 d内的不良反应（如腹痛、腹胀、腹泻等）的发生率，并探讨导泻药物与肠道菌群变化与不良反应的相关性，最终为临床合理选择肠道准备药物提供科学的依据。

1 资料与方法

1.1一般资料选择2018年10月至2019年6月深圳市龙岗中心医院门诊及住院行结肠镜检查病人。研究获病人知情同意，符合《世界医学协会赫尔辛基宣言》相关要求。

1.2纳入标准①年龄介于18～60岁；②无严重高血压、贫血、冠心病、心肺功能不全者等结肠镜检查禁忌证；③无肠梗阻、电解质紊乱、严重肾功能不全等药物导泻禁忌证；④病人同意配合本项目研究，并按时收集粪便标本、接受随访。

1.3排除标准①采样前1个月内曾行胃肠道手术及消化内镜下治疗术；②采样前1个月内曾使用抗生素、微生态活菌制剂、导泻药物、促胃肠动力药；③妊娠或哺乳者；④有相关药物过敏史。

1.4剔除标准①肠道准备过程中出现严重不良反应者；②结肠镜检查过程中有行内镜下治疗者；③导泻后14 d内有使用抗生素、微生态活菌制剂、导泻药物、促胃肠动力药者；④未能按时、合格采集粪便标本者；⑤资料不全无法评定不良反应者。

1.5试验分组、给药方法把入选的病例用随机数字表法、双盲分成A、B两组，各组给药方法分别为：A组（复方聚乙二醇电解质散Ⅱ，68.56克/包，深圳万和制药有限公司，批号H20030827）：结肠镜检查当天上午9点给予复方聚乙二醇电解质散137.12 g兑温开水2 L，2 h内分次全部饮完。B组（甘露醇注射液，250 mL∶50 g，石家庄四药有限公司，批号H13023037）：结肠镜检查当天上午9点将加温至37～40℃的20%甘露醇250 mL一次饮完，后于2 h内将温开水1.75 L分次全部饮完。

1.6观测指标观察给予药物导泻后14 d内病人不良反应的发生情况，计算不良反应发生率；观察病人导泻前、导泻并完成检查后的第2天（导泻后d1）、导泻并完成检查后的第15天（导泻后d14）粪便内细菌总数、典型条件致病菌（肠球菌、大肠杆菌）的数量，革兰阳性菌的数量及所占比率，评估导泻前后上述菌群的变化情况。

1.7标本收集方法及检测、计数方法（1）所有入选的病人，于导泻前、导泻后d1、导泻后d14取适量新鲜粪便，30 min内送检。（2）标本直接涂片法检测粪便内细菌总数、革兰阳性菌：将新鲜粪便直接涂抹在洁净的载玻片上、科氏改良法革兰染色、显微镜油镜检查细菌数量，结果以细菌个数/油镜表示，并换算出革兰阳性菌所占细菌总数的百分比。（3）稀释性平板菌落计数法+快速细菌鉴定法：称取0.1g的粪便于EP管中，加入0.9 mL生理盐水，系列倍比稀释，各稀释度取0.05 mL用接种环分别接种至选择性培养基平板上，进行初次分离培养。需氧菌（肠球菌、大肠杆菌）37℃培养18～24 h，如无菌生长，继续培养至1周。最后分别对各菌株进行鉴定并按菌群平板活菌计数法计数，结果以每克粪便量中菌落形成单位的对数值表示［lg（CFU/g）］。

1.8迟发性药物不良反应随访方法（1）本研究中，迟发性药物不良反应定义为导泻后d1开始出现、排除结肠镜操作导致的不良反应。原有症状者，若同一症状较前无明显变化或减轻，不被视为本次研究的迟发性药物不良反应；若症状较前加重，则被视为本次研究的迟发性药物不良反应。（2）所有入选的病人，记录服药前病情，导泻后d14电话随访，记录是否有不良反应的发生。

1.9统计学方法采用统计学软件SPSS 25.0对数据进行处理。对于计量资料，以±s形式表示，而肠球菌、大肠杆菌计量数据则以lg（±s）形式表示，满足正态分布的两组间比较采用成组t检验，不满足正态分布的组间比较采用非参数秩和检验；多时间点观测资料比较应采用重复测量方差分析。对于计数资料，以率的形式表示，比较方式选择χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1入选病人的基本情况66例病人符合入选条件纳入初始研究，5例病人（A组2例、B组3例）因符合剔除条件被剔除出本研究，最终共61例病人（A组31例、B组30例）数据被有效纳入研究分析。A组年龄（38.2±7.6）岁，男女比例为17∶14；B组年龄（39.0±9.4）岁，男女比例为3∶2。两组病人在平均年龄（t=0.37，P=0.712）、性别组成（χ2=0.17，P=0.684）方面对比均差异无统计学意义。61例入选病人中，49例结肠镜检查结果未见明显异常，8例发现有结肠息肉（参与研究期间暂未行进一步处理），3例慢性结/直肠炎，1例结肠黑变病。

2.2迟发性药物不良反应方面导泻后14 d内，A组共2例病人分别于导泻后d2、d3出现腹胀、腹泻等症状，症状较轻，未予特殊处理，持续约2～3 d后症状基本消失，A组迟发性药物不良反应发生率为6.45%（2/31）。B组共9例病人于导泻后d2～d4出现腹痛、腹胀、腹泻等症状，其中1例因腹泻症状明显予蒙脱石散短暂处理，其余8例病人症状均较轻，未予特殊处理，持续约2～3 d后症状基本消失，B组迟发性药物不良反应发生率为30.0%（9/30）。B组迟发性药物不良反应发生率更高（χ2=5.72，P=0.017）。

2.3肠道菌群方面

2.3.1两组导泻前后肠道菌群数量比较 导泻前：两组在细菌总数、肠球菌数量、大肠杆菌数量、革兰阳性菌数量方面，均差异无统计学意义（均P>0.05）。导泻后d1：两组在细菌总数、革兰阳性菌数量方面均显著减少（均P<0.01），B组减少更显著（均P<0.05）。在肠球菌数量、大肠杆菌数量方面，两组与导泻前对比均显著增加（均P<0.01），B组增加更显著（均P<0.05）。导泻后d14：两组在细菌总数、革兰阳性菌数量方面与导泻前比较基本恢复正常（均P>0.05），两组之间对比亦差异无统计学意义（均P>0.05）。在肠球菌数量、大肠杆菌数量方面，导泻后d14两组均仍有不同程度的增加，与导泻前相比均差异有统计学意义（均P<0.05）；然而，两组之间对比均差异无统计学意义（均P>0.05）。见表1。

表1 两组导泻前后细菌总数、肠球菌数量、大肠杆菌数量、革兰阳性菌数量比较/±s

表1 两组导泻前后细菌总数、肠球菌数量、大肠杆菌数量、革兰阳性菌数量比较/±s

注：①与同组导泻前比较，P<0.05。②与同时间点A组比较，P<0.05。

组别A组导泻前导泻后d1导泻后d14 B组导泻前导泻后d1导泻后d14整体HF系数组间F，P值时间F，P值交互F，P值例数31 30细菌总数/（个/油镜）3 409.7±734.6 127.5±30.6①3 380.7±794.3 3 300.0±755.7 110.9±27.8①②3 250.0±813.1 0.54 0.41，0.524 1 090.67，<0.001 0.29，0.609革兰阳性菌/（个/油镜）2 082.7±590.4 48.7±13.7①2 026.8±483.9 1 931.8±658.6 38.7±11.9①②1 886.0±469.0 0.57 1.14，0.289 715.64，<0.001 0.88，0.363肠球菌/［lg（CFU/g）］6.37±0.59 6.65±0.58①6.38±0.59①6.41±0.70 6.99±0.70①②6.58±0.69①0.54 1.40，0.241 1 975.75，<0.001 215.63，<0.001大肠杆菌/［lg（CFU/g）］6.43±0.58 6.65±0.57①6.47±0.58①6.47±0.66 7.02±0.66①②6.69±0.68①0.69 1.74，0.193 749.95，<0.001 121.22，<0.001

2.3.2两组导泻前后革兰阳性菌占细菌总数的百分比变化 导泻前，A、B组革兰阳性菌占细菌总数的百分比分别为61.08%、58.54%；导泻后d1，A组下降至38.20%，B组则下降更明显，为34.90%，肠道菌群构成发生明显改变；导泻后d14，A、B组分别恢复至59.95%、58.03%，肠道菌群构成基本恢复正常。

3 讨论

正常成人肠道细菌约有30属1 500多种，数量多达1016，可分为3大类：第1类为有益菌即优势菌群，约占99%，包括乳酸杆菌、优杆菌、双歧杆菌等厌氧革兰阳性菌；第2类为条件致病菌即非优势菌群，典型的有肠球菌、大肠杆菌等；第3类是致病菌，当肠道菌群失调时则可能导致宿主患病［14］。这些细菌主要分布于结肠和末端小肠，以结肠最多。细菌大多覆于肠道黏膜的表面，依靠消化人类食物的残渣来给自身提供生存所需的各种能量，其黏附于肠道表面的肠上皮细胞形成一层细菌生物膜，最终可影响肠道营养物质的代谢、通透性的变化及肠道免疫系统功能。因此，肠道菌群被称作为“人体的第十三个生理系统”。

正常生理状态下，肠道菌群的各个细菌成员在种类乃至数量上始终在一定的范围内波动，形成一种动态平衡，称之为肠道微生态平衡［15］。肠道微生态的构成具有时间与空间的特异性，通过顺产的婴儿，其早期肠道内的菌群与母体阴道内的菌群类似，而经剖宫产的婴儿其肠道菌群的分布则与之不同。研究表明，近1岁婴儿的肠道微生态水平已与健康成人相当。但是肠道菌群的成分并不是一成不变的，菌群结构受到许多因素的影响和制约，基因、年龄、饮食、生活方式、药物的使用等因素都可以造成肠道菌群的改变［16-18］。Jalanka等［13］的研究表明，导泻药物复方聚乙二醇电解质散会迅速引起肠道菌群大幅度改变，22%的受试者丢失了肠道菌群的种属特异性；在导泻药物使用14 d后，细菌水平和群落成分才基本恢复到基线水平，恢复的速率与给药方法相关：相对于两次给药组（2 L分两次饮下，间隔12 h），单次给药组（2 L一次饮尽）的菌群影响更严重、恢复更慢。本研究表明，即使是同一种导泻药物，不同的给药方案也会引起不同的肠道菌群变化。因此，本团队猜想，不同导泻药物也许会引起不同的肠道菌群变化。然而，目前国内外尚未有相关报道。

基于此，本团队设计本研究实验，结果表明，不同导泻药物确实会引起不同的肠道菌群变化。导泻药物会引起肠道菌群数量及构成的改变，其作用原理可能是：（1）肠道细菌大多覆于肠道黏膜的表面，短时间内大量导泻液体通过物理冲刷作用，清除了大量的肠道细菌。本研究表明，导泻后d1，A、B组细菌总数较导泻前减少。（2）短时间内服用大量导泻液体，同时也携带了大量氧气进入肠道生态系统，对肠道的优势菌群（厌氧菌）起到了抑制的作用；而肠道内的非优势菌群诸如肠球菌、大肠杆菌（兼性厌氧菌或需氧菌），由于肠道厌氧生态环境的改变以及优势菌大量减少导致的生物拮抗作用的减弱，导泻后反而有机会繁衍增殖。本研究亦证实上述猜想。导泻后d1，各组革兰阳性菌（主要为双歧杆菌、优杆菌、乳杆菌等厌氧优势菌群）减少的幅度明显大于同组细菌总数减少的幅度；而各组肠球菌数量、大肠杆菌数量（均为兼性厌氧菌）均较导泻前明显升高。（3）导泻液体的强烈作用不仅影响上覆黏膜相关微生物，而且可能影响结肠上皮上覆黏液层的完整性和丰度。肠道微生物生态系统依赖于结肠上皮上覆黏液层的附着性、稳定性，后者是其营养来源之一。黏液层的改变会极大地影响相关微生物生态系统的多样性和结构［19］。本研究表明，相对于复方聚乙二醇电解质散溶液组（A组），20%甘露醇溶液组（B组）引起了更显著的肠道菌群改变（导泻后d1细菌总数及革兰阳性菌数量减少更明显，而肠球菌数量、大肠杆菌数量增加更显著）。究其原因，本团队认为与两种导泻药物的作用机制不同有关。复方聚乙二醇电解质散是聚乙二醇、无水硫酸钠、氯化钠、氯化钾、碳酸氢钠的复合剂，其配制的导泻液为等渗液，口服后几乎不吸收、不分解，可补充因清洁肠道丢失的电解质，维持内环境平衡，不引起体内水电解质紊乱。而20%甘露醇是高渗性溶液，在肠腔内形成高渗环境，使肠腔液体、电解质丢失，从而可能导致肠上皮上覆黏液层更明显的破坏。此外，肠道菌群中各类细菌在肠腔的分布是有规律、层次的，浅层细菌称为腔菌群，也可称为外籍菌、游动菌或过路菌，主要包括肠球菌、大肠杆菌等；中层（优杆菌、拟杆菌等）与深层（双歧杆菌、厌氧乳杆菌等）的细菌合称膜菌群，也可称为原籍菌、固有菌或常居菌，与肠上皮上覆黏液层关系密切。肠上皮上覆黏液层更明显的破坏，会导致中层、深层细菌更明显的变化。

肠道菌群的数量与各菌种的比例发生较大幅度地变化，超出正常范围并由此产生了一系列的临床表现，称为肠道菌群失调症，其与多种疾病存在相关性［1-7］。因此，健康的肠道菌群被视为机体健康的一个重要确定因素。本研究表明，导泻药物的使用，会导致迟发性药物不良反应的出现，考虑与肠道菌群数量及构成的改变有关（r=0.68，P<0.01）。而肠道菌群改变的幅度越大，不良反应发生率越高。大部分不良反应出现于导泻后的第2～4天，大部分症状均较轻、无需特殊干预，1周内基本消失，考虑与肠道菌群的逐渐恢复有关。虽然本研究没有进行导泻后d7的肠道菌群观察，但本研究数据表明，导泻后d14两组在细菌总数、革兰阳性菌数量方面与导泻前比较均基本恢复正常（均P>0.05）。尽管在肠球菌数量、大肠杆菌数量方面，导泻后d14两组均仍有不同程度的增加，但由于其基数数量较少，对肠道菌群的整体构成没有实质性的影响。

综上所述，导泻药物会引起肠道菌群数量及构成的显著改变，导致迟发性药物不良反应的发生。相对于20%甘露醇，使用复方聚乙二醇电解质散进行肠镜前导泻，对肠道菌群的影响更小、迟发性药物不良反应发生率更低，更值得临床推广。