炎症性肠病患者的肠道真菌组成及其影响因素

魏文娟 缪佳蓉 缪应雷

炎症性肠病（IBD）包括溃疡性结肠炎（UC） 和克罗恩病（CD），主要表现为反复发作的腹痛、腹泻和黏液血便。IBD 是西方国家常见的消化道疾病，随着中国经济的发展、环境及人们饮食习惯的变化，目前中国的IBD 发病率呈逐年上升趋势[1]。IBD 病因尚未完全明确，目前普遍认为是遗传易感性、肠道微生态、免疫反应、环境、饮食习惯等因素共同作用的结果[2]。肠道微生物包括细菌、真菌、古细菌和病毒等，其中真菌仅占肠道微生物的0.1%[3]。随着近年来对IBD 发病机制的深入研究，肠道真菌对IBD 的影响逐渐受到重视，本文就IBD 患者肠道真菌组成及其影响因素的研究进展作一综述。

1 健康人群和IBD 患者的肠道真菌组成

1.1 健康人群的肠道真菌组成

真菌在人类肠道中分布广泛，主要分为子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）及壶菌门（Chytridiomycota）[4]。肠道常驻真菌如念珠菌属（Candida sp.），包括白色念珠菌（Candida albicans）、 热 带 念 珠 菌（Candida tropicalis）、 近平滑念珠菌（Candida parapsilosis）和光滑念珠菌（Candida glabrata）等，其中白色念珠菌占比较高[4-5]。

1.2 IBD 患者的肠道真菌组成

IBD 患者的肠道真菌丰度和多样性在疾病活动期不断变化，且因疾病表型的不同而存在差异[6]。虽然近年来16S 宏基因组测序等二代测序技术在肠道微生态研究中的应用逐渐增多，但由于真菌培养和针对真菌内部转录间隔区（ITS）的测序存在技术难点及数据库不完善，故目前国内外分析IBD 患者肠道真菌谱的文献较少；现有文献因采样的地区、方式、部位不同，以及研究方法存在差异，故研究结果存在较大差异[6-8]。

1.2.1 IBD 患者粪便中真菌的组成 IBD 患者粪便中的真菌多样性和丰度与健康人群相比存在显著差异。Ott 等[7]采用宏基因组18S rDNA 方法分析IBD 患者和非IBD 者的结肠活体组织及粪便样本，并构建了基因文库，发现CD 患者的黏膜相关 18S rDNA 信号的多样性较高；在多个基因克隆文库中发现了一些操作分类单元（OTU）[如芽枝状枝 孢 菌（Cladosporidium cladosporioides）、白 色念珠菌等]，而有些OTU 仅在CD 患者中被发现[如出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans）、球毛壳菌（Chaetomium globosum）等]。

Sokol 等[6]的研究发现，活动期IBD 患者的粪便微生物中担子菌门的丰度增高，而子囊菌门的丰度则降低，两者呈负相关；促炎性真菌如白色念珠菌占比升高，抗炎性真菌如酿酒酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）占比降低；缓解期IBD患者的粪便真菌组成与健康个体的差异无统计学意义。该研究结果可能作为鉴别IBD 患者处于缓解期还是活动期的重要特征，并有助于鉴别IBD患者与健康人。

尹娟等[8]的研究发现，CD 初发患者的粪便中丰度显著增高的真菌为酵母纲（Saccharomycetes）、酵母目（Saccharomycetales）、位置未定科（Incertae sedis）、念珠菌属、白色念珠菌，新增真菌为丝 孢 酵 母 目（Trichosporonales）、 丝 孢 酵 母 科（Trichosporonaceae），丰度显著降低的真菌为节担菌纲（Wallemiomycetes），缺失真菌为球囊菌门（Glomeromycota）、球囊菌纲（Glomeromycetes）、球囊霉科（Glomeraceae）、路德酵母属（Lodderomyces）、中间念珠菌（Candida intermedia）、念珠菌属。该研究结果显示，与健康人相比，初发CD 患者的粪便真菌组成发生了显著的变化，真菌多样性降低，条件致病性真菌如白色念珠菌丰度增高，这可能参与了疾病进展。

一种肠道真菌（如白色念珠菌）无法导致IBD发病，肠道真菌的整体变化可能参与了IBD 的发病机制[9]。Sokol 等[6]推测酿酒酵母菌和白色念珠菌分别在炎性反应过程中发挥保护和恶化的作用，他们分别用这两种热杀灭的真菌刺激小鼠骨髓来源的树突状细胞分泌IL-6 和IL-10，结果显示在两者刺激下IL-6 的分泌量相似，但在前者刺激下IL-10 的分泌量明显大于后者，这表明酿酒酵母菌的抗炎作用比白色念珠菌更为明显。酿酒酵母菌为正常肠道真菌群落的主要组成部分，有研究显示酿酒酵母菌可能难以适应炎性反应环境和（或）具有抗炎潜力[10]。

1.2.2 IBD 患者肠黏膜中真菌的组成 IBD 患者病变肠黏膜中的真菌组成发生了变化，可能在诱导宿主免疫反应和炎性反应过程中起着关键 作 用。Li 等[11]对19 例CD 活 动 期 患 者 及7 名健康者的肠黏膜进行研究，结果显示与无炎性反应黏膜相比，炎性反应黏膜中的真菌组成改变更为明显，主要表现为念珠菌属、串珠状赤霉 菌（Gibberella moniliformis）、 甘 蓝 链 格 孢 菌（Alternaria brassicicola）和新型隐球菌（Cryptococcus neoformans）的占比升高。Liguori 等[12]对23 例CD患者和10 名健康者的肠黏膜进行研究，结果显示炎性反应黏膜中的真菌总体数量比非炎性反应黏膜增多，表现为CD 患者肠黏膜菌群中囊状念珠菌（Cystofilobasidiacea）和光滑念珠菌数量增多，炎性反应黏膜中存在炭角菌目（Xylariales），而非炎性反应黏膜中则存在酿酒酵母菌和指甲绒黑粉类酵 母 菌（Filobasidium uniguttulatum）。Limon 等[13]对CD 患者和健康者的肠黏膜进行研究，发现4个真菌属[马拉色菌属（Malassezia）、枝孢菌属（Cladosporium）、金担子菌属（Aureobasidiu）和镰刀菌属（Fusarium）]与CD 相关，并且前三者在CD 患者肠黏膜中较健康者增多，而镰刀菌属则在CD 患者中明显减少。马拉色菌属是人体皮肤表面的常驻菌，在携带与IBD 相关的CARD9 单核苷酸多态性（SNP）的患者肠道中丰度增高，CARD9是一种防御真菌的重要的信号适配器，马拉色菌可通过CARD9 引起先天性炎性反应，并可被CD患者的抗真菌抗体识别。此外，该研究发现，与CD 相关的马拉色菌属和枝孢菌属增多主要发生在病变部位为回结肠的CD 患者中，而镰刀菌属的减少主要发生在病变部位为结肠的CD 患者中。何琴等[14]的研究发现CD 患者肠黏膜的真菌组成发生了变化，与非炎性反应黏膜相比，炎性反应黏膜中真菌的丰度和多样性显著增高，主要表现为条件致病菌白色念珠菌、热带念珠菌、串珠状赤霉菌、甘蓝链格孢菌和新型隐球菌的丰度显著增高，而共生菌酿酒酵母菌、芽殖酵母菌（Saccharomyces castellii）、产黄青霉菌（Penicillum chrysogenum）和双色蜡蘑菌（Laccaria bicolor）的丰度则显著降低。综上所述，目前对于CD 患者肠道真菌多样性的变化情况尚无定论，大部分研究结论支持CD 患者肠黏膜炎性反应区域的真菌多样性显著增高[10-11]，这表明肠黏膜中真菌组成的变化可能与CD 患者肠道炎性损伤有关。

1.2.3 面临的问题 IBD 患者肠黏膜及粪便中真菌组成的研究还有很多问题有待解决：（1）目前尚未明确肠道真菌丰度及多样性变化是IBD 的病因还是结果，需进一步研究阐明；（2）一种真菌的丰度增高或降低不能完全解释真菌导致IBD 的发病机制，多种真菌如何致病有待更多研究来阐明，寻找可以鉴别CD 与UC 的特定真菌改变也有助于揭示发病机制；（3）寻找特定真菌，其变化可以用于判断疾病处于活动期还是缓解期，以及预测疾病的严重程度，以期在治疗上可能通过调节该种真菌的数量来缓解IBD 患者的症状。这些问题都有待大样本量、设计规范的研究及完善的检测技术来解决。

2 IBD 患者肠道真菌组成的影响因素

肠道真菌组成变化会影响宿主的新陈代谢和健康。地域、城市化、种族和饮食习惯对肠道真菌组成有重要影响，其中城市化因素对肠道真菌组成的影响最大，其次是地域、饮食习惯和种族[15]。探究这些因素如何影响IBD 患者的肠道真菌组成，有助于揭示IBD 的发病机制和防治疾病。

2.1 宿主的遗传易感性

许多参与免疫反应的基因、细胞因子及其受体等已被证明携带IBD 相关的SNP，例如：（1）抗原递呈细胞主要信号通路相关基因Dectin-1、CARD9；（2）参 与Th17 和Th1 细 胞 极 化 的 细 胞因子及其受体IL-12 p40、IL-23R、IL-6ST 等；（3）Th17 和Th1 细胞中的信号分子和转录因子JAK2、TYK2 等；（4）趋化因子受体CCR6 和效应细胞因子IL-2、IL-21 及其受体等。上述基因、细胞因子及其受体等参与了真菌引起的一系列免疫反应，使得真菌在IBD 发病机制中发挥了作用[16]。

Dectin-1 是一种由白细胞分泌的蛋白质，在免疫系统中起着检测并杀死真菌的作用。有临床研究发现，常规药物疗效不佳的IBD 患者与Dectin-1基因的SNP 显著相关, 提示Dectin-1 在抑制肠道炎性反应中起着重要作用[9]。另有研究显示，与健康者相比，CD 患者及其健康一级亲属的肠道更易被白色念珠菌定殖且数量更多；此外，CD 患者及其一级家属的外周血中抗酿酒酵母菌抗体水平升高，这提示IBD 患者可能存在真菌的易感遗传[17]。

2.2 饮食

饮食既可为微生物进入肠道提供途径，又可为已定植的微生物提供主要的营养来源，因此饮食可影响肠道微生物的组成[5]。念珠菌属的丰度与饮食中的碳水化合物呈正相关，但其与饮食中的氨基酸、蛋白质及脂肪酸呈负相关[3]。Serban 等[18]的研究显示念珠菌等肠道真菌的丰度与碳水化合物消耗量呈正相关，与总饱和脂肪酸水平呈负相关。植物性饮食与人类肠道的念珠菌属定植增多相关，而动物性饮食可促进青霉菌属的增殖[19]。

流行病学研究发现，饮食在IBD 发生、发展中起着重要作用，也是IBD 复发的触发因素，其致病机制可能是激活并调节肠道先天免疫系统，从而促发炎性反应[20]。研究饮食导致的肠道微生物群变化，有助于甄别与IBD 发病相关的饮食。

2.3 细菌的影响和抗生素的使用

炎性反应过程中机体环境的变化可能会影响真菌和细菌，并在IBD 机体中引起真菌与细菌的相互作用[6]。细菌群落干扰肠道真菌定植的机制尚不清楚，但有研究表明，特定的共生厌氧细菌[拟杆菌（Bacteroides）、厌氧杆菌（Anaerobic bacteria）和布劳特氏菌（Blautia producta）]可通过缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）诱导结肠上皮细胞分泌抗真菌肽[21]。真菌和细菌共存于肠道内，并可能直接相互作用。有研究显示，对小鼠应用抗生素治疗会导致主要的真菌增殖，而在停用抗生素后增殖会减少，表明真菌与细菌之间存在平衡[6]。

Sovran 等[22]应用针对革兰阳性菌的万古霉素或针对肠杆菌科的黏菌素来治疗葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎小鼠，同时补充布拉氏酵母菌（Saccharomyces boulardii）或白色念珠菌，监测炎性反应严重程度、结肠炎小鼠肠道中细菌和真菌组成，研究结果显示布拉氏酵母菌可改善DSS诱导的结肠炎，而白色念珠菌在未经治疗的情况下会加重结肠炎；万古霉素对小鼠结肠炎有明显保护作用，而黏菌素治疗的小鼠保留了结肠炎表型；抗菌处理不仅可减少细菌数量，而且对真菌菌群也有间接影响，与万古霉素组和对照组小鼠相比，黏菌素组小鼠肠道中细菌和真菌丰度之间的相关性显著降低，这表明黏菌素敏感菌参与了与真菌的相互作用；补充耐黏菌素的大肠杆菌以恢复肠杆菌科菌群，既促进了布拉氏酵母菌的有益作用，也促进了白色念珠菌加重结肠炎严重程度的作用。

2.4 益生菌和粪菌移植

益生菌可减轻IBD 患者的肠道炎性反应，布拉氏酵母菌是目前唯一已知的具有抗炎作用的真菌[16]，其可保护肠道屏障和降低肠道通透性、阻止致病菌定植和侵袭、通过免疫系统调节抗炎因子的分泌，从而缓解IBD 患者的炎性反应。微生态制剂对IBD 患者的辅助治疗效果显著，但目前尚未明确肠道真菌与IBD 的相互作用及其机制，肠道真菌的丰度及多样性变化是否可以作为微生态制剂疗效评价指标，以及微生态制剂在IBD 治疗中的应用，还有待深入研究和探讨。

此外，目前粪菌移植（FMT）已应用于UC 的治疗。Leonardi 等[23]的研究显示，FMT 对肠道高念珠菌丰度的UC 患者的疗效较好，治疗后念珠菌丰度降低，疾病严重程度降低，这表明念珠菌丰度降低与炎性反应减轻相关。

2.5 其他因素

在IBD 的治疗中，糖皮质激素、免疫抑制剂和生物制剂的应用是真菌感染的危险因素，糖皮质激素使用超过4 周、免疫抑制剂与糖皮质激素联用超过10 d、使用一种或联用多种免疫抑制剂均会提高真菌感染率[24]。如IBD 患者合并侵袭性真菌感染，原则上需停用免疫抑制剂，并及时行抗真菌治疗，根据感染的部位及病情的严重程度制定治疗方案[25]。

3 结语

真菌是健康人肠道微生物群的组成部分，对维持肠道稳态起着重要作用。IBD 患者的肠道真菌组成发生了变化。真菌与其他肠道微生物相互作用，影响IBD 发生和发展的机制有待更多研究阐明。影响IBD 患者肠道真菌组成的因素很多，探讨这些因素的作用机制可能对揭示IBD 的发病机制和防治疾病具有重要意义。随着研究的深入，IBD 患者的肠道真菌丰度和多样性的变化情况可能可以作为评估IBD 处于活动期还是缓解期、病情严重程度及疗效的指标。