林睿

腸-肝軸在慢性肝病發(fā)生發(fā)展中的作用

林睿

由于解剖結(jié)構(gòu)和血管系統(tǒng)的特點，腸道與肝臟存在密切的聯(lián)系，稱為“腸-肝軸”。正常情況下，僅少量細(xì)菌及其產(chǎn)物可通過腸黏膜到達肝臟，并被清除。但當(dāng)腸黏膜屏障受損會導(dǎo)致細(xì)菌移位，觸發(fā)肝臟炎癥反應(yīng)及組織損傷。本文擬對近年來關(guān)于腸-肝軸在慢性肝病發(fā)病機制中的作用的相關(guān)研究做一綜述。

腸-肝軸；慢性肝病

腸黏膜屏障可阻抑腸道內(nèi)各種有害物質(zhì)侵入機體，被視為人體抵御外界環(huán)境的首道防線；肝臟則最先接觸逃逸胃腸道黏膜免疫監(jiān)視的細(xì)菌及其產(chǎn)物，并可將其清除，構(gòu)成了第二道防線，兩者在生物學(xué)功能上相互影響，密不可分。Marshall[1]于1998年提出了著名的“腸-肝軸”學(xué)說，已得到了廣泛認(rèn)同，肝腸互作的影響已成為消化系統(tǒng)疾病的研究熱點。本文就近年來國內(nèi)外關(guān)于腸-肝軸在慢性肝病發(fā)病機制中的作用相關(guān)的研究作一綜述。

1 “腸-肝軸”理論

腸道與肝臟在結(jié)構(gòu)與功能上存在著天然的密切的聯(lián)系，這2個器官具有共同的胚胎學(xué)起源即前腸，腸道淋巴細(xì)胞更是起源于發(fā)育中的肝臟；解剖學(xué)上，兩者被門靜脈系統(tǒng)緊密地連接在一起，腸道來源的血液經(jīng)門靜脈回流進入肝臟，成為肝臟最主要的血供來源，隨門靜脈血進入肝臟的還有來自腸道的食物抗原、細(xì)菌產(chǎn)物及環(huán)境毒素等[2]，激活肝臟的固有免疫系統(tǒng)，將有害物質(zhì)清除；同時肝臟具有調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、代謝及免疫應(yīng)答等功能，可分泌膽汁入腸道并通過肝腸循環(huán)作用于腸道。

正常情況下，僅少量毒素穿過腸黏膜屏障經(jīng)門靜脈進入肝臟，使肝臟網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)持續(xù)處于活化激活狀態(tài)。若腸黏膜屏障被破壞，大量細(xì)菌及毒素經(jīng)門靜脈移位至肝臟，破壞了肝臟的免疫耐受，肝臟成為最先受累的器官，移位的毒素過度激活肝臟的固有免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生炎癥級聯(lián)反應(yīng)，誘發(fā)肝損傷并使病情進一步加重。而肝臟分泌的炎癥因子通過膽汁的分泌進入腸道，加重腸道損傷。隨著“腸-肝軸”學(xué)說被廣泛認(rèn)可，腸黏膜屏障在慢性肝病發(fā)生發(fā)展中所起的作用也漸趨明朗。

2 腸黏膜屏障損傷的原因

各種原因引起的腸黏膜損傷、萎縮，腸道通透性升高，腸道菌群失調(diào)，從而導(dǎo)致細(xì)菌和（或）內(nèi)毒素移位，形成腸源性內(nèi)毒素血癥，并誘發(fā)和加重全身炎癥反應(yīng)和多器官功能障礙統(tǒng)稱腸黏膜屏障功能障礙。其主要原因有以下幾點。

2.1 缺氧及氧自由基的損傷 各種原始打擊均會導(dǎo)致腸道對氧的攝取和利用能力降低，導(dǎo)致腸黏膜自我修復(fù)能力下降，黏膜受損導(dǎo)致細(xì)菌移位。同時應(yīng)激狀態(tài)造成組織高代謝，更加劇了組織缺氧，進一步損傷了黏膜屏障。當(dāng)腸黏膜發(fā)生缺血再灌注時，產(chǎn)生了大量的氧自由基，生物膜被氧化，導(dǎo)致上皮細(xì)胞嚴(yán)重?fù)p傷。組織學(xué)表現(xiàn)為腸黏膜絨毛變短，絨毛間距增寬。

2.2 細(xì)胞因子的損傷作用 當(dāng)機體遇到嚴(yán)重創(chuàng)傷、感染等打擊時，會啟動自身的防御機制，腸黏膜出現(xiàn)缺血缺氧低灌流等情況，引起腸道微循環(huán)障礙，導(dǎo)致黏膜屏障功能受損。白介素-1（interleukin-1，IL-1）的釋放可能使毛細(xì)血管通透性升高、促凝血物質(zhì)活性增加從而發(fā)揮損傷作用；腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）可使炎癥的自我破壞反應(yīng)增強，介導(dǎo)損傷實質(zhì)細(xì)胞；應(yīng)激時大量產(chǎn)生的一氧化氮，會破壞腸黏膜上皮線粒體的氧化代謝反應(yīng)，破壞上皮結(jié)構(gòu)，使腸道通透性增加，移位細(xì)菌增多。

2.3 腸道免疫功能受損 應(yīng)激、創(chuàng)傷和免疫抑制劑治療等都可能會影響全身和腸道局部的免疫功能，導(dǎo)致細(xì)菌和內(nèi)毒素移位而不能被機體有效地清除，是引起細(xì)菌移位最重要的原因。動物實驗結(jié)果證明[3]，大鼠切除脾臟后誘發(fā)胰腺炎，由于脾臟切除后免疫活性細(xì)胞對外源性刺激的敏感性下降，誘發(fā)的炎癥反應(yīng)相應(yīng)減輕，觀察腸黏膜組織形態(tài)，結(jié)構(gòu)基本保持完整，該實驗證實了免疫反應(yīng)在腸黏膜屏障損傷中發(fā)揮重要作用。

2.4 腸內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的影響 若禁食或長期腸外營養(yǎng)，腸道處于饑餓狀態(tài)，黏膜細(xì)胞會發(fā)生萎縮，細(xì)胞間隙增寬，緊密連接分離，導(dǎo)致細(xì)菌及其產(chǎn)物通過細(xì)胞旁通路穿過腸道，移位進入腸系膜淋巴結(jié)和門脈循環(huán)系統(tǒng)，引起腸源性感染。已經(jīng)有研究通過動物實驗證明：小鼠禁食48h后，腸道黏膜出現(xiàn)明顯的形態(tài)學(xué)改變，且與對照組相比，腸系膜淋巴結(jié)細(xì)菌培養(yǎng)陽性率明顯升高，證實了腸內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收在腸黏膜屏障中的作用。

2.5 腸道微生態(tài)平衡失調(diào) 若腸道菌群的比例和/或定植部位發(fā)生改變，如大腸埃希菌、葡萄球菌、白色念珠菌、變形桿菌等出現(xiàn)過度增殖，就會引起雙歧桿菌、乳酸桿菌等厭氧菌的正常繁殖被抑制，導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)。肝硬化患者由于肝功能受損，生成的膽汁酸減少，而由于腸道淤血、通透性增加，又導(dǎo)致了膽汁酸被動吸收增加，膽汁對細(xì)菌的抑制作用減弱，細(xì)菌過度增殖，膽汁酸的去結(jié)合作用更加被強化，進一步加劇了膽汁酸的缺乏，因此就形成了膽汁酸缺乏-細(xì)菌繁殖的惡性循環(huán)；同時，過度增殖的細(xì)菌會產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物和毒素，進一步破壞黏膜結(jié)構(gòu)，更增加了細(xì)菌移位的風(fēng)險。

2.6 腸道動力障礙 移行運動復(fù)合波（migrating motor complex，MMC）具有協(xié)調(diào)幽門、腸道、膽囊運動的作用，被認(rèn)為是阻止小腸細(xì)菌過度繁殖的一種調(diào)控機制。這種協(xié)調(diào)運動的改變會使膽汁分泌受到影響，而膽汁酸的減少就會破壞腸道微生態(tài)的平衡狀態(tài)。也有研究表明，應(yīng)激狀態(tài)致使MMC在空腹?fàn)顟B(tài)時消失，內(nèi)容物滯留在腸道的時間延長，導(dǎo)致細(xì)菌過度生長；腸內(nèi)容物的滯留會壓迫腸壁，血液供應(yīng)受到影響，更加重了黏膜的缺血缺氧。

3 腸黏膜屏障損傷致腸源性內(nèi)毒素血癥的機制

Berg等[4]于1979年首先提出了“細(xì)菌移位”這一概念，指腸腔內(nèi)活的細(xì)菌穿過腸道黏膜上皮侵入到機體腸道以外的部位，如腸系膜淋巴結(jié)、其它器官、血液循環(huán)乃至全身的過程。Alexander[5]于1990年將該概念進一步延展為“微生物移位”，將范圍擴展為腸道內(nèi)活的或死的細(xì)菌及其產(chǎn)物，其中包括內(nèi)毒素，通過腸道屏障侵襲到腸道以外部位的過程。腸道細(xì)菌過度生長和肝硬化患者腸道通透性改變引起的腸屏障損傷均會導(dǎo)致細(xì)菌和內(nèi)毒素大量移位進入門脈系統(tǒng)[6]。內(nèi)毒素存在于革蘭陰性細(xì)菌細(xì)胞壁外膜中，主要成分為脂多糖（lipopolysaccharide，LPS），細(xì)菌在快速生成過程中或死后釋放出來。當(dāng)外周血中可檢出內(nèi)毒素，稱之為內(nèi)毒素血癥，其中排除機體革蘭陰性細(xì)菌感染者，內(nèi)毒素源自腸道，稱為腸源性內(nèi)毒素血癥（intestinal endotoxemia，IETM）。

腸黏膜屏障功能受損后，內(nèi)毒素經(jīng)以下途徑進入體內(nèi)形成IETM：（1）內(nèi)毒素通過門靜脈進入肝臟，大部分可被Kupffer細(xì)胞吞噬清除，但當(dāng)進入肝臟的內(nèi)毒素超過Kupffer細(xì)胞的清除能力或Kupffer細(xì)胞清除能力下降時，內(nèi)毒素進入體循環(huán)，形成IETM；（2）內(nèi)毒素脂多糖分子量大于1900，屬于大分子物質(zhì)，而大分子物質(zhì)主要經(jīng)過淋巴系統(tǒng)回流，內(nèi)毒素透過腸壁可不經(jīng)肝臟而直接由腹腔淋巴管-胸導(dǎo)管-右心進入體循環(huán)，形成IETM。

4 腸-肝軸在多種肝損傷中的作用

當(dāng)腸黏膜屏障受損，移位的細(xì)菌及毒素超出了肝臟的單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)的處理能力，導(dǎo)致免疫耐受被破壞，釋放大量炎癥介質(zhì)，導(dǎo)致肝臟炎癥及組織損傷。

4.1 酒精性肝?。╝lcoholic liver disease，ALD） ALD患者長期飲酒導(dǎo)致胃酸分泌障礙，殺菌作用被減弱，細(xì)菌進入小腸增多，在腸道過度生長；乙醇可激活肌球蛋白輕鏈激酶（myosin light chain kinase，MLCK），改變細(xì)胞間緊密連接；乙醇代謝產(chǎn)物乙醛導(dǎo)致緊密連結(jié)蛋白酪氨酸磷酸化被抑制，細(xì)胞間緊密連接蛋白重組，增加腸道通透性。腸黏膜屏障受損，增加了內(nèi)毒素移位至肝臟。當(dāng)內(nèi)毒素超出肝臟的清除能力進入血液循環(huán)中時，固有免疫系統(tǒng)被激活，分泌細(xì)胞因子及趨化因子。已有文獻報道，ALD患者血漿內(nèi)毒素水平明顯升高[7]，動物實驗也證實血漿內(nèi)毒素水平與肝臟損傷程度具有相關(guān)性，長期口飼酒精后體內(nèi)循環(huán)中的內(nèi)毒素水平增加[8]，枯否細(xì)胞（kupffer cell，KC）對內(nèi)毒素的敏感性增加；而給予乳酸桿菌或抗生素治療后能有效地減少大鼠腸道G-菌數(shù)量，從而起到預(yù)防酒精導(dǎo)致的內(nèi)毒素血癥和肝損傷的作用[9]。

4.2 非酒精性脂肪性肝?。╪onalcoholic fatty liver disease，NAFLD） 在關(guān)于腸道屏障在NAFLD發(fā)病機制中作用的研究中，Miele等[10]證實了NAFLD患者腸道通透性明顯增加，小腸細(xì)菌過度生長（small intestinal bacterial overgrowth，SIBO），緊密連接蛋白ZO-1表達下調(diào)，均提示腸道屏障功能受損。蘇琳等[11]也發(fā)現(xiàn)NAFLD中緊密連接蛋白occludin的水平與肝臟脂肪變的程度呈負(fù)相關(guān)。其原因可能為長期高脂飲食致益生菌營養(yǎng)不良而減少，而致病菌以分解利用動物組織獲得營養(yǎng)會大量繁殖，腸黏膜被致病菌破壞。于高脂飼料中同時添加雙歧因子可以幫助益生菌生長，保護腸黏膜屏障，內(nèi)毒素血癥會相應(yīng)減輕。另外，NAFLD患者乙醇的含量與正常人比較明顯升高，乙醇代謝進一步產(chǎn)生乙醛，兩者都可直接損傷腸道黏膜，導(dǎo)致通透性升高[12]。

4.3 病毒性肝炎 宋懷宇等[13]發(fā)現(xiàn)慢性重度乙型病毒性肝炎患者存在腸黏膜屏障功能的早期改變。通過分析腸道菌群也證實慢性乙肝患者腸道內(nèi)雙歧桿菌的總量顯著降低[14]。推測乙肝患者肝臟解毒功能降低，毒素對腸道黏膜屏障造成損傷，導(dǎo)致細(xì)菌及內(nèi)毒素穿過腸道入血，加重肝臟負(fù)擔(dān)，形成肝病-腸黏膜屏障受損-IETM的惡性循環(huán)。De Nardo等[15]亦證實丙肝患者腸道通透性較健康對照者明顯增加。

4.4 肝硬化 Inamura等[16]研究發(fā)現(xiàn)肝硬化鼠模型空腸及回腸絨毛變短，隱窩深度增加，提示腸黏膜屏障在肝硬化細(xì)菌移位的發(fā)生中可能起著重要的作用。Karaca等[17]培養(yǎng)肝硬化患者十二指腸遠(yuǎn)端腸液，陽性率、需氧菌和總細(xì)菌計數(shù)較健康對照組均升高，且該病患者分泌膽汁減少，SIBO加強了膽汁酸的去結(jié)合使游離膽汁酸再吸收，加劇了腸道內(nèi)膽汁酸的缺乏，形成了進一步的腸道細(xì)菌繁殖。Martell等[18]也發(fā)現(xiàn)肝硬化患者交感神經(jīng)系統(tǒng)活性增高，抑制了消化道運動及分泌功能。

5 腸-肝軸在慢性肝病治療中的應(yīng)用

腸黏膜屏障在各種肝病發(fā)生發(fā)展過程中的作用已得到越來越廣泛的認(rèn)知，因此改善腸黏膜功能，調(diào)節(jié)腸道菌群可能成為治療的有效手段，主要的治療方法包括合理應(yīng)用抗生素、微生態(tài)制劑及腸動力藥等。

合理應(yīng)用抗生素清潔腸道，可使腸道中G-桿菌和真菌數(shù)量減少，而需氧菌不受影響，有效地防止細(xì)菌移位及IETM。Csak等[19]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠腸道微生物在使用環(huán)丙沙星和甲硝唑治療后被抑制，非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic steatohepatitis，NASH）的嚴(yán)重度明顯減輕；Membrez等[20]口飼小鼠諾氟沙星和氨芐青霉素，發(fā)現(xiàn)與調(diào)節(jié)腸道和肝臟代謝和炎癥相關(guān)的基因表達發(fā)生改變，肝臟脂肪變程度和胰島素抵抗均得到改善。上述試驗證明了抗生素通過腸道去污發(fā)揮治療肝病的作用，但由于需長期應(yīng)用廣譜抗生素，有較多副作用，因此在臨床治療中很難實現(xiàn)。

腸道微生態(tài)制劑可維護腸內(nèi)微生態(tài)屏障，是一種輔助治療慢性肝損傷的有效手段，且低廉、安全，無副作用?？诜楣强蛇x擇性增加雙歧桿菌和乳酸桿菌的含量，提高腸道中G+菌與G-菌的比例，內(nèi)毒素血癥減輕，NASH鼠模型的肝損害程度改善[21]。在NAFLD動物模型中添加益生菌，觀察到肝臟脂肪變性減輕，轉(zhuǎn)氨酶水平降低，胰島素抵抗改善[22]。Li等[23]發(fā)現(xiàn)有益菌E.Coli治療可顯著降低轉(zhuǎn)氨酶水平，血清IL-6、IL-10、IL-12和TNF-α水平較肝損傷對照組明顯降低。

其他治療包括：腸動力藥、腸內(nèi)外免疫營養(yǎng)和某些肽類生長因子，但其最佳劑量、對機體各系統(tǒng)的影響、副作用尚需進一步摸索；某些特異性抗體，如內(nèi)毒素抗體、白介素受體抗體、抗TNF-α單克隆抗體等，目前雖已應(yīng)用于臨床并取得一定療效，但抗體大多來源有限，治療譜窄，價格昂貴，普及應(yīng)用受限。

綜上所述，正常的腸黏膜屏障對于維持肝臟乃至全身系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)都至關(guān)重要，臨床上應(yīng)重視腸黏膜屏障功能障礙，通過有效干預(yù)建立一個良好的腸道環(huán)境，保護和穩(wěn)定腸黏膜屏障。隨著對“腸-肝軸”學(xué)說越來越深入的認(rèn)識，我們也發(fā)現(xiàn)了越來越多的問題，腸道和肝臟的免疫系統(tǒng)如何相互影響？腸道微生態(tài)失衡如何作用于肝腸免疫？如何以改善腸道屏障功能為靶點更有效地治療肝病等尚待進一步研究。

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10.3969/j.issn.1009-4393.2015.9.005

天津 300052 天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院消化科 （林睿）