譚舒丹 郭瑜修
【關(guān)鍵詞】炎癥性腸病;腸道微生態(tài);菌群;真菌;微生態(tài)制劑
中圖分類號:R574文獻(xiàn)標(biāo)志碼:ADOI:10.3969/j.issn.1003-1383.2019.01.019
炎癥性腸病(inflammatory bowel diseases,IBD)包括潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)和克羅恩?。–rohns disease,CD),主要表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)作的腹瀉、腹痛、黏液血便,在發(fā)達(dá)國家是常見的消化道疾病,發(fā)病率可達(dá)到30/100 000,但是隨著工業(yè)化的發(fā)展,生活節(jié)奏加快,在發(fā)展中國家亦常見,中國IBD在廣州、武漢、大慶、成都、西安的發(fā)病率分別為1.8/100 000、2.8/100 000、12.6/100 000、3/100 000、6/100 000,并且逐年迅速上升[1]。目前認(rèn)為IBD發(fā)病可能與個體的腸道免疫對腸腔內(nèi)抗原(包括食物代謝成分和/或腸內(nèi)共生微生物)產(chǎn)生異常反應(yīng)有關(guān)[2]。腸道共生菌的存在對于腸道上皮細(xì)胞和免疫系統(tǒng)的發(fā)育、黏膜屏障的形成、消化和營養(yǎng)物質(zhì)吸收以及代謝方面都有重要作用。近年來研究發(fā)現(xiàn)腸道微生態(tài)失衡與IBD的發(fā)病有密切關(guān)系[3]。筆者就IBD患者病理條件下的腸道微生態(tài)變化以及微生態(tài)制劑在IBD治療的進(jìn)展作一綜述。
1腸道微生態(tài)變化與IBD
人體正常的腸道微生物群落除細(xì)菌外,還有真菌、病毒、螺旋體等構(gòu)成,腸道菌群總數(shù)為1013~1014,細(xì)菌種類超過1000種[4]。腸道內(nèi)有益菌與致病菌之間相互共存與制衡,使腸內(nèi)微生態(tài)處于動態(tài)平衡和穩(wěn)定狀態(tài)。
1.1腸道菌群組成變化與IBD
正常人群的腸道菌群多樣性較高,但I(xiàn)BD患者腸道內(nèi)菌群種屬、菌群數(shù)量均有不同程度的改變。多項研究發(fā)現(xiàn),IBD病人腸道菌群多樣性降低,厚壁菌減少(尤其是梭狀芽孢桿菌)以及變形菌增多,保護(hù)性細(xì)菌(如擬桿菌屬、真桿菌和乳桿菌等)種類減少[5]。有研究認(rèn)為,在UC及CD患者中,腸道菌群的組成和比例是不同的;在CD患者的腸道炎性黏膜中主要為鏈球菌屬(占所有菌群的80%),UC患者中以乳酸桿菌屬為主(占所有細(xì)菌的90%)[6]。Ricanek等[7]發(fā)現(xiàn)CD患者腸黏膜菌群中擬桿菌門細(xì)菌多樣性較非IBD對照組減少,厚壁菌門和變形菌門細(xì)菌多樣性則比非IBD對照組增多。Walker等[8]采用高通量測序技術(shù)對健康人體和IBD患者的腸道黏膜組織進(jìn)行微生物測序,結(jié)果發(fā)現(xiàn),與健康人體相比,IBD患者腸道菌群的多樣性、穩(wěn)定性都有下降;另外,對IBD患者腸道非炎癥黏膜組織與炎癥區(qū)域黏膜組織的微生物進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),微生物群體構(gòu)成存在差異,炎性區(qū)域的菌群大幅度減少;UC患者腸道內(nèi)菌群多樣性比CD患者高,但比正常人群低。
1.2腸道菌群數(shù)量變化與IBD
IBD患者腸道致病菌和條件致病菌相對增多,有益菌數(shù)量減少,如脆弱擬桿菌和腸桿菌數(shù)量明顯增加(如大腸埃希菌),而硬壁菌門細(xì)菌和雙歧桿菌等有益菌數(shù)量減少[9~10]。曹卉等人[11]采用實時定量聚合酶鏈反應(yīng)檢測黏膜微生態(tài)(MAM)菌群的數(shù)量顯示,與健康對照組比較,UC患者黏膜總菌群數(shù)無顯著改變。活動期及緩解期UC患者的MAM與健康對照組不同,球形梭菌、普拉梭菌在活動期、緩解期UC的結(jié)腸和直腸潰瘍中顯著減少。柔嫩梭菌在活動期、緩解期結(jié)腸潰瘍,活動期直腸潰瘍與非潰瘍中明顯減少。大腸桿菌在活動期、緩解期結(jié)腸潰瘍以及活動期直腸潰瘍與非潰瘍中顯著增加。緩解期結(jié)腸中柔嫩梭菌顯著高于活動期結(jié)腸,緩解期直腸普氏菌屬數(shù)量高于活動期直腸,活動期與緩解期之間黏膜主要菌群差異不明顯。張婷等人[12]采用滴度稀釋法定量培養(yǎng)進(jìn)行菌群分析,與健康人群比較,IBD患者腸道菌群呈失衡狀態(tài),腸球菌、擬桿菌、酵母菌明顯增多,在UC和CD患者中真桿菌明顯減少。Wang等[13]采用實時熒光定量PCR法對活動期IBD患者的腸道菌群進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量均明顯升高,而產(chǎn)丁酸鹽細(xì)菌數(shù)量明顯下降。國內(nèi)學(xué)者[14~15]研究發(fā)現(xiàn),IBD患者的條件致病菌大腸桿菌、腸球菌數(shù)量較緩解期患者及正常人群明顯升高,而益生菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌數(shù)量明顯降低,呈失衡狀態(tài),造成腸黏膜的屏障功能減退,降低了機(jī)體免疫防御能力,進(jìn)而導(dǎo)致腸道炎癥反應(yīng)發(fā)生。葉雅麗等[16]研究發(fā)現(xiàn),UC和CD患者腸道中腸桿菌、腸球菌、擬桿菌、消化球菌及酵母菌數(shù)量明顯增加,雙歧桿菌、乳桿菌及真桿菌數(shù)量明顯減少;UC活動期患者梭菌的數(shù)量較健康人和UC緩解期患者增加,而CD活動期患者梭菌的數(shù)量較健康人和緩解期患者減少。UC、CD活動期患者腸桿菌、腸球菌、擬桿菌、消化球菌及酵母菌數(shù)量明顯多于緩解期患者,雙歧桿菌、乳桿菌及真桿菌數(shù)量明顯少于緩解期患者,且重度活動期患者腸道菌群改變較輕,中度活動期改變更明顯。
1.3真菌與IBD
人類消化道及口腔共檢出158個真菌菌屬和335個真菌菌種,大多屬于絲狀真菌及酵母菌[17],受年齡、性別、種族、飲食、受檢部位等因素的影響[18~19]。近幾年有研究報道,多個IBD相關(guān)基因參與了針對真菌的免疫反應(yīng)[20];表明腸道真菌與腸道炎癥之間關(guān)系密切。Li等[21]分析活動性CD患者及健康人腸道黏膜相關(guān)真菌及糞便真菌的情況,發(fā)現(xiàn)與非炎癥性黏膜比較,炎癥性黏膜的真菌豐富度和多樣性在增加,并且主要真菌組成發(fā)生改變,以白色念珠菌、黑斑病菌、串珠狀赤霉和新型隱球菌比例增加為特點(diǎn)。CD患者的糞便真菌多樣性也增加,主要由白色念珠菌、新型隱球菌、棒曲霉構(gòu)成。腸道真菌菌群構(gòu)成的變化程度可能與CD黏膜炎癥和疾病活動程度相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)將為IBD的發(fā)病機(jī)制提供更多的線索,并有可能發(fā)現(xiàn)IBD患者的潛在治療靶點(diǎn)。何琴等人[22]通過手術(shù)收集7例活動性CD患者腸黏膜炎性與非炎性區(qū)域組織,提取DNA,采用巢式PCR擴(kuò)增18Sr RNA基因片段,確定腸黏膜真菌菌群多樣性和組成。與非炎性黏膜相比,炎性區(qū)域真菌菌群豐富度和多樣性顯著升高。腸黏膜炎性區(qū)域真菌菌群組成發(fā)生顯著改變,主要表現(xiàn)為條件致病白色念珠菌、熱帶假絲酵母菌、串珠狀赤霉菌、甘藍(lán)鏈格孢菌和新型隱球菌的相對豐富度顯著增加;而共生菌、釀酒酵母菌、芽殖酵母菌、產(chǎn)黃青霉菌和雙色蠟?zāi)⒕@著降低。CD患者腸黏膜炎性區(qū)域真菌菌群嚴(yán)重失衡,條件致病真菌定植增加可能參與了腸黏膜炎性損傷的形成。
2微生態(tài)制劑在炎癥性腸病中的應(yīng)用
目前臨床治療IBD的藥物主要包括:氨基水楊酸制劑、糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑、抗菌藥物、生物制劑(如英夫利昔單抗)等,但療效不確切且不良反應(yīng)多。近年來,微生態(tài)制劑的應(yīng)用為IBD的治療提供了新方法。
2.1益生菌與IBD的治療
益生菌可增加腸內(nèi)有益菌,抑制腸道內(nèi)病原微生物過度生長,減輕腸道炎癥[23]。王霄騰等[24]經(jīng)系統(tǒng)分析認(rèn)為益生菌在UC活動期誘導(dǎo)緩解和緩解期維持緩解方面均有較好療效,對CD則未顯示出治療優(yōu)勢;不良反應(yīng)的發(fā)生率與對照組無明顯差異。另一項系統(tǒng)分析認(rèn)為[25],應(yīng)用益生菌對緩解期CD患者復(fù)發(fā)率以及自緩解時間均無明顯改善;該分析中的12項UC實驗中,9項關(guān)于急性UC患者應(yīng)用大腸桿菌、雙歧桿菌及VSL#3(包含有8種不同菌株的益生菌混合制劑)的研究提示其疾病緩解率明顯改善,其中有5項實驗表明為VSL#3的作用;而5項研究表明應(yīng)用益生菌并不能維持UC緩解。薛愛娟等[26]研究認(rèn)為益生菌治療兒童IBD中發(fā)揮治療作用存在菌株特異性,且在誘導(dǎo)UC緩解、維持UC緩解以及預(yù)防貯袋炎方面的效果更為明顯,但益生菌誘導(dǎo)CD、維持CD緩解和預(yù)防CD術(shù)后復(fù)發(fā)的效果并不理想。國內(nèi)多項研究認(rèn)為應(yīng)用美沙拉嗪與益生菌聯(lián)合治療炎癥性腸病患者,可以明顯提升臨床治療效果,改善患者炎癥指標(biāo)水平,有效控制病情,并減少不良反應(yīng)發(fā)生[27~29]。益生菌在臨床應(yīng)用中對CD的治療有所幫助,可作為CD的輔助治療。
2.2糞菌移植與IBD的治療
糞菌移植(fecal microbiota transplantation,F(xiàn)MT)是近年來備受關(guān)注的治療IBD的方法之一,其作用機(jī)制尚不明確,目前認(rèn)為,F(xiàn)MT在IBD治療中的作用主要是有效重建患者腸道菌群平衡,使腸道內(nèi)菌群結(jié)構(gòu)和數(shù)量逐漸向供體靠近,并維持相對穩(wěn)定[30~31];FMT治療IBD患者使其腸道菌群改變并趨于穩(wěn)態(tài),進(jìn)而引起相關(guān)免疫應(yīng)答有關(guān)[32]。有關(guān)FMT治療IBD療效的研究結(jié)果并不一致。Sha等[33]報道,F(xiàn)MT治療成人IBD的有效率達(dá)77.8%,其中UC有效率接近90%,能有效緩解IBD癥狀和降低UC活動指數(shù)。Moayyedi等[34]研究發(fā)現(xiàn),給予活動期UC患者FMT治療,而對照組給予安慰劑治療,結(jié)果顯示治療組患者緩解率(24%)高于對照組(5%),試驗中的緩解率較低可能與患者按標(biāo)準(zhǔn)方案治療效果不佳且病程≥7年有關(guān)。Rossen等[35]研究FMT治療UC患者,經(jīng)鼻十二指腸管給予觀察組健康人(供菌體)糞便提取物和給予對照組自體糞便提取物治療,兩組的緩解率和Mayo評分差異不明顯,F(xiàn)MT治療未能提高UC患者療效。2013年,Zhang 等人[36]報道首例經(jīng)中消化道FMT有效治療的重度CD合并腸內(nèi)瘺腹腔感染患者,提示FMT對難治性CD有挽救治療價值;其后期研究發(fā)現(xiàn)FMT治療1周的臨床有效率和緩解率分別達(dá)到76.2%(16/21)和52.4%(11/21),繼續(xù)予腸內(nèi)營養(yǎng)(EN)維持治療,有效率進(jìn)一步提高;FMT聯(lián)合EN的治療是合并營養(yǎng)不良的中、重度CD患者的有效治療方案[37]。
綜上所述,腸道微生態(tài)動態(tài)平衡對維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)起著重要的作用。相較健康人群,IBD患者腸道內(nèi)微生態(tài)的結(jié)構(gòu)、菌群數(shù)量均發(fā)生不同程度變化,這種改變可促進(jìn)IBD進(jìn)展,而腸黏膜屏障功能受損、機(jī)體免疫功能下降,進(jìn)而又加重腸道微生態(tài)失衡的程度,導(dǎo)致惡性循環(huán)。所以,恢復(fù)腸道微生態(tài)平衡及維持腸道正常的屏障功能對于緩解IBD的病情有重要意義,應(yīng)用微生態(tài)制劑治療IBD是較好的輔助療法。
參考文獻(xiàn)
[1]Ng WK,Wong SH,Ng SC.Changing epidemiological trends of inflammatory bowel disease in Asia[J].Intestinal Research,2016,14(2):111-119.
[2]Gensonlen T,Iyer SS,Kasper DL,et al.How colonization by microbiota in early life shapes the immune system[J].Science,2016,352(6285):539-544.
[3]Liu TC,Stappenbeck TS.Genetics and Pathogenesis of Inflammatory Bowel Disease[J].Annu Rev Pathol,2016,11:127-148.
[4]石鼎,李蘭娟.人體微生態(tài)與感染性疾病的研究進(jìn)展[J].生命科學(xué),2017,29(7):624-629.
[5]武艷芳,陳平.腸道微生態(tài)在炎癥性腸病發(fā)病中的作用及治療前景[J].醫(yī)學(xué)綜述,2017,23(23):4688-4693.
[6]Fyderek? K,Strus M,Kowalska Duplaga K,et al.Mucosal bacterial microflora and mucus layer thickness in adolescents with inflammatory bowel disease[J].World Journal of Gastroenterol,2009,15(42):5287-5294.
[7]Ricanek P,Lothe SM,F(xiàn)rye SA,et al.Gut bacterial profile inpatients newly diagnosed with treatment-nave Crohns disease[J].Clinical & Experimental Gastroenterol,2012,5:173-186.
[8]Walker AW,Sanderson JD,Churcher C,et al.High- throughput clone library analysis of the mucosa-associated microbiota reveals dysbiosis and differences between inflamed and non-inflamed regions of the intestine in inflammatory bowel disease[J].BMC Microbiology,2011,11:7.
[9]Matsuoka K,Kanai T.The gut microbiota and inflammatory bowel disease[J].Seminars in Immunopathology,2015,37(1):47-55.
[10]Kataoka K.The intestinal microbiota and its role in human health and disease[J].J Med Invest,2015,63(1-2):27-37.
[11]曹卉,王偉,盧銳鋒,等.活動期與緩解期潰瘍性結(jié)腸炎患者黏膜主要菌群研究[J].中華實驗外科雜志,2016,33(4):1109-1112.
[12]張婷,陳燁,王中秋,等.炎癥性腸病患者腸道菌群結(jié)構(gòu)的變化及其與炎性指標(biāo)的關(guān)系[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2013,33(10):1474-1477.
[13]Wang W,Chen L,Zhou R,et al.Increased proportions of Bifidobacterium and the Lactobacillus group and loss of butyrate-producing bacteria in inflammatory bowel disease[J].Journal of Clinical Microbiology,2014,52(2):398-406.
[14]蔚曉霞,劉占舉,胡藝,等.炎癥性腸病患者的腸道菌群分布與血清TNF-α與IL-6水平的相關(guān)性[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2017,17(16):3076-3078.
[15]張艷麗,劉新風(fēng),于秀娟,等.炎癥性腸病患者腸道菌群變化及其與炎性因子的相關(guān)性[J].山東醫(yī)藥,2015,55(10):79-80.
[16]葉雅麗,閆李俠.腸道菌群分析及糞便炎性標(biāo)志物檢測在炎癥性腸病活動度評估中的作用[J].中國微生態(tài)學(xué)雜志,2018,30(3):312-316,326.
[17]Wang ZK,Yang YS,Stefka AT,et al.Review article:fungal microbiota and digestive diseases[J].Alimentary Pharmacology & Therapeutics,2014,39(8):751-766.
[18]Gouba N,Drancourt M.Digestive tract mycobiota:a source of infection[J].Médecine Et Maladies Infectieuses,2015,45(1-2):9-16.
[19]Mukherjee PK,Sendid B,Hoarau G,et al.Mycobiota in gastrointestinal diseases[J].Nature Reviews Astroenterology & Hepatology,2015,12(2):77-87.
[20]Richard ML,Lamas B,Liguori G,et al.Gut Fungal Microbiota:The Yin and Yang of Inflammatory Bowel Disease[J].Inflammatory Bowel Diseases,2015,21(3):656-665.
[21]Li Q,Wang C,Tang C,et al.Dysbiosis of gut fungal microbiota is associated with mucosal inflammation in Crohns disease[J].Journal of Clinical Gastroenterology,2014,48(6):513-523.
[22]何琴,戴偉,唐春,等.克羅恩病人腸黏膜炎性區(qū)域真菌菌群組成變化研究[J].腸外與腸內(nèi)營養(yǎng),2017,24(6):369-373.
[23]錢家鳴,欒子鍵.微生態(tài)制劑在炎癥性腸病中的應(yīng)用[J].中國實用內(nèi)科雜志,2016,36(9):733-735.
[24]王霄騰,戴金鋒,呂賓.益生菌對炎癥性腸病誘導(dǎo)和維持緩解療效的meta分析[J].胃腸病學(xué),2015,20(1):29-35.
[25]Shen J,Zuo ZX,Mao AP.Effect of probiotics on inducing remission and maintaining therapy in ulcerative colitis,Crohns disease,and pouchitis:meta-analysis of randomized controlled trials[J].Inflamm Bowel Dis,2014,20(1):21-35.
[26]薛愛娟,黃瑛.益生菌在兒童炎癥性腸病的應(yīng)用[J].中國實用兒科雜志,2017,32(2):101-103.
[27]笪榮峰,劉云華,江應(yīng)平,等.益生菌聯(lián)合美沙拉嗪對炎癥性腸病患者臨床治療效果、不良反應(yīng)及生活質(zhì)量的影響[J].結(jié)直腸肛門外科,2016,22(S2):135-136.
[28]程燦昌,李國華,杜國平,等.美沙拉嗪聯(lián)合益生菌治療炎癥性腸病的臨床療效分析[J].現(xiàn)代診斷與治療,2016,27(10):1809-1810.
[29]尹明明,施嫣紅,沈蓉蓉,等.益生菌改善炎癥性腸病患者的臨床療效和腸屏障功能觀察[J].中國微生態(tài)學(xué)雜志,2017,29(4):427-430.
[30]Kao D,Hotte N,Gillevet P,et al.Fecal microbiota transplantation inducing remission in Crohns colitis and the associated changes in fecal microbial profile[J].Journal of Clinical Gastroenterology,2014,48(7):625-628.
[31]Cui B,Li P,Xu L,et al.Step-up fecal microbiota transplantation strategy:a pilot study for steroid-dependent ulcerative colitis[J].Journal of Translational Medicine,2015,13:298.
[32]Tian Z,Liu J,Liao M,et al.Beneficial Effects of Fecal Microbiota Transplantation on Ulcerative Colitis in Mice[J].Digestive Diseases & Sciences,2016,61(8):2262-2271.
[33]Sha S,Liang J,Chen M,et al.Systematic review:faecal microbiota transplantation therapy for digestive and nondigestive disorders in adults and children[J].Alimentary Pharmacology & Therapeutics,2014,39(10):1003-1032.
[34]Moayyedi P,Surette MG,Kim PT,et al.Fecal Microbiota Transplantation Induces Remission in Patients with Active Ulcerative Colitis in a Randomized,Controlled Trial[J].Gastroenterology,2015,149(1):102-109.
[35]Rossen NG,F(xiàn)uentes S,van der Spek MJ,et al.Findings From a Randomized Controlled Trial of Fecal Transplantation for Patients With Ulcerative Colitis[J].Gastroenterology,2015,149(1):110-118.e4.
[36]Zhang FM,Wang HG,Wang M,et al.Fecal microbiota transplantation for severe enterocolonic fistulizing Crohns disease[J].World Journal of Gastroenterology,2013,19(41):7213-7216.
[37]張慧,李潘,徐海娥,等.糞菌移植聯(lián)合腸內(nèi)營養(yǎng)治療克羅恩病的初步研究[J].中國醫(yī)學(xué)工程,2016,24(12):1-4.
(收稿日期:2018-07-10修回日期:2018-08-23)
(編輯:潘明志)