牛淑利，劉雨，郭永澤，閆華楠，劉獻波

（1.河北工程大學臨床醫(yī)學院，河北 邯鄲；2.河北工程大學附屬醫(yī)院 消化內(nèi)科，河北 邯鄲；3.河北工程大學附屬醫(yī)院 急診科，河北 邯鄲）

0 引言

肝硬化是臨床各種慢性肝病進展的終末階段，常并發(fā)肝性腦病、自發(fā)性腹膜炎、肝癌、食管胃底靜脈曲張出血等危及人的生命。由于肝臟和腸道之間的解剖關(guān)系，腸道細菌和其代謝產(chǎn)物對肝臟的影響不能被忽視，腸道菌群的存在與肝硬化的發(fā)生發(fā)展的關(guān)系越來越受到矚目。

1 腸道菌群的概述

人類微生物組 (Human Microbiome) 是指生活在人體上的營互生、共生和致病的所有微生物集合及其遺傳物質(zhì)總和，隨著生物醫(yī)學的發(fā)展，人類微生物組研究受到廣泛關(guān)注,已將微生物組的認識視作一個“人體器官”人類微生物組研究全面系統(tǒng)地解析微生物組的結(jié)構(gòu)和功能, 以及生理調(diào)控機制[1]。人類擁有1014 個微生物，這些微生物組擁有超過300 萬個基因，其編碼產(chǎn)生的數(shù)千種代謝產(chǎn)物影響了宿主的適應(yīng)性、表型和健康[2]，可見其重要性。據(jù)研究在人類腸道中有1000 至1500 種獨特的物種，平均普通人大約有160 種，占人體質(zhì)量的3%[3]。相關(guān)文獻表示在同一個宿主中的胃與十二指腸、小腸、大腸中擁有的細菌組成與數(shù)量也不相同[4]，且隨著時間的變化，個體的菌群特征也會發(fā)生改變，腸道菌群也會收到人體獲取食物、個體的消化功能、所處的氣候、地域、藥物及個體遺傳差異等多方面因素的影響，從在說明其存在空間和時間差異性。過去有學者認為人類是從出生起才開始有微生物從口及肛門完成定植，并在3 個月后逐漸穩(wěn)定[5]，但現(xiàn)有證據(jù)表明從胎兒時期的羊水、胎糞、胎盤中發(fā)現(xiàn)微生物的存在[6-8]。人的一生中從嬰兒期、成年期、老年期腸道菌群的組成逐漸在發(fā)生變化，但在每個階段都有其相對的穩(wěn)定性，例如嬰兒期豐度較高的雙歧桿菌和乳酸桿菌屬[9]，在國外經(jīng)過大量普查和16s rRNA 高通量測序中發(fā)現(xiàn)成年人中厚壁菌門、擬桿菌門占主要，其次是放線菌門[10]，而在老年人中，梭狀芽胞桿菌的豐度有所上升[11]。總的來說，腸道菌群厚壁菌、擬桿菌、變形菌、放線菌及一些真菌、病毒構(gòu)成，它們處在一個動態(tài)平衡的過程，如果機體的內(nèi)外環(huán)境發(fā)生變化，例如使用相關(guān)藥物，導致平衡失調(diào)，人體的微生物結(jié)構(gòu)紊亂，則會引起一系列疾病。隨著肝-腸軸的提出，人們認識到腸道與肝臟之間在解剖學及功能上的聯(lián)系越來越緊密。

2 腸道菌群失調(diào)與肝硬化及其并發(fā)癥

2.1 腸道菌群與肝臟

腸道和肝臟是人體的重要器官，兩者在解剖學上通過門靜脈和膽管系統(tǒng)相連接，肝臟70%的血液來自門靜脈，而門靜脈的主要血供來自上下腸系膜靜脈，腸道微生物代謝產(chǎn)生代謝性產(chǎn)物通過門靜脈轉(zhuǎn)移到肝臟由其加工。在一項動物實驗研究中，通過對缺乏炎性小體的小鼠進行缺乏甲硫氨酸/ 膽堿飲食飼養(yǎng)后，經(jīng)過16s rRNA 測序后發(fā)現(xiàn)Porphynomonadaceae 科的細菌大量增加，TLR4 和TLR9 的配體進入門脈循環(huán)中，活化了肝臟中的模式識別受體TLR4 以及TLR9，激活下游NF-κB 相關(guān)的信號通路，TNF-α 等細胞因子大量產(chǎn)生,導致小鼠肝臟代謝紊亂[12]。肝臟通過膽道將膽汁酸鹽和抗菌分子(IgA、Ang-1)運輸至腸腔,通過控制相關(guān)細菌的過度生長，維持腸道的生物多樣性。膽汁酸鹽也可通過核受體(如FXR、TGR5)調(diào)節(jié)肝臟膽汁酸合成、糖代謝、脂肪代謝重要信號分子[13],影響機體對食物等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

2.2 腸道菌群失調(diào)與肝硬化

肝硬化是多種慢性肝病引起肝損傷的共同病理途徑，肝硬化的病因與地域有關(guān)，在西方國家，酒精中毒、慢性丙型肝炎病毒感染和非酒精性脂肪性疾病是最常見的病因，而在我國，慢性乙型肝炎是肝硬化的主要病因。肝硬化還有許多其他原因，包括遺傳性疾病，如血色沉著病、威爾遜病、原發(fā)性膽汁性肝硬化、原發(fā)性硬化性膽管炎、自身免疫性肝炎等[14]。雖然肝硬化的病因是多因素的，但所有肝硬化的患者都有一些共同的病理特征，包括肝細胞變性、壞死、肝實質(zhì)被纖維化組織和再生結(jié)節(jié)替代、肝功能喪失等[15]。纖維化作為肝硬化的前體，是所有慢性肝病向肝硬化演變的關(guān)鍵病理過程，導致肝癌，直至最后肝臟喪失所有功能[16]。迄今為止，尚無有效治療肝硬化的方法，部分原因是導致肝硬化的分子機制認識不全。目前，越來越多的證據(jù)表明，腸道菌群失調(diào)在肝硬化的發(fā)病機制及進展中扮演了很重要的角色。

C Pande 等對53 例肝硬化患者進行研究，借助葡萄糖氫呼氣試驗（GHBT）確定小腸細菌過度生長（SIBO）的程度，發(fā)現(xiàn)SIBO 的發(fā)生率隨著肝硬化嚴重程度的增加而增加，同時得出腹水和血清膽紅素升高可靠地預(yù)測了SIBO 的存在的結(jié)論。雖然這個實驗存在取材和病例少的缺陷，但也可以從一定程度上說明腸道菌群與肝硬化具有一定的相關(guān)性，維持腸道菌群的穩(wěn)定性有助于控制肝硬化的發(fā)生與發(fā)展[17]。Margaret Lario 等人用CCl4 誘導形成不同階段的肝硬化小鼠，觀察其腸道屏障功能和病原微生物菌群，最后結(jié)果突出了肝硬化中肝臟-腸道軸的相關(guān)性，肝臟疾病的嚴重程度與腸道免疫系統(tǒng)失調(diào)、機能紊亂和肝功能損害之間的相互作用，說明了隨著肝硬化的發(fā)展，腸道免疫調(diào)節(jié)失調(diào)和腸道功能紊亂加劇，同時發(fā)現(xiàn)在肝硬化腹水階段,免疫失調(diào)和功能失調(diào)與小腸屏障功能損傷、回腸菌群中變形菌門和促炎菌屬增多等因素有關(guān)[18]。Sari 等人通過利用RT-qPCR 技術(shù)測定42 名男性尸體腸道菌群的相對比例，發(fā)現(xiàn)肝硬化患者糞便中腸道細菌DNA 的中位數(shù)是健康志愿者的27 倍(P=0.011)，腸桿菌也是轉(zhuǎn)位到肝硬化肝臟中最常見的細菌，這個發(fā)現(xiàn)同樣得出結(jié)論，肝硬化的發(fā)病機制與腸道菌群紊亂有關(guān)[19]。李蘭娟院士及其團隊建立了世界上首個肝病腸道菌群基因集，發(fā)現(xiàn)了15 個高特異性和靈敏性的基因，不僅有助于診斷肝硬化，對評估肝硬化的療效也有一定的幫助[20]。這些證據(jù)充分說明腸道菌群的重要性，將肝硬化與腸-肝軸聯(lián)系起來。

2.3 腸道菌群失調(diào)與肝硬化并發(fā)癥

2.3.1 肝性腦病

肝性腦?。℉E）是由于嚴重肝病和/或門體分流引起的，以代謝紊亂為基礎(chǔ)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能失調(diào)綜合病征。它的發(fā)病機制目前分為氨中毒學說和炎癥學說，然而腸道菌群失衡在這兩個學說中都發(fā)揮作用。肝硬化患者腸道內(nèi)產(chǎn)氨細菌（革蘭陰性腸桿菌）增多，導致氨的數(shù)量增加。有研究顯示[21,22]腦MR 波譜分析提示氨含量與鏈球菌、腸桿菌科、乳桿菌科等呈正相關(guān)，而與梭狀芽胞桿菌簇XIVa、毛螺菌科負相關(guān)，但這些菌群參與了人體的重要功能，例如宿主膽汁酸的7-α 去羥基化和短鏈脂肪酸的產(chǎn)生。肝硬化階段的患者腸道黏膜屏障受損，腸道微生物失調(diào)產(chǎn)生脂多糖、肽糖、生物核酸等毒性物質(zhì)可腸道上皮細胞及肝細胞上的MyD88-NFkB 依賴通路激活下游信號通路，誘導炎性因子產(chǎn)生，下調(diào)TGF-β 使抑制炎癥減弱，引起炎癥瀑布級聯(lián)反應(yīng)，導致HE 的發(fā)生[23]。

有研究表示輕微MHE 患者與健康對照組相比鏈球菌和韋榮氏球菌過度生長，同樣Bajaj 等人也得出肝性腦病患者的腸桿菌和產(chǎn)堿桿菌豐度高于無HE 的肝硬化患者[24]。隨著人類對口腔菌群的認識，已經(jīng)證明了口腔微生物群與腸道菌群的聯(lián)系[25]，又一步提出了口腔-腸-肝軸，可將口腔微生物作為肝硬化免疫譜分析的新前沿進行探索。將肝硬化和輕微肝性腦病患者（MHE）的糞便微生物群研究發(fā)現(xiàn)MHE 患者唾液鏈球菌升高，血氨水平升高[26]。Masafumi 等人對24 名肝硬化患者進行結(jié)腸活檢，利用16S rRNA 基因序列檢測其微生物定殖模式，發(fā)現(xiàn)定植在結(jié)腸黏膜擬桿菌屬和生物豐度減少是肝硬化輕微肝性腦病的重要危險因素[27]。

2.3.2 自發(fā)性細菌性腹膜炎

自發(fā)性細菌性腹膜炎（SBP）是肝硬化腹水患者常見的并發(fā)癥，據(jù)研究70%-80%的病例由需氧革蘭氏陰性腸道菌引起，其中大腸桿菌和肺炎克雷伯菌占主要。相關(guān)研究表示在肝硬化的患者腸道中發(fā)現(xiàn)了小腸細菌過度生長和細菌移位，在其體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)可以找到細菌DNA 和相關(guān)細菌抗體[28]。臨床上高度懷疑SBP，立即使用廣譜抗生素，一些研究評估了諾氟沙星對有發(fā)生SBP 風險的肝硬化患者的替代治療，在利用CCl4 制造的肝硬化大鼠實驗?zāi)Ｐ椭校褂没前芳紫踹蚩梢匝泳徃顾陌l(fā)展，降低革蘭氏陰性的細菌移位的發(fā)生率，因此是諾氟沙星的一個很好的替代品[29]。有文獻顯示促炎細胞因子參與了細菌移位的過程，抗腫瘤壞死因子可顯著降低肝硬化大鼠模型的細菌移位[30]。

許多研究將目光集中在通過益生菌改變腸道微生物群來預(yù)防或降低細菌移位，一項雙盲研究將針對一些已經(jīng)從自發(fā)性細菌性腹膜炎急慢性發(fā)作恢復期和預(yù)測將發(fā)生SBP 的肝硬化患者，隨機給予諾氟沙星(400mg/天)和益生菌膠囊(糞腸球菌、丁酸梭狀芽孢桿菌、腸桿菌、凝固芽孢桿菌)，或諾氟沙星（400mg/天）和安慰劑，觀察6 個月患者發(fā)病情況，然而兩組試驗結(jié)果相似，添加益生菌的效果的治療效果并不明顯[31]。然而，另一項實驗研究有不同的看法，在實驗動物肝硬化模型中使用雙歧桿菌CECT7765 菌株，提示益生菌在降低腸道屏障的通透性和細菌移位方面顯示了有利的作用[32]。在E.Sánchez 等人的一項由CCl4 誘導的肝硬化大鼠模型的研究中，益生菌 VSLl # 3118 降低了大鼠腸道內(nèi)細菌移位和炎癥狀態(tài)，增加了回腸閉合蛋白的表達，同樣表明益生菌改善了腸道屏障的完整性[33]。

2.3.3 原發(fā)性肝癌

原發(fā)性肝癌是全球?qū)е滤劳龅牡诙髳盒阅[瘤，大約80%-90% 的肝細胞癌發(fā)生在晚期纖維化或肝硬化的肝臟[34,35]。現(xiàn)在越來越多的證據(jù)提示腸道微生物在促進肝臟疾病的發(fā)展到肝癌的過程中發(fā)揮重要作用。肝硬化和肝癌患者腸道菌群紊亂，導致多種物質(zhì)經(jīng)門靜脈到達肝臟[23]。Toll4 受體存在Kupffer 細胞、肝星狀細胞等多種肝臟細胞中。在一項小鼠骨髓嵌合體實驗中發(fā)現(xiàn)Toll4 受體在肝細胞中表達，促進了肝硬化和肝癌的發(fā)生。從腸道屏障中滲透出的脂多糖通過多種細胞靶點促進肝癌的發(fā)生，包括肝星狀細胞、肝癌腫瘤區(qū)以及肝臟 kupffer 細胞，在造血干細胞中，Toll4 受體的激活由NF-κB 介導的肝泌乳素上調(diào)。表皮調(diào)節(jié)素是表皮生長因子的家族成員，對肝細胞有較強的有絲分裂作用，因此，表皮調(diào)節(jié)素缺乏的小鼠在DEN+CCl4 治療時表現(xiàn)出減少肝癌的發(fā)生[36]。此外，有研究表明，Kupffer 細胞內(nèi)LPS-TLR4 信號通路的激活導致TNF 和IL4 依賴的代償性肝細胞增殖，并減少氧化應(yīng)激和凋亡[37]。這些數(shù)據(jù)說明無論是NF-κB 通路還是LPS-TLR4 通路都可參與原發(fā)性肝癌的發(fā)生，但腸道菌群具體引起腸道屏障受損的機制仍不清楚。

3 腸道菌群作為肝硬化和其并發(fā)癥的治療靶點

隨著人類對腸-肝軸及包括近幾年提出的口腔-腸-軸的認識，腸道菌群失調(diào)在肝硬化及其并發(fā)癥的作用越來越被人重視，因此，微生物治療在肝硬化治療中成為一個重要的靶點?？股亍⒁嫔鸵嫔?、糞菌移植逐漸被應(yīng)用至臨床治療。益生菌和益生元可調(diào)節(jié)腸道菌群的結(jié)構(gòu)，防止致病菌定植，調(diào)節(jié)免疫功能等。糞菌移植是將健康個體的糞便細菌移植到受體體內(nèi)，其目的是通過重建患者腸道微生物群落結(jié)構(gòu)來治療腸道相關(guān)疾病。長期以來，高氨血癥和肝硬化肝性腦病一直相互關(guān)聯(lián)，而且高氨血癥在肝硬化也可以預(yù)后疾病的惡化程度。最新證據(jù)表明哺乳動物基因不編碼脲酶，然而氨是由細菌脲酶代謝的結(jié)果，氨人體內(nèi)要么被再吸收，要么被排泄出去[38]。在2014 年的一項隨機對照研究中，給小鼠注射了脲酶含量很低的菌群，實驗組糞便中檢測氨含量顯著降低[39]。目前臨床上使用糞菌移植治療肝硬化的試驗并不多，僅有個別案例，仍需要大量的試驗支持。