魏 敏，曹莉婷，何昱靜，于曉輝

中國(guó)人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九四〇醫(yī)院消化內(nèi)科，甘肅 蘭州 730050

胃腸道作為人體內(nèi)最大的細(xì)菌和內(nèi)毒素儲(chǔ)存庫(kù)，定植著1013～1014個(gè)細(xì)菌，其中大部分為革蘭氏陰性的專(zhuān)性或兼性厭氧菌。作為腸道的優(yōu)勢(shì)菌群，它們一方面可通過(guò)酵解膳食纖維為腸上皮細(xì)胞的活動(dòng)提供能量；另一方面通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)生存空間和激活腸黏膜免疫功能而拮抗腸道內(nèi)致病菌的定植，從而在人體內(nèi)發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)、免疫、代謝等一系列生理作用[1]。近年來(lái)，腸-肝軸概念的建立，使得腸道和肝臟在解剖和生物學(xué)功能上關(guān)系日漸密切。生理狀況下，由于腸黏膜屏障的“阻隔作用”，僅有少量細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物通過(guò)門(mén)靜脈進(jìn)入肝臟，維持肝臟網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)處于持續(xù)激活狀態(tài)，從而對(duì)有害物質(zhì)免疫耐受。但在肝臟損傷狀態(tài)下，腸道屏障功能被破壞，腸道內(nèi)菌群失調(diào)，腸道內(nèi)毒素大量易位至肝臟，導(dǎo)致肝臟免疫反應(yīng)失控，引起大量炎癥介質(zhì)釋放，從而加重肝損傷。掌握腸道菌群在肝臟疾病，尤其是在HBV感染引起的慢性肝病發(fā)生、發(fā)展中的作用，為臨床預(yù)防和治療提供新的思路。故本文就腸道菌群失調(diào)所引起的變化在HBV感染相關(guān)肝病發(fā)生和發(fā)展中的研究進(jìn)展作一概述。

1 腸-肝軸與腸道微生態(tài)

腸-肝軸是腸道與肝臟之間通過(guò)膽道系統(tǒng)及門(mén)靜脈形成一條雙向交流通路。一方面，肝臟通過(guò)這條軸將膽汁的主要成分膽汁酸運(yùn)送至腸道，膽汁酸進(jìn)而通過(guò)其自身的生理作用及其所介導(dǎo)的信號(hào)通路，影響腸道菌群的數(shù)量和組成。另一方面，腸道也是借助這一特殊的解剖結(jié)構(gòu)向肝臟輸送細(xì)菌及各種代謝產(chǎn)物，如脂多糖、肽聚糖、細(xì)菌DNA等，造成肝臟損傷，進(jìn)而導(dǎo)致肝臟疾病的發(fā)生。正常生理狀況下，雙方仍能保持功能和結(jié)構(gòu)的完好，主要?dú)w功于腸-肝軸對(duì)腸道微生態(tài)的調(diào)節(jié)作用，以及腸道正常菌群與腸黏膜形成的穩(wěn)定黏膜屏障，使得腸黏膜在選擇性吸收腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的同時(shí)，也阻擋了細(xì)菌、毒素等有害物質(zhì)的通過(guò)，以維持腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，形成了宿主隔離外界環(huán)境的第一道防線(xiàn)。

2 腸黏膜屏障與腸道微生態(tài)

腸黏膜屏障具有促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收、物理隔離、免疫調(diào)節(jié)等作用，它主要由四部分構(gòu)成，即機(jī)械屏障、微生物屏障、化學(xué)屏障、免疫屏障。其中，由腸道菌群形成的微生物屏障是發(fā)揮功能最多也是最重要的屏障。當(dāng)高脂肪飲食、應(yīng)激、感染等使腸黏膜屏障遭到破壞，腸腔內(nèi)細(xì)菌及內(nèi)毒素等抗原移位至腸黏膜固有層并激活黏膜免疫系統(tǒng)，使之對(duì)腸腔內(nèi)抗原失去耐受，從而誘發(fā)如腹瀉[2]、腸易激綜合征[3]、炎癥性腸病[4]、結(jié)直腸癌[5]等多種腸道疾病。此外，細(xì)菌及內(nèi)毒素還可進(jìn)一步“漏”至血液中，再通過(guò)血液循環(huán)到達(dá)全身，造成全身多臟器功能損傷[6]。其中，肝臟由于其特殊結(jié)構(gòu)—腸-肝軸，不可避免會(huì)受到損傷。腸道微生態(tài)失衡在肝臟疾病的不同病理階段均起作用。

3 腸道微生態(tài)失調(diào)與HBV感染相關(guān)肝病

3.1 腸道微生態(tài)失調(diào)與慢性乙型肝炎隨著對(duì)“腸-肝軸”概念的深入認(rèn)識(shí)和對(duì)腸道微生態(tài)的研究進(jìn)展，HBV感染與腸道菌群改變之間的關(guān)系引起眾多學(xué)者的關(guān)注。從HBV感染進(jìn)展至慢性乙型肝炎過(guò)程存在不同程度的腸道菌群改變，如Lu等[7]通過(guò)16S rRNA基因測(cè)序技術(shù)對(duì)健康人群、無(wú)癥狀HBV攜帶者、慢性乙型肝炎患者糞便中主要的微生物群進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，隨著病情進(jìn)展，腸道中雙歧桿菌科和腸桿菌科(B/E)的比值也逐漸降低。B/E比值被認(rèn)為是評(píng)價(jià)早期腸道菌群失調(diào)的關(guān)鍵指標(biāo)，其比率的降低，提示腸道內(nèi)正常菌群對(duì)機(jī)會(huì)致病菌及致病菌定植的抵抗力下降，病原菌在腸道內(nèi)大量定植并增殖，造成腸道菌群失調(diào)[8]。上述研究結(jié)果不僅說(shuō)明了從無(wú)癥狀HBV感染進(jìn)展至慢性乙型肝炎的過(guò)程中，腸道內(nèi)菌群失調(diào)的狀況是逐漸加重的，同時(shí)也提示腸道菌群失衡很有可能是除了慢性HBV感染以外，促進(jìn)慢性乙型肝炎形成的另一重要原因。而HBV持續(xù)存在除了與宿主遺傳結(jié)構(gòu)有關(guān)外[9-10]，感染年齡也是決定慢性HBV發(fā)生率的關(guān)鍵，幼年期由于免疫系統(tǒng)尚未發(fā)育成熟，所以此階段感染HBV后，病原體大多會(huì)持續(xù)存在。而隨著宿主免疫微環(huán)境穩(wěn)定建立，成人期感染HBV后多數(shù)可獲得自發(fā)性的免疫清除[11]。這種年齡依賴(lài)性HBV清除與腸道微生物群的建立有密切聯(lián)系。如Chou等[12]對(duì)HBV感染的小鼠進(jìn)行血清學(xué)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，與成年小鼠的HBV快速清除相比，未達(dá)到腸道微生物群平衡的幼鼠及腸道消毒小鼠則表現(xiàn)出耐受表型，具體表現(xiàn)為HBsAg持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)，抗-HBs產(chǎn)生受損和HBcAg特異性IFNγ分泌細(xì)胞數(shù)減少。綜合上述研究，作者推測(cè)HBV感染的成鼠之所以能夠?qū)崿F(xiàn)病毒自發(fā)性免疫清除，可能與成鼠腸道中成熟的微生物群落通過(guò)腸-肝軸向肝臟輸送某種信號(hào)，進(jìn)而增強(qiáng)肝臟免疫，促進(jìn)HBV的清除有關(guān)。這與Ren等[13]的研究結(jié)果在某種程度上是一致的，他們通過(guò)一個(gè)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)對(duì)存在腸道菌群失調(diào)的HBeAg陽(yáng)性的慢性乙型肝炎患者進(jìn)行了糞菌移植(fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT)，發(fā)現(xiàn)口服抗病毒藥物+FMT組的5例患者HBeAg滴度隨著FMT治療次數(shù)的增加呈逐漸下降趨勢(shì)，另外這5例患者血清中ALT及HBV-DNA水平在進(jìn)行第1次FMT治療后就恢復(fù)到正常水平。而口服抗病毒藥物組的18例患者直至隨訪(fǎng)結(jié)束HBeAg也未發(fā)生血清學(xué)轉(zhuǎn)化。說(shuō)明了FMT治療在重塑慢性乙型肝炎患者紊亂的腸道微生態(tài)，減輕有害菌對(duì)肝臟損傷的同時(shí)，也可發(fā)揮潛在的免疫調(diào)節(jié)作用，輔助機(jī)體促進(jìn)HBV的清除。

3.2 腸道微生態(tài)失調(diào)與乙肝肝硬化HBV感染是我國(guó)肝硬化形成的主要病因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)所有肝硬化患者中，由HBV感染所致的肝硬化約占60%[14]。乙肝肝硬化時(shí)，肝細(xì)胞的損傷不僅源于HBV入侵引起的細(xì)胞免疫應(yīng)答，而且還與腸道微生物產(chǎn)生的病原體相關(guān)分子模式(PAMPs)引起的固有免疫應(yīng)答相關(guān)。肝硬化狀態(tài)下，腸黏膜功能及肝臟免疫功能被破壞，大量的有害菌及其所產(chǎn)生的內(nèi)毒素，主要是脂多糖通過(guò)腸-肝軸易位至肝臟，激活肝細(xì)胞表面TLR-4，啟動(dòng)肝細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳遞級(jí)聯(lián)，引起核因子NF-κB、p38MAPK、JNK等的活化，通過(guò)啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄，表達(dá)和釋放大量炎癥因子，引起一系列的免疫炎癥反應(yīng)。這種長(zhǎng)期持續(xù)的炎癥刺激，造成肝細(xì)胞反復(fù)損傷后再生修復(fù)，加重肝硬化組織病理?yè)p傷并導(dǎo)致各種并發(fā)癥出現(xiàn)[15]。Lu等[7]通過(guò)對(duì)健康人群、HBV攜帶者、慢性乙型肝炎、乙肝肝硬化患者的腸道菌群進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，與前三組相比，肝硬化患者腸道中腸球菌屬與腸桿菌屬兩種機(jī)會(huì)性致病菌的數(shù)目顯著增加，而擬桿菌-普雷沃菌屬、雙歧桿菌屬、普拉梭菌屬、乳酸菌屬等腸道共生菌的數(shù)量顯著減少。此外，Wei等[16-17]采用宏代謝組學(xué)的方法，對(duì)乙肝肝硬化患者的腸道菌群結(jié)構(gòu)變化和功能代謝變化進(jìn)行了更進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)，首先在菌群結(jié)構(gòu)方面，與健康組比較，乙肝肝硬化患者的腸道內(nèi)含有較低水平的擬桿菌科，而含有較高水平的腸桿菌科、韋榮球菌科、鏈球菌科；其次在功能代謝方面，與健康組比較，乙肝肝硬化患者腸道菌群富集執(zhí)行物質(zhì)(主要是氨基酸和碳水化合物)轉(zhuǎn)運(yùn)與代謝功能相關(guān)的基因和蛋白，說(shuō)明肝硬化狀態(tài)下腸道菌群的代謝活性增加，這與Chen等[18]的研究結(jié)果相同。這是由于肝硬化時(shí)腸道微環(huán)境發(fā)生改變，腸道內(nèi)細(xì)菌的生長(zhǎng)受到抑制，在這種不利條件下，造成一部分腸道細(xì)菌對(duì)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝的作用加強(qiáng)，形成更為廣泛的代謝途徑。此外，Wei等[16]還發(fā)現(xiàn)，與健康組比較，乙肝肝硬化患者中存在著明顯的膽汁酸代謝障礙。眾所周知，膽汁酸代謝與腸道菌群之間存在著相互作用、相互影響的關(guān)系。一方面，輸送到腸道中的初級(jí)膽汁酸，只有在腸道乳桿菌、雙歧桿菌、乳酸菌等產(chǎn)生的膽鹽水解酶的解離和脫羥基作用下，才能形成次級(jí)膽汁酸，進(jìn)而被肝臟重吸收[19]；另一方面，經(jīng)脫羥基作用產(chǎn)生的次級(jí)膽酸(主要是脫氧膽酸)還可通過(guò)增強(qiáng)腸黏膜屏障功能，抑制有害菌的粘附和定植來(lái)維持腸道固有菌群的穩(wěn)定性。乙肝肝硬化由于腸道微生物群的紊亂導(dǎo)致膽汁酸解離和脫羥基作用減弱，進(jìn)而出現(xiàn)膽汁酸代謝紊亂。乙肝肝硬化患者所存在的腸道微生物群在數(shù)量、結(jié)構(gòu)、功能上的改變，同時(shí)也提示我們可通過(guò)重塑腸道微生物群來(lái)對(duì)原發(fā)疾病進(jìn)行干預(yù)。當(dāng)前的幾項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)對(duì)益生菌治療輕微型肝性腦病患者的療效進(jìn)行評(píng)估發(fā)現(xiàn)，與安慰劑組相比，益生菌治療能顯著降低血清內(nèi)毒素及氨水平，改善輕微認(rèn)知障礙[20-22]。另也有研究提出腸道菌群失調(diào)參與了自發(fā)性細(xì)菌性腹膜炎的形成[23]。由此可見(jiàn)，腸道菌群失調(diào)不但參與了肝硬化的形成，還促進(jìn)了相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生。

3.3 腸道微生態(tài)失調(diào)與HBV相關(guān)性HCC(HBV related HCC，B-HCC)如前所述，腸道微生物群失調(diào)在不同程度上參與了慢性HBV感染、慢性乙型肝炎、乙肝肝硬化的發(fā)生、發(fā)展。而B(niǎo)-HCC作為HBV相關(guān)肝病的終末階段也必然與腸道菌群的紊亂有密切關(guān)系[24-25]。但目前關(guān)于B-HCC患者的腸道微生物群特征的研究目前甚少。Ren等[26]研究發(fā)現(xiàn)，與健康組相比，早期HCC患者腸道內(nèi)瘤胃球菌屬、糞桿菌屬、糞球菌屬等產(chǎn)丁酸鹽細(xì)菌減少，而產(chǎn)脂多糖的克雷伯菌屬和嗜血桿菌屬卻增多，這與Zhang等[24]的研究一致。丁酸鹽被認(rèn)為是腸黏膜的主要能量來(lái)源，可通過(guò)上調(diào)腸上皮緊密連接蛋白及下調(diào)TNF-α、NF-κB等炎癥因子的表達(dá)來(lái)維護(hù)腸黏膜屏障[27]，因而產(chǎn)丁酸鹽細(xì)菌數(shù)量的減少，使得腸黏膜屏障遭到破壞，促進(jìn)HCC的形成。與此同時(shí)，HCC患者體內(nèi)高水平的脂多糖可通過(guò)激活NF-κB信號(hào)通路，產(chǎn)生大量炎癥因子，如TNF-α、IL-6、IL-1，導(dǎo)致肝臟炎癥和氧化損傷，進(jìn)而加重HCC的進(jìn)展[28]。Liu等[29]將所有的HCC患者進(jìn)一步細(xì)分為B-HCC組和非HBV/HCV相關(guān)性肝癌(non-HBV/non-HCV related HCC，NBNC-HCC)組，發(fā)現(xiàn)B-HCC組患者腸道內(nèi)發(fā)揮抗炎作用的產(chǎn)丁酸鹽細(xì)菌增多，而起促炎作用的脂多糖產(chǎn)生菌則減少，而NBNC-HCC組剛好相反。進(jìn)一步對(duì)菌群的代謝功能進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，B-HCC組與分子伴侶及折疊催化相關(guān)的基因相對(duì)豐度更高，因而推測(cè)腸道中某些過(guò)度生長(zhǎng)的細(xì)菌可能具有促進(jìn)HBV復(fù)制的作用。綜上，腸道菌群在不同病因所致的HCC患者中的改變是不同的，因而在促進(jìn)HCC發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中起的作用也是不同的。這更加提示我們進(jìn)一步研究腸道不同菌群在疾病(如HCC)發(fā)生發(fā)展中所起的作用，進(jìn)而有針對(duì)性地補(bǔ)充或抑制這類(lèi)菌群，才能更好地對(duì)疾病起輔助治療作用。

4 總結(jié)與展望

目前，普遍認(rèn)為腸道菌群失調(diào)是HBV-慢性乙型肝炎-HCC“發(fā)展三部曲”中重要的催化劑，參與并促進(jìn)了HBV相關(guān)肝病的發(fā)生和發(fā)展，但在HBV感染所致的各個(gè)疾病階段，腸道微生物群的結(jié)構(gòu)和功能的改變目前尚未明確，但隨著宏基因組學(xué)和宏蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法的開(kāi)展，使我們更好地觀(guān)察并了解微生物世界的同時(shí)，也使得先前隱藏于微環(huán)境中的腸道微生物群的物種多樣性和功能多樣性的奧秘逐漸被揭開(kāi)，希望在未來(lái)，通過(guò)這些技術(shù)我們可以更好、更清楚地了解腸道微生物與HBV相關(guān)肝病的關(guān)系，從而為這些疾病的治療提供更好的輔助治療手段。