張克慧 曹夢(mèng)醒 師 哲 周蒙恩 李 勇

腸道菌群改變與多種疾病相關(guān)，尤其是免疫介導(dǎo)的疾病，如1 型糖尿病、類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥和炎癥性腸病等，還可能參與了多種肝臟疾病的發(fā)生和發(fā)展。種族、年齡、飲食習(xí)慣、地域和藥物等均可使腸道菌群發(fā)生改變[1]；此外，還需綜合考慮其他因素，如乙醇攝入、肝病分期等[2]。目前研究顯示，腸道菌群改變參與了非酒精性脂肪性肝?。∟AFLD）、酒精性肝病、自身免疫性肝炎（AIH）、原發(fā)性膽汁性膽管炎（PBC）和原發(fā)性硬化性膽管炎（PSC）等疾病的發(fā)病機(jī)制，菌群移植、益生菌干預(yù)等方法在肝臟疾病的治療中顯示出一定的效果。本文就腸道菌群改變?cè)谝恍┏Ｒ?jiàn)肝臟疾病中的作用，以及腸道菌群調(diào)節(jié)用于肝臟疾病治療方面的研究進(jìn)展作一綜述。

1 腸道菌群改變與肝臟疾病的關(guān)系

1.1 酒精性肝病

研究表明，乙醇及其代謝產(chǎn)物乙醛可破壞腸上皮細(xì)胞緊密連接蛋白，導(dǎo)致酒精性肝病患者的腸上皮屏障損傷，從而引起腸道菌群移位的發(fā)生[3]。另有研究發(fā)現(xiàn)，與正常對(duì)照組小鼠相比，持續(xù)用乙醇灌胃1 周的小鼠外周血中可檢測(cè)到移位細(xì)菌，且外周血內(nèi)毒素水平升高，但未發(fā)現(xiàn)腸道細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng)現(xiàn)象，而持續(xù)用乙醇灌胃3 周后，常規(guī)細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果顯示腸道需氧菌和厭氧菌數(shù)量均增加[4]。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期攝入乙醇的動(dòng)物和患者腸道內(nèi)抗菌蛋白的表達(dá)明顯受到抑制，這表明乙醇導(dǎo)致的腸道菌群失調(diào)與抗菌蛋白表達(dá)下調(diào)相關(guān)[4-5]。Llopis 等[6]的研究分別采用健康者和酒精性肝病患者的腸道菌群對(duì)無(wú)菌小鼠進(jìn)行菌群移植，并與用乙醇飼喂的小鼠進(jìn)行腸道菌群的對(duì)比分析，結(jié)果表明乙醇相關(guān)性腸道菌群失調(diào)參與了酒精性肝病的發(fā)展。

1.2 NAFLD

肥胖和胰島素抵抗是非酒精性脂肪性肝炎（NASH）的危險(xiǎn)因素。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明腸道菌群改變?cè)诜逝趾蚇AFLD 發(fā)病中起著重要的作用[7]。腸道菌群的改變與肥胖及代謝之間是相互作用、相互影響的。腸道菌群的改變可影響機(jī)體腸道中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和新陳代謝，導(dǎo)致肥胖和NAFLD；肥胖小鼠的腸道菌群改變與促進(jìn)肥胖及肝脂肪變性的細(xì)菌移位有關(guān)[8]。臨床研究顯示，與健康者相比，NAFLD 患者出現(xiàn)了小腸細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng)、腸上皮細(xì)胞緊密連接受損和腸黏膜通透性增高，這些加重了肝脂肪變性的嚴(yán)重程度[9]。

1.3 AIH

目前普遍認(rèn)為AIH 的發(fā)病機(jī)制是T 淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的肝細(xì)胞破壞、免疫細(xì)胞功能調(diào)節(jié)的失衡及免疫耐受缺失引起的對(duì)外來(lái)抗原的免疫應(yīng)答缺陷。導(dǎo)致AIH 免疫耐受缺失的機(jī)制尚未明確，目前研究表明遺傳易感性、分子擬態(tài)，以及Th17 細(xì)胞與Treg 細(xì)胞比例失衡是導(dǎo)致該病發(fā)生的關(guān)鍵因素[10]。此外，腸道菌群改變也被認(rèn)為是導(dǎo)致自身免疫反應(yīng)異常的重要因素。2020 年的一項(xiàng)研究顯示，相較于采用激素治療的AIH 患者，未用激素治療的患者的腸道菌群多樣性降低且更易發(fā)生耐藥，其中韋榮氏球菌屬的豐度與AST 水平及肝組織炎性反應(yīng)嚴(yán)重程度呈正相關(guān)[11]。Liwinski 等[12]的研究發(fā)現(xiàn)，AIH 患者的腸道菌群發(fā)生了顯著改變，其中雙歧桿菌數(shù)量的減少與病情未能緩解有關(guān)。研究表明小鼠腸道菌群失調(diào)可能與Foxp3+Treg 細(xì)胞功能缺陷誘導(dǎo)的自身免疫反應(yīng)有關(guān)，并且腸道菌群改變可顯著影響自身免疫性疾病的預(yù)后，提示益生菌在自身免疫性疾病的治療中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值[13]。

1.4 PSC 和PBC

研究發(fā)現(xiàn)，與健康者相比，PSC 患者存在腸道菌群失調(diào)，其特征是細(xì)菌的生物多樣性降低，菌群組成改變，相關(guān)網(wǎng)絡(luò)密度降低[14]。在PSC 患者中，β-微管蛋白-5（TBB-5）已被鑒定為核周型抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體（p-ANCA）的靶抗原，但p-ANCA幾乎可與所有腸道細(xì)菌中存在的FtsZ 抗原發(fā)生交叉反應(yīng)，這反映了遺傳易感的PSC 患者對(duì)腸道菌群抗原的異常免疫反應(yīng)[15]。PBC 相關(guān)研究也顯示，線粒體抗體可與PBC 患者糞便中分離出的大腸桿菌蛋白發(fā)生反應(yīng)[16]。

1.5 肝硬化

肝硬化為多種肝臟疾病的終末階段。Chen 等[17]的研究顯示，與健康者相比，肝硬化患者的糞便菌群中，擬桿菌數(shù)量減少，變形桿菌和梭狀桿菌數(shù)量增加；進(jìn)一步研究顯示鏈球菌科數(shù)量與肝硬化嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，而毛螺菌科數(shù)量與肝硬化嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)。一項(xiàng)大樣本研究結(jié)果顯示，肝硬化患者與健康者的腸道菌群組成存在顯著差異，并且腸道菌群的改變與肝硬化患者的認(rèn)知功能障礙相關(guān)[18]。另有研究對(duì)乙型肝炎患者、酒精性肝硬化患者及健康者的糞便菌群進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)與健康者相比，前兩者腸道中致病性腸桿菌科數(shù)量增加，雙歧桿菌數(shù)量減少[19]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示，四氯化碳誘導(dǎo)的肝硬化大鼠腸道中腸桿菌科數(shù)量增加[20]。另一項(xiàng)研究結(jié)果顯示，相較于正常小鼠，肝纖維化小鼠腸道中革蘭陽(yáng)性厭氧梭菌數(shù)量減少，細(xì)菌移位發(fā)生率及需氧菌/厭氧菌的比值升高[21]。上述研究表明，腸道菌群失調(diào)及細(xì)菌移位與肝臟疾病尤其是肝纖維化的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。

2 肝臟疾病中腸道菌群移位的機(jī)制

腸道菌群在維持機(jī)體內(nèi)穩(wěn)態(tài)、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)等方面發(fā)揮著重要作用，腸道菌群失調(diào)可能會(huì)導(dǎo)致多種疾病。腸道菌群移位可引起腸外器官損傷，肝臟由于腸-肝軸及血供等因素而首當(dāng)其沖。細(xì)菌移位是指活菌及其產(chǎn)物從腸腔向腸系膜淋巴結(jié)或其他腸外器官和部位遷移[22]。肝臟血液可通過(guò)門(mén)靜脈與小腸及結(jié)直腸的靜脈相匯融，這使得肝臟容易暴露于通過(guò)門(mén)靜脈從腸腔轉(zhuǎn)移的細(xì)菌及其產(chǎn)物。組成肝臟的細(xì)胞除了實(shí)質(zhì)性肝細(xì)胞外，還有非實(shí)質(zhì)性細(xì)胞，包括免疫細(xì)胞和非免疫細(xì)胞。肝臟免疫系統(tǒng)成員包括Kupffer 細(xì)胞、NK 細(xì)胞、NKT 細(xì)胞、T 細(xì)胞和B 細(xì)胞等，這些細(xì)胞共同調(diào)節(jié)肝臟免疫系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，肝臟免疫系統(tǒng)會(huì)耐受這些細(xì)菌及其產(chǎn)物，以避免過(guò)激的免疫反應(yīng)，此即“肝臟耐受性”[23]。

腸道菌群移位至肝臟的途徑除了門(mén)靜脈以外，還有腸黏膜。在生理狀態(tài)下，腸黏膜具有通透性，可以選擇性過(guò)濾物質(zhì)。腸上皮細(xì)胞構(gòu)成的完整屏障可阻止大量腸源性物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)[23]。因此，在健康機(jī)體中，只有少量移位的腸道細(xì)菌及其產(chǎn)物到達(dá)肝臟。膽道梗阻、肝硬化介導(dǎo)的肝功能障礙或門(mén)脈高壓可能會(huì)減少膽汁酸的分泌，腸腔內(nèi)膽汁酸缺乏可引起腸黏膜萎縮和水腫，腸上皮細(xì)胞緊密連接損傷，以及腸上皮細(xì)胞增殖與凋亡的失衡，可誘導(dǎo)肝臟內(nèi)炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生及氧化應(yīng)激反應(yīng)的發(fā)生，還能抑制腸道運(yùn)動(dòng)功能，從而導(dǎo)致細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng)，并能改變腸道菌群的組成，造成腸黏膜屏障破壞，腸黏膜通透性增高而發(fā)生腸漏，導(dǎo)致細(xì)菌移位[24-26]。

腸道細(xì)菌及其產(chǎn)物的移位可能會(huì)破壞肝臟的穩(wěn)態(tài)，并可激活天然免疫系統(tǒng)使肝臟炎性反應(yīng)加劇。移位的細(xì)菌產(chǎn)物可通過(guò)模式識(shí)別受體[如Toll 樣受體（TLR）]促進(jìn)肝臟免疫細(xì)胞的激活。此外，內(nèi)皮細(xì)胞、膽管上皮細(xì)胞和肝星狀細(xì)胞等肝臟非免疫細(xì)胞可通過(guò)TLR 與細(xì)菌產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)[23]。激活的TLR 信號(hào)可誘導(dǎo)肝臟先天免疫反應(yīng)，包括細(xì)胞因子和干擾素-1（IFN-1）的產(chǎn)生。受損的肝臟細(xì)胞也會(huì)釋放產(chǎn)物激活TLR 信號(hào)，引發(fā)無(wú)菌性炎性反應(yīng)[27]。

3 腸道菌群調(diào)節(jié)用于肝臟疾病的治療

目前菌群移植或補(bǔ)充益生菌治療已被應(yīng)用于多種疾病，具有較好的臨床應(yīng)用前景。有臨床研究顯示，對(duì)有較高遺傳風(fēng)險(xiǎn)的1 型糖尿病患兒早期補(bǔ)充腸道益生菌，可降低胰島發(fā)生自身免疫反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)[28]。給予類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌和雙歧桿菌口服后，患者28 個(gè)關(guān)節(jié)的疾病活動(dòng)度評(píng)分改善，血清高敏C 反應(yīng)蛋白水平顯著降低[29]。給予乳糜瀉患兒植物乳桿菌和副干酪乳桿菌口服，結(jié)果顯示，與安慰劑組相比，益生菌組的患兒外周血中針對(duì)組織谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶的IgA 自身抗體水平明顯下降[30]。

在肝臟疾病治療中，采用藥物或益生菌干預(yù)取得了一定的效果。有研究給予肝硬化嚙齒類(lèi)動(dòng)物抗生素（諾氟沙星）或益生菌（雙歧桿菌）治療，結(jié)果顯示腸道內(nèi)腸桿菌數(shù)量減少，雙歧桿菌和乳桿菌數(shù)量增多，機(jī)體內(nèi)毒素水平降低，肝功能得到改善[31]。在肝硬化患者中，艱難梭菌感染（CDI）的發(fā)生率較高，對(duì)此類(lèi)患者應(yīng)用腸道菌群移植治療獲得了一定的效果[32]。另有研究表明，乳桿菌和雙歧桿菌可產(chǎn)生膽汁鹽水解酶（BSH），而活性BSH 可降低小鼠體質(zhì)量、血漿膽固醇和三酰甘油的水平，有望被用于肝脂肪變性、高膽固醇血癥患者的治療[33]。

4 小結(jié)與展望

綜上所述，慢性肝臟疾病患者存在腸道菌群的改變，腸道菌群改變可能參與了肝臟疾病的發(fā)生和發(fā)展，腸道菌群調(diào)節(jié)用于肝臟疾病的治療取得了一定的效果。目前有關(guān)菌群移植、益生菌治療的臨床文獻(xiàn)較少，現(xiàn)有研究主要聚焦于安全性和腸道菌群的變化方面。菌群移植、益生菌治療是很有潛力的肝臟疾病治療選擇。今后需開(kāi)展大樣本的動(dòng)物和臨床研究，從藥效學(xué)、藥代動(dòng)力學(xué)、菌群移植供體和受體的選擇、給藥方式、藥物劑型的選擇、安全性及有效性等方面進(jìn)行深入的探究。然而，盡管研究表明調(diào)節(jié)腸道菌群有助于改善受損的肝功能，但由于肝臟疾病的發(fā)病機(jī)制和治療涉及多個(gè)方面，故針對(duì)腸道菌群的治療可作為綜合治療方法中的一個(gè)方面。未來(lái)有望通過(guò)益生菌干預(yù)以改善腸道菌群失調(diào)，抑制腸道細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng)，從而改善肝功能，預(yù)防肝臟炎性反應(yīng)及纖維化的發(fā)生和發(fā)展。