肠道菌群与溃疡性结肠炎

徐佰国 王英凯 王 策 孟祥伟 王丽波

(吉林大学第一临床医院胃肠内科，吉林 长春 130021)

溃疡性结肠炎(UC)是一组病因和发病机制不明的肠道慢性非特异性炎症性疾病。近年来研究认为UC可能主要由遗传基因易感个体决定，免疫反应增强是关键的直接发病机制;并且许多研究都表明肠道菌群在UC的发病机制中起到了重要的启动作用，环境、饮食、精神心理等因素可能是发病的重要诱因。基于此理论，微生态制剂在治疗炎症性肠病中得到广泛的应用。通过临床观察发现应用肠道益生菌治疗炎症性肠病，特别是对UC缓解期的治疗起到了明显的效果，说明肠道益生菌在炎症性肠病的治疗中起到了有益的作用。

1 正常人肠道微生物菌群

正常生理状态下，肠道内含有约500种细菌，肠道菌群主要由厌氧菌、兼性厌氧菌和需氧菌组成，成人肠道菌群分布特点是上消化道较少，而多数定植菌主要集中在结肠和末端小肠，有多达1 013个不同类型、不同含量的细菌，约是人体内真核细胞的10倍〔1〕。结肠细菌数量相对较多，以厌氧菌数量最多，如类杆菌、双歧杆菌和真菌。另外，G－球菌、梭状芽孢杆菌、肠球菌、肠杆菌等也常见于结肠中〔2〕。在诸多细菌共存情况下，不同菌种之间具有拮抗作用;宿主与细菌之间借助对营养物质的吸收和利用，在消化道中形成相互作用的关系，维系着消化道微生物生态系统的平衡。但肠道细菌的准确组成目前尚未明确，只有10%～40%肠道细菌可用培养的方法被鉴别出来〔3〕，主要原因是取样和培养比较困难。因此，关于具体肠道菌群在肠道中的作用机制及特点研究相对较少，现在倾向认为UC的发病与多数细菌共同作用相关，而非单一细菌作用。

2 肠道菌群在UC患者中的改变

尽管UC发病机制目前仍不清楚，但肠道内固有菌丛与UC的关系是近年的研究热点。一系列的临床和动物实验已使用多种方法发现UC患者和健康对照者肠道细菌存在差异。目前应用较多的UC动物模型——小鼠DSS模型即存在明显的肠道菌群变化，Ohkusa等〔4〕从UC患者分离并培养出变形梭状杆菌，上清液具有细胞毒性，用含有变形梭状杆菌的上清液给DSS模型小鼠灌肠，在该型小鼠肠道中发现拟杆菌和梭状芽孢杆菌增多，提示肠道菌群很可能参与小鼠DSS结肠炎的发病。许多对UC动物模型临床研究中发现，UC发作期与健康对照组粪便菌群比较，肠杆菌和肠球菌呈有意义的增加，尤以肠链球菌数增加显著，而酵母菌变化不显著，乳酸杆菌也略有的减少。主要原籍菌双歧杆菌、真杆菌、类杆菌和消化链球菌都呈有意义的减少，双歧杆菌检出率尤其低〔5〕。Macfarlane等〔6〕应用16SrRNA探针荧光原位杂交法研究UC患者直肠活检标本中的菌群发现，双歧杆菌比正常对照减少约30倍，且UC患者与正常对照中双歧杆菌优势菌群亦有明显不同。多中心研究资料显示，UC患者急性期和缓解期细菌种类增加，但肠道内双歧杆菌和乳酸杆菌减少〔7〕。李雄彪等〔8〕研究发现，活动期UC患者肠道厌氧菌、革兰阴性菌和乳酸杆菌数量都显著减少，而需氧菌、肠杆菌数量则没有变化。Swidsinski等〔9〕用细菌培养以及定量PCR检测自限性结肠炎、不确定性结肠炎、UC和健康对照者的肠道黏膜细菌，结果发现UC患者黏膜细菌浓度显著高于对照组。

此外，肠道菌群对肠道通透性改变的影响也引起了人们的注意。肠屏障功能受损，通透性增高，肠腔内的抗原、内毒素等促炎症物质进入肠黏膜固有层，诱发免疫反应。临床中应用激素、免疫抑制剂治疗UC有效，亦可说明肠道免疫功能耐受性降低，导致机体肠道免疫功能增强。

上述研究说明:①在UC患者肠道内细菌数量、种类发生明显改变。②菌群的变化改变了细菌的黏附性，产生部分肠道有害物质，破坏肠黏膜的免疫屏障作用，使有害物质通过肠道进入人体。③UC患者肠道免疫功能耐受性降低。有研究者认为，肠道菌群状态稳定是“健康肠道”的一个特征;而具有UC遗传易感性的患者，其维持肠道微环境的能力减弱，导致其肠道菌群状态不稳定〔10〕，因此，双歧杆菌、乳杆菌的减少，将明显削弱肠黏膜对各种致病因素的防御作用。在菌群失调状态下，肠杆菌、肠球菌增加导致内、外毒素释放增加，必然加重UC患者已存在的肠道局部炎症反应和免疫紊乱。现有研究表明肠道菌群失调与UC发病高度相关，表现为致病菌滋生、益生菌缺失，但目前还不清楚微生态失调是UC的继发事件，还是UC的发病原因。较早的文献研究认为，人的一生中肠道细菌的组成是相对稳定的，随着现代生活方式的改变，广泛抗生素的应用均以牺牲益生菌为代价，肠道菌群也在发生改变，相应的炎症性肠病的发病率也在逐年上升，这一点在我国表现尤为明显。

3 益生菌与UC

一些学者认为，UC的发病涉及遗传、肠道菌群失调和免疫异常，发病的触发点是肠道内致病菌与正常菌群比例失调。肠道内致病菌增多，分泌的肠毒素使肠上皮通透性增高，病菌分泌免疫抑制性蛋白，导致黏膜免疫失调，增多的致病菌侵袭、损伤肠上皮细胞。并且某些过度生长的细菌能影响肠上皮细胞能量代谢，导致上皮细胞受损伤，诱发肠道炎症的发生〔11〕。而益生菌可外源性补充UC患者肠道中减少的菌群种类，重新恢复肠道菌群平衡。关于益生菌在UC中可能的作用机制包括与肠黏膜上皮细胞紧密结合，提高黏膜防御屏障，阻止致病菌的定植和入侵;提高抗炎细胞因子水平;与病原菌竞争性黏附于上皮细胞，促进上皮细胞分泌黏液，使其在黏膜和微生物之间形成保护层，防止栖生菌易位;增强巨噬细胞对病原菌的吞噬以及非T细胞依赖性 IgA的分泌〔12〕。Candela等〔13〕分别研究了乳酸杆菌和双歧杆菌对肠道上皮细胞的作用，研究结果表明Lactobacillus acidophilus Bar13，L.plantarum Bar10，Bifidobacterium longum Bar33和B.lactis Bar30都可与Salmonella typhimurium和Escherichia coliH10407等致病菌竞争Caco-2细胞株上皮细胞表面的结合位点。但近期的研究表明益生菌在UC发病中还可能存在其他机制，包括产生抗菌类物质和调节宿主免疫力〔14〕。在实际临床应用工作中虽然设计周密、双盲的临床对照试验为数不多，但近年来人们应用益生菌治疗UC患者已经取得了令人鼓舞的结果。Zocco〔15〕研究提示乳酸杆菌可以成功维持缓解UC，并能预防UC复发。Madsen〔16〕尝试应用以双歧杆菌为主的三种活菌的微生态制剂治疗UC患者，其作用也得到了肯定。Mimura〔17〕也得到了类似的结果。近年的研究发现益生菌混合制剂VSL#3可能具有较好的疗效。Sood等〔18〕将147例轻中度活动的UC患者随机分入VSL#3治疗组及安慰剂对照组，治疗3个月时两组缓解率分别为42.9%与15.7%(P＜0.001)。Miele等〔19〕对29名新诊断为UC的儿童在继续激素诱导缓解及美沙拉嗪维持缓解治疗的基础上随机加用VSL#3或安慰剂，两组的缓解率及1年时两组的复发率均存在明显差异。以上研究结果表明益生菌不但可以治疗UC，而且能预防其复发。但上述研究结论也受到了挑战，Sang等〔20〕的荟萃分析指出益生菌辅助治疗并不能提高诱导缓解治疗的有效率。国内沈骏等〔21〕在益生菌对炎症性肠病缓解、维持治疗作用系统评价的荟萃分析中显示，在炎症性肠病诱导缓解的过程中，使用益生菌作为炎症性肠病的辅助治疗未增加溃疡性结肠炎和克罗恩病的缓解率，没有同时使用益生菌作为维持治疗的必要，目前原因尚不清楚，考虑与美沙拉嗪干扰益生菌与肠黏膜上皮细胞的黏附和聚集有关，确切机制尚需进一步研究。

从治疗作用考虑而选择的益生菌株通常对肠上皮细胞具有较好的黏附能力，而这一特性也可导致细菌易位的可能性增加〔22〕。Bleich等〔23〕研究发现用 EcN1917定殖在缺少 TLR4基因片段的无菌C3H/HeJZtm小鼠体肠道内，结果显示TLR4基因缺失的小鼠发病率很高，这可能是因为EcN1917从肠道向其他组织转移的结果;在获得的血液样本和器官如淋巴结、肺、脾脏、肝脏、肾脏以及胰腺中都检测到有活性的EcN1917，这个研究表明具有较长安全使用时间的益生菌在特定的环境条件下，也有可能对患者或者是消费者的身体有副作用。近期Conen等〔24〕报道1例38岁的女性UC患者因病情持续活动加用含益生菌的酸奶治疗2个月后出现发热、颈痛，MRI证实为颈椎硬膜外脓肿及咽后脓肿，穿刺引流培养结果为鼠李糖乳杆菌感染，提示还需进一步关注益生菌治疗UC的安全性。

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