进一步深入对肠道微生态失衡与肝病重症化关系的研究

李兰娟

●述 评

进一步深入对肠道微生态失衡与肝病重症化关系的研究

李兰娟

肝病是一种可由病毒感染、过度劳累、饮食不合理、误服或滥用药物等众多因素引起的多发常见重大疾病。我国仅慢性乙型肝炎患者就超过2 000万，随着生活水平及饮食结构的变化，脂肪性肝病、酒精/药物性肝病、自身免疫性肝病等的发病率较前明显增加，加上丙型肝炎等其他肝病，慢性肝病患者逾1亿。肝硬化、肝癌和肝衰竭等重症患者是目前肝病病死的主要人群，细菌感染及内毒素血症等引起的肝病病情进一步加重及其他并发症则是导致其病死的主要直接原因。虽然导致肝病重症化的因素众多，具体机制尚不完全清楚，但最新研究表明肠道微生态失衡在肝病重症化中发挥了重要作用。

1 肝脏与肠道微生态关系密切

肝脏与肠道在解剖位置和生理功能上密切相关。生命早期肝脏作为前肠的一个芽孢开始发育，成熟后两个器官通过门静脉和胆道系统相互关联。肝脏70%左右的血液来自于门静脉，而肠道静脉血是门静脉血的主要组成。源自肠道的营养物质、毒素等均通过门静脉首先进入肝脏，在肝内清除有害物质后再被运送到全身[1]；部分肠道来源的免疫细胞需要在肝脏中“激活”，某些淋巴细胞可以在肠肝之间迁移，肠道免疫细胞释放的细胞因子也可以通过门静脉进入肝脏，从而实现肠肝免疫的遥相呼应[2]；肝脏可通过分泌胆汁酸等方式传递各种物质到肠道，调节激素水平和免疫应答反应，影响肠道稳态。国际知名杂志Nature、Science相继发表文章，其观点认为肠道菌群是人体一个重要的“功能器官”[3]。成人胃肠道中定植着约1 014个微生物，其数量是人体体细胞总数的10倍，编码的基因是人类基因组编码基因数的150多倍[4-5]，相当于人体的“第二个基因组”，包含重要的遗传信息。人体微生态是宿主消化吸收、免疫反应、物质能量代谢的重要维持者，进而直接或间接调控肝、脾、神经系统和大脑等器官。人体微生态在多种疾病发病机制中扮演重要角色，如感染、肝病、肥胖症、糖尿病、哮喘、湿疹、炎症性肠病、动脉粥样硬化、胰岛素抵抗和肿瘤等，而且是药物代谢、微生物耐药的中间站。随着年龄增长，人体微生态不断变化，并与衰老、寿命息息相关。

肠道菌群与肝脏通过肠-肝轴相互作用。一方面，肝脏是细菌及其代谢产物离开肠道后进入的第一个器官，因此它是限制细菌扩散的重要关口，也是代谢产物主要的深加工场所；肝脏可通过分泌胆汁酸等代谢物质，调节肠道菌群的结构功能。另一方面，肠道细菌是胆汁酸肝肠循环的关键，它们能将肝脏排入肠道的初级胆汁酸转变为次级胆汁酸，进而使95%的胆汁酸能够被肠壁重吸收，弥补肝细胞合成胆汁酸能力的不足；同时菌群对肠道免疫、发育等的影响也会间接对肝脏的稳态发挥作用。

2 肝病重症化与肠道微生态失衡并存

2．1 肝硬化患者肠道菌群结构功能发生明显改变 1994年，浙江大学医学院附属第一医院传染病诊治国家重点实验室在国内率先开展了重型肝炎肠道微生态变化研究，发现肝炎患者存在肠道微生态失衡，其程度与肝炎的严重性相关[6]，首次提出并论证了肠道中双歧杆菌与肠杆菌的比值（B/E值）作为肠道定植抗力指标的新观点，其在肝病发展过程中能够用于跟踪评价肠道微生态失调的水平[7]。

为揭示肝硬化患者的肠道菌群变化，我们分别利用454高通量测序技术和荧光定量PCR技术对肠道菌群进行了基于16S rRNA V3区的分类变化研究。结果表明，肝硬化患者肠道菌群结构与健康对照组差异显著，肠道菌群中潜在致病菌（肠杆菌科、链球菌科等）明显增加，而潜在益生菌（毛螺菌科等）明显减少，且肠道微生态失衡程度与肝硬化病情严重程度有显著相关性，肠杆菌科、链球菌科等与Child-Pugh评分呈正相关，肠道毛螺菌科细菌与Child-Pugh评分呈负相关[8]。荧光定量PCR研究则发现，肝硬化患者肠道菌群中的双歧杆菌和乳酸杆菌的绝对数量大幅减少、甚至消失。上述发现丰富了肠道微生态失衡在肝病重症化发生发展中作用机制的理论，对微生态干预防治肝病重症化和研发新型微生态制剂具有重大意义。

在上述研究基础上，我们又历时3年收集了181个来自中国肝硬化患者和健康人的肠道菌群样本，采用高通量测序技术揭示了肝硬化患者肠道菌群的宏基因组变化规律。该研究建立了肝硬化患者的肠道菌群基因集，发现肝硬化患者肠道菌群基因集中有79万个独特基因；阐明了肝硬化患者粪便微生物群落及功能成分特征，从肠道菌群发生紊乱的角度揭示肝硬化发生发展的机制；发现肝硬化患者口腔菌侵入到肠道，而健康人中没有此现象，这可能对肝硬化发生发展产生重要影响；发现了15个高特异性和灵敏性的微生物基因，建立了预测疾病的模型，今后不仅有助于肝硬化诊断，还能用于肝硬化疗效的评估[9]。

2.2 肠道菌群失衡与肝脏肿瘤发生发展有关 肝脏肿瘤的发生与多种因素有关，包括慢性病毒感染、饮酒、黄曲霉素B1接触和代谢紊乱等。值得关注的是，肠道菌群可能直接或间接参与以上因素诱导肝脏肿瘤的发生。Fox等[10]分别在致癌化合物和肝炎病毒转基因诱导的小鼠肝癌模型中发现，肠道微生态与肝癌形成风险密切相关。有报道指出高脂饮食会改变肠道菌群的组成，导致“脱氧胆酸”（DCA）的生成增多，造成DNA损伤，从而增加小鼠肝癌的发生。这些发现突显了饮食、肠道菌群和肿瘤之间的复杂联系[11]。而通过致癌化合物诱导的肝癌模型则证实，肠道微生态失衡会促进肝癌的发展，通过益生菌对肠道微生态进行适度调节可能成为一种新型的阻止肝癌进展的治疗方法[12]。因此，有科学家提出了靶向肠道微生态治疗可能阻止肝癌进展的科学设想[13]，进而肠道微生态与肿瘤治疗反应的关系也成为研究热点。Iida等[14]率先发现肠道共生菌可通过调节肿瘤微环境来控制肿瘤对治疗的反应，完整地调节肿瘤的微环境能够使肿瘤治疗达到最佳效果[15]。

2.3 肠道菌群干预能够显著防治肝病重症化 在大鼠肝衰竭模型中我们发现，给实验动物喂食益生菌能够显著改善肝功能、降低肝损伤，而喂食大肠埃希菌等有害菌则会加剧病情的恶化，表明服用益生菌、纠正肠道微生态失衡对肝病重症化具有明显的防治作用。在肝硬化等重症肝病的临床治疗中，我们利用现有的肠道微生态药物对患者进行了辅助治疗，结果同样令人振奋，患者的肝功能异常、黄疸、炎症和腹水等许多病症能够较快地得到改善，康复速度大大加快。多项研究证明口服益生菌制剂具有调节肠道菌群，改善肝硬化病情的作用。一项来自印度的最新临床随机对照试验发现，益生菌VSL#3服用6个月后能显著降低肝性脑病患者住院风险以及Child-Pugh和MELD评分[16]。有研究团队选用L.paracasei B21060菌株为主的益生菌复合制剂对肝硬化大鼠灌胃，发现益生菌组能够降低大鼠炎性因子水平，改善肝纤维化提高胃肠道渗透性[17]。类似的微生态制剂研究在非酒精性脂肪性肝病、急性肝衰竭的应用中还有很多[18－20]。

3 肝病重症化与肠道微生态失衡的潜在关联分析

肝硬化及肝衰竭等重症肝病会导致肠道微生态失衡。重症肝病患者的消化道症状明显，如恶心、呕吐、胃纳明显下降。肝功能不全，肝脏合成功能下降，血浆中的白蛋白急剧下降，因此易产生水肿，如腹水。胆汁分泌不足，肠道内胆盐缺乏，肝脏结构改变，门脉高压形成，导致胃肠道淤血、缺氧，出现门脉高压性胃病及肠病。由于肝脏合成凝血因子减少，加之胃肠道淤血，临床为防止上消化道出血，预防性或治疗性应用抑酸剂如奥美拉唑等。这些因素均可导致肠道微生态失衡。

肠道微生态失衡会造成肝损伤，引起肝病的重症化。肝脏是体内解毒的主要脏器，也是遭受内毒素攻击的首要器官[21]。如前所述，肠道细菌内源性感染及内毒素血症等引起的肝病病情进一步加重及其他并发症是患者病死的主要直接原因。内毒素通过与脂多糖结合蛋白结合发挥作用，诱导炎性介质细胞因子，经由CD14、Toll样受体4（TLR4）、NF-κB、TNF-α等信号通路诱导肝细胞凋亡，同时内毒素血症可通过引起肝微循环障碍，导致或促进肝细胞的大量死亡[22]。同时，微生态失衡相关的长期细菌易位与感染会引起肝脏及全身免疫的钝化，进一步加重肝病病情。

4 结语

我国肝病患者众多，因为缺乏有效重症化防治有段，10%～20%可进展为肝硬化等重症肝病，病情凶险、病死率高，严重危害人民健康和社会发展。近年来的研究表明，肝病重症化伴随着严重的肠道微生态失衡，且利用微生态制剂辅助治疗可对减缓肝病的重症化进程。尽管如此，由于肝病重症化和肠道微生态失衡同时存在、循环影响，如何区分二者之间的因果关系，找出相互作用的途径并阐明分子机制是世界难题，也是今后研究的重要方向。

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（本文摘自《中华内科杂志》）

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