肠易激综合征症状与肠道气体的研究进展*

李 佩 张少波 苏军凯 刘 妍张鸣青#

厦门大学附属东南医院(解放军第175医院)消化内科 南京军区消化内镜中心1 (363000) 福建中医药大学2



肠易激综合征症状与肠道气体的研究进展*

李 佩1,2张少波1,2苏军凯1刘 妍1张鸣青1,2#

厦门大学附属东南医院(解放军第175医院)消化内科 南京军区消化内镜中心1(363000) 福建中医药大学2

肠易激综合征(IBS)是临床较常见的慢性功能性肠道疾病，在我国发病率呈逐年上升趋势。目前IBS病因和发病机制仍未完全阐明，可能与肠道气体有关。肠道气体通常由59% N2、21% H2、9% CO2、7% 甲烷(CH4)以及4% O2组成，其中H2和CH4仅由肠道细菌代谢产生。IBS患者常表现为腹胀等肠胀气症状，提示存在肠道积气。近年来，IBS症状与肠道气体的关系备受关注，本文就IBS症状与肠道气体的研究进展作一综述。

肠易激综合征； 肠胃胀气； 甲烷； 肠道气体； 肠道微生态

肠易激综合征(irritable bowel syndrome, IBS)是临床较常见的慢性功能性肠道疾病，主要表现为腹部不适、腹痛伴粪便性状和(或)排便习惯改变，无器质性疾病。西方国家IBS发病率约为15%～20%，我国发病率低于西方国家，约为5%～10%，但呈逐年上升趋势[1-2]。尽管目前对IBS的研究不断深入和发展，然而IBS病因和发病机制仍未完全阐明。研究显示IBS的发生可能与肠道动力改变、内脏高敏感、脑-肠轴异常、肠道气体等因素有关[3]。肠道气体是由肠道细菌发酵碳水化合物产生的气体，通常由59% N2、21% H2、9% CO2、7% 甲烷(CH4)以及4% O2组成。IBS患者常表现为腹胀等肠胀气症状，提示存在肠道积气。近年来，IBS症状与肠道气体的关系备受关注，本文就IBS症状与肠道气体的研究进展作一综述。

一、IBS症状与肠道气体概述

IBS患者常主诉腹痛、腹胀等肠胀气相关症状，且诸多研究表明肠道气体与IBS发病相关[4]。Youn等[3]的研究表明，约50%～90%的IBS患者存在腹胀症状，与肠道气体过多有关。因此认为肠道气体是引起IBS症状的关键因素。研究[5-7]显示IBS患者与正常人相比肠腔内气体过多，表现为腹围增加，且部分腹胀症状患者存在肠腔气体清除受损和对肠腔气体不耐受表现。推测IBS患者肠道积气可能与下述因素有关：患者咽下气体过多；肠道细菌过度繁殖、菌群改变等引起菌群失调，使食物残渣腐败产气增多；肠道运动功能紊乱，导致肠道气体排出、清除受阻等。

二、IBS患者肠道气体产生的机制

1. IBS患者肠道气体与食物的关系：Simrén等[8]采用问卷调查对330例符合罗马Ⅲ标准的IBS患者和80名健康志愿者进行研究，发现209例患者的胃肠道症状与食物有关，腹痛和腹胀是主要症状，尤其进食富含碳水化合物、脂肪、咖啡、酒精等产气食物可导致腹胀症状加重，表明食物与肠道气体产生有显著关系；而减少产气食物的摄入，肛门气体排出量明显减少，消化道症状明显改善。Posserud等[9]亦得出类似结论。Böhn等[10]的研究显示，IBS患者进食低碳水化合物饮食(低产气食物)和传统标准IBS患者专用饮食均可减轻患者胃肠道症状，但进食低碳水化合物饮食的患者症状改善更为明显。上述研究提示IBS患者肠道气体量与所进食物密切相关。

2. IBS患者肠道运动异常与肠道积气：胃肠动力异常是IBS症状发生的主要病理生理学基础。肠道靠推进运动将肠内容物向前推进，此种运动由肠道平滑肌的两种电生理慢波进行调控，频率分别为6次/min和3次/min。正常生理情况下6次/min慢波占90%，3次/min慢波占10%，两种慢波比率发生改变可导致肠道运动异常，IBS患者3次/min的比率占40%，此可能是IBS肠道动力异常的基础。Serra等[11]对正常人和IBS患者以12 mL/min的速率向空肠灌注混合气体(N288%、CO26.5%、O25.5%)，并加入不被吸收的0.5%六氟化硫(SF6)作为标记，结果显示正常人肛门气体排出量与灌注量达到平衡，肠道无明显积气，而IBS患者肛门气体排出量明显减少，发生气体潴留的比例显著高于正常人，且以便秘为主的IBS患者气体潴留量较以腹泻为主的患者显著升高，表明患者肠道排出气体的功能明显减弱。

3. IBS患者肠道积气与肠道菌群紊乱的关系：从系统性疾病(如过度肥胖)到胃肠道功能紊乱(如IBS)等多种疾病的发生均与肠道菌群失调有关。目前诸多研究发现，IBS患者肠道菌群出现数量、种类等变化。Nobeak等[12]分析结肠菌群发现，IBS患者结肠微生态异常、产气菌群增多，口服活菌制剂后不仅能纠正肠道菌群失调，亦可明显减少患者排气次数，提示IBS患者肠道积气与肠道微生态异常有关。此外，关于小肠细菌过度生长(small intestinal bacterial over-growth, SIBO)与IBS发病的报道较多，Pimentel等[13]的研究显示，111例SIBO患者中93例伴有IBS症状，给予抗菌药物治疗后，35%的患者症状缓解。上述研究证实IBS患者肠道气体与肠道菌群异常有关。

三、H2、CH4与IBS

肠腔气体主要包括N2、O2、CO2、H2和CH4，其中CO2、H2和CH4可由结肠细菌酵解未被宿主消化、吸收的食物以及结肠黏膜内源基质产生，但CO2还可由细胞代谢产生，而H2和CH4仅由细菌代谢产生，因此肠道中H2或CH4水平升高提示肠道细菌对摄入的可发酵物质(碳水化合物和氨基酸)代谢增加[14]。尽管难以准确定量肠腔气体，但其与多种肠道功能紊乱的发生有关，引起多种消化道症状，Furnari等[15]的研究显示，CH4与便秘型IBS、功能性便秘密切相关。Rana等[14]指出，给予IBS患者可酵解的寡糖、双糖、单糖和多元醇(FODMAPs)饮食，可导致患者症状加重，相关机制与食物被结肠细菌酵解后产生H2、CH4增加有关。Ong等[16]的研究显示，给予IBS患者FODMAPs饮食后，患者呼出H2水平较健康对照组明显升高，提示FODMAPs饮食可促进H2产生，从而导致IBS症状。de Roest等[17]的研究亦得出相似结论。Kumar等[18]对IBS患者和健康人在禁食状态下呼气中的H2水平进行研究，结果显示IBS患者较正常人呼气中的H2水平显著升高，且IBS患者的排便次数与H2水平呈正相关。Zhu等[19]对IBS患者研究显示，呼气中的H2水平与腹胀程度和腹鸣频率呈正相关，但后两者亦与内脏高敏感相关，相关结论有待进一步证实。朱艳艳等[20]对IBS患者肠道气体与肠道症状的关系进行研究，结果显示IBS组肠道气体中的H2和CH4浓度均高于健康对照组，其中腹泻型IBS肠道气体以H2为主，便秘型以CH4为主，混合型以H2和CH4为主。

Sahakian等[21]的研究指出，CH4水平与胃肠功能紊乱相关，尤其与慢性便秘、便秘型IBS等疾病关系密切。Rana等[14]的研究指出，产CH4者的肠道平均传输时间为84.6 h，而不产CH4者的平均传输时间为48.6 h，提示CH4与胃肠动力减弱有关。然而，Di Stefano等[22]的研究表明，IBS患者和健康对照者中直肠CH4水平无明显差异，且直肠中CH4水平与IBS患者的消化道症状无相关性；此外，IBS各亚型的直肠CH4水平亦无明显差异。

四、肠腔气体测定

1. 氢呼气试验(hydrogen breath test, HBT)：1961年Nelsen首次建立了HBT，最初用于诊断乳糖吸收不良症，因其具有简便、迅速、无创伤等优点，受到消化科医师的重视。1984年国内开始使用 HBT 诊断乳糖不耐受症[23]。近年来因试验仪器的改进，如微量氢气分析仪的问世，使该试验的临床应用得到进一步发展，现已广泛用于胃肠疾病的诊断。

肠道细菌对糖类酵解是人体呼气中H2的惟一来源。结肠是人体产生H2的主要部位，当肠腔内有2 g以上的糖类物质发酵，其中约14%～21%的H2弥散入血，循环至肺部呼出，即可测及呼气中H2含量明显增加[24]。 研究[25]表明，部分接受HBT的IBS患者可能不存在产H2菌或产生的H2被体内产CH4菌等其他H2消耗性细菌所消耗，从而导致HBT假阴性，故同时测定呼气中H2和CH4水平可提高诊断IBS的敏感性和特异性。以往诸多临床研究[26-28]采用HBT预测SIBO以辅助诊断IBS。然而，Shah等[29]行meta分析显示，HBT鉴别IBS患者与正常人群的敏感性和特异性分别为43.6%和83.6%，但HBT异常不能证明存在SIBO，仅提示肠道菌群紊乱。此外，有研究[30-31]对HBT诊断IBS的准确性进行了质疑，认为其不能有效鉴别IBS患者与正常人群，仅提示IBS患者的气体样症状是继发于肠道细菌酵解增加所导致。综上所述，HBT诊断IBS的有效性仍需研究证实。

2. 非呼气试验：对于肠腔气体容量的检测，最初采用人体体积描记法[32]。近年有研究[33]采用CT扫描技术测定肠腔气体。Bendezú等[34]采用腹部CT扫描对IBS患者的肠道气体容量进行评估，结果显示有一过性腹胀等症状的IBS患者肠道气体容量较健康对照组显著增多。腹部平片分析法亦可测定肠腔气体容量，Koide等[35]的研究通过该技术检测肠腔气体容量，结果显示IBS患者肠腔气体容量显著高于健康对照组。Chami等[36]亦采用计算腹部平片肠道气体总面积的方法对肠道气体进行评估，由放射学医师和胃肠病学医师标明照片上的气体轮廓，再经计算机计算面积得到气体容量。

Tomlin等[37]通过直肠收集10名健康人的24 h胃肠气体，采用气相色谱法分析气体量，结果显示总气体量为476～1 491 mL，平均705 mL，其中H2361 mL，CH468 mL，CO268 mL。朱艳艳等[20]亦通过气相色谱法定性定量分析60例IBS患者肠道气体成分，结果显示肠腔气体主要由H2、CH4、CO2、N2、O2以及硫化氢(H2S)等组成。Di Stefano等[22]采用直肠置管对IBS患者直肠气体进行取样、测量H2和CH4的浓度，结果表明该法具有较好的重复性，结论可靠。然而，上述研究仅测量了直肠气体，不能代表整个肠道中的气体变化，实验结果可能与实际存在偏差。

五、结语

综上所述，IBS患者症状与肠道气体有关，但目前缺乏客观、可靠、简便的诊断肠道气体的方法，此阻碍了对IBS与肠道气体关系的深入研究。因此，在今后的研究中，需着重探讨测定肠道气体的有效方法，并深入了解IBS患者肠道中各种气体及其相应产物的变化，从而明确IBS症状与肠道气体的关系，为IBS的治疗提供帮助。

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(2016-01-07收稿；2016-03-03修回)

Progress in Study on Symptoms of Irritable Bowel Syndrome and Intestinal Gas

LIPei1,2,ZHANGShaobo1,2,SUJunkai1,LIUYan1,ZHANGMingqing1,2.

1DepartmentofGastroenterology,theAffiliatedSoutheastHospitalofXiamenUniversity(the175thHospitalofPLA);DigestiveEndoscopyCenterofNanjingMilitaryCommand,Zhangzhou,FujianProvince(363000);2FujianUniversityofTraditionalChineseMedicine,Fuzhou

ZHANG Mingqing, Email: zmqing8084@sina.com

Irritable bowel syndrome (IBS) is a commonly seen chronic functional bowel disease, the prevalence showed a rising trend in recent year in China. At present, the etiology and pathogenesis of IBS have not yet been fully elucidated, and may be related to intestinal gas. Intestinal gas is usually composed of 59% N2, 21% H2, 9% CO2, 7% methane (CH4) and 4% O2, in which H2and CH4are produced only by intestinal bacteria metabolism. IBS patients usually manifested as having abdominal distension and symptoms of flatulence, suggesting the occurrence of accumulation of intestinal gas. In recent years, the relationship between symptoms of IBS and intestinal gas has attracted much attention. This article reviewed the progress in study on symptoms of IBS and intestinal gas.

Irritable Bowel Syndrome; Flatulence; Methane; Intestinal Gas; Intestinal Microbiota

10.3969/j.issn.1008-7125.2016.10.012

吴阶平医学基金会资助项目(320.6750.15231)

#本文通信作者，Email: zmqing8084@sina.com