以肠道菌群为靶点的酒精性肝病治疗方法研究进展

孙海丽,刘鹏飞，张锦，李丹

(延安大学附属医院，延安716000)

酒精性肝病(ALD)不仅仅是欧美国家，更是全球的公众健康问题。ALD是全球最常见与肝脏相关的死亡原因，占全球死亡人数的5.9%[1]，占所有肝硬化相关死亡人数的47.9%[2]。ALD是指长期大量饮酒导致的肝病，定义为饮酒史>5年，折合乙醇量男性>40 g/d，女性>20 g/d，或2周内有大量饮酒史，折合乙醇量>80 g/d[3]。ALD疾病谱包括单纯性酒精性脂肪肝(AFL)、酒精性肝炎(AH)、肝硬化及肝癌。对于ALD的治疗，戒酒是最重要和最基本的治疗方法，但戒酒困难，除了戒酒之外，还有补充营养、药物治疗、肝移植等方法，严重酒精性肝硬化可考虑肝移植，但由于肝移植前需至少戒酒3～6个月，而且因为败血症、部分伦理问题使得肝移植很难实施，因此，寻求治疗ALD新的治疗方法十分必要。大量数据表明，肠道菌群在ALD发病机制中发挥重要作用，酒精性脂肪肝与肠道菌群结构的变化有关[4]。近年来，有大量的动物试验和临床试验均表明肠道菌群可做为治疗ALD的新靶点。以肠道菌群为靶点治疗ALD可分为非靶向治疗和靶向治疗，前者包括饮食、益生菌、益生元、抗生素和粪菌移植，后者包括以细菌和宿主代谢物及代谢途径为靶点的调控。现以肠道菌群为靶点的ALD治疗方法研究进展综述如下。

1 非靶向治疗

1.1 饮食治疗 饮食治疗是最简单亦是最有效调节肠道菌群的方法之一，通过特定的饮食可使肠道微生物在1 d之内发生巨大变化[4]。西方高动物蛋白和脂肪饮食，与大量的拟杆菌和氨基酸产物浓度较高有关[5]。在一项基础试验中，给予奶酪和腌肉为主的动物性饮食，发现粪便中乳酸乳球菌、乳酸片球菌和葡萄球菌的数量明显增高，而普氏菌属明显减少[5]，而以植物性饮食为主，肠道中短链脂肪酸(SCFA，包括丁酸盐、醋酸盐、乳酸盐)浓度会明显增加[5]。最近的一项研究表明，食用富含乳制品、咖啡、茶和巧克力的饮食，可增加肠道微生物多样性和减少肝硬化患者的住院率[6]，咖啡和茶可提供食用多酚，多酚可调节肠道菌群和减少肝脏脂肪变性[7]；大黄提取物可通过提高粪便中Akkermansia菌和拟杆菌的浓度来调节微生物生态系统，并通过减轻炎症和氧化损伤来改善ALD损伤。另外，有研究表明，饮食中的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸对ALD小鼠模型的肠道菌群、肠道屏障和肝脏损伤有不同的调节作用，不饱和脂肪酸会加剧乙醇介导的肠道通透性、肝脏脂肪变性、炎症和损伤,而富有饱和脂肪酸的饮食则可逆转乙醇所致的肠道菌群紊乱和肝脏损伤[8]。可见，不同类型的饮食结构对ALD患者肠道菌群有不同的影响，乙醇介导的肝损伤和肠道失调可通过饮食操作做为治疗靶点，此可能在ALD管理中提供一种新的治疗方法。

1.2 益生菌治疗 益生菌被定义为单一培养物或混合培养的一种微生物，可用于改善肠道微生物群的特性，从而对人体产生有益影响。益生菌对于ALD的有益作用可能通过以下机制[9]：①益生菌如罗伊乳杆菌，可能产生一种可抑制病原菌的生长、上皮结合与入侵的抑菌剂；②益生菌可促进肠上皮细胞的生长来增强肠道黏膜的屏障功能；③益生菌可调节免疫系统，从而抑制促炎因子如TNF-α的释放和诱导保护因子如IL-10的释放；④益生菌可诱导微量阿片和大麻素受体的表达，如有腹痛，可达到镇痛的作用效果。在动物实验中，以鼠李糖乳杆菌和嗜酸乳杆菌为益生菌饮食喂养ALD小鼠模型4周后，益生菌组的TLR4水平明显低于对照组,肠道黏膜屏障通透性和肝脏炎症得到明显改善[10]。亦有研究表明，益生菌可减少炎性因子如IL-1β、TNF-α的释放，诱导抗炎因子如IL-10和TGF-α的释放。在临床上，肝硬化患者服用VSL#3(八种不同菌株的混合物)后，血清LPS、TNF-α、IL-6和IL-10水平明显下降，肝功能亦得到一定程度改善[11]。在另一项研究中，酒精性肝炎患者摄入乳酸菌和链球菌后，血清内毒素和TNF-α水平明显下降[12]。上述研究表明肠道菌群在ALD发病机制和治疗中扮演重要角色。

1.3 益生元治疗 益生元是指可促进肠道微生物生长和分泌活性的一种膳食纤维成分，对机体产生有益的作用[13]。益生元作为部分肠道有益菌(如乳杆菌和双歧杆菌)的底物，不被胰酶和肠酶水解，产生一些具有抗菌活性的短链脂肪酸(SCFA)，通过降低肠道pH值而抑制病原菌的增长，或增强肠道黏膜屏障功能以发挥抗炎作用[14]，提高机体对入侵病原体的抵抗力。在动物试验中，已有实验表明，使用益生元可减轻ALD的肝脏损伤[15]，例如给予大鼠喂养燕麦后，可增强肠道黏膜屏障和改善乙醇所致的肝脏损害[15]。在小鼠试验中，给予补充低聚果糖后，可减少小肠细菌过度增长(SIBO)，减轻酒精性肝炎的炎症程度[16]。在临床上，我们可以观察到益生元对亚临床肝性脑病的治疗也非常有效。

1.4 抗生素治疗 抗生素是临床常用的一种药物，主要用于治疗各种细菌感染或治疗微生物感染类疾病。在ALD的应用中，抗生素做为一种抑菌剂，可减少肠道有害细菌的数量和减少脂多糖(LPS)的释放，并减少相关的炎症反应。在动物试验中，给予ALD模型大鼠多黏菌素B及新霉素治疗后，大鼠的血清内毒素和AST数值会降到健康对照组水平[17]。在临床研究中，给予ALD患者新霉素与诺佛沙星治疗后，可显著提高患者的Child-Pugh 评分，还可减少小肠细菌过度增殖[18]。利福昔明是一种广谱类抗生素，已被用来治疗肝性脑病，不仅可改善肝硬化患者的预后[19]，而且还可治疗肝硬化相关的血小板减少症，后者的作用可能与利福昔明减少内毒素的释放有关。同样，有试验表明，给予ALD患者口服利福昔明4周后，患者的血小板计数增高，血清内毒素水平下降，IL-1、IL-6及TNF-α水平均下降。上述研究表明抗生素可能作为治疗ALD的一个新靶点[20]。

1.5 粪菌移植(FMT)治疗 FMT是指将健康个体的功能菌群移植给患病的受体。FMT用于治疗肝脏疾病的临床试验正处于探索阶段，如重度酒精性肝炎、肝性脑病、慢性乙型病毒性肝炎、非酒精性脂肪肝、原发性胆汁性肝硬化。而对于重症酒精性肝炎(SAH)患者，30天病死率可达20%～50%,而存活的患者亦有70%可能发展为肝硬化[4]。糖皮质激素和己酮可可碱是目前主要治疗方法，糖皮质激素可改善患者28天生存率，但对于3个月及6个月生存率改善不明显，且糖皮质激素只适合少部分SAH患者，多数患者对于糖皮质激素无反应。所以，粪菌移植可做为SAH患者的另一种选择。Philips等[21]研究表明，进行FMT治疗的患者1年生存率明显提高。同时，在研究中我们发现，进行FMT后6个月～1年，SAH患者的肠道菌群结构会发生明显的变化，部分致病菌如肺炎克雷伯菌数量会下降，而部分非致病菌如绒毛肠球菌、长双歧杆菌数值会增加。此外，部分代谢途径亦会发生变化，在SAH患者中原本高度活跃的代谢途径，如与炎症(花生四烯酸代谢)、细胞毒性和氧化应激(香叶醇和苯乙烯降解)、内源性有毒乙醇和挥发性有机化合物负荷(己内酰胺、甲苯和丙酸代谢)及芳香族氨基酸生成(色氨酸和丙酸苯丙氨酸代谢)相关的途径会显著减少并修饰成部分有益的途径，如非芳香族氨基酸生物合成、代谢、抗炎途径(硫胺代谢、过氧化物酶体和过氧化物酶体增殖物激活受体途径)和细胞再生[4]。

2 靶向治疗

2.1 补充微生物的代谢物 在ALD模型老鼠和ALD患者中，我们均发现肠道菌群的代谢产物发生了明显变化。有实验表明，ALD小鼠肠道内饱和短链脂肪酸(SFLA)明显减少，给予这些老鼠补充SFLA后，肠道乳酸杆菌的种类会明显增加，亦会改善乙醇导致的肝损情况[22]。同样，补充丁酸的前体物质三丁酸甘油酯，会增强肠道屏障和改善酒精性脂肪肝[23]。根据宏基因组学和代谢物组学分析，ALD小鼠胆汁酸代谢发生明显改变，法尼醇X受体(FXR)活性会下降，FXR影响多种抗菌物质的合成，包括血管生成素-1和核糖核酸酶-4，这些抗菌蛋白的缺失会导致SIBO的发生[27]。Fexaramine是FXR受体激动剂，给予ALD老鼠补充Fexaramine后，我们观察到肠道炎症可以得到改善、肠道屏障功能稳固、肝脏脂肪变性和肝脏损伤减少。

2.2 补充生物工程细菌 生物工程菌是精准调节肠道菌群的另一种方法。在适度饮酒、酗酒患者和酒精性肝硬化患者中，肠道菌群的结构和功能发生明显的变化。革兰阴性菌分泌产生的抗氧化剂吡咯喹啉醌，通过对抗乙醛引起的氧化应激而减轻肝脏损伤[24]。在动物试验中，乙醇喂养的大鼠模型中，补充吡咯喹啉醌能降低血液中乙醛的水平[25]。补充转染了吡咯喹啉醌质粒的大肠杆菌Nissle 1917能降低乙醇诱导的肝氧化应激和高脂血症[24]，提高粪便中SCFA(包括醋酸盐、丙酸盐、丁酸盐等)的水平。

2.3 调节微生物代谢途径 我们已通过生物工程加工出可生产和分泌白细胞介素22(IL-22)的罗伊氏乳杆菌。利用代谢组学分析，我们发现在乙醇喂养的小鼠和酒精性肝炎患者中，肠道色氨酸代谢产物如3-吲哚乙酸的水平均有所下降。吲哚-3乙酸是芳基烃受体的配体，诱导3型固有免疫细胞(ILC3)产生 IL-22。所以，ALD模型大鼠，肠道ILC3产生IL-22被抑制。在大鼠实验中，补充3-吲哚乙酸或产生IL-22的罗伊氏乳杆菌可诱导作用于肠上皮细胞的IL-22靶基因REG3G，可减少肠道细菌易位和改善ALD的肝损伤情况[26]。另外，有研究已证实，在ALD小鼠和患者中，血浆LPS水平会明显增高，会激活LPS/Toll样受体-4(TLR-4)通路，引起细胞下游免疫级联反应，激活核因子-κB(NF-κB)和蛋白-1，释放下游细胞因子如γ干扰素、TNF-α、IL-6、IL-1、趋化因子和活性氧。在TLR-4敲除和突变的小鼠中，我们观察到ALD小鼠的肝脏脂肪变性、细胞坏死和炎症均得到显著改善。所以，我们可以利用LPS/TLR-4通路，可以通过敲除TLR-4，从而达到治疗ALD[27]。

综上所述，肠道菌群变化是ALD发病的重要因素，所以肠道菌群可做为ALD的治疗靶点。通过饮食、益生菌、益生元、抗生素、粪菌移植等方法可非靶向改变肠道菌群，而通过补充肠道特定微生物代谢物、补充生物工程细菌、调节微生物代谢途径可靶向精准的改变肠道菌群，从而达到治疗ALD的目的。但这些研究尚处于初级阶段，目前对肠道微生物与宿主间的研究较多，而对于肠道菌群与ALD的研究较少，我们仍需不同的ALD临床前模型、ALD临床期分期和大量的样本来证实肠道菌群与ALD患者间的相互作用。