布拉酵母菌在炎症性肠病中的治疗作用及其机制研究

冉 丹 张振玉

南京医科大学附属南京医院(南京市第一医院)消化科(210000)

炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)是一种慢性肠道炎症性疾病，主要包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)和克罗恩病(Crohn’s disease, CD)，临床表现以腹痛、腹泻、黏液脓血便常见，并可同时合并不同程度的肠外表现，呈慢性病程，易反复发作。多数研究认为IBD的病因和发病机制涉及环境因素、肠道菌群、遗传因素、免疫因素等多种因素。近年来，越来越多的学者关注到IBD患者的肠道菌群变化[1]，基于调节肠道菌群作用的微生物制剂亦被广泛用于IBD的治疗，并取得了良好的疗效。

布拉酵母菌(Saccharomycesboulardii,S.boulardii)属于酿酒酵母菌属，是一种非致病性酵母菌，于1923年由Boulard从热带水果果皮中分离而来[2]。S.boulardii并不存在于人体肠道菌群，通常连续服药3 d，肠内可达到稳定的浓度，停药后2～5 d从粪便中完全清除，且在肠内不与细菌发生遗传性物质传递。本文就S.boulardii在IBD中的治疗作用及其机制作一综述。

一、IBD患者的肠道菌群失衡

健康人体的肠道系统中含有数以万亿计的微生物共生，不同种类微生物的动态平衡可形成天然的保护屏障以抵御外部侵袭，并维持肠道健康。同时，这些微生物的代谢产物会转运至体内相应的靶点，调节生理、代谢、免疫等相关反应过程[3]。当微生态屏障失衡后，肠道黏膜通透性升高，细菌移位并侵袭肠黏膜，导致肠道发生炎症、感染，继而出现功能障碍。长期慢性炎症又会使微生物多样性减少，炎症部位微生物群落结构出现明显差异，最终导致IBD患者出现微生态失调与生理变化之间的恶性循环[4-5]。Sokol等[1]对235例IBD患者的粪便细菌和真菌组成进行检测发现，与健康组相比，UC患者体内细菌和真菌α多样性显著降低，酿酒酵母菌比例下降，白色念珠菌比例增加。CD患者体内细菌多样性下降，但真菌多样性与健康组相比无明显差异，CD患者特有的肠道环境可能是以细菌减少为代价，以支持真菌的生存，说明细菌与真菌之间也存在结构失衡。因此有必要从肠道菌群着手研究治疗IBD的新方法。S.boulardii作为一种耐胃酸、耐胆汁、耐抗菌药物的益生菌制剂，可通过多种机制在IBD的辅助治疗中发挥明确的疗效。

二、S. boulardii在IBD治疗中的应用

Guslandi等[6]的研究发现，S.boulardii联合美沙拉嗪对临床缓解期回结肠型CD患者(CDAI<150)的复发率为6.25%，明显低于单用美沙拉嗪组(37.5%)。另一项研究[7]联合S.boulardii辅助美沙拉嗪治疗轻中度UC患者，结果显示大部分患者获得了临床缓解，证实S.boulardii有益于UC患者的恢复治疗。许永春等[8]的研究结果显示，美沙拉嗪联合S.boulardii治疗轻中度UC组的临床有效率明显高于对照组(90.3%对64.5%)，半数以上患者的腹痛、腹泻、血便等临床症状达到了完全缓解，内镜下黏膜充血、水肿、糜烂等的疗效亦优于对照组。在另一项S.boulardii联合美沙拉嗪治疗轻中度UC患者的临床试验中，治疗组粪便钙卫蛋白含量较对照组明显下降，血清炎性因子水平、复发率亦明显降低(7.4%对24.2%)[9]。上述研究结果均表明，联合S.boulardii可增强传统药物的疗效，减轻患者临床症状，促进黏膜愈合，在一定程度上降低血清相关炎性因子。

三、S. boulardii的主要作用机制

1. 改善肠道屏障功能：S.boulardii可改善肠道屏障功能[10]。Zhou等[11]用S.boulardii处理DSS诱导的结肠炎小鼠，发现结肠上皮细胞中occludin和claudin-1表达较对照组明显增加。阙雪梅等[12]的研究中，与DSS诱导的结肠炎小鼠模型组相比，美沙拉嗪组、S.boulardii组、S.boulardii联合美沙拉嗪组小鼠肠黏膜紧密连接蛋白(ZO-1、occludin)表达均明显增加，尤其是联合用药组，说明S.boulardii对IBD肠黏膜屏障功能具有保护作用。Garcia Vilela等[13]的研究发现，与服用安慰剂组相比，服用S.boulardii的缓解期CD患者结肠渗透性显著降低，S.boulardii可通过加强肠道屏障功能减少细菌移位风险。Terciolo等[14]的研究发现IBD患者肠上皮细胞E-钙黏蛋白表达下降，而E-钙黏蛋白在介导肠上皮细胞间的紧密连接中具有重要作用；S.boulardii可通过Rab11A蛋白依赖性再循环内体促进E-钙黏蛋白的再循环，增强肠道屏障功能。

2. 调节肠道菌群平衡：有研究[15]以S.boulardii灌胃DSS结肠炎小鼠，结果显示结肠黏膜标本中炎症标志物减少，细菌多样性增加，证实S.boulardii可能有助于改善小鼠结肠炎肠道微生态失调和炎症反应。王春赛尔[16]的研究以5×107CFU/dS.boulardii灌胃结肠炎小鼠13周，结果显示，与对照组相比，芽孢杆菌属、乳球菌属增加，拟杆菌属、假单胞菌属等减少。芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌能通过平衡菌群来调节促炎因子和抗炎因子的表达，呈剂量依赖性地提高短链脂肪酸(short chain fatty acids, SCFAs)水平，对促进结肠炎黏膜愈合有一定的作用[17]。Bloom等[18]应用IBD的dnKO小鼠模型建立非无菌系统以筛选诱发疾病的微生物，结果表明拟杆菌属在一定条件下或能诱发结肠炎症。由此可见，S.boulardii可能通过增加有益菌、减少有害菌来发挥对IBD肠道微生物群的保护和稳定作用。

3. 抑制信号通路、调节免疫反应和炎症因子：S.boulardii可通过影响肠道宿主细胞的关键信号通路，如通过抑制调节炎症反应的NF-κB、MAPK通路，来降低促炎因子的分泌，从而减少炎症、组织损伤[19-21]。NF-κB是IBD炎症的关键调节因子，其是一类具有多向调节作用的核转录因子[21]。在未受刺激的细胞中，NF-κB存在于与其抑制剂IκB结合的细胞质中；在促炎因子、细菌或细菌产物刺激细胞后，IκB经磷酸化等机制降解，NF-κB转移至细胞核中，与调控炎症相关的基因位点结合，启动基因转录，诱导产生相关炎症因子，如IL-8、TNF-α等。Mumy等[20]的研究结果显示，S.boulardii可通过抑制IκB磷酸化和降解来阻止NF-κB的活化，同时减少IL-8的分泌。Chang等[19]的研究证实S.boulardii的抗炎、抗感染特性与抑制MAPK信号途径相关。最近一项研究指出，Wnt信号途径可能通过与NF-κB、MAPK、AKT、STAT等信号通路相互作用，并控制炎症因子的产生，在IBD肠道炎症调节中起有重要作用[22]。有研究[16]证实S.boulardii可抑制结肠炎动物中Wnt信号途径的激活。S.boulardii还可使肠道促炎因子表达减少，调节促炎因子与抗炎因子的动态平衡，从而改善肠道炎症反应和黏膜损伤，这可能是S.boulardii治疗UC的重要作用机制之一[23]。另一方面，S.boulardii可通过上调sIgA表达来保护肠黏膜。sIgA是肠黏膜的保护屏障，可阻止病原体黏附于肠黏膜，并对部分病原体有清除作用[24]。王瑰娜等[25]的研究显示，S.boulardii可明显上调sIgA表达，从而减轻IBD的肠道炎症反应。

4. 益生元效应：Machiels等[26]对214例IBD患者粪便菌群进行DGGE分析，发现产丁酸盐的细菌罗斯拜瑞菌和普拉梭菌明显减少。丁酸盐属SCFAs，与抑制炎症相关[27]，其能通过降低环氧合酶、过氧化物酶的表达，抑制组蛋白去乙酰化和NF-κB活化，减轻炎症反应，从而保护肠黏膜屏障[28]。丁酸盐对肠道黏液的产生、紧密连接表达也有一定促进作用[29]。S.boulardii的细胞壁由葡聚糖、甘露糖蛋白、甲壳素等构成，这些物质是细菌，特别是产SCFAs细菌发酵的良好底物[30]。Schneider等[31]的研究中，长期行肠内营养的患者接受S.boulardii干预治疗后，丁酸盐增高，总SCFAs含量明显增加，治疗后第9天，粪便总SCFAs仍保持高水平。

5. 消化酶的作用：基于自身营养代谢作用，S.boulardii可分泌不同的消化酶，在人体肠道中具有抗感染或抗炎症的作用。S.boulardii分泌的碱性磷酸酶能使多种促炎细胞成分，如脂多糖、鞭毛蛋白、未甲基化的胞嘧啶核苷酸和胞外核苷酸(如尿嘧啶二磷酸盐)等去磷酸化。在革兰阴性细菌中，碱性磷酸酶可对其细胞壁成分脂多糖产生去磷酸化的作用，阻止细菌侵入肠上皮细胞[32]。Molnár等[33]发现，在IBD患儿炎症黏膜中，碱性磷酸酶蛋白水平显著降低，说明碱性磷酸酶可能在IBD炎症性病变中起有作用。

6. 调节低氧诱导因子(hypoxia-inducible factor, HIF)的动态平衡：HIF-1α与HIF-2α之间的动态平衡在维持肠内稳态方面具有重要作用。研究[34]证实，IBD患者肠上皮细胞中HIF-1α和HIF-2α表达显著上升。HIF-1α可增强肠道屏障完整性和抗微生物反应，而HIF-2α可激活促炎介质以引发免疫应答，并刺激上皮细胞增殖以促进肠上皮的再生[35]。Zhou等[11]证实S.boulardii可能通过下调HIF-1α、HIF-2α表达、抑制上皮间质转化标志物和血管内皮生长因子的表达，从而发挥抗炎的作用。

7. 激活过氧化物酶体增殖物激活受体-γ(peroxisome proliferators-activated receptors-γ, PPAR-γ)：PPAR-γ是结肠上皮细胞中表达的核受体，可介导肠道5-氨基水杨酸的抗炎作用，有望成为IBD治疗的新靶点[36-37]。S.boulardii可能通过激活PPAR-γ表达来抑制炎症。Lee等[38]的研究发现，沉默PPAR-γ表达可逆转S.boulardii对IL-8表达的抑制作用，表明S.boulardii对PPAR-γ的激活可能是另一种抗炎分子机制。

四、S. boulardii的安全性

国内外现有临床研究表明S.boulardii对轻中度、缓解期IBD患者的不良反应极少[6-9]。多数研究认为S.boulardii治疗IBD的安全性较好，联合S.boulardii并未明显增加药物的不良反应[39-40]。但作为一种活性真菌，其仍有可能污染留置于人体的血管通路装置，亦可能从受损的胃肠道腔移位至血液系统，发生真菌血症，尤其是重症监护室或免疫低下的患者。因此不建议在有长期住院史、中心静脉置管、广谱抗菌药物使用史、重症监护室患者、免疫功能低下的宿主中应用S.boulardii[41]。在实际工作中，仍需临床医师评估患者整体病情、免疫力等情况，合理应用。

五、结语

目前，IBD患者发病率在全球范围内逐年上升，其药物的治疗效果仍有待提高，新兴的益生菌制剂已成为临床研究热点。大量研究证实，益生菌作为辅助用药，可有效提高传统药物的疗效，且安全、可靠。S.boulardii通过调节肠道菌群、调节免疫反应、增强肠道屏障等多种机制，可有效改善IBD的炎症、临床症状、复发率，但不同研究之间出现了争议性结果，因此，还需进一步研究S.boulardii的作用机制、治疗剂量、疗程，验证其有效性，从而发挥治疗肠道疾病的作用。