肝硬化患者肠道微生态研究进展

邢乐康 邓永东 金凤玲

肝硬化是由一种或多种原因如乙型肝炎病毒(HBV)感染，酗酒，胆汁淤积和药物或化学毒物等引起的常见弥漫性肝损害。其并发症包括上消化道出血，肝性脑病和肝衰竭等，并发症的发生常成为患者死亡的主要原因。近年来众多研究表明，当肝硬化发生时，因“肠-肝轴”(gut-liver axis)这一特定连接方式会造成肠道屏障被破坏，机体免疫功能下降，肠道微生态失衡并继发肠道感染和内毒素的产生；当机体发生肠道菌群紊乱时不但会使肠道感染程度更加严重还会进一步加重肝脏代谢负担并使肝组织破坏程度明显上升，二者相互作用和影响。本文对肝硬化及其并发症的发生与肠道微生态关系的研究现状进行综述。

一、肠-肝轴

肠道和肝脏作为机体重要的营养代谢器官，共同承担着消化，吸收营养物质和代谢产物等作用，从而维持机体正常生理功能和健康。肝脏有独特的双重血供系统，并参与机体凝血，解毒，吞噬或免疫等重要生理功能。有研究证实[1]肠道微生物在肝脏疾病中扮演重要角色，当肠道黏膜通透性增加时，可导致肠道细菌易位和代谢产物释放并通过门静脉运输至肝脏，发生氧化应激反应和炎症。Marshall于1988年首次提出了“肠-肝轴”的概念。

近年来Ivana Milosevic等[2-3]表示胃肠道与肝脏通过门静脉循环形成解剖学与功能学上的双向相互作用。当肝组织受损时，肝血窦壁上附有的库普弗细胞吞噬功能受损，部分炎症因子释放并通过免疫反应导致肝脏细胞破坏，同时刺激肠黏膜导致屏障作用受损，使肠内的有害物质如细菌毒素等穿过肠黏膜进入机体组织、器官和血液循环；当肠组织受损时，其机械，化学，免疫及生物屏障均受到破坏，导致来源于致病微生物等的有害物质通过免疫连接，被树突细胞识别，或通过调节T细胞反应激活适应性免疫系统。这时最低浓度的病原体相关分子模式(PAMP)，如脂多糖(LPS)、肽聚糖和鞭毛蛋白，通过toll样受体(TLR)和nod样受体(NLR)激活核因子kappa B(NFκB)，从而使炎症性细胞因子和趋化因子进入门静脉循环破坏库普弗细胞和星状细胞[3]。除此之外，PAMPs还可促进纤维化，使肝硬化程度进一步恶化。

由此可见，通过肠-肝轴使肠道微生态失衡与肝脏疾病尤其是肝硬化的发展紧密联系在一起。正确认识肠道微生态，对于肝硬化的治疗及预后有重大意义。

二、肠道微生态的组成和作用

人体肠道定居着大量微生物，其中益生菌为机体提供营养并具有防御病原体等作用，占整个菌群90%以上；中性菌主要包括大肠埃希菌和韦荣球菌等，这些细菌在正常情况下对人体健康有益，但当其发生增殖失控或转移到非肠道组织定居时，会对机体产生危害；而有害菌如痢疾杆菌，沙门氏菌等释放毒素等并刺激机体产生应答造成机体正常生理功能受损。

肠道微生态参与人体免疫调节，营养物质代谢和病原体防御等重要生理功能，影响人体健康并与机体形成共生关系。Shaoling Lin等[4]表示肠道微生态通过膳食多酚及其代谢产物共同调节营养物质代谢。肠上皮间淋巴细胞、固有层淋巴细胞和派尔集合淋巴结共同组成了肠相关淋巴组织，三者在固有免疫中发挥重要作用，而肠特异性淋巴细胞发挥更强大的适应性免疫功能，可共同防御病原体。

三、肝硬化与肠道微生态

(一)乙肝肝硬化肠道微生态特征 乙型肝炎病毒(HBV)感染是肝硬化发生的主要病因之一，据统计[5]，我国肝硬化患者中有60%是由HBV感染所致。慢性乙肝病毒感染的发生和发展不仅取决于乙肝病毒载量、毒力和侵入途径，而且与宿主的免疫功能和肠道菌群结构有关[6]。

Sarangi等[7]发现，肝硬化患者和健康人群组的肠道微生物群存在聚集差异，肝硬化患者的肠道微生物群多样性降低，其优势菌(拟杆菌、硬杆菌和变形杆菌)的丰度相似，而厚壁菌门、蓝细菌、螺旋体、迷踪菌门和黏胶球形菌门丰度降低，并与健康组有显著差异。由此可见，肝硬化患者肠道菌群多样性降低，丰度减少且优势菌比例下降。研究人员猜测造成这一现象的原因可能是由于肠道内缺乏某种特定细菌从而导致肠道内代谢失衡并使菌群丰度减少。

随着肝硬化严重程度的加重，肠道菌群也同样发生着变化。研究人员发现[8]，与健康对照组相比，肝硬化代偿组和失代偿组的肠道微生物群存在显著的失调，硬杆菌属、拟杆菌属、变形杆菌属和螺旋杆菌属相对丰度等在代偿期与失代偿期患者体内均显著降低，而链球菌属、巨嗜热菌属和嗜血杆菌属等丰度升高。

造成肝硬化患者肠道菌群失调原因可能是由于患者的肠道动力改变、胃内部pH值较高和结肠内胆汁酸浓度较低。此外，胆汁酸浓度的降低还可能引起细菌的致病性增加和炎症过度反应。也有学者[9]认为肝硬化患者发生免疫功能障碍，诱发肠道PAMPs的产生，过度的炎症因子被级联激活刺激肠道黏膜，引起肠道黏膜屏障破坏和通透性改变，从而导致肠道菌群失衡[6,10]。

(二)酒精性肝硬化肠道微生态特征 酗酒已成为肝硬化发生的另一主要原因，酒精浓度可刺激肠道过度生长，酒精及其降解产物破坏肠上皮细胞，导致肠道通透性增大，炎症反应增强和肠源性PAMP(如内毒素)含量增加。

有学者表示[3]，酒精的过量饮用与产丁酸盐梭状芽孢杆菌的物种数量减少和促炎性肠杆菌的数量增加有关。Dubinkina等[11]表示酒精性肝硬化与肠道菌群结构和患者代谢能力的变化有关。在酒精性肝硬化人群中，肝硬化发展程度与多个益生菌群数量呈负相关，而酒精依赖性病原体包括促炎性肠杆菌科数量增加。以上结果均表明酒精因素及相关肝功能的紊乱对肠道微生物群具有负面影响，可导致肠道菌群失调。

四、肝硬化并发症肠道微生态相关性

(一)肝性脑病 肝性脑病是肝硬化后期常见的并发症之一，其患者体内肠道微生态同样发生变化。Shang Liang表示[12]，人体内有多种细菌存在，肠道微生物作为其中重要的组成部分之一调控着大脑活动与行为，菌群失衡可导致脑功能和精神障碍。现研究已证实，氨在肝性脑病发病过程中扮演重要角色，一般认为肝硬化中的高氨血症主要是由产生尿素酶的细菌分解尿素所致，因此大多数治疗方法都针对这些产氨结肠细菌[13]。

在肝性脑病患者结肠固有菌同样也发生变化。Jasmohan S Bajaj[14]对有明显的肝性脑病症状的患者和没有明显症状的肝性脑病患者粪便标本进行比较发现，二者粪便微生物组成并无明显差异。相关人员表示定居在乙状结肠黏膜表面和结肠黏膜固有层的细菌如毛螺菌科和瘤胃球菌科细菌，及其他属如伯克霍尔德菌科属、链球菌属、碱性念珠菌属和卟啉单胞菌科副杆菌属等与肝性脑病患者的认知能力相关，对以上菌群变化进行检测能更快的对肝性脑病发展情况实施监控与评价。该实验结果提示我们肝性脑病发病机制中在黏膜表面的菌群可能比肠管内菌群更易或更早发生改变。因此，肝硬化和微生物群认知功能障碍的治疗应侧重于胃肠道疾病，更在于对肠道菌群进行调控与干预。

现有研究发现肝性脑病患者唾液菌群稳态也随着疾病的进展而变化。Naga S Betrapally等[15]同时对粪便菌群和唾液菌群进行研究发现，与对照组相比，在粪便标本中，肝硬化患者的正常菌群如韦荣球菌科、瘤胃球菌科和梭状芽孢杆菌相对丰度明显较低，在肝性脑病患者体内其数值进一步降低。在唾液标本中，对照组和肝硬化患者的唾液微生物群表现出显著差异，两组患者唾液中链球菌的相对丰度均显著高于粪便中链球菌的相对丰度，在即将发展为肝性脑病前患者中更为突出。该研究提示唾液菌群与肠道菌群稳态紧密联系，可为临床治疗提供新方向。

(二)肝肾综合征 肝肾综合征是指肝硬化患者肾脏无实质性病变，但临床有肾功能受损表现的疾病。目前有研究认为，NO的减少导致红细胞因子生成减少和二甲基精氨酸水平的升高[16]。在晚期肝硬化患者中，肠道菌群失衡，二甲基精氨酸水平升高可降低肾小球滤过率，加重肾功能损害。同样，感染可致肠黏膜屏障受损，造成菌群紊乱，进一步加重肝肾负担。Theresa Bucsics等[17]表示,停止使用利尿剂和肾毒性药物治疗感染和胃肠道出血，而使用血管加压药如去甲肾上腺素等并与静脉白蛋白联合应用可达到治疗肝肾综合征的较佳效果。

五、肠道微生态检测手段

肠道微生物检测手段目前包括传统检测手段，分子生物学技术，高通量测序技术和宏基因组学检测，同时一些间接评价指标也可以对肠道微生态进行评估，如肠道PH值测定，粪便性状评价，粪便直接涂片，肠黏膜通透性相关指标等及肠道菌群代谢产物测定，以上技术的综合应用可对肠道微生态状态进行更为客观全面准确的评价。

六、肠道治疗

众多研究均表明肠道菌群失衡的调控是辅助治疗肝硬化的重要手段之一。近年来也有越来越多的人员对此进行探讨研究与试验，为保持肠道微生态稳定性提供新思路与治疗手段。

(一)益生菌与益生元 益生菌是一类对人类健康有益，调节并改善微生态环境的非致病菌，双歧杆菌与乳酸杆菌是发挥重要作用的益生菌。益生元是一种膳食补充剂，其通过选择性的刺激一种或少数种菌落中的细菌的生长与活性而对寄主产生有益的影响从而改善寄主健康的不可被消化的食品成分，主要包括双歧因子，异麦芽低聚糖，乳果糖和低聚果糖等。使用后可促进肠道蠕动，降低氨浓度和改善肝功能。但也有研究表明[18]有肝硬化患者在单纯使用益生元后不良反应增加，而联合生物治疗增加了非产尿素酶乳酸杆菌的含量，可降低血氨与内毒素浓度，故二者联合治疗显得尤为重要[19]。

(二)粪便移植 粪便移植可以对患者肠道微生态进行重建，对紊乱的肠道菌群结构进行调节。粪便移植可改善肝性脑病患者的认知能力和增加肠道益生菌[20]。但是，这一治疗手段也存在伦理和宗教等方面的问题，同时，其安全性也成为研究人员担忧的重点，有报告称[21]，将结肠癌患者的粪便植入无菌小鼠体内后引起了肿瘤的发生。这些研究都提示我们需要谨慎对捐赠者进行筛选，严格按规程进行粪便移植操作。该治疗手段还需更多的讨论与研究。

(三)幼儿大便悬液灌肠法 田威[22]通过对1例肠道菌群失调的患者进行健康幼儿大便悬液灌肠治疗，该方法治疗后，患者腹泻症状得到控制。该项临床病例提示我们，幼儿大便悬液灌肠法作为新兴治疗肝硬化肠道菌群失调的手段，可加大病例治疗数目从而得到更可靠客观的疗效。

(四)人工细菌改造 随着分子生物学与基因组学技术的迅速发展，通过人工引入基因表达调节系统对肠道菌群进行改造，达到肝硬化患者肠道微生态的稳定。

七、讨论与展望

肝脏与肠道微生态通过肝肠轴紧密联系在一起，当肝脏功能受损时，肠道菌群紊乱，导致肠道菌群异位及肠黏膜屏障受损，释放内毒素及炎症因子入血，进一步损害肝功能，加重肝硬化程度。通过对肠道微生态的研究及调控手段的认知探索，我们可以通过人工干预进行肠道菌群调控从而使其保持平衡状态，为肝硬化治疗提供更全面的方案。但是，目前有一些方面仍值得继续探讨，如不同级别肝功能患者体内肠道微生态是否有区别，从而可以选择针对治疗；肠道微生态内真菌作为一大组成部分其如何发挥作用，是否有手段进行干预；肠道微生态的治疗方法如粪便移植和人工改造等仍存在一些问题，需要进一步探讨。对肝硬化患者肠道微生态进行研究，通过调控肠道微生态对肝脏疾病治疗提供新的思路与方向。