溃疡性结肠炎患者血清TNF-α、IL-10表达与肠道菌群分布的相关性

何赢，张军，张岩

溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)的发生、发展与免疫功能异常密切相关，而免疫功能异常主要由细胞因子介导[1]。白细胞介素(interleukin，IL)是白细胞或免疫细胞间相互作用的淋巴因子，已被证实能与血细胞生长因子相互协调、相互作用，共同参与免疫功能的调节[2]。作为常见细胞因子，IL-10不仅与免疫细胞调节有关，且可抑制炎症反应及进展，改善患者预后[3]。肿瘤坏死因子-α(tumour necrosis factor-α，TNF-α)主要由神经元及神经胶质细胞释放，目前已被证实与机体神经细胞的生长、增殖及分化功能密切相关[4]。细菌菌群是生物主要类群之一，不仅能使机体免疫系统成熟，还对胃肠道神经及内分泌有一定调节作用[5]。此外，有研究证实，当肠道内菌群发生紊乱时，可导致菌群移位并进入微循环，一旦菌群移位至微循环将介导并推动炎症反应的发生与发展，不利于预后[6]。由此推测UC患者血清TNF-α、IL-10表达与肠道内菌群分布有一定内在联系，但机制尚不清楚。本研究主要观察UC患者肠道菌群分布情况，并分析血清TNF-α、IL-10水平与肠道菌群分布的关系，旨在为未来UC干预方案的制定及调整提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2017年1月至2020年6月南京医科大学附属南京医院(南京市第一医院)完成治疗的29例活动期UC患者，作为观察组；并选取同期院内完成治疗的29例缓解期UC患者，作为对照组。其中，观察组男14例，女15例；年龄17～71岁，平均年龄(47.17±16.05)；病程3个月至12年，平均病程(7.41±2.13)年；病变部位：左半结肠10例，直乙结肠19例；病情程度：轻度13例，中度15例，重度1例。对照组男14例，女15例；年龄26～71岁，平均年龄(49.24±15.24)岁；病程4个月至12年，平均病程(8.01±2.06)年；病变部位：左半结肠12例，直乙结肠17例；病情程度：轻度12例，中度13例，重度4例。统计学对比两组一般资料，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可对比性。

1.2 纳入与排除标准

1.2.1 纳入标准 ①患者符合《溃疡性结肠炎临床诊断指南》[7]内疾病相关诊断标准；②临床资料保存完整，包括就诊资料、实验室指标检查资料、相关量表评估资料及其他检查资料等。

1.2.2 排除标准 ①伴有重要脏器相关疾病的患者，如心肌炎、肾衰竭、肾结石、肺炎等；②伴有恶性肿瘤疾病的患者；③合并传染性疾病或感染性疾病的患者；④服用其他可能影响肠道菌群分布药物的患者；⑤经查有幽门螺杆菌感染的患者。

1.3 方法

全部患者均于入院后1 d早晨接受血清指标检测及肠道菌群分布检测，检测结果资料完整。

1.3.1 血清指标检测方法 在患者空腹状态下抽取4 mL外周肘静脉血，使用TD5A自动脱盖离心机(长沙英泰仪器有限公司)，以3 000 r/min的速度离心15 min后取血清，使用酶联免疫吸附法(ELISA)检测血清TNF-α、IL-10水平，试剂盒由合肥莱尔生物科技有限公司提供。

1.3.2 肠道菌群分布检测方法 留取晨起后新鲜粪便标本，并将粪便存放在含有4.5 mL的稀释液中，使用旋涡混合震荡器(江苏金怡仪器科技有限公司，XH-J型)，以3 000 r/min的转速震荡1 min后，经细菌培养，采用奥林巴斯CX33三目生物显微镜(武汉医捷迅安商贸有限公司，CX33型)检测标本内菌群菌落数，分别观察3次，取3次的平均值作为最后结果，包括乳杆菌、双歧杆菌、拟杆菌、梭菌。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 两组血清指标比较

观察组血清TNF-α水平高于对照组，且血清IL-10水平低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 两组血清指标比较

2.2 两组肠道菌群分布比较

观察组乳杆菌、梭菌数量均多于对照组，且双歧杆菌、拟杆菌数量均少于对照组，差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

表2 两组肠道菌群分布比较

2.3 各血清指标与肠道菌群分布的相关性分析

采用双变量Pearson直线相关性分析，结果显示，血清TNF-α水平与乳杆菌、梭杆菌均呈正相关(r>0，P<0.05)，与双歧杆菌、拟杆菌均呈负相关(r<0，P<0.05)；血清IL-10水平与乳杆菌、梭杆菌均呈负相关(r<0，P<0.05)，与双歧杆菌、拟杆菌均呈正相关(r>0，P<0.05)。见表3。

表3 各血清指标与肠道菌群分布的相关性分析 (r)

3 讨论

文献指出，UC患者均伴有肠道菌群紊乱风险，肠道菌群紊乱是导致UC迁延不愈的主要因素[8]。且有相关报道显示，严重的肠道菌群紊乱可加重肠道黏膜的受损程度，而肠道黏膜受损程度与UC病变程度呈正相关[9]。提高UC整体治疗效果，早期评估患者肠道菌群分布情况及其可能存在的紊乱风险并合理干预，是改善UC患者预后的关键。

肠道内菌群被证实与多种消化道疾病的发生及发展密切相关。本次研究结果显示，观察组乳杆菌、梭菌数量均多于对照组，且双歧杆菌、拟杆菌数量均少于对照组，初步表明肠道内菌群异常分布与UC患者的病情程度密切相关。究其原因，乳杆菌需要大量氧分子进行相关代谢活动，且在代谢过程中能够分泌过氧化氢、超氧化物等对机体组织具有损伤作用的氧自由基，增加肠道组织受损程度，进而增加肠道黏膜病变风险[10]。梭菌中所含丁酸激酶能够分泌大量丁酸，而研究显示，丁酸可导致其他菌群发生紊乱，影响消化道内受损的组织自我修复能力[11]。此外，乳杆菌、梭菌均可影响脂质代谢，增加机体饥饿感，进而促使机体摄入大量食物，增加脂质储存量，加重肝脏负担，进一步增加肠道黏膜病变风险[12]。大部分的拟杆菌中均含有胆汁酸盐水解酶，这种酶可与胆固醇、胆盐等多种物质直接结合，进而达到降低机体内胆固醇水平的作用[13]。故拟杆菌的减少可增加UC患者发生高血脂、高血糖风险，加重肝脏组织受损程度，进而增加肠道黏膜病变风险。此外，双歧杆菌属作为一种益生菌，对核因子κB通路具有调节作用，可减轻炎症反应程度，从而减轻消化道黏膜受损程度[14]。但是若双歧杆菌分布减少，可导致其他菌群过度生长，引发菌群紊乱，增加消化道病变风险[15]。

诸多研究显示，炎症反应可导致胃肠道正常内环境发生紊乱，引发消化道黏膜屏障功能失调，增加消化道黏膜病变风险[16-17]。故推测炎症反应可能与个体肠道菌群分布有一定联系。TNF-α、IL-10是常见炎症因子，可显著反映机体内炎症反应发生程度[18-19]。本次研究结果显示，观察组血清TNF-α水平高于对照组，且血清IL-10水平低于对照组，表明UC患者均伴有不同程度的炎症反应。TNF-α是一种多功能的促炎因子，能够加重体内炎症反应程度，加重消化道组织、黏膜受损程度，对预后产生明显影响[20-21]。IL-10是一种多细胞源、多功能的细胞因子，调节细胞的生长与分化，参与炎性反应和免疫反应，是公认的炎症与免疫抑制因子[22-23]。而关于炎症对肠道菌群影响，有大量研究发现，双歧杆菌能降低TNF-α及脂多糖水平，进而减轻胃肠道内炎症反应，达到减轻胃肠道负担的目的[24-25]。由此可见，血清TNF-α、IL-10等主要炎症指标的异常表达可能与UC患者肠道菌群分布有一定联系，可能参与了患者肠道菌群失调的发生。为了更进一步明确UC患者血清TNF-α、IL-10表达与肠道菌群分布的关系，本研究采用双变量Pearson直线相关性分析，结果显示，血清TNF-α水平与乳杆菌、梭杆菌均呈正相关，与双歧杆菌、拟杆菌均呈负相关；血清IL-10水平与乳杆菌、梭杆菌均呈负相关，与双歧杆菌、拟杆菌均呈正相关。上述结果均证实，UC患者血清TNF-α、IL-10异常表达与患者肠道菌群分布有明显的相关性，该结果可能对未来UC患者菌群分布的早期评估及干预有一定指导价值。但需要注意的是，本研究并未对肠道菌群紊乱情况进行分组，并观察各血清炎症指标是否是患者肠道菌群紊乱发生的影响因素，仅仅是证实了二者之间的相关性，但其因果关系尚不清楚，仍需在未来展开大样本、前瞻性的研究，并纳入其他可能的影响因素进行综合分析加以验证。

综上所述，UC患者普遍存在肠道菌群分布异常的情况，可能与血清TNF-α、IL-10异常表达相关，临床可通过早期持续监测UC患者的血清TNF-α、IL-10水平，以评估其肠道菌群分布情况，指导早期合理干预。