规律运动对结直肠息肉患者肠道菌群的影响▲

徐春琴 陈文静 唐少波

(广西南宁市第一人民医院消化内科,南宁市 530022，电子邮箱：xcqxuchun@163.com)

结直肠息肉是消化道的一种多发病、常见病，是肠道的隆起性或息肉状病变，病理学将其分为非肿瘤性息肉(如炎性息肉)和肿瘤性息肉(如腺瘤)两大类，多见于40岁以上的中老年人，具体病因不明，具有高发病率及恶性变潜力，其中肿瘤性息肉(如腺瘤)被认为是重要的癌前病变[1-2]。国内外研究表明，肠道菌群是人体内的“微生物器官”，参与调节机体的稳态和健康，其与结肠息肉发病有关[3-4]。运动是一种促进机体健康的方式，可优化宿主肠道菌群的结构、促进宿主肠道菌群组分的调控，并可作用于下丘脑-垂体-肾上腺轴并激活其调节肠道菌群构成的功能，从而改善肠道微生态[5]。目前，已有研究显示，结直肠息肉的发生和进展可能与肠道菌群结构和功能改变、肠道菌群失稳态有关，规律运动可影响健康人群肠道菌群的组成和功能[6]。但规律运动与肠道菌群和结直肠息肉之间的相关性尚未见有相关文献报告。本研究以结直肠息肉患者为研究对象，观察规律运动对其肠道菌群的影响，从肠道菌群的角度为运动促进结直肠息肉患者的健康提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2019年1月至2020年6月在我院经纤维结直肠镜检查诊断为结直肠息肉的100例患者为研究对象。纳入标准：确诊结直肠息肉但尚未行息肉切除，患者及家属知情同意自愿参与并签署同意书者。排除标准：一般情况较差，严重营养不良；吸烟、素食；近2周有抗生素、益生菌、益生元、微生态活菌制剂等服用史；近3个月内接受过胃肠手术；有完全性肠梗阻、急性肠穿孔及腹膜炎等消化道疾病；有心、肝、肾等严重器质性疾病者。将46例规律运动患者作为规律运动组，54例无规律运动患者作为无规律运动组。规律运动组中男性22例、女性24例，年龄35～68(57.42±5.83)岁，体质指数18.74～35.69(25.21±4.38)kg/m2；组织学分型：管状腺瘤25例，混合腺瘤11例，绒毛状腺瘤10例。无规律运动组中男性30例、女性24例，年龄36～65(57.27±5.90)岁，体质指数 18.86～36.00(25.34±4.22)kg/m2；组织学分型：管状腺瘤27例，混合腺瘤17例，绒毛状腺瘤10例。两组患者的性别、年龄、体质指数、组织学分型比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)，具有可比性。

1.2 研究方法

1.2.1 规律运动的评估：于纤维结直肠镜检查后第7天，参考《ACSM运动测试与运动处方指南》中推荐的规律运动标准[7]对研究对象进行评估，调查前1个月至当日规律运动情况。慢走、慢跑、爬山等有氧运动时间每周至少150 min视为规律运动。

1.2.2 膳食调查：于纤维结直肠镜检查后第7天，由调查者采用简化版2010年中国居民营养与健康状况监测食物频率调查问卷(Food Frequency Questionnaire,FFQ)[8]对患者进行面询。简化版FFQ包括主食、豆类、蔬菜类、水果类、乳类、肉类等17类食物，如主食包含大米及制品、小麦面粉及制品等，肉类包含鲜(冻)猪肉、牛肉、羊肉等，量表总体相关系数范围为0.23～0.90[8]，完成问卷调查历时8～10 min。调查前1个月至当日各种食物的摄入量及摄入频率，其中主食和饮酒按品种进行询问，豆类、蔬菜、水果、乳、肉、水产品、蛋等按大类进行询问，食用油按品种及全家食用量(kg/个月)进行询问，然后采用营养计算器v2.63.6计算研究对象每日脂肪、蛋白质、膳食纤维、碳水化合物的摄入量及每日食物的总能量。

1.2.3 肠道菌群检测：于纤维结直肠镜检后第7天，收集患者晨起新鲜中段粪便1 g左右，置入厌氧罐中，30 min内送检验科，采用定量滴注法接种在可溶性淀粉培养基上，放置于37℃的恒温培养箱中培养48 h，按平板菌落计数法对大肠埃希菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、屎肠球菌等菌群进行定性及定量检测。

1.2.4 粪便总16S rRNA检测：按1.2.3方法收集患者样品粪便，从中称取0.3 g，使用土壤微生物DNA强力提取试剂盒(PowerSoil® DNA Isolation Kit，美国MoBio公司，批号：12888-50)提取粪便DNA，经甲醛变性琼脂糖凝胶电泳检测提取的总DNA质量，采用分光光度法测量DNA的纯度及浓度，-20℃冰箱保存备用。引物由Invitrogen公司合成，扩增引物为806R(5′-GGA CTA CHV GGG TWT CTA AT-3′)、515F(5′-GTG CCA GCM GCC GCG GTT A-3′)。PCR试剂盒购自深圳市麦瑞科林科技有限公司(粤深械备20200698号)，参照文献[9]中的方法制备20 μL反应体系(SYBR 10 μL，上下游引物各0.4 μL，DNA 1 μL，ddH2O 8.2 μL)，反应步骤为95℃、300 s，95℃ 10 s、60℃ 30 s(40个循环)。3个重复试验后终止于线性扩增期，使用TruSeq DNA PCR-Free Sample Prep Kit 试剂盒(Illumina公司，FC-121-4001/FC-121-4002/FC-121-4003)建库，然后在Illumina Hiseq测序仪平台对扩增产物进行双端测序。

1.2.5 其他指标检测：采集患者晨起空腹静脉血标本2 mL，送检验科检测空腹血糖水平，内镜中心行C14呼气试验检测幽门螺杆菌(Helicobacterpylori,Hp)感染情况。

1.3 统计学分析 采用SPSS 20.0软件进行统计分析。计量资料以(x±s)表示，两组间比较采用t检验或t′检验；计数资料以例数(百分比)表示，组间比较采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者膳食情况、实验室指标及运动情况 规律运动组的运动时间长于无规律运动组(P<0.05)。两组总热量、蛋白质、脂肪、碳水化合物、纤维等膳食日摄入量，以及空腹血糖水平、Hp感染率比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)。见表1。

表1 两组患者膳食情况、实验室指标及运动情况的比较

2.2 两组患者肠道菌群数量的比较 规律运动组的大肠埃希菌、双歧杆菌、乳酸杆菌数量低于无规律运动组，屎肠球菌数量高于无规律运动组(均P<0.05)。见表2。

表2 两组患者肠道菌群数量的比较 (x±s,lgCFU/g)

2.3 两组患者粪便细菌总16S rRNA相对表达量的比较 规律运动组的粪便细菌总16S rRNA相对含量为79.43±5.28，高于无规律运动组的20.57±4.60(t=58.915,P<0.001)。

3 讨 论

大肠埃希菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、屎肠球菌等是人体肠道中的正常栖居菌，参与肠道对食物的消化过程、免疫应答，维持肠道屏障等功能。肠道菌群与宿主的共生维持肠道内环境的稳定，若肠道菌群失调则对宿主产生不利影响。研究报告指出结肠息肉的发生与肠道菌群有关，大肠埃希菌、肠杆菌科、沙门菌属等变形杆菌分类群富集是结直肠息肉患者与健康个体之间肠道菌群组成最大的区别，且双歧杆菌的丰富度与结肠息肉发生的风险呈正相关，而真杆菌和乳酸杆菌具有保护肠道的作用[10]。肠道菌群能将宿主难以消化的物质分解产生营养物质，从而成为宿主消化和营养吸收过程中不可或缺的重要组成部分。粪球菌、肠球菌等肠道菌群产生的短链脂肪酸是肠黏膜的重要能量来源，主要参与调节肠道免疫应答、改善肠道屏障功能、抑制炎症等。因此，肠道菌群成为了解宿主健康状态，预估罹患结直肠息肉发展的敏感生物学指标[11]。

健康成年人的肠道菌群结构在一段时间内能保持动态稳定，但易受多因素影响，其中饮食结构是最重要的因素之一[12]。肠道菌群通过发酵膳食纤维产生短链脂肪酸，增加胰高血糖素样肽YY和肽-1水平，影响宿主糖代谢[13]。Hp感染可通过上调环氧合酶2表达、升高人体胃泌素水平而增加结直肠息肉发生的风险[14]。本研究中，两组膳食日摄入量、空腹血糖、Hp感染率比较差异均无统计学意义(均P>0.05)，说明两组患者上述指标处于同一基线水平。与无规律运动的结直肠息肉患者相比，有规律运动的结直肠息肉患者肠道中大肠埃希菌、双歧杆菌、乳酸杆菌等细菌减少，且粪便细菌总16S rRNA含量降低，表明规律运动有助于减少患者肠道中与结直肠息肉发生相关的菌科，与于鑫等[15]的研究结果相似。究其原因，可能与运动通过消耗能量、保护肠道、影响“菌群-肠-脑轴”功能活动等维持肠道菌群平衡有关[16-17]：(1)消耗能量。有规律运动的结直肠息肉患者通过运动消耗机体能量，影响和改善宿主肠道菌群的结构和功能，抑制致病菌的产生和定植，增加益生菌，进而促进肠道菌群发挥代谢功能。(2)保护肠道。运动过程中产生的厌氧菌参与肠道碳水化合物的发酵分解，后者分解为单糖或短链脂肪酸，调节肠道pH值，保护宿主不受病原体的侵犯；增加抗凋亡蛋白、抗炎细胞因子和肠淋巴细胞中的抗氧化酶的表达水平，减少促凋亡蛋白、白细胞介素17和肿瘤坏死因子α的表达水平，调节肠道免疫反应；降低肠道细菌移位率，保持肠黏膜厚度以保护肠道。(3)影响“菌群-肠-脑轴”功能活动。运动激活下丘脑-垂体-肾上腺轴，促进促肾上腺皮质激素分泌和促肾上腺皮质激素释放因子释放，改变和影响胃酸分泌、胃肠蠕动和黏液分泌，改变肠道菌群结构和组成。总之，肠道菌群失调在结直肠息肉的发生、发展中起着重要作用，运动能调控肠道菌群的结构、成分、丰富度、数量、菌群平衡[18]。因此，应督促结直肠息肉患者养成规律运动的良好习惯。

综上所述，运动作为非药物性干预措施，在优化肠道菌群的结构和组成、维持肠道微生态平衡等方面具有独特的优势和重要意义。规律运动可以优化结直肠息肉患者的肠道菌群结构，抑制有害菌，这为制订结直肠息肉患者的运动干预措施提供了参考依据。今后还需深入研究规律运动、结直肠息肉及肠道菌群之间的关系，针对作用机制、检测技术等方面进行进一步探索。