中西医调控肠道微生态干预肝衰竭的研究进展*

颜耿杰 林 镛 韦艾凌 毛德文 苏会吉 龙富立

广西中医药大学 (广西 南宁， 530200)

肝衰竭(HE)是由病毒、酒精和药物等多种因素引起的肝细胞大量坏死，肝功能严重障碍甚至失代偿的一种疾病，并发症多，治疗困难，预后差[1]。有研究表明，由于HE患者肠道菌群失调，造成人体内内毒素的产生和吸收增加，这种肠源性内毒素血症(IETM)是诱发和加重HE的重要机制之一[2]。因此，调节肠道菌群、改善肠道微生态系统已成为当下防治HE的热点和难点之一。

1 肠道微生态概述

人体肠道菌群是寄居在人体胃肠道内数以亿计的微生物总群，有约1.5千克，1 014种微生物和近2 000种不同的物种，主要包括厚壁菌、拟杆菌、变形菌、放线菌和梭杆菌等，其中大部分是厌氧的[3]。健康肠道菌群对机体是有益的，一方面，肠道为细菌定殖提供了营养丰富的环境，为代谢活跃的细菌群提供了营养来源。另一方面，肠道菌群能为宿主提供所需的营养素(维生素B、维生素K)，提高其生物利用度，有助于消化不易消化的营养素(膳食纤维)，以及由其降解产生的低脂肪酸(丁酸盐、丙酸盐、乙酸盐)[4，5]，肠道菌群与宿主之间彼此互惠互利的共生关系也因此形成。另外，肠道上皮细胞可形成物理屏障阻碍细菌侵入肠道黏膜，作为连接天然免疫与适应性免疫应答的桥梁，从而有效地维持肠道微环境稳态平衡[6]。然而，当这种平衡关系被打破时，例如肠屏障被破坏、肠粘膜受损等，肠道菌群中许多致病菌便会通过肠粘膜进入其他的脏器系统，从而危害宿主健康。

肠道菌群以多种方式影响人类健康，例如提供营养、促进生长、参与信号通路并调节免疫系统等，并被认为是许多疾病的主要促成因素。肝脏作为人体最大的代谢器官，其门静脉系统主要接受来自肠道的血液并汇集至肝脏，使得肠道与肝脏之间的关系非常密切，“肠-肝轴”也因此产生。一个完整的“肠-肝轴”依赖于稳定的肠道粘膜屏障、健康的肠道菌群以及正常的肝脏功能，其中最主要的就是肠道粘膜屏障，但这也与肠道菌群有着直接关系。肠道粘膜屏障的中心组分是肠上皮细胞，其通过顶端连接蛋白(包括密蛋白、occlu dins、E-钙粘蛋白、桥粒和连接粘附分子)与邻近细胞紧密连接，是细菌及其生物产物的天然屏障，这种屏障的破坏会导致肠道微生物的全身扩散并最终进入门静脉[7]。肠道菌群在“肠-肝轴”中也起着至关重要的作用，它参与了正常宿主生理的许多方面，包括营养状态和应激反应[8]，并通过阻止病原体的定植、与宿主肠细胞直接相互作用以及将未消化的碳水化合物代谢为链脂肪酸来保护肠道粘膜屏障功能[9]。

2 肠道微生态对肝衰竭的影响

肠道菌群是机体的重要组成部分，与多种疾病相关，如心血管疾病、代谢疾病和2型糖尿病等[10]。肠道菌群的变化与肝脏疾病的发生发展密切相关，当肠道菌群失调或肠道粘膜屏障受损时，会导致肠源性内毒素(IET)的产生和吸收增加，使大量的IET进入门静脉系统，由于HE患者的肝脏Kupffer细胞吞噬功能低下，门静脉血中IET的吸收量超过了肝脏Kupffer细胞清除IET的能力，使IET进入体循环，进而导致IETM的产生[11，12]。内毒素与肝脏Kupffer细胞表面的Toll样受体结合后产生TNF-α，诱导肝细胞坏死及凋亡，促进HE的发展。近年来有临床研究表明，肠道菌群的种类或丰度与HE存在密不可分的关系。

2.1 相关临床试验研究 王保红[13]等提取了16例健康人与26例急性HE患者粪便标本中肠道菌基因组总DNA后，对比两组间肠道菌群的多样性和分子变化特征，结果显示急性肝衰竭患者的肠道拟杆菌显著减少，肠球菌属、普雷沃氏菌属和大肠埃希杆菌显著增加，这项研究揭示了肠道菌群的组成与HE密切相关。张娟[14]选取慢加急性HE患者33例，慢性乙型肝炎重度患者31例、慢性乙型肝炎轻中度患者44例为研究对象，对照组为31例健康人，分析他们肠道菌群结构、丰度及多样性特点，发现肠道菌群多样性与丰度随着CHB疾病严重程度的发展而呈现出进行性降低的表现。

2.2 相关动物实验研究 李兰娟等[15]在建立急性HE大鼠模型后于0 h、24 h、48 h分别处死各组大鼠，定性、定量分析空肠、回肠及结肠菌群，发现急性HE大鼠存在肠道菌群失调且失调程度与肝损伤程度有关。Liu等[16]建立急性HE小鼠模型，通过16 SrDNA中V3+V4区的高通量测序，观察口腔、胃、十二指肠中菌群的相对丰度和多样性的信息，并通过LDA效应大小分析鉴定急性肝功能衰竭的细菌易位及相关变化，发现小鼠上消化道肠道菌群的多样性和相对丰度发生了显著变化。Lin等[18]从下消化道和粪便不同部位的肠内容物中提取微生物DNA，然后进行生物信息学分析，结果显示急性HE小鼠存在肠道菌群失调。

3 通过肠道微生态干预肝衰竭的机制和作用

3.1 中药调节肠道微生态干预HE 近年来已有研究表明，中药可以通过调节肠道菌群，保护肠道粘膜屏障，从而恢复肠道菌群的多样性[17,18]。人参中含有的人参多糖可以改善肠道代谢和人参皂甙的吸收，同时促进乳酸杆菌和拟杆菌属的生长[19]。运用中药调控肠道菌群进而治疗HE的研究近年来也备受关注。临床实践证明，中药在HE肠道菌群失调中发挥重要作用。

3.1.1 降低内毒素水平干预HE 内毒素在HE与肠道菌群失调中扮演重要角色，其损伤途径广泛，可损伤肠黏膜上皮细胞线粒体和溶酶体，引起上皮细胞自溶，也可引起肠微血管收缩，使肠黏膜血流量减少，导致肠组织缺血缺氧；丝氨酸蛋白酶能损伤肠粘膜屏障完整性，而内毒素可增加丝氨酸蛋白酶的活性，增加肠黏膜通透性并促使细菌易位，使得内毒素吸收增多而加重IETM[20]。IETM的产生能够与肝脏Kupffer细胞表面Toll样受体结合引发肝脏炎症及肝细胞受损，另外，还可使ATP酶活性及线粒体的能量合成功能降低而影响胆汁排泌，导致胆汁淤积进而引起肝损害，胆汁分泌减少或胆汁成分出现变化，破坏“肠-肝轴”平衡，导致肠道细菌大量增多、肠蠕动减慢，出现肠道菌群失调[21]。因此，在HE的治疗上，可将降低肠道内毒素水平作为重要方法。朱文芳等[22]纳入60例慢加急性HE患者探究温阳解毒化瘀方对其肠道菌群和血浆内毒素的影响，发现温阳解毒化瘀方能够有效增加双歧杆菌的菌落数，降低肠杆菌数量，进而降低血浆内毒素水平。刘茵等[23]选取90例慢加急性HE患者，观察解毒化瘀颗粒对慢加急性HE患者肠道菌群及肠道屏障功能的影响，结果表明解毒化瘀颗粒可以很好的提高肠道肠球菌属、双歧杆菌菌属数量，而降低酵母菌及DAO、ET、PCT水平，有效改善患者肠道菌群结构、缓解内毒素血症、改善肠粘膜屏障功能及肝功能。

3.1.2 恢复肠道屏障功能干预HE 正常情况下，肠道菌群中的有益菌属通过发挥黏附作用与肠上皮紧密结合，形成肠道微生态屏障，增强了胃肠黏膜屏障功能，形成“肠道定植抗力”，能够抵御致病菌的入侵。有益菌通过产生多种抑菌与抗菌成分，如乳酸、细菌素等，使得致病菌的活力与功能减退。如果致病菌过度生长，其细菌蛋白酶不仅损伤肠黏膜上皮细胞微绒毛膜蛋白，还能干预肠黏膜上皮细胞的生化反应，损害微绒毛，并能分泌一些毒素或代谢产物干扰肠上皮细胞蛋白质合成，显著增强肠黏膜通透性，促使肠道屏障功能受损[24]。研究表明，中药治疗可有效提高肠道菌群中有益菌属的含量，降低致病菌数量，达到改善肠道微生态的作用。张璇等[25]通过建立急性HE小鼠模型发现，中药方剂赤白汤可有效提高乳酸杆菌和双歧杆菌的含量，降低大肠杆菌小鼠肠道中和肠球菌丰度，表明赤白汤可以通过抑制有害菌、促进肠道优势菌的生长，改善肠道菌群和肠屏障功能。李海凤等[26]同样纳入60例慢加急性HE患者，治疗组患者在常规治疗中加用赤芍承气汤高位保留灌肠，结果显示中药治疗组患者肠道内拟杆菌、双歧杆菌、梭菌、乳酸杆菌有益菌属水平显著提高，酵母菌和大肠杆菌水平降低，肠道菌群恢复正常，患者的死亡率降低。因此，恢复肠道屏障功能，提高有益菌属水平、抑制致病菌的生长，有望增强肠道定植抗力，改善HE患者预后。

3.2 调节肠道微生态干预HE 肠道微生态在肝病学领域是一个重要课题，其功能和结构的完整性与肝脏疾病的演变密切相关，常被作为肝病治疗的靶点[27]。微生态制剂包括益生菌、益生元和合生元等，广泛用于临床，具有调节机体肠道菌群平衡、改善肠道粘膜屏障功能、增强机体免疫力的作用，并且能够显著改善HE患者的肠道菌群情况，降低其血浆内毒素和细胞因子水平，抑制IETM的发生，减轻内毒素对HE患者造成的肝损害，达到辅助治疗HE和改善肝功能的目的[28]。口服的有益菌可以在肠道中与其他厌氧菌一起占据肠道粘膜表面，并通过竞争性地与致病菌争夺营养物质发挥生物拮抗作用。此外，微生态制剂还可以调节机体的免疫功能，如乳酸杆菌可刺激肠道树突状(DC)细胞启动免疫应答，降低内毒素和TNF-α水平，增加肠道紧密连接蛋白ZO-1的表达，改善肠道屏障功能，防止细菌移位，减轻肝细胞损伤[29]；还可激发自然杀伤(NK)细胞的活性，促使 IgA、IgG和IgM等免疫球蛋白产生，IgA可以调节肠道微生态系统的组成和功能，IgA缺失或功能障碍可促使肠道菌群组成成分发生变化，而IgG和IgM可防止其侵入肠黏膜固有层，增强肠道黏膜屏障功能[30]。杨仁国等[31]纳入101例慢加急性HE患者，分为慢加急性HE组56例和慢加急性HE继发感染组45例，均予1个月的双歧杆菌四联活菌片治疗，另纳入67例健康人作为对照组，结果发现双歧杆菌四联活菌片有助于改善患者的肠道菌群及免疫状态。Lv等[32]使用诱导的急性HE大鼠模型予探究健康人群肠道5种乳酸菌对模型大鼠的作用，结果发现唾液乳杆菌(LI01)和戊糖假单胞菌(LI05)可显着降低大鼠ALT和AST水平，抑制总胆红素的上升并能减少肝脏和末端回肠的组织学异常及体内细菌移位，对急性HE的进展起到较好的干预作用。Wang等[33]通过建立急性肝衰竭大鼠模型研究瑞士乳杆菌(R0052)的作用，结果发现(R0052)可减轻大鼠肝细胞损伤，增强肠粘膜屏障功能从而减少大鼠潜在的肠道病原体，恢复正常的肠道菌群。

4 结论与展望

HE是临床危急重症之一，至今尚未研发出特效药物，尽管有人工肝和肝移植等治疗方法，但因其昂贵的治疗费用和肝脏的排斥反应而无法得到普遍应用。新近研究证实肠道微生态与HE的发生和发展密切相关，并且通过大量临床及实验研究证实可以通过中西医结合治疗调控肠道微生态达到干预HE进展的目的，这为HE的防治提供了新思路和新方法。虽然目前尚未完全发现与HE发病机制相关的关键菌属，但随着研究的深入，肠道微生态的结构和功能，菌属的代谢途径也许会成为治疗HE的靶点和(或)评估HE患者预后的疗效指标，同时新的中药验方和新一代益生菌的出现可能会对HE靶向辅助治疗提供更有力的科学依据。