肝硬化与小肠细菌过度生长的研究进展

曹莉婷 ， 孙瑾瑜 ， 李初谊 ， 黄新霞 ， 于晓辉

（1.宁夏医科大学，银川 750004； 2.中国人民解放军联勤保障部队第九四〇医院消化内科；兰州 730050； 3.甘肃中医药大学，兰州 730050）

肝硬化是消化系统发病率较高的疾病，是由各种病因导致的慢性免疫损伤性疾病，起病常隐匿，早期可无特异性症状和体征。临床表现为食欲缺乏、乏力、消化不良、腹泻、腹痛等非特异性症状。在病变过程中，由于胃肠蠕动减慢、胃酸和胆汁酸减少以及小肠免疫功能障碍等，容易导致小肠细菌过度生长（small intestinal bacterial overgrowth，SIBO），SIBO 可表现为腹胀、腹痛、腹泻、贫血及营养不良，两者的临床表现相似，可能通过某种内在的联系相互影响，促进病情进展。本文就此进行系统综述，以了解肝硬化并发SIBO对人体影响的最新研究进展，并为临床治疗提供一定的参考。

1 SIBO 概述

正常人体小肠中的细菌数量较少。十二指肠及空肠上段存在极少数细菌，以需氧菌为主，菌落数约103CFU·mL-1。接近回肠末端时细菌菌落数量可增加至108CFU·mL-1左右，以厌氧菌为主[1]。在生理状态下，小肠内的机械屏障、化学屏障、生物屏障和免疫屏障等可以抑制致病菌定植与繁殖。肠道菌群与人体之间形成了一个动态平衡的微生态系统，彼此之间相互制约、相互影响。小肠内的微生物主要参与机体的新陈代谢、免疫防御、黏膜屏障形成等，对人体健康的维持起着至关重要的作用。

SIBO 是由于小肠结构异常、肠蠕动功能障碍、肠道免疫功能受损及其他因素导致远端结肠内菌群易位，引起小肠菌群数量或种类改变所致[2]。SIBO 的诊断是以成人小肠液细菌培养菌落数＞105CFU·mL-1为金标准，2017 年北美共识推荐小肠液细菌培养菌落计数＞1×103CFU·mL-1即可诊断SIBO，但该检查为侵入性操作，在临床上常用的是简便、无创的氢呼气试验检测[3-4]。已有研究[5-7]证明，SIBO 与多种疾病的发生与发展密切相关，如高脂血症、炎症性肠病及慢性肝病等。总之，多种疾病可伴随SIBO 的发生，并与疾病的进展相关。

2 肝硬化与SIBO

肝硬化是严重危害人体健康的疾病之一。肝硬化患者中SIBO 发生率较健康人群升高，并对疾病的进展具有一定的促进作用，现已成为当前研究的热点。Martini 等[8]于1957 年首次报道肝硬化患者比健康人小肠中存在更多的链球菌感染，证实肝硬化患者小肠内存在菌群失调。张梦婷等[9]收集106 例不同病因引起的肝硬化患者，通过乳果糖-氢呼气试验检测SIBO 的发生情况，发现SIBO 在肝硬化患者中普遍存在，并且SIBO 的发生率与肝硬化Child-Pugh 分级严重程度呈正相关，但与引起肝硬化的具体病因无明显相关性。

2.1 肝硬化引起SIBO 的可能机制

目前认为肝硬化引起SIBO 的机制主要有：1）小肠运输障碍：有研究[10-11]报道肝硬化患者常合并自主神经病变，且副交感神经病变较交感神经病变明显，可减慢胃肠道的运动，延长口盲转运时间（OCTT）。另外，肝硬化门静脉高压可导致胃肠道水肿，减慢胃肠蠕动，使外籍菌在小肠内停留时间过长，过度繁殖进而引起SIBO。Lunia等[12]通过乳果糖-氢呼气试验检测肝硬化患者OCTT，发现肝硬化合并SIBO 患者的OCTT 较无SIBO 患者明显延长。2）小肠pH 值改变：肠道的pH 值与微生态的紊乱直接相关，并会影响致病菌的繁殖，pH 值的升高可改变肠道内环境，促进致病菌移行[13]。高萍等[14]通过检测肝硬化患者胃内24 h pH 值的变化，发现胃酸的分泌明显减少，考虑原因为：1）门静脉高压性胃病造成胃黏膜缺血、缺氧导致壁细胞减少；2）胃肠运动功能减慢导致胃十二指肠液反流中和胃酸，两者均导致胃酸减少，改变小肠和大肠的pH 值。Revaiah等[15]研究发现长期使用质子泵抑制剂（PPI）升高胃肠内pH 值，可改变肠道内的微环境，促进结肠细菌的生长，并促使细菌向小肠移位。肝硬化患者应用PPI 是改变粪便菌群组成的影响因素[16]。小肠道pH 值的升高是增加SIBO 发生的危险因素之一。3）小肠免疫功能障碍：由肠道上皮细胞、黏膜淋巴细胞、黏膜下集合淋巴结及益生菌组成的肠道局部免疫功能，可抵御外籍致病菌在小肠中过度繁殖[17-18]，对于维持肠道正常菌群具有一定的作用。已有研究[19-20]通过动物实验发现，肝硬化大鼠肠黏膜水肿、黏膜上皮细胞内淋巴细胞出现异常活化，导致小肠CD4+与CD8+细胞比例失调，同时破坏上皮细胞间紧密连接，易于发生细菌易位，这种肠道免疫失调与肝硬化的病情严重程度具有正相关性。4）小肠胆汁酸减少：正常肝脏内以胆固醇为原料合成胆汁酸，经胆道分泌至小肠进行转换代谢，大约95%的胆汁酸在回肠末端重吸收。肠道中的胆汁酸一方面可以参与脂类物质和脂溶性维生素的消化与吸收；另一方面，胆汁酸可以直接调节肠道菌群，具有较强的抑菌作用[21]。但在肝硬化病理条件下，肝细胞合成胆汁酸减少，肠道内初级胆汁酸转化减少，进而导致小肠微生态紊乱[22]。这也是导致致病菌在小肠过度繁殖的重要原因。

肝硬化导致SIBO 的发生是多种机制共同作用的结果，而SIBO 也可通过相应机制加重肝硬化[23]，两者之间形成的恶性循环是肝硬化持续进展并加重的重要原因之一。任卫英等[24]研究证实，肝硬化大鼠发生SIBO，空肠内过度生长的细菌以大肠杆菌为主，并且细菌数量与血清中内毒素水平呈正相关，进而导致肠源性内毒素血症。肝硬化发生SIBO 后小肠内过度生长繁殖的革兰阴性细菌裂解释放大量内毒素进入血液循环，并且肝硬化患者免疫功能低下、肠黏膜通透性增加，易发生肠源性内毒素血症。内毒素进入血液可刺激免疫细胞表达Toll 样受体，进而启动炎性信号转导途径，释放多种炎性细胞因子，参与全身炎症活动，加重肝硬化病情程度[25]。

2.2 肝硬化并发症与SIBO 的关系

肝硬化发展到一定程度，可出现各种危及生命的并发症，如肝性脑病（hepatic encephalopathy，HE）、自发性腹膜炎、肝肺综合征（hepatopulmonary syndrome，HPS）、肝细胞肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）、上消化道出血等，而 SIBO是肝硬化易出现并发症的危险因素之一。

HE 是肝硬化最严重的并发症，血氨的升高被认为是其主要的发病机制，氨可通过血脑屏障抑制脑能量代谢、兴奋性与抑制性神经递质比例失调和加重脑细胞水肿，可出现认知和神经系统功能障碍以及行为学异常等一系列临床症状。而肝硬化患者血氨主要来源于肠道内细菌分解蛋白质等的代谢产物，其次是小肠上皮细胞利用谷氨酰胺酶分解谷氨酰胺产生[26]。HE 患者SIBO 的发生率高达65.4%[27]。肝硬化合并SIBO后小肠运动功能进一步减慢，细菌在小肠停留时间延长并过度生长，过度生长繁殖的细菌在代谢过程中产生大量的氨类物质进入血液循环，可加重中枢神经系统功能的损害。合并SIBO 的HE患者的OCTT 时间较无SIBO 者明显延长[12]。在HE 的治疗过程中使用乳果糖和利福昔明纠正SIBO，可明显改善HE 患者的临床症状及延缓病情变化[28-29]。

自发性细菌性腹膜炎（spontaneous bacterial peritonitis，SBP）是失代偿期肝硬化常见的并发症。SBP 的发生、发展与多种因素有关，如腹腔积液、血清白蛋白水平、肝功能Child-Pugh 分级、PPI的使用等[30-31]。过度生长的细菌通过淋巴循环或肠壁直接进入腹腔积液生长繁殖是SBP 发生的重要机制[32]。SIBO 导致的肠黏膜通透性增加、细菌易位和内毒素血症，可加重细菌及其代谢产物通过淋巴管或直接穿过肠壁进入腹腔诱发SBP。动物实验发现，肝硬化合并SIBO 使空肠肠壁的绒毛缩短、破坏，黏膜下浸润大量炎性细胞，破坏小肠黏膜的屏障作用，加速了肝硬化肠道细菌的易位，促进SBP 的发生[20]。肝硬化患者发生营养不良与SIBO 也有一定的相关性[33]，其可能机制是小肠内长期细菌过度生长，导致蛋白质及氨基酸吸收不良，易发生营养不良，可引起机体免疫力低下，促进SBP 的发生。宋洁等[34]研究发现，肝硬化患者SIBO 发生率可达59.43%，其中SBP 发生率达40.57%，通过绘制受试者工作特征曲线（ROC 曲线），发现 SIBO 与 SBP 的 ROC 曲线下面积为0.783，认为SIBO 与SBP 的发生具有明显的相关性，纠正SIBO 可明显降低SBP 的发生率，改善SBP 患者的临床症状。

HPS 是在肝硬化的基础上排除心肺疾病、肺内血管扩张致气体互换障碍而出现严重低氧血症的一组临床综合征，其机制是在肝硬化进展过程中，肝功能障碍对循环血液中的扩血管物质降解作用减弱，以及门脉高压侧支循环使部分肠源性内毒素进入体循环，刺激巨噬细胞合成一氧化氮合酶和血管内皮生长因子，以促进肺内毛细血管扩张和血管增生，造成肺内血管扩张，引起肺通气/血流比例失调，进而引起低氧血症。肝硬化合并SIBO 是否与HPS 相关，目前尚无文献报道，但SIBO 可加重小肠黏膜屏障功能障碍，过多的细菌及内毒素进入血液循环，加重肠源性内毒素血症，可能是诱发和加重HPS 的间接原因。张慧英等[35]研究发现，肝硬化并发HPS 大鼠模型肺间质和肺泡内积聚大量的巨噬细胞，血浆中一氧化氮、内皮素（ET-1）和TNF-α 水平升高，外源性注射小剂量脂多糖（LPS）后，上述指标明显升高；并且肺泡间隔增宽，肺泡腔变小，肺间质水肿，影响大鼠肺内气体互换，可使大鼠发生低氧血症，提示内毒血症与HPS 的发生相关。Zhang等[36]建立肝硬化和HPS 动物模型，观察到从第4周开始大鼠肺内毛细血管数量开始增加，增加程度与血液中的LPS、ALT 以及门静脉压力的升高水平具有正相关性，肺泡内巨噬细胞数量和比例均增高，一氧化氮合酶合成增加，认为肠源性内毒素可通过诱导一氧化氮合成和促进毛细血管生成，进而影响HPS 的发生发展。易慧敏等[37]检测了31 例肝硬化合并HPS 患者在进行肝移植前后血清中内毒素及炎性因子（TLR2 mRNA、TNF-α、ET-1）水平变化，发现术后患者低氧血症逐渐改善，28 d 内检测血清TLR2 mRNA、TNF-α、ET-1 均有所下降，认为内毒素在HPS 的发生、发展中发挥重要作用，提示SIBO 与HPS 的发生有一定关系。

HCC 是肝硬化终末期并发症之一，肝硬化经过基因突变、细胞因子异常表达和信号通路活化等多种机制进展为HCC。Zhou 等[38]研究发现，HCC 患者的SIBO 发生率高于肝硬化，且患者外周血单核细胞表面Toll 样受体-4（TLR4）的表达水平也高于肝硬化患者。HCC 合并SIBO 组和阴性组患者TLR4 的表达有差异，认为SIBO 在肝细胞肝癌的发生与发展中具有一定的促进作用。动物实验研究发现，内毒素和TLR4 在慢性肝病进展为肝癌的过程中发挥了一定的作用[39]。肝硬化并发SIBO 患者的肠源性内毒素生成增多，内毒素作用于TLR4 并激活相应的信号通路，可促进慢性肝病进展为肝纤维化、肝硬化，最终发展为HCC[40]。Lu 等[41]通过 HCC 模型小鼠研究脂多糖在HCC 发生发展中的作用，实验组给予脂多糖，对照组给予生理盐水，观察一周后发现实验组肿瘤体积较对照组明显增加，证实脂多糖对肝细胞肝癌具有促进作用。进一步采用TLR4-siRNA 沉默的方法研究脂多糖是否通过TLR4 信号通路影响肝癌的生长，结果表明，TLR4-siRNA沉默组肿瘤体积小于对照组，故认为来源于肠道菌群的脂多糖在HCC 的发展中发挥一定作用。通过抑制内毒素和TLR4 信号通路可延缓HCC的发生与进展[42-43]。

2.3 纠正SIBO 对肝硬化病情进展的影响

SIBO 对肝硬化及其并发症的发展具有促进作用。因此，在临床治疗中通过调节小肠细菌生态平衡，维持小肠黏膜屏障的完整性，减少氨的生成及抑制内毒素的产生，对于肝硬化的转归与预后至关重要。调整SIBO 已成为肝硬化综合治疗的重要组成部分。目前，对于纠正SIBO 主要采用调节肠道菌群、应用抗生素、促进胃肠动力及增强机体的免疫力等方法。

应用微生态制剂及改善胃肠蠕动药物，可促进小肠有益菌的生长繁殖，竞争性抑制致病菌，改善肠道菌群失调，缩短致病菌在小肠内的滞留时间，减少SIBO 发生的机会。益生菌可增强机体的免疫力，防止肠源性感染，减少致病菌产生内毒素和氨等有害物质，预防肝硬化并发症的发生与发展。潘美云等[44]发现，应用复合乳酸菌胶囊可有效治疗肝硬化患者的SIBO，可明显降低血氨的水平。Lunia 等[45]开展了一项前瞻性研究，将无明显HE 症状的肝硬化患者分为实验组与对照组，实验组在常规治疗的基础上加用益生菌，结果显示，应用益生菌可降低SIBO 的发生率，预防HE 的发生。

应用抗生素调节肝硬化患者肠道微生态失调，理论上应根据小肠肠腔内细菌药物敏感性而定，但通常由于小肠内同时存在多种厌氧菌和需氧菌，故应该选用广谱、副反应小的抗生素。利福昔明是一种在肠道内不可吸收的非氨基糖苷类抗生素，局部发挥作用可减少全身的不良反应和副反应。有研究[46-48]证实，口服利福昔明可抑制肠道菌群生长，对特定的菌群有极强的抑制作用，如肠杆菌、链球菌等，但不改变肠道菌群的总负荷，并可降低血氨水平，改善肝硬化患者肝脏、免疫系统和神经系统的功能，缓解肝硬化患者临床症状，延缓并发症的发生，延长患者生存时间。Konrad 等[49]通过临床试验肯定了阿莫西林联合利福昔明治疗SIBO 的效果。故合理使用抗生素治疗肝硬化患者的SIBO，对于稳定肝硬化患者的整体状况和预防并发症的发生具有重要意义。

3 小结

肝硬化发生与发展过程中易出现SIBO，而SIBO 又可进一步加重肝硬化及诱导并发症的发生，降低患者生活质量，增加临床治疗难度，使病死率升高。因此，纠正SIBO 对于肝硬化病程的进展及预后至关重要。临床应用微生态制剂可通过调节小肠细菌菌群失调、增强机体肠道免疫力、防止菌群易位及减少毒性物质产生，进而减轻肝脏炎性反应，减缓病情进展。尽管目前对肝硬化合并肠道菌群紊乱的研究已取得较大进展，并对肝硬化和SIBO 之间的关系有了一定的认识，但肝硬化如何引起SIBO 的具体机制仍不十分明确，需要深入研究。及早识别SIBO 并对其积极治疗，可延缓肝硬化病情进展，提高患者生存质量，为临床治疗肝硬化及预防并发症的出现提供新的治疗方向。