原发性胆汁性胆管炎患者肠道菌群丰度及多样性与熊去氧胆酸短期应答的相关性

丁芹 王健东 姚韩

原发性胆汁性胆管炎(PBC)可导致患者出现肝功能衰竭等并发症，威胁患者的生命安全[1-2]。肠道黏膜屏障作为抵御肠道病原体及有害物质进入机体内环境的生理屏障，其肠道静脉门系统对患者机体化学屏障、生物屏障及免疫屏障等均具有一定的调控作用[3]，此外，相关研究显示[4]，75%的肝脏血流均来源于肠道门静脉系统，且“肠-肝轴”系统被广大学者所接受，多数学者认为肝脏相关疾病的发生与进展均与肠道菌群具有一定的关系。肠道微生物群作为一个由病毒、真菌、细菌及其他微生物等组成的多样化生态系统，其具有促血管生成、黏膜发育及保护神经功能等生理作用，但易受肝脏解毒能力、胆汁分泌水平影响[5]，此外，肠道菌群失调同样可诱导肝脏出现免疫性损伤。熊去氧胆酸(UDCA)作为PBC治疗中的一线用药，作用效果较强且临床疗效较好[6]。但随着研究的深入，近年来有研究报道[7]，部分PBC患者在治疗中出现UDCA疗效不佳等情况，推测与菌群失调相关，但较少有研究证实。因此，本研究通过选取本院接诊的86例PBC患者作为研究对象，以探讨PBC患者肠道菌群丰度及多样性与UDCA短期应答的关系，现报道如下。

资料与方法

一、 一般资料

选取苏州高新区人民医院2015年10月至2021年5月收治的86例PBC患者进行研究，男女比例37∶49，年龄(46.73±4.12)岁，体质量(22.97±2.74)kg/m2。将86例PBC患者作为研究组，另选取本院同期体检患者86例作为对照组，男女比例同研究组，平均年龄(47.14±3.98)岁，平均BMI(22.62±2.56)kg/m2。此研究由本院医学伦理会员会批准。

纳入标准：①均符合PBC的临床诊断标准[8]，γ谷氨酰转肽酶(GGT)水平>3倍正常值上限、碱性磷酸酶(ALP)水平>1.5倍正常值上限及抗线粒体抗体阳性；②年龄>18岁；③患者签署知情同意书。

排除标准：①已确诊其他肝病；②血液系统疾病；③临床确诊为非胆汁性肝硬化；④肾功能障碍；⑤就诊前3个月内曾接受免疫抑制剂类药物治疗；⑥意识严重障碍或精神病；⑥严重过敏体质。

二、 方法

(一) 治疗方案及疗效评估 PBC患者口服熊去氧胆酸胶囊(德国Losan Pharma GmbH，批准文号：H20181059)15 mg/kg，维持治疗1个月后评估熊去氧胆酸短期应答情况[9]，有应答：瘙痒、黄疸、肠胃不适等病症明显减轻，机体各项血清生化指标恢复正常水平或较治疗前降幅>60%；无应答：瘙痒、黄疸、肠胃不适等病症未改善或加重，机体各项血清生化指标较治疗前降幅≤60%。

(二) 血清生化指标检测 PBC患者入院24 h内采集其空腹静脉血3 mL，离心分离(3000 r/min，离心半径：13.5 cm)5 min后，取上清，使用博科医疗器械有限公司生产的BK800型全自动生化分析仪检测患者总胆汁酸(TBA)、天冬氨酸转氨酶(AST)、总胆红素(TBil)、白细胞(WBC)计数及血肌酐(Scr)水平、丙氨酸转氨酶(ALT)等水平。

(三) 肠道菌群丰度及多样性检测 所有患者于治疗前和治疗1个月后分别采集粪便，保存于-80 ℃超低温，提取粪便微生物总DNA并通过琼脂糖凝胶电泳测定，通过Illumina HiSeq PE 150测序平台对质检合格的文库样本测序，在97% d 相似水平下通过usearch法将分类操作单元(OTU)进行划分，收集并统计群落结构，分别采用Chao1指数(丰度)和Shannon指数(多样性)对菌群分布进行分析。

(三)评价指标 (1)比较PBC患者治疗前及治疗1个月后的各项血清生化指标水平。(2)对比研究组治疗前及治疗1个月后丰度及多样性水平与对照组差异。(3)分析PBC患者丰度及多样性水平与UDCA短期应答的相关性。(4)评估治疗前PBC患者丰度及多样性水平对UDCA短期应答的预测价值。

三、 统计学方法

结 果

一、 PBC患者治疗前、后的各项血清生化指标水平比较

PBC患者治疗前TBA、ALT、AST、TBil、WBC及Scr水平分别为(32.27±11.45)μmol/L、(84.37±21.93)U/L、(88.37±31.62)U/L、(27.38±8.12)μmol/L、(14.52±2.17)×109/L、(148.59±23.16)μmol/L；治疗1个月后TBA、ALT、AST、TBil、WBC及Scr水平分别为(16.71±8.29)μmol/L、(27.49±10.25)U/L、(38.52±19.27)U/L、(18.54±7.31)μmol/L、(7.35±1.42)×109/L、(86.31±12.43)μmol/L，治疗1个月后TBA、ALT、AST、TBil、WBC及Scr水平均低于治疗前(P<0.05)。

二、 研究组治疗前及治疗1个月后丰度及多样性水平与对照组比较

研究组治疗前Shannon指数及Chao1指数均低于对照组(P<0.05)；治疗1个月后，研究组Shannon指数及Chao1指数均高于治疗前，均低于对照组(P<0.05)。见表1。

三、 PBC患者丰度及多样性水平与UDCA短期应答的相关性

本研究86例PBC患者治疗1个月后UDCA有应答58例(67.44%)，UDCA无应答28例(32.56%)。相关性分析显示，患者多样性水平(r=0.683，P=0.037)、丰度水平(r=0.772，P=0.024)均与UDCA短期应答呈正相关。

四、 治疗前PBC患者丰度及多样性水平对UDCA短期应答的预测价值

ROC分析显示，丰度及多样性对PBC患者UDCA短期应答ROC预测的灵敏度及特异度分别为74.14%、72.41%，60.71%、64.29%，曲线下面积(AUC)分别为0.764、0.737。见表2或图1。

表2 治疗前PBC患者丰度及多样性水平对UDCA短期应答的预测价值

表1 两组治疗前及治疗1个月后丰度及多样性水平比较(±s)

图1 治疗前PBC患者丰度及多样性水平对UDCA短期应答的预测价值

讨 论

PBC(曾称为原发性胆汁性肝硬化)作为消化内科常见的自身免疫系统肝病，诱发因素较多且病程迁延[10]。目前，通过UDCA治疗方案虽有助于改善PBC患者病情，但部分研究发现[11]，仍存在少数PBC患者疗效不佳等情况，严重影响预后。目前，多数研究学者认为，PBC疾病的发生和进展与肠道微生物群紊乱关系密切[12]，有研究表明[13]，胆汁酸作为肝脏胆固醇代谢的最终产物，可通过肠静脉系统反向调控肠道菌落的组成和功能，此外，肠道菌群可引起胆汁酸在肝脏内聚集，影响胆道系统功能，最终诱发PBC[14]。丰度和多样性作为肠道菌群组成的重要检测指标，可有效反映患者肠道菌群的相关功能[15]。

Chao指数作为肠道菌群丰度的检测指标，最早由Chao于1984年提出，可应用于有效估计肠道菌落物种总数[16]。Shannon多样性指数作为肠道菌落多样性的反映指标，随着菌群多样性的增多，Shannon指数明显增大[17]。本研究结果显示，PBC患者治疗1个月后TBA、ALT、AST、TBil、WBC及Scr水平均低于治疗前，表明给予PBC患者UDCA治疗方案，有助于改善或减轻患者的胆汁淤积程度，与既往临床研究相符。Manne等[18]研究发现，UDCA可通过抑制疏水性胆汁酸的细胞毒作用，促进胆固醇性结石溶解，减少内源性胆汁酸的重吸收，从而提升PBC患者的临床疗效。本研究中，研究组治疗前Chao1指数及Shannon指数均低于对照组，且治疗1个月后Chao1指数及Shannon指数较治疗前均升高，但仍低于对照组，表明给予PBC患者UDCA治疗方案，有助于改善患者肠道菌落的丰度及多样性，但PBC患者仍需接受长期临床治疗，UDCA短期应答情况仍有待进一步提高。部分研究显示[19]，UDCA可阻碍回肠吸收毒性内源性胆酸，强化胆汁淤积肝细胞的分泌功能，因而降低胆汁淤积，并由“肠-肝轴”系统反向调控肠道菌落，提升Chao1指数及Shannon指数水平。本研究Spearman相关性分析结果同样证实，患者丰度水平(r=0.772，P=0.024)、多样性水平(r=0.683，P=0.037)均与UDCA短期应答呈正相关。Chao1指数及Shannon指数分别作为患者肠道菌落丰度及多样性的反映指标，可通过肠静脉系统间接调控肝脏功能，对反映患者肝功能改善情况具有重要的临床意义[20]。本研究ROC分析显示，丰度及多样性对PBC患者UDCA短期应答ROC预测的AUC分别为0.764、0.737，提示丰度及多样性水平对PBC患者UDCA短期应答具有一定的临床预测效能。

综上所述，PBC患者肠道菌群丰度及多样性均与UDCA短期应答呈正相关，且丰度及多样性水平对PBC患者UDCA短期应答具有一定的预测效能。