改善肠道菌群失调对强直性脊柱炎疗效的影响

王秀涛，王培

(河南省人民医院 风湿免疫科，河南 郑州 450003)

强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis，AS)是以骨大关节非特异性炎症为主的全身性疾病。有关AS早期诊断以及反映疾病活动的血清学指标较少，低氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α)是近年来较为公认的评价自身免疫性疾病尤其是AS疾病的有效指标[1]，C反应蛋白(C-reactive protein，CRP)和分泌型免疫球蛋白A(secretory IgA，SIgA)则是评价AS活动程度的经典指标[2]，Bath强直性脊柱炎活动性指数(Bath ankylosing spondylitis disease activity index，BASDAI)为较好的临床评估指标，以临床症状和体征为观察项目[3-4]。近年来有关AS治疗的进展较少，疗效亟待提高。国内外有研究发现肠道菌群失调在AS患者中普遍存在，而肠道菌群组成的改变常常诱发和加重多种免疫相关疾病[5]。本研究通过补充肠道益生菌，改善肠道菌群失调，分析综合治疗后外周血反映AS疾病活动的HIF-1α、CRP、SIgA等指标的表达明显下降，同时反映AS疾病活动程度的BASDAI评分也明显降低的现象，探讨与传统的单纯免疫抑制剂治疗相比，改善肠道菌群失调的综合治疗对AS临床疗效的积极意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料选择2018年8月至2020年10月在河南省人民医院风湿免疫科就诊的90例AS患者及于本院门诊筛选的30例健康志愿者，分为 A、B、C、D 组。其中30例AS患者为A组(从未用过药)，其中男22例，女8例，年龄19～51岁，平均(38.12±3.22)岁；30例AS患者为B组(该组患者使用三联活菌联合非甾体抗炎药或肿瘤坏死因子抑制剂3个月)，其中男23例，女7例，年龄18～49岁，平均(36.33±2.13)岁；30例AS患者为C组(该组既往单纯使用非甾体抗炎药或肿瘤坏死因子抑制剂3个月或以上)，其中男21例，女9例，年龄19～54岁，平均(40.17±3.34)岁；D组为健康志愿者，共计30例，其中男22例，女8例，年龄20～52岁，平均(40.52±2.98)岁。各组患者的一般资料差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。该研究通过河南省人民医院医学伦理委员会批准。

1.2 纳入与排除标准

1.2.1纳入标准 (1)AS组符合中华医学会风湿病学分会《强直性脊柱炎诊断及治疗指南》中AS诊断标准[6]；(2)入组前肝、肾功能正常；(3)无重要器官器质性病变；(4)对照组为健康人，无任何内、外科疾病；(5)自愿签署知情同意书。

1.2.2排除标准 (1)入组前接受过肾上腺糖皮质激素治疗；(2)入组前患有精神疾病或未有效控制的糖尿病；(3)近期大剂量使用抗风湿药物。

1.3 检测方法

1.3.1采集及检测粪便标本 收集4组研究对象的粪便样本。通过粪便DNA检查试剂盒(Qiagen粪便DNA提取试剂盒)提取粪便标本的样本DNA，并通过SYBRGreenⅠ实时荧光定量PCR技术对乳杆菌、双歧杆菌及大肠埃希菌数量进行定量分析。

1.3.2检测HIF-1α与CRP、SIgA表达水平 采集每位研究对象外周静脉血5 mL，分离出血清标本，按照HIF-1α检测试剂盒(上海心语生物科技有限公司，HIF-1α ELISA检测试剂盒)说明书步骤，利用酶联免疫吸附测定法对AS患者在治疗前后的外周血HIF-1α水平进行测定，按照罗氏COBAS e 501免疫分析仪及配套试剂说明书要求，采用透射比浊法分别检测外周血CRP及SIgA的表达水平。

1.4 AS疾病活动指数通过BASDAI对AS患者病情进行评分，由患者自主回答过去7 d的症状，对患者的病情活动进行分级。BASDAI评估：对患者的疲劳、大关节疼痛、关节肿胀、区域触压不适、晨僵的程度和持续时间共6个方面等进行评价，每个症状为0～10分，对应无症状～非常严重。

2 结果

2.1 肠道菌群数量定量检测结果与D组相比，A组的大肠埃希菌、双歧杆菌和乳杆菌数量均降低，差异有统计学意义(P<0.05)；B组的3种肠道菌群数量较A组均升高，差异有统计学意义(P<0.05)，尤其双歧杆菌数量相对于D组差异无统计学意义(P>0.05)；C组双歧杆菌数量相对于A组升高，差异有统计学意义(P<0.05)，但仍低于B组和D组，差异有统计学意义(P<0.05)，同时大肠埃希菌和乳杆菌数量相对于B组差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 4组患者的3种肠道菌群数量分析

2.2 外周血HIF-1α、CRP、SIgA水平及BASDAI结果与D组相比，A组外周血的HIF-1α、CRP及SIgA水平均升高，差异有统计学意义(P<0.05)；B组的HIF-1α、CRP、SIgA水平较A组均降低，差异有统计学意义(P<0.05)；C组的HIF-1α、CRP、SIgA水平较A组均降低，差异有统计学意义(P<0.05)，但仍高于B组和D组，差异有统计学意义(P<0.05)。在BASDAI方面，B组较A组和C组均降低，差异有统计学意义(P<0.05)，而C组较A组尽管降低，但差异无统计学意义(P>0.05)。D组无BASDAI。见表2。

表2 4组患者的HIF-1α、CRP、SIgA表达水平分析

3 讨论

AS多发生于10～40岁，高峰发病年龄为15～35岁，47岁后首次发病较少，在我国的发病率为0.14%[6-7]。近年来研究显示不明原因感染、肠道菌群失调和自身免疫系统紊乱都是AS发生发展的影响因素[6]。AS患者的早期治疗目标是控制炎症，缓解疼痛症状和防止畸形[7-8]，但临床上AS疗效欠佳。

HIF-1α是一种血管生成调节因子，其在机体中介导和参与的级联放大反应在免疫系统疾病发病过程中起着重要的作用。若机体长时间存在炎症和免疫反应，HIF-1α高度活跃，提高了局部氧自由基的水平，可导致局部组织细胞缺氧并过度凋亡，造成机体出现免疫系统疾病[9]。

肠道是营养物质的吸收部位，也生存着大约1014个微生物，这些微生物具有人体自身不具备的代谢功能，同时肠道在机体免疫防御和免疫调节中发挥着重要功能[10]。肠道黏膜免疫防御中最重要的分子是SIgA[11]，其对多种病原体都有抵抗作用，在肠道免疫屏障被破坏时，循环中的SIgA常常反应性升高。肠道微生物菌群的种类和数量的稳定与肠道免疫屏障的完整性密切相关，肠道菌群组成的改变常常诱发和加重多种免疫相关疾病。本研究显示AS患者的免疫功能异常与肠道微生态紊乱相一致，表现为肠道菌群失调，尤其以大肠埃希菌、双歧杆菌和乳杆菌数量减少最多见，与国外Klingberg等[12]的研究结果相符。

谭希等[13]应用流式细胞术检测发现，不明原因的感染是AS发病的始动因素之一。机体对外来感染的免疫应答可分免疫球蛋白介导的特异性免疫和以补体介导的非特异性免疫。免疫球蛋白尤其是IgA在AS的发病中起着重要作用，IgA分血清型和分泌型2种，血清型IgA以循环免疫复合物形式清除大量抗原；而SIgA分子结构稳定，在局部水平高，常常在黏膜表面吞噬和溶解病原体及有害抗原，构成机体第一道防线。IgG是再次免疫应答的主要抗体，具有识别有害抗原和吞噬病原体的作用，但在炎症反应的早期诊断价值较低。IgM是急性免疫炎症反应的指标，它出现时间最早，存留时间最短。AS患者发病及病情加重时，循环中SIgA反应性升高明显，既往非甾体抗炎药具有免疫调节和抗炎镇痛作用，降低血清SIgA作用明显。所以，目前对于AS患者SIgA升高对病情诊断最有意义[14]。CRP是一种非特异性急性时相反应蛋白，由肝合成，是炎症的敏感标志物，其变化早于临床症状出现，且与炎症程度成正比，当其水平持续升高则表示炎症仍存在，提示预后不佳。CRP在多种风湿性疾病活动期可明显升高，目前国内外均公认CRP是判断AS患者炎症程度的有效指标[15]。

本研究通过对AS患者补充肠道益生菌，改善肠道菌群失调，然后回顾性对比了不同治疗组患者肠道中的乳杆菌、双歧杆菌和大肠埃希菌3种菌属数量和血清HIF-1α、CRP、SIgA表达的差异。数据采集与分析表明，与D组相比，A组患者粪便中3种菌属数量均减少，差异有统计学意义，与Huang等[16]研究一致，同时外周血HIF-1α、CRP和SIgA等反映AS病变活动的指标也增高，差异有统计学意义，提示肠道菌群失调与机体的高炎症反应状态具有一致性；B组患者的3种菌属数量较A组均升高，差异有统计学意义，尤其双歧杆菌数量相对于D组在统计学上无差异，提示经过综合治疗后，患者肠道的菌群组成发生了改变，且菌群失调明显好转，同时与A组相比较，其外周血HIF-1α、CRP、SIgA水平均降低，差异有统计学意义，提示肠道菌群改善与机体炎症反应状态降低也具有一致性；C组患者粪便中双歧杆菌数量与A组相比也升高，差异有统计学意义，但仍低于B组和D组，同时大肠埃希菌和乳杆菌数量相对于B组差异无统计学意义，说明该组患者经过单纯免疫抑制剂治疗后，肠道菌群也有好转，且不同菌属对治疗的反应有差异，同时C组患者外周血中HIF-1α、CRP、SIgA水平相对于A组降低，差异有统计学意义，但仍高于与B组和D组，也说明相比于同时改善肠道菌群失调的综合治疗，单纯依靠免疫抑制剂治疗AS，疗效有限。在BASDAI方面，B组较A组和C组降低，差异有统计学意义，而C组较A组尽管降低，差异无统计学意义，说明肠道菌群改善与AS疾病活动程度降低也是一致的。综合本研究数据，外周血HIF-1α、CRP和SIgA等反映AS病变活动指标的高表达与肠道某些菌株的减少可能都是AS的发病和病情活动的影响因素[17-18]，在补充肠道益生菌后，B组所检测的各种指标较C组都表现出较明显的改善，充分说明了通过补充肠道益生菌可以改善肠道菌群失调，并进一步积极改善AS病程和预后，且该治疗思路清晰，方法简单，成本低廉，故本研究收集的数据和所得结论有望在AS的临床治疗过程中加以验证，为广大风湿免疫及骨关节专科医生提供有价值的临床参考资料。