结肠炎相关性肠癌患者肠道菌群紊乱及肠道黏膜损伤情况分析

康发财，赵书红，陈思桢，孙必达

(上海交通大学医学院附属瑞金医院舟山分院 消化内科，浙江 舟山 316000)

结肠炎是由于肠道黏膜发生病变引起的消化道疾病，按照发病原因可分为感染性结肠炎、缺铁性结肠炎、溃疡性结肠炎等，其中溃疡性结肠炎患者居多，发病年龄以20～40岁为主。我国溃疡性结肠炎确诊10年后肠癌发病率为1.15%，20年后升至3.56%，30年后高达14.36%。结肠炎相关性肠癌是由结肠炎通过炎症-异型增生-癌变途径形成，病变累及直肠、结肠部位，其受累范围随病变程度加深而增加。肠道菌群对机体免疫、新陈代谢等多种生理过程具有促进作用，其结构改变可引起肠道微生态失调，免疫功能减弱，进而引发肠道炎症。有研究认为，肠道菌群紊乱所产生的炎症可破坏肠道免疫系统，降低肠道黏膜细胞自我修复功能，进而促进肠癌的发展。本研究探讨溃疡性结肠炎及其相关肠癌患者的肠道菌群特点及肠道黏膜损伤情况，以期为临床疾病诊断及治疗提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析上海交通大学医学院附属瑞金医院舟山分院2018年9月—2022年7月收治的215例溃疡性结肠炎及其相关性肠癌患者的临床资料，纳入标准：①符合我国《炎症性肠病诊断与治疗的共识意见 2018》中结肠炎及结肠炎相关性肠癌诊断标准；②入组前2月内未采取任何治疗措施；③进行肠镜检查。排除标准：①合并胃溃疡、直肠癌等其他胃肠道疾病或肠癌患者；②严重机体免疫功能障碍者；③无法配合取样检测者。215例患者中，男114例，女101例，年龄20～47岁，平均(33.41±6.52)岁；疾病分类：初发型49例，慢性复发型68例，慢性持续型62例，急性爆发型36例；疾病严重程度：轻度71例，中度79例，重度65例；黏膜组织学分期：溃疡性结肠炎活动期83例，缓解期69例，结肠炎相关性肠癌63例。另选同期70例健康体检者资料，均接受肠道菌群检测、肠镜检查，并取结肠黏膜组织样本进行病理检查；其中男38例，女32例，年龄22～46岁，平均(33.87±5.83)岁。本研究经医院伦理委员会批准，所有受试者均知情同意。

1.2 肠道菌群失调程度分析及判定标准取患者新鲜粪便，采用无菌牙签蘸去粪便直接涂抹于洁净的载玻片上，厚度与血膜推片相近，待自然干燥后使用酒精火焰固定3次，然后用Gram染色液染色，先于100倍显微镜下观察图片的厚度及染色情况，再用1 000倍油镜观察并进菌群失调度判定。基本正常：细菌总数大体正常，革兰氏阳性杆菌数多于革兰氏阴性杆菌数，并有少量革兰氏阴性球菌及阳性球菌，无明显酵母样菌。Ⅰ度肠道菌群失调：细菌总数大体正常，革兰氏阳性杆菌数略少，阴性杆菌数略有增加。Ⅱ度肠道菌群失调：细菌总数明显减少，革兰氏阳性杆菌数明显减少，阴性杆菌数明显增多，革兰氏阳性球菌明显增加，球杆比例增加，伴有少量酵母样菌。Ⅲ度肠道菌群失调：总细菌数极少，革兰氏阳性、阴性杆菌均大幅度降低，类酵母样菌或葡萄球菌占绝大多数。

1.3 菌群菌落分析 称取受试者新鲜粪便标本0.5 g，加入4.5 mL标本稀释液充分稀释混匀，并采用梯度稀释法依次稀释10～10，选取肠杆菌、肠球菌、拟杆菌、双歧杆菌、乳杆菌、消化球菌、小梭菌7种菌种，根据菌落浓度参考值将每个稀释度菌液分别滴于培养基上，于培养箱内培养24 h后采用显微镜观察菌落生长情况并计数。计数方法：=[(菌落数×50)/3]×稀释倍数，再取对数，以lg10表示。

1.4 溃疡性结肠炎临床分级

1.4.1 内镜分级于Baron内镜下观察患者肠道，根据内镜下UC活动分级标准，0级：黏膜正常，肠壁光滑平整；Ⅰ级：血管模糊，黏膜充血；Ⅱ级：黏膜接触性充血；Ⅲ级：黏膜自发性充血；Ⅳ级：肠镜下黏膜呈现大小不等的溃疡创面。

1.4.2 黏膜组织学分期活动期：①固有膜内弥漫性、慢性炎性细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞浸润；②隐窝急性炎性细胞浸润，发展成隐窝炎隐窝脓肿，有脓肿溃入网有膜；③隐窝上皮增生，杯状细胞减少；④可见黏膜表层糜烂、溃疡形成，肉芽组织增生。缓解期：①中性粒细胞消失，慢性炎细胞减少；②隐窝大小形态不规则，排列紊乱；③腺上皮与黏膜肌层间隙增大；④潘氏细胞化生。

1.4.3 临床严重程度分级根据美国胃肠病协会结肠炎诊疗指南进行分级，轻度(S1)：大便<4次/d，血沉正常，可伴有或不伴有血便，全身无中毒表现；中度(S2)：血便较轻度次数增加，伴有轻微发热、贫血、心率增加等症状，血沉偏高；重度(S3)：血便>6次/d，伴有明显发热、贫血、心动过速等中毒症状，血沉升高。

1.5 病理检查 于患者结肠段内每隔10 cm肠段取2～4块黏膜进行病理组织染色，于光学显微镜下观察组织浸润程度。

2 结果

2.1 肠道菌群失调状况 随着肠道病变程度增加，肠道菌群失调程度逐渐增加，且各组之间比较差异均具有统计学意义(<0.05)，见表1。

表1 不同病变程度的患者肠道菌群失调状况比较[n(%)]

2.2 肠道菌落分布及水平 显微镜下观察菌落生长情况，结果显示：肠杆菌、肠球菌、消化球菌、小梭菌密度随病变程度的增加而升高，双歧杆菌、乳杆菌密度随病变程度的升高而降低，各组间比较差异均具有统计学意义(<0.05)，各组拟杆菌密度差异无统计学意义(>0.05)。见表2。

表2 不同病变程度的患者肠道菌落分布及水平

2.3 不同病变程度患者病理特征 正常人肠镜下可见肠道黏膜光滑、平整，无充血、水肿，组织染色为单层柱状上皮；缓解期结肠炎患者肠镜下可见轻度黏膜水肿，组织染色可见固有层有少量中性粒细胞，累及少量隐窝；活动期结肠炎患者肠镜下可见黏膜水肿、溃疡性病变，黏膜腺体萎缩变形，组织染色可见大量淋巴细胞及中性粒细胞浸润为主的炎症病变；结肠炎相关性肠癌患者肠道重度水肿、溃烂，组织染色可见黏膜腺体扭曲变形、萎缩，大部分区域可见淋巴滤泡增生及隐窝脓肿，炎症因子浸润呈弥漫连续分布。见封三图2。

2.4 不同病变程度的患者内镜分级比较 随着肠道病变程度增加，肠道内镜分级逐渐增加，且各组之间比较差异均具有统计学意义(<0.05)，见表3。

表3 不同病变程度的患者内镜分级比较[n(%)]

3 讨论

结肠炎相关性肠癌是由慢性肠道炎症持续病变形成，也是结肠炎患者主要死亡原因，其主要发生途径有：腺瘤腺癌途径、Denovo途径、炎症癌变途径。肠道癌变可引起肠道组织黏膜损伤并发生异型增生，根据病情进展可发生不同程度的近处或远处转移，其病变微转移主要浸润直肠黏膜及黏膜下层，累及直肠及远端结肠，严重者可累及全结肠，治愈难度相当大。因而，了解结肠炎病变进程中肠道环境及组织病变对早期介入治疗及改善预后具有重要意义。

肠道菌群被称为“人类的第八大器官”，在肠炎的发生发展中起着重要作用，据报道，人体约90%的细菌存在于肠道中，肠道共生菌对促进机体免疫系统发育及新陈代谢起着重要作用，对于慢性炎症病变及癌变患者而言，肠道菌群是重要的感染源及致癌因子。研究表明，肠道菌群失调可引起肠内有效屏障减弱，促进肠道菌群移位，进而导致慢性炎症发生，炎症产生的趋化因子或细胞因子等可激活相关炎症信号通路，促使机体稳态及自我修复功能失衡，进而引起组织病变。菌群的变化可通过粪便检查测定，一般而言，肠道菌群失调主要表现为厌氧菌与需氧菌比值下降，而通过提高益生菌及益元菌比例可改善肠道菌群结构，促进肠道代谢。肠道内优势菌群以专性厌氧菌为主，如拟杆菌、双歧杆菌、乳杆菌属等，是肠道代谢所必需的菌群。研究报道，拟杆菌在肠道内增加有致癌作用，而双歧杆菌在肠道炎症患者及肠癌患者中的数目明显低于正常人群。此外，条件致病菌与肠道炎症及菌群定植密切相关，肠道菌群失调时条件致病菌增加，常见的条件致病菌有肠球菌、肠杆菌、小梭菌等。有研究表明，大肠杆菌数量增加与溃疡性结肠炎发生相关，而活动期溃疡性结肠炎患者肠道乳酸菌、双歧杆菌数量明显降低，小梭菌、肠球菌等条件致病菌数量显著升高。本研究通过粪便检测发现，与正常对照组相比，结肠炎及肠癌患者菌群呈失调状态，且其失调程度与肠道病变程度呈正相关，提示肠道病变与肠道菌群生态环境息息相关。对纳入的7种常见的肠道菌群进行测定发现，与正常组相比，肠道病变患者肠杆菌、肠球菌、消化球菌、小梭菌密度均显著增加，双歧杆菌、乳杆菌密度均显著降低，这说明病变组织中肠道益生菌水平降低，而条件致病菌水平增加，与上述报道相一致。而拟杆菌密度有所增加，但差异无统计学意义，分析与患者病变类型及检测差异相关。

结肠炎病理特征为淋巴细胞及中性粒细胞浸润为主的慢性炎症，其病变部位主要为黏膜及黏膜下层组织，病灶浸润程度的评估对手术治疗及预后具有重要参考价值。目前最为可靠的方法为肠镜检查及组织活检，据报道，肠镜检查初次诊断准确率可达90%以上，借助肠镜可观察病变部位、浸润范围、有无癌变及分期等，不同病变期的患者肠道组织内镜表现也不相同。本研究分别对比正常组、缓解期结肠炎、活动期结肠炎及肠癌患者的内镜组织状态及病理活检结果，发现结肠炎病变程度与结肠受累范围相关，且随着病变程度加深其内镜分级逐渐增加。正常患者肠道组织表面平整光滑，组织活检细胞轮廓清晰，无炎症细胞；而缓解期患者肠镜下可见溃疡性病变，组织活检可见明显的中性粒细胞浸润；活动期患者则有明显的黏膜性水肿、充血，部分组织出现溃烂，组织染色发现细胞腺体形态扭曲，中性粒细胞浸润加深；肠癌患者则病变部位重度水肿、溃烂，炎症因子浸润呈弥漫连续分布，大部分区域可见淋巴滤泡增生及隐窝脓肿。这充分说明炎症反应参与肠道病变的发生发展过程中。结合上述研究，我们得知炎症的发生与肠道菌群变化密切相关，故而本研究认为肠道疾病的发生发展与肠道菌落失调及炎症反应密切相关，临床治疗及预防中应充分改善肠道炎症，促进肠道微生态平衡，以加强肠道黏膜自我修复能力，提高整体免疫功能。

综上所述，肠道菌群紊乱及内镜不规则性溃疡和狭窄可能提示结肠发生炎性病变，临床可根据内镜及活检组织学观察判断结肠炎病变范围及程度，合理制定治疗方案。