结直肠息肉患者饮食结构和肠道菌群结构分析

刘晶, 张江春, 杨健, 李娜, 黄丹

1.武汉市第一医院消化内科,湖北武汉 430000;2.武汉市武昌医院消化内科,湖北武汉 430000;3.武汉市第三医院消化内科,湖北武汉 430000

结直肠息肉(colorectal polyps,CP)常被认为是具有恶性潜能的癌前病变,需早期采用结肠镜检查进行及时筛查[1]。人体肠道内环境稳态需建立在肠道微生态种类、数量及比例平衡的基础上,肠道菌群失稳态可引起肠道菌群紊乱、肠黏膜屏障功能失调,使CP的发病率升高,提示肠道菌群结构变化在CP的发生、发展中发挥重要的作用[2]。王晓明等[3]报道了CP患者肠道菌群分布情况,但少见CP患者饮食结构和肠道菌群结构占相关影响因素的报道。本研究基于不同饮食因素,对CP患者的菌群结构及相关危险因素进行比较,旨在为CP发生的风险评估及临床治疗提供科学依据与研究思路。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选取2020年1月—2022年1月于本地区三甲医院收治的276例CP患者作为观察组,其中男96例,女180例,年龄20～65岁,平均(47.93±5.14)岁。纳入标准:体质指数(body mass index,BMI)18.5～30.0 kg/m2;符合CP诊断标准[4],经结肠镜病理检查确诊;病理类型包括腺瘤性息肉、炎性息肉及增生性息肉;临床资料完整。排除标准:合并严重心、肝、肾等脏器功能不全及其他免疫性相关性疾病;入组前2周内曾接受抗生素治疗或使用益生菌;妊娠或哺乳期;合并恶性肿瘤或心理、精神疾病。另选取276例同期行结肠镜检查结果阴性的健康体检者作为对照组,其中男108例,女168例,年龄20～65岁,平均(47.65±5.29)岁。纳入标准:经结肠镜检查排除CP、肿瘤及炎性肠道疾病;临床资料完整。排除标准:合并严重心、肝、肾等脏器功能不全及其他免疫性相关性疾病;入组前曾接受抗生素治疗;临床资料不完整。两组年龄、性别等一般资料差异无显著性。本研究经医院伦理委员会批准通过。

1.2 人口特征学调查

调查人员采用自行设计的人口特征学调查问卷,对纳入的研究对象进行问卷调查,内容包括:年龄、性别、BMI、吸烟史、饮酒史、运动频率、合并基础病(高血压、糖尿病、冠心病和高脂血症)。

1.3 膳食模式调查

调查人员采取食物频率问卷法(food frequency questionnaire,FFQ)[5]记录各研究对象过去1年每天进食的食物种类、数量及频次,换算成每周或每月的频率,每个频率对应一个标准份量,取平均值。根据《2017年中国食品成分表》计算每日摄入的蛋白、碳水化合物、脂肪和膳食纤维的量,通过脂肪供能计算公式脂肪供能比例,以脂肪供能比例40%及以上作为高脂组,以脂肪供能比例40%以下作为低脂组。根据脂肪供能比例将两组分为高脂组[高脂观察组162例、高脂对照组102例]和低脂(LFD)组[低脂观察组114例、低脂对照组174例]。脂肪供能计算公式[6]:脂肪供能比例=[脂肪摄入量×9/(碳水化合物摄入量×4+蛋白质摄入量×4+脂肪摄入量×9]。

1.4 胃肠道菌群结构检测

取新鲜粪便5 g,放在含DNA稳定剂的采便管内溶解待检。使用EZNA soil试剂盒提取总DNA并检测其浓度、纯度,行1%琼脂糖凝脂电泳。用引物338F(5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′)和806R(5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)通过聚合酶链反应扩增16S rRNA基因的v3-v4可变区序列,使用美国Promega公司的荧光计定量检测回收产物。构建基因文库,利用ILLumina公司的Miseq PE300平台进行测序。测序完成后,使用FLASH软件进行拼接,经云平台对质控后序列进行OTU分析。使用version 7.1版本UPARSE序列分析软件,根据97%的相似度对序列进行OTU聚类,剔除嵌合体后对每条序列进行物种分类注释,采用注释数据库Silva进行对比,比对阈值设置为70%,基于I-Sanger云平台的生物信息学软件对数据进行分析。对比分析不同饮食因素肠镜阴性人群与CP患者肠道菌群的检出情况,菌属类型包括拟杆菌属、粪杆菌属、毛螺菌属、普雷沃氏菌属-9、艰难梭菌、志贺氏埃希菌、艰难梭菌、相炭疽杆菌、克雷伯菌属、巨单胞菌属、布劳特氏菌属、拉氏螺菌属和洋葱伯克霍尔德菌属等。

1.5 统计学处理

采用SPSS 22.0统计学软件进行数据分析,计量资料采用两样本独立t检验,计数资料采用χ2检验;多因素Logistic回归分析CP发病的影响因素。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 观察组和对照组人口特征学及膳食模式的比较

观察组与对照组年龄、BMI、吸烟史、饮酒史、合并高脂血症,以及碳水化合物、脂肪和蛋白的平均每日摄入量比较,差异均有显著性(P<0.05;表1)。

表1 观察组和对照组人口特征学及膳食模式的比较 例(%)

2.2 高脂组与低脂组肠道菌群属检出情况比较

两组均以拟杆菌属、粪杆菌属、普雷沃氏菌属-9和洋葱伯克霍尔德菌属为主。高脂观察组、低脂观察组、高脂对照组、低脂对照组的洋葱伯克霍尔德菌属、巨单胞菌属和粪杆菌属的检出情况差异有显著性(P<0.05;表2)。

表2 高脂组与低脂组肠道菌群属检出情况比较 %

2.3 影响CP发病的饮食单因素分析

进食肉类频率、进食蔬菜类频率和是否规律早餐及高脂饮食等饮食因素两组间差异有显著性(P<0.05;表3)。

表3 影响CP发病的饮食因素分析 例(%)

2.4 影响CP发病的多因素Logistic回归分析

以CP作为因变量,以年龄、BMI、吸烟史、合并高脂血症,以及碳水化合物、脂肪和蛋白摄入量、进食肉类频率、进食蔬菜类频率、是否规律早餐和高脂饮食作为自变量,进行多因素Logistic回归分析。结果显示,BMI>28 kg/m2、进食肉类>3次/周和高脂饮食均为影响CP发病的独立危险因素,而进食蔬菜类为CP发病的保护因素(表4)。

表4 影响CP发病的多因素Logistic回归分析

3 讨 论

CP具有潜在进展为结直肠癌的风险[7],其发病风险与肠道菌群微生态稳定有关,不良生活及饮食习惯可通过其菌群丰度变化及代谢产物改变炎症、肿瘤信号通路及削弱肠道抗氧化能力参与CP的发生及发展过程[8]。本研究联合本地区多家三甲医院大规模调查不同饮食习惯的基于饮食因素的肠镜阴性人群与CP患者肠道菌群结构,并对相关因素进行多因素回归分析。

本研究结果显示,观察组每日平均碳水化合物、脂肪摄入量显著高于对照组,而蛋白质每日平均摄入量则显著低于对照组,说明肠镜阴性人群和CP患者在碳水化合物、脂肪、蛋白的平均每日摄入量存在较大的差异。高脂观察组脂肪供能占比达49.8%,高于低脂观察组的32.7%,这与张鹏等[9]的研究结果类似,说明CP患者中高脂饮食可能是CP发病的促进因素。本研究结果显示,两组均以拟杆菌属、粪杆菌属、普雷沃氏菌属-9和洋葱伯克霍尔德菌属为主,与周莉[10]和Kordahi MC等[11]研究基本一致,说明肠镜阴性人群和CP患者在属水平上的肠道菌群均表现为拟杆菌属、粪杆菌属、洋葱伯克霍尔德菌属大量定植和普雷沃氏菌属-9大量丢失。本研究中,高脂观察组、低脂观察组、高脂对照组、低脂对照组在巨单胞菌属、洋葱伯克霍尔德菌属和粪杆菌属的检出情况差异显著,提示肠镜阴性人群与CP患者在高脂饮食与低脂饮食人群中具有不同的属水平肠道菌群结构。多因素回归分析显示,BMI>28 kg/m2、进食肉类>3次/周和高脂饮食均为影响CP发病的独立危险因素,而进食蔬菜类>3次/周为降低CP发病的保护因素,与李文洁等[12]研究结果基本一致,提示临床应重点关注高BMI和高脂饮食的人群,帮助其建立健康的膳食习惯以降低CP发病风险。值得注意的是,结肠镜检服用泻药期可能因造成患者腹泻引起肠道菌群结构变化,但结肠镜检仅使用1次泻药,药物剂量在安全范围内,停用泻药2周内肠道功能基本恢复正常。且本研究主要分析CP患者及肠镜检查阴性人群肠道菌群结果及相关影响因素,对于腹泻是否影响菌群结构变化,仍需后续进一步深入研究分析,这也是本研究可能存在的不足之一。

综上所述,CP患者中高脂饮食占比明显升高,肠道菌群构成以拟杆菌属、普雷沃氏菌属-9、粪杆菌属和洋葱伯克霍尔德菌属为主。本研究的不足之处在于未将纳入对象的地区、社会经济条件和医疗条件纳入分析,后续仍需多中心、大样本进行深入研究验证。