劉海寧（綜述） 陳玉琢 吳 昊 劉韜韜（審校）

（復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院消化科 上海 200032）

功能性便秘是臨床上常見(jiàn)的胃腸道功能性疾病。我國(guó)成人慢性便秘的患病率為4%～6%，＞60歲的人群患病率可高達(dá)22%，在西方國(guó)家發(fā)病率約為27%［1－2］。便秘一詞有多種含義，主要包括排便次數(shù)減少（＜3次／周）、糞便干硬和排便困難。慢性便秘的病程≥6個(gè)月［2］。功能性便秘的發(fā)病機(jī)制主要包括以下4種：纖維素、水分?jǐn)z入不足；腸道平滑肌肌張力降低，蠕動(dòng)減弱；腸蠕動(dòng)受機(jī)械性阻礙；排便肌群的活動(dòng)障礙。國(guó)內(nèi)外研究表明，除以上4種始動(dòng)發(fā)病因素外，腸道菌群紊亂可參與慢性便秘的發(fā)生與進(jìn)展?！澳X－腸－菌”軸 （brain－gut－bacteria axis，BGBA）作為胃腸病學(xué)的新概念亦可幫助闡釋便秘的發(fā)病機(jī)制與臨床表現(xiàn)。除此之外，腸道微生態(tài)制劑作為便秘的輔助治療亦有明確的治療效果。本文即從以上幾方面對(duì)腸道菌群與便秘相關(guān)性及其研究進(jìn)展作一綜述。

腸道正常菌群 成人腸道內(nèi)細(xì)菌總數(shù)約1×1013～1×1014，由400～500種細(xì)菌組成，以厭氧菌為主［3］。2011年 Arumugam 等［4］指出，人體腸道優(yōu)勢(shì)菌群存在宿主特異性，可分為3種腸型，分別為擬桿菌腸型、普雷沃菌腸型、瘤胃球菌腸型。以“門(mén)”的水平來(lái)排序，正常菌群的組成依次為厚壁菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、放線菌門(mén)、變形菌門(mén)、互養(yǎng)菌門(mén)、疣微球菌門(mén)、梭桿菌門(mén)等。以“屬”的水平排序，則為擬桿菌屬、柔嫩梭菌屬、雙歧桿菌屬、毛螺旋菌科諸屬、糞球菌屬、瘤胃球菌屬、優(yōu)桿菌屬、普雷沃氏菌屬、梭菌目諸屬、鏈球菌屬、埃希菌屬等。

便秘患者的腸道菌群改變 菌群的研究方法可分為培養(yǎng)法和非培養(yǎng)的分子技術(shù)。培養(yǎng)法主要見(jiàn)于早期菌群研究。鑒于腸道菌群的巨大數(shù)量和多樣性，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)技術(shù)已不適用［5］，因?yàn)闆](méi)有一種培養(yǎng)基適合培養(yǎng)如此多種類(lèi)的微生物。Zoppi等［6］利用培養(yǎng)的方法研究了28名患慢性功能性便秘的嬰兒和14名健康嬰兒的腸道菌群，得出便秘兒童糞便中梭菌屬和雙歧桿菌屬細(xì)菌比健康兒童顯著升高的結(jié)論。Khalif等［7］用培養(yǎng)的方法研究57名成人功能性便秘患者，雙歧桿菌屬和乳桿菌屬細(xì)菌含量均有顯著降低，而潛在致病性細(xì)菌或真菌升高。國(guó)內(nèi)畢紅玲等［8］采用活菌定量培養(yǎng)計(jì)數(shù)法，動(dòng)態(tài)觀察58例成人便秘患者與56例健康對(duì)照者的糞便菌群的變化，發(fā)現(xiàn)相比于對(duì)照組，便秘組患者糞便中的雙歧桿菌、擬桿菌、乳桿菌均顯著減少，梭桿菌、腸桿菌顯著增高。受研究方法所限，實(shí)驗(yàn)所用培養(yǎng)基無(wú)法做到與腸道環(huán)境一致，培養(yǎng)后的菌群與原生腸道菌群有一定差異，因此以上3個(gè)試驗(yàn)所得出的結(jié)論也具有局限性。

近年來(lái)出現(xiàn)了多種非培養(yǎng)的分子技術(shù)方法，包括熒光免疫原位雜交（FISH）、DNA微陣列、實(shí)時(shí)定量PCR（qPCR）、變性梯度凝膠電泳（DGGE）、高通量焦磷酸測(cè)序［9］。國(guó)內(nèi)王林等［10］通過(guò)變性梯度凝膠電泳法（DGGE）研究10例頑固性便秘患者和6例健康人的結(jié)腸黏膜菌群，指出頑固性便秘患者菌群有明顯改變，與對(duì)照組比，頑固性便秘患者結(jié)腸黏膜菌群物種豐富度和香農(nóng)多樣性指數(shù)顯著降低。此實(shí)驗(yàn)僅從整體角度描述腸道菌群的變化，未具體到屬或門(mén)的水平。

新一代的高通量焦磷酸測(cè)序方法可檢測(cè)更豐富的微生物類(lèi)群，提供更多的信息，可確定到屬的水平。Zhu等［11］使用新一代高通量焦磷酸測(cè)序法研究8例便秘兒童和14例健康兒童的糞便微生物組成。從門(mén)的水平來(lái)看，健康人群擬桿菌門(mén)占比59．18%，為第一優(yōu)勢(shì)菌群，厚壁菌門(mén)占比34．98%，兩者合計(jì)占比93．56%，構(gòu)成腸道菌群的主體部分。便秘人群兩者比例調(diào)轉(zhuǎn)，厚壁菌門(mén)占比57．98%，為第一優(yōu)勢(shì)菌群，擬桿菌門(mén)占比33．69%。從屬的水平來(lái)看，便秘組患者糞便的糞球菌屬、瘤胃球菌屬顯著增加，普雷沃氏菌屬則顯著下降。而雙歧桿菌屬、梭桿菌屬未檢出顯著差異。便秘人群柔嫩梭菌屬比例為健康人群的2．8倍（P＝0．165）。此實(shí)驗(yàn)采用高通量焦磷酸測(cè)序法，大大提高了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，不足之處是病例數(shù)尚少，亦未檢測(cè)乳桿菌、優(yōu)桿菌、腸桿菌等常見(jiàn)菌群。

便秘與菌群改變的機(jī)制探究 結(jié)合微生物學(xué)相關(guān)研究，可對(duì)以上部分菌群改變結(jié)果進(jìn)行合理解釋?zhuān)⒂兄谔骄磕c道菌群對(duì)便秘發(fā)病、進(jìn)展的影響。De Filippo等［12］比較了非洲兒童（以素食為主）和歐洲兒童（以“西方飲食”為主）的腸道菌群，普雷沃氏菌在歐洲兒童組顯著下降，進(jìn)一步推出普雷沃氏菌的豐度與飲食中纖維含量成正相關(guān)。纖維素的缺乏導(dǎo)致食糜難以促進(jìn)腸道的蠕動(dòng)，正是便秘的發(fā)病機(jī)制之一。因此，普雷沃氏菌的豐度下降側(cè)面反映了便秘患者的病因。

糞球菌、柔嫩梭菌有共同的代謝特征---產(chǎn)丁酸［13］。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，丁酸可以抑制結(jié)腸平滑肌收縮而引起慢傳輸型便秘［14］，又可以刺激結(jié)腸對(duì)水的吸收使糞便干硬［15］。由此可推斷，大量產(chǎn)丁酸鹽的糞球菌和柔嫩梭菌的豐度增加可以加重便秘。糞球菌和柔嫩梭菌的豐度的改變雖不是便秘發(fā)生的始動(dòng)因素，卻可加重糞便干硬和排便困難。目前尚沒(méi)有明確證據(jù)表明功能性便秘患者結(jié)腸內(nèi)丁酸豐度增加，因而還有待代謝組學(xué)的進(jìn)一步檢驗(yàn)。

Attaluri等［16］及 Sahakian等［17］的研究均表明腸道菌群的甲烷排泄會(huì)減慢腸道蠕動(dòng)速度。亦有多項(xiàng)研究肯定了產(chǎn)甲烷菌與便秘型腸易激綜合征的關(guān)聯(lián)［18－19］。由于甲烷代謝屬特殊的能量代謝方式，不存在于真核生物和真細(xì)菌，僅存在于嚴(yán)格厭氧的一類(lèi)古細(xì)菌---產(chǎn)甲烷菌，因此可推斷腸道產(chǎn)甲烷菌的豐度增加可協(xié)助誘導(dǎo)并加重慢傳輸型便秘或便秘型腸易激綜合征。遺憾的是，并無(wú)高通量測(cè)序?qū)嶒?yàn)檢測(cè)便秘患者產(chǎn)甲烷菌的豐度變化。

已有充分證據(jù)顯示，肥胖、糖尿病、結(jié)直腸癌、腸易激綜合征等多種疾病伴有腸道菌群改變，且腸道菌群的紊亂在這些疾病的發(fā)病機(jī)制中起著重要的作用［20］。上述疾病皆可能伴有便秘的臨床表現(xiàn)。繼發(fā)性便秘雖有明確的發(fā)病機(jī)制，例如糖尿病的高血糖可引起腸神經(jīng)退化，使腸蠕動(dòng)減慢；結(jié)直腸癌引起腸腔內(nèi)梗阻等。但原發(fā)疾病引起的腸道菌群改變亦可加重或減緩便秘癥狀。

便秘的不同分型對(duì)腸道菌群的影響可能也是不同的。功能性便秘可分為慢傳輸型便秘、出口梗阻型便秘。纖維素、水分?jǐn)z入不足以及腸道平滑肌肌張力降低導(dǎo)致腸蠕動(dòng)減弱均引起慢傳輸型便秘，其特點(diǎn)是糞質(zhì)堅(jiān)硬，直腸指檢時(shí)無(wú)糞塊或有堅(jiān)硬糞塊。慢傳輸型便秘的糞便中水分減少，在腸道中長(zhǎng)期瘀滯。微生物的生長(zhǎng)受pH、溫度、水分、氧氣影響［21］。細(xì)菌約占糞便體積的50%［22］，可見(jiàn)其余的食物殘?jiān)悄c道菌群的良好“培養(yǎng)基”?！芭囵B(yǎng)基”水分的多少屬于參與競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)的微生物的環(huán)境條件。出口梗阻型便秘的病因則為排便肌群的活動(dòng)障礙、直腸肛門(mén)器質(zhì)性改變，其特點(diǎn)是排便不盡感或下墜感，直腸指檢時(shí)有大量泥樣糞便，用力排便可出現(xiàn)矛盾性收縮。出口梗阻型便秘的糞便在腸道中貯存時(shí)間與正常人無(wú)異。在日后腸道菌群改變的研究中，若能區(qū)分這兩種類(lèi)型，可能會(huì)有更多有益的發(fā)現(xiàn)。

BGBA與便秘 隨著腸道菌群研究的深入，BGBA的概念應(yīng)運(yùn)而生。BGMA包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)、神經(jīng)內(nèi)分泌－神經(jīng)免疫系統(tǒng)、自主神經(jīng)系統(tǒng)、腸神經(jīng)系統(tǒng)和腸道菌群［23］。中樞神經(jīng)系統(tǒng)是胃腸道功能調(diào)控的高級(jí)神經(jīng)中樞，能夠接收內(nèi)外環(huán)境變化時(shí)傳入的各種刺激，整合后通過(guò)自主神經(jīng)系統(tǒng)和神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的下丘腦－垂體－腎上腺軸將其調(diào)控信息傳遞給腸神經(jīng)系統(tǒng)，或直接作用于胃腸道效應(yīng)細(xì)胞，從而對(duì)胃腸平滑肌、腺體、血管起調(diào)節(jié)作用。胃腸道腺體、免疫細(xì)胞在以上神經(jīng)調(diào)控作用下分泌胃腸激素、細(xì)胞因子，改變腸道環(huán)境，致使腸道菌群組成及功能變化。腸道菌群的變化又可以反過(guò)來(lái)引起神經(jīng)系統(tǒng)和腸功能的改變［24］。

精神緊張、心理壓力大是功能性便秘的病因之一，其機(jī)制可由BGBA概念解釋。精神緊張引起交感神經(jīng)興奮，從而抑制腸神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)。腸神經(jīng)系統(tǒng)可分泌抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，如一氧化氮、血管活性肽［24］，進(jìn)而引起胃腸運(yùn)動(dòng)減弱、黏膜分泌減少，促使慢傳輸型便秘的發(fā)生。胃腸運(yùn)動(dòng)減弱亦可導(dǎo)致腸道菌群繁殖加快、向上移位。細(xì)菌代謝產(chǎn)生更多的一氧化氮等抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，加重便秘的進(jìn)展。

另一方面，便秘患者的糞塊積滯于結(jié)直腸，可引起神經(jīng)反射性癥狀，如腹脹、食欲減退、惡心、頭暈、疲乏等［25］，這些也是腸神經(jīng)系統(tǒng)反饋至中樞神經(jīng)系統(tǒng)的體現(xiàn)。

5－羥色胺（5－h(huán)ydroxytry ptamine，5－HT，又名血清素）是一種廣泛存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腸神經(jīng)系統(tǒng)、腸黏膜內(nèi)分泌細(xì)胞的重要神經(jīng)遞質(zhì)。5－HT作用于5－HT4受體，可加快腸平滑肌收縮，加強(qiáng)腸蠕動(dòng)；作用于中樞5－HT受體，影響精神、行為和內(nèi)臟痛閾。便秘型腸易激綜合征的5－HT異常低下［24］，應(yīng)是便秘癥狀產(chǎn)生的重要原因。因此，5－HT4受體激動(dòng)劑替加色羅被用于治療功能性便秘和便秘型腸易激綜合征。腸道菌群亦可以反作用于“腦－腸”軸。Desbonnet等［26］的研究表明，雙歧桿菌可誘導(dǎo)大鼠神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺、5－HT血漿濃度升高。便秘型腸易激綜合征患者經(jīng)雙歧桿菌治療后，5－HT分泌增多，腸道動(dòng)力顯著改善［27］。這也為便秘和腸易激綜合征的益生菌治療提供了一項(xiàng)有利依據(jù)。

便秘的微生態(tài)治療 與腹瀉的治療不同，腸道微生態(tài)制劑并不作為便秘的一線治療藥物。作為一線治療藥物的瀉藥包含多種缺陷，如長(zhǎng)期應(yīng)用蒽醌類(lèi)刺激性瀉藥（大黃、番瀉葉、蘆薈等）可導(dǎo)致一種癌前病變---結(jié)腸黑變病。容積性瀉藥易導(dǎo)致胃腸脹氣，鹽類(lèi)瀉劑可導(dǎo)致體內(nèi)電解質(zhì)紊亂，潤(rùn)滑性瀉劑需肛用而不方便。微生態(tài)制劑的不良反應(yīng)較少，又含有多方面的生理性獲益，因此可作為慢性便秘的長(zhǎng)期輔助用藥。微生態(tài)制劑包括益生菌、益生元、合生元等。新興的糞便菌群移植治療也屬于廣義的腸道微生態(tài)治療。

益生菌是指對(duì)宿主有利無(wú)害的活菌群或死菌，可以是單一菌株制成，也可以是多種菌的復(fù)合制劑［3］。常用于治療便秘的益生菌主要有干酪乳桿菌代田株、嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、動(dòng)物雙歧桿菌乳酸亞種、長(zhǎng)雙歧桿菌、嗜熱鏈球菌等［28］。國(guó)內(nèi)外研究常用每周排便次數(shù)、便秘相關(guān)癥狀總評(píng)分和糞便性狀總評(píng)分來(lái)描述益生菌的治療效果。王小蕾等［28］對(duì)國(guó)外8篇文獻(xiàn)所作的系統(tǒng)綜述顯示，攝入益生菌制劑兩周后，每周排便次數(shù)較基線增加1．46次（99%CI：0．41～2．51，P＜0．01），但研究間存在異質(zhì)性（I2＝81%）。Ford等［29］對(duì)2個(gè)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)進(jìn)行Meta分析顯示服用益生菌組每周排便次數(shù)較基線增加1．49次（95%CI：1．02～1．96）。國(guó)內(nèi)譚彬等［30］及張片紅等［31］皆采用自身對(duì)照方式，發(fā)現(xiàn)使用益生菌1個(gè)月左右，便秘相關(guān)癥狀總評(píng)分和糞便性狀總評(píng)分均有顯著降低。以上研究結(jié)果可推知，益生菌制劑療效雖不及瀉藥那樣立竿見(jiàn)影，但堅(jiān)持服用益生菌制劑一段時(shí)間，便秘相關(guān)癥狀可減輕，排便次數(shù)會(huì)增加。益生菌的可能作用機(jī)制為通過(guò)代謝產(chǎn)生多種有機(jī)酸，使腸腔內(nèi)pH值下降，從而調(diào)節(jié)腸道蠕動(dòng)?；诖藱C(jī)制，有民間驗(yàn)方提出陳醋可治療便秘［32］，但缺乏相關(guān)研究數(shù)據(jù)支持。前述雙歧桿菌可誘導(dǎo)神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺、5－HT血漿濃度升高，亦可加快腸平滑肌收縮，加強(qiáng)腸蠕動(dòng)。

益生元是指不被宿主消化吸收，可以選擇性地刺激腸內(nèi)有益菌的活性或生長(zhǎng)繁殖而增進(jìn)宿主健康的食物成分。益生元主要為非消化性的低聚糖，包括菊粉、乳果糖、低聚果糖、低聚半乳糖、低聚甘露糖等。廣義的益生元還包括纖維補(bǔ)充劑。纖維補(bǔ)充劑被廣泛應(yīng)用于便秘的治療。水溶性纖維（果膠、歐車(chē)前）起保水的作用，有利于增加糞便的黏稠度，但不影響糞便的量與在結(jié)腸中的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間。不溶性纖維（纖維素、半纖維素、木質(zhì)素，幾乎無(wú)保水作用，但可增加糞便量，且刺激結(jié)腸蠕動(dòng)［33］。然而，纖維補(bǔ)充劑是作為容積性瀉藥使便秘緩解，而不是其“益生”作用。相反，由于其不加選擇地刺激腸內(nèi)各種細(xì)菌的生長(zhǎng)［34］，菌群的發(fā)酵和產(chǎn)氣會(huì)加重便秘型腸易激綜合征患者的腹痛、腹脹癥狀。關(guān)于益生元與便秘治療的臨床研究相當(dāng)少。Linetzky等［35］使用菊粉和瓜耳膠（主要含半乳糖和甘露糖）的混合物治療便秘，每周排便次數(shù)增加，但未有顯著差異，且觀察到服安慰劑組亦有增加。由此可見(jiàn)，益生元緩解便秘的療效并不確切，由于要先刺激益生菌的生長(zhǎng)，增多了中間環(huán)節(jié)，因此不如直接服用益生菌。

合生元是同時(shí)含有益生菌和益生元的制劑，所添加的益生元既能促進(jìn)制劑中的益生菌生長(zhǎng)，又可促進(jìn)腸道中原生菌群的增殖。合生元制劑治療便秘的研究亦不多。Bazzocchi等［36］發(fā)現(xiàn)服用合生元制劑（內(nèi)含5種益生菌和益生元?dú)W車(chē)前）8周后，糞便稠度增加至正常水平，糞便結(jié)腸通過(guò)時(shí)間顯著下降。但如前述，歐車(chē)前在里面發(fā)揮容積性瀉藥作用可能更多。Waitzberg等［37］的研究表明，服用合生元制劑（內(nèi)含低聚果糖、乳桿菌和雙歧桿菌）30天后，患者每周排便次數(shù)顯著增多、糞便性狀總評(píng)分顯著下降。2個(gè)實(shí)驗(yàn)都肯定了合生元制劑不輸于益生菌制劑的治療效果。

糞便菌群移植是將健康人糞便中的菌群移植到患者胃腸道內(nèi)，以重建具有正常功能的腸道菌群。作為一個(gè)新興的治療方法，糞便菌群移植在復(fù)發(fā)性艱難梭菌感染、炎癥性腸病、腸易激綜合征、肥胖等疾病均取得了可喜的研究成果［38］。糞便菌群移植在治療便秘方面的研究尚少。1995年，Andrews等［39］對(duì)45名便秘患者采用糞便菌群移植的方法，使其中40例患者移植后即有排便困難的緩解，同時(shí)腹脹與腹痛癥狀亦減輕，經(jīng)隨訪60%的患者停止服用瀉藥也可保持正常排便。由于移植他人糞便具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，如傳播供者體內(nèi)的病毒、致病菌等，便秘患者的糞便菌群移植的研究也受到了很大的局限。

結(jié)語(yǔ) 相比于炎癥性腸病、腸易激綜合征等疾病，便秘與腸道菌群的研究數(shù)量似乎與其高發(fā)病率不符。綜合以上論述中所提到的問(wèn)題，未來(lái)的研究可專(zhuān)注于以下幾方面：（1）利用新一代高通量焦磷酸測(cè)序法，并擴(kuò)大樣本量，得出信度更高、更加全面的便秘患者腸道菌群的改變圖譜，進(jìn)一步確認(rèn)低豐度但具有重要功能或特性的菌群的改變，如產(chǎn)甲烷菌的豐度變化；（2）利用代謝組學(xué)研究便秘患者糞便代謝產(chǎn)物的改變，結(jié)合微生物學(xué)的基礎(chǔ)研究，對(duì)菌群改變及其致病機(jī)制相互驗(yàn)證；（3）深入探究便秘的分型及繼發(fā)性便秘對(duì)菌群的影響；（4）使用更大劑量或多種益生菌組合制劑，或與傳統(tǒng)瀉藥相結(jié)合，探究對(duì)便秘的治療更為有效的方法，進(jìn)行大樣本的隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)；（5）根據(jù)菌群變化開(kāi)發(fā)新型益生菌種，開(kāi)展藥物臨床試驗(yàn)。

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