陳慧婷，周永健

腸道微生態(tài)系統(tǒng)是由腸道菌群及其生活的腸道環(huán)境共同構(gòu)成。腸道菌群是其核心部分，腸黏膜結(jié)構(gòu)正常和腸屏障功能穩(wěn)定是腸道微生態(tài)系統(tǒng)正常運行的最重要的因素。腸道菌群被譽為人類“隱形的器官”，在許多疾病的發(fā)生、發(fā)展過程中起著重要的作用。自1998年Marshallpo[1]提出“腸-肝軸”的概念以來，隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展，宏基因組學和代謝組學的進步，愈來愈多的研究提示腸道菌群失調(diào)在肝脂肪變、肝細胞損傷和纖維結(jié)締組織重塑等肝病進程中有重要的作用[2]，以腸道菌群為靶點的診斷和治療手段也被逐步認可。

1 腸道微生態(tài)與肝臟疾病

1.1 酒精性肝病(alcoholic liver disease, ALD) ALD是由大量飲酒引起的肝病。隨著病程進展可由脂肪肝發(fā)展為酒精性肝炎，甚至肝硬化。1995年，Adachi et al報道抗生素對大鼠酒精性肝損傷具有保護作用時，首次肯定了腸道菌群在其中的作用[3]。過量飲酒會引起腸內(nèi)細菌過度生長[4]和腸道菌群組成的變化[5]。ALD的腸道微生態(tài)失調(diào)表現(xiàn)為Streptococci等產(chǎn)內(nèi)毒素的細菌增多和Lactobacillus等益生細菌減少[6, 7]。同時，Lachnospiraceae、Ruminococcaceae等產(chǎn)短鏈脂肪酸(short chain fatty acids, SCFAs)細菌顯著減少[8, 9]。隨著ALD的進展，Akkermansiamuciniphila的數(shù)量也成比例地減少[10]。

1.2 非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD) NAFLD是世界范圍內(nèi)重要的慢性肝病之一，全球患病率為25%，而大約20%NAFLD患者會發(fā)展為非酒精性脂肪性肝炎(NASH)[11]。腸道菌群被認為是導致NAFLD/NASH的關(guān)鍵驅(qū)動因素之一。NAFLD患者的腸道通透性增加[12]，腸道屏障功能的減弱可促進細菌移位，導致NAFLD病情進展，也易于導致小腸細菌過度生長(small intestinal bacterial overgrowth, SIBO)[12]。細菌重要代謝產(chǎn)物SCFAs能降低肝臟膽固醇和脂肪酸的合成，增加脂質(zhì)氧化，在膽汁酸信號通路方面，腸道菌群還可以抑制FXR的活性，而FXR是脂肪生成、脂肪酸氧化、糖異生的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[13]。此外，有報道稱NAFLD患者血液酒精濃度較高，甚至在嚴格戒酒時候也較高，這可能與NAFLD患者腸道菌群紊亂導致產(chǎn)酒精細菌增多有關(guān)[14]。

1.3 自身免疫性肝病(autoimmune liver disease, AILD)AILD是因免疫功能紊亂引起的一組特殊類型的慢性肝病，包括自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis, AIH)、原發(fā)性膽汁性膽管炎(primary biliary cholangitis, PBC)、原發(fā)性硬化性膽管炎(primary sclerosing cholangitis, PSC)以及相互重疊的所謂的重疊綜合征[15]。研究表明[16, 17]，AIH患者腸道黏膜屏障通透性增加并存在菌群紊亂，表現(xiàn)為AIH患者血漿脂多糖(LPS)增加，糞便Bifidobacteria和Lactobacilli豐度下降，甚至在增殖細胞核抗原(pANCA)陽性的AIH患者腸道發(fā)現(xiàn)與抗原發(fā)生交叉反應的細菌。對PBC患者腸道菌群分析則表現(xiàn)為機會致病菌增多，如Haemophilus、Klebsiella、Neisseria、Pseudomonas、Streptococcus、Veilonella和益生菌減少，如Bifidobacterium、Lactobacillus、Ruminococcus[18, 19]。PSC患者具有較高的腸黏膜免疫應答和小腸通透性[20]，PSC患者體內(nèi)的微生物群以Enterococcus、Fusobacterium、Lactobacillus、Morganella、Streptococcus的增多以及Anaerostipes、Coprococcus、Desulfovibrio、Phascolarctobacterium、Succinivibrio的減少為特征[21-24]。

1.4 病毒性肝炎 盡管人類已經(jīng)研發(fā)出乙肝疫苗和抗病毒藥物，慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B, CHB)仍然是一個全球性的衛(wèi)生問題。小鼠模型實驗證明，健康的腸道菌群是清除HBV的必要條件，應用抗生素清潔腸道后小鼠無法清除HBV感染[25]。CHB患者腸道菌群特征表現(xiàn)為Bacteroides、Bifidobacteria、Lactobacillus、Pediococcus、Prevotella、Weissella的降低和Enterococcus的增加[26-29]。研究表明[30]，與健康人群比，乙型肝炎肝硬化患者腸道菌群中Proteobacteria數(shù)量升高10倍，而Bacteroidetes數(shù)量減少13倍。研究顯示[31]，與健康人群比，慢性丙型肝炎(chronic hepatitis C, CHC)患者細菌多樣性較低。Aly et al[32]的研究發(fā)現(xiàn)，CHC患者腸道Prevotella和Feacalibacterium豐度增加，而Acinetobacter、Phascolarctobacterium和Veilonella豐度減少，其中Prevotella的增加與肝細胞、胃細胞和B淋巴細胞被病毒感染有關(guān)。CHC患者常見的吸收不良引起腸道碳水化合物濃度增加。

1.5 肝硬化 肝硬化是慢性肝病進展的結(jié)果，其預后主要與代償失調(diào)有關(guān)，如胃食管靜脈曲張、腹水、肝性腦病(hepatic encephalopathy, HE)、腸動力的改變、胃pH值的改變、結(jié)腸膽汁酸降低。上述改變導致細菌過度生長是肝硬化患者腸道菌群紊亂的重要原因[33]。在肝硬化進展過程中，慢性炎癥刺激同樣是重要的影響因素，研究認為這與Enterobacteriaceae增加和Bacteroidetes減少后，對肝臟Toll樣受體-4(TLR4)的免疫抑制作用有關(guān)，如Blautia等7α-去羥化細菌豐度降低，進一步導致膽汁酸(bile acids, BAs)減少，使腸道菌群失調(diào)[34]。根據(jù)腸道菌群失調(diào)率，研究人員開發(fā)了兩個評分系統(tǒng)，分別是Bifidobacteria/Enterobacteriaceae比值(bifidobacteria/enterobacteriaceae ratio, BER)和肝硬化腸道菌群失調(diào)比值(cirrhosis dysbiosis ratio, CDR)，前者反映了腸道對抗致病菌定植的能力[27]，后者是衡量益生菌(Lachnospiraceae、Ruminococcaceae、Veillonellaceae)豐度和機會性致病菌(Enterobacteriaceae、Enterococcaceae、Staphylococcaeae)豐度的預后評分[35]。HE進展同樣與腸道菌群成分的急劇變化有關(guān)，糞便菌群分析與頭顱核磁共振檢查證實，腸道菌群與認知損傷相關(guān)[36]。Veillonellaceae豐度更高的肝硬化患者具有認知能力差、內(nèi)毒素血癥、氨含量高等表現(xiàn)[37]。在HE患者，炎癥信號和具有神經(jīng)活性的微生物活動/代謝物可以經(jīng)由腸-肝-腦軸到達大腦，誘發(fā)炎癥和腦內(nèi)神經(jīng)傳遞的變化(如Lactobacillusrhamnosus對GABA受體表達的影響)，這些與HE患者行為和睡眠模式變化相關(guān)[38]。

1.6 肝細胞癌((hepatocellular carcinoma, HCC)HCC是肝臟最常見的惡性腫瘤。腸道菌群和HCC之間關(guān)系的推測最初來源于對腸道持續(xù)清潔小鼠(偽無菌鼠)的研究，用四氯化碳等肝癌誘導劑分別干預偽無菌鼠和正常小鼠，結(jié)果在偽無菌鼠癌變率相對更低[39]，進一步的研究發(fā)現(xiàn)細菌移位及其與TLRs的相互作用，在肝癌發(fā)生過程中起著關(guān)鍵作用[40]。腸道菌群(如Bacteroides、Clostridium、Desulfovibrio)可將初級BAs轉(zhuǎn)化為次級BAs，可增加TLR2在肝星狀細胞上的表達。同時，脂磷壁酸(革蘭氏陽性菌細胞壁上的TLR2配體)濃度增加，可促進肝星狀細胞衰老相關(guān)表型的表達[41]。次級BAs也能抑制CXCL16的表達，而CXCL16參與肝臟招募NKT細胞，而NKT細胞負責殺死腫瘤細胞[42]。血液細菌遺傳物質(zhì)分析有助于早期對HCC的診斷，有研究證實Bifidobacterium、Pseudomonas、Streptococcus、Staphylococcus、Trabulsiella可用于預測肝細胞癌的發(fā)生。

2 臨床針對基于腸道微生態(tài)的肝病患者應對策略

調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)的臨床策略有很多，包括抗生素、益生菌、益生元、合生元和糞菌移植(FMT)等。Han et al[43]研究了來自4個中心的117項隨機對照試驗的酒精性肝炎患者，服用益生菌(包含Lactobacillussubtilis和Streptococcusfaecium)1周，內(nèi)毒素血癥減少且肝酶改善。也有報道[44,45]，F(xiàn)MT有助于治療重度酒精性肝炎。一項納入1309例NAFLD患者的薈萃分析表明，益生菌顯著降低了BMI、轉(zhuǎn)氨酶、血清膽固醇和甘油三酯水平[46]，給予NAFLD患者益生菌VSL#3(一種由Bifidobacterium、Lactobacillus、Streptococcusgenera組成的多菌株制劑)，通過增加PPAR-α活性和降低TNF-α水平、下調(diào)iNOS和COX-2的表達，從而限制了肝臟的氧化和炎癥損傷[47]。益生菌也能改善HE、預防HE進展和肝損害，提高生活質(zhì)量。Stadlbauer et al[48]報道了一項采用Lactobacilluscasei治療酒精性肝硬化患者的研究，結(jié)果顯示Lactobacilluscasei可調(diào)節(jié)TLR4的表達和IL-10的分泌，進而修復酒精性肝硬化患者嗜中性粒細胞的吞噬能力。關(guān)于病毒性肝炎的臨床試驗表明，在相當一部分持續(xù)HBeAg陽性的患者，F(xiàn)MT可誘導清除HBeAg[49,50]。采用糞菌膠囊的方式給藥能顯著改善HE患者的認知能力并上調(diào)Bifidobacteriaceae、Ruminococcaceae豐度以及下調(diào)Streptococcaceae和Veillonellaceae豐度。

3 思考

隨著對腸-肝軸認識的加深，腸道微生態(tài)對肝臟疾病的作用越來越受到重視。以腸道菌群為核心的治療手段也不斷被重新認識。但有關(guān)肝臟疾病腸道微生態(tài)的研究尚且存在如下局限性：(1)腸道菌群紊亂是肝臟疾病重要的病因之一，目前的研究多集中在相關(guān)性的探索方面，與菌群相關(guān)的致病機制仍需深入的研究；(2)特征菌群作為肝臟疾病生物標記物的報道日益增多，但腸道菌群特征具有較明顯的地域差異，尚需更多大樣本、大范圍、多中心的研究支持；(3)以菌群為核心的治療手段，尤其是FMT的應用，前期研究多建立在動物模型上，動物與人類的腸道菌群存在種屬差異，類似的肝病動物模型是否能很好地替代人類疾病需要深思，尤其是嚙齒類動物的模型存在嗜食糞便的行為，更會對菌群研究產(chǎn)生干擾；(4)以菌群為核心的治療手段涉及微生物制劑，不同的制備流程和微生物來源都可能對疾病的干預效果產(chǎn)生影響，甚至引起不良反應。制定規(guī)范、科學的行業(yè)標準是建立以菌群為核心的治療方法的重要保障。腸道微生態(tài)與肝臟疾病緊密相關(guān)，在該領(lǐng)域仍迫切需要大規(guī)模、高質(zhì)量、多中心的研究，且需仔細評估腸道菌群作為肝臟疾病診療手段的有效性和安全性，為肝臟疾病的防治提供科學、可靠的依據(jù)。