顏耿杰 林 鏞 韋艾凌 毛德文 蘇會吉 龍富立

廣西中醫(yī)藥大學(xué) (廣西 南寧， 530200)

肝衰竭(HE)是由病毒、酒精和藥物等多種因素引起的肝細胞大量壞死，肝功能嚴重障礙甚至失代償?shù)囊环N疾病，并發(fā)癥多，治療困難，預(yù)后差[1]。有研究表明，由于HE患者腸道菌群失調(diào)，造成人體內(nèi)內(nèi)毒素的產(chǎn)生和吸收增加，這種腸源性內(nèi)毒素血癥(IETM)是誘發(fā)和加重HE的重要機制之一[2]。因此，調(diào)節(jié)腸道菌群、改善腸道微生態(tài)系統(tǒng)已成為當(dāng)下防治HE的熱點和難點之一。

1 腸道微生態(tài)概述

人體腸道菌群是寄居在人體胃腸道內(nèi)數(shù)以億計的微生物總?cè)?，有約1.5千克，1 014種微生物和近2 000種不同的物種，主要包括厚壁菌、擬桿菌、變形菌、放線菌和梭桿菌等，其中大部分是厭氧的[3]。健康腸道菌群對機體是有益的，一方面，腸道為細菌定殖提供了營養(yǎng)豐富的環(huán)境，為代謝活躍的細菌群提供了營養(yǎng)來源。另一方面，腸道菌群能為宿主提供所需的營養(yǎng)素(維生素B、維生素K)，提高其生物利用度，有助于消化不易消化的營養(yǎng)素(膳食纖維)，以及由其降解產(chǎn)生的低脂肪酸(丁酸鹽、丙酸鹽、乙酸鹽)[4，5]，腸道菌群與宿主之間彼此互惠互利的共生關(guān)系也因此形成。另外，腸道上皮細胞可形成物理屏障阻礙細菌侵入腸道黏膜，作為連接天然免疫與適應(yīng)性免疫應(yīng)答的橋梁，從而有效地維持腸道微環(huán)境穩(wěn)態(tài)平衡[6]。然而，當(dāng)這種平衡關(guān)系被打破時，例如腸屏障被破壞、腸粘膜受損等，腸道菌群中許多致病菌便會通過腸粘膜進入其他的臟器系統(tǒng)，從而危害宿主健康。

腸道菌群以多種方式影響人類健康，例如提供營養(yǎng)、促進生長、參與信號通路并調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)等，并被認為是許多疾病的主要促成因素。肝臟作為人體最大的代謝器官，其門靜脈系統(tǒng)主要接受來自腸道的血液并匯集至肝臟，使得腸道與肝臟之間的關(guān)系非常密切，“腸-肝軸”也因此產(chǎn)生。一個完整的“腸-肝軸”依賴于穩(wěn)定的腸道粘膜屏障、健康的腸道菌群以及正常的肝臟功能，其中最主要的就是腸道粘膜屏障，但這也與腸道菌群有著直接關(guān)系。腸道粘膜屏障的中心組分是腸上皮細胞，其通過頂端連接蛋白(包括密蛋白、occlu dins、E-鈣粘蛋白、橋粒和連接粘附分子)與鄰近細胞緊密連接，是細菌及其生物產(chǎn)物的天然屏障，這種屏障的破壞會導(dǎo)致腸道微生物的全身擴散并最終進入門靜脈[7]。腸道菌群在“腸-肝軸”中也起著至關(guān)重要的作用，它參與了正常宿主生理的許多方面，包括營養(yǎng)狀態(tài)和應(yīng)激反應(yīng)[8]，并通過阻止病原體的定植、與宿主腸細胞直接相互作用以及將未消化的碳水化合物代謝為鏈脂肪酸來保護腸道粘膜屏障功能[9]。

2 腸道微生態(tài)對肝衰竭的影響

腸道菌群是機體的重要組成部分，與多種疾病相關(guān)，如心血管疾病、代謝疾病和2型糖尿病等[10]。腸道菌群的變化與肝臟疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，當(dāng)腸道菌群失調(diào)或腸道粘膜屏障受損時，會導(dǎo)致腸源性內(nèi)毒素(IET)的產(chǎn)生和吸收增加，使大量的IET進入門靜脈系統(tǒng)，由于HE患者的肝臟Kupffer細胞吞噬功能低下，門靜脈血中IET的吸收量超過了肝臟Kupffer細胞清除IET的能力，使IET進入體循環(huán)，進而導(dǎo)致IETM的產(chǎn)生[11，12]。內(nèi)毒素與肝臟Kupffer細胞表面的Toll樣受體結(jié)合后產(chǎn)生TNF-α，誘導(dǎo)肝細胞壞死及凋亡，促進HE的發(fā)展。近年來有臨床研究表明，腸道菌群的種類或豐度與HE存在密不可分的關(guān)系。

2.1 相關(guān)臨床試驗研究 王保紅[13]等提取了16例健康人與26例急性HE患者糞便標(biāo)本中腸道菌基因組總DNA后，對比兩組間腸道菌群的多樣性和分子變化特征，結(jié)果顯示急性肝衰竭患者的腸道擬桿菌顯著減少，腸球菌屬、普雷沃氏菌屬和大腸埃希桿菌顯著增加，這項研究揭示了腸道菌群的組成與HE密切相關(guān)。張娟[14]選取慢加急性HE患者33例，慢性乙型肝炎重度患者31例、慢性乙型肝炎輕中度患者44例為研究對象，對照組為31例健康人，分析他們腸道菌群結(jié)構(gòu)、豐度及多樣性特點，發(fā)現(xiàn)腸道菌群多樣性與豐度隨著CHB疾病嚴重程度的發(fā)展而呈現(xiàn)出進行性降低的表現(xiàn)。

2.2 相關(guān)動物實驗研究 李蘭娟等[15]在建立急性HE大鼠模型后于0 h、24 h、48 h分別處死各組大鼠，定性、定量分析空腸、回腸及結(jié)腸菌群，發(fā)現(xiàn)急性HE大鼠存在腸道菌群失調(diào)且失調(diào)程度與肝損傷程度有關(guān)。Liu等[16]建立急性HE小鼠模型，通過16 SrDNA中V3+V4區(qū)的高通量測序，觀察口腔、胃、十二指腸中菌群的相對豐度和多樣性的信息，并通過LDA效應(yīng)大小分析鑒定急性肝功能衰竭的細菌易位及相關(guān)變化，發(fā)現(xiàn)小鼠上消化道腸道菌群的多樣性和相對豐度發(fā)生了顯著變化。Lin等[18]從下消化道和糞便不同部位的腸內(nèi)容物中提取微生物DNA，然后進行生物信息學(xué)分析，結(jié)果顯示急性HE小鼠存在腸道菌群失調(diào)。

3 通過腸道微生態(tài)干預(yù)肝衰竭的機制和作用

3.1 中藥調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)干預(yù)HE 近年來已有研究表明，中藥可以通過調(diào)節(jié)腸道菌群，保護腸道粘膜屏障，從而恢復(fù)腸道菌群的多樣性[17,18]。人參中含有的人參多糖可以改善腸道代謝和人參皂甙的吸收，同時促進乳酸桿菌和擬桿菌屬的生長[19]。運用中藥調(diào)控腸道菌群進而治療HE的研究近年來也備受關(guān)注。臨床實踐證明，中藥在HE腸道菌群失調(diào)中發(fā)揮重要作用。

3.1.1 降低內(nèi)毒素水平干預(yù)HE 內(nèi)毒素在HE與腸道菌群失調(diào)中扮演重要角色，其損傷途徑廣泛，可損傷腸黏膜上皮細胞線粒體和溶酶體，引起上皮細胞自溶，也可引起腸微血管收縮，使腸黏膜血流量減少，導(dǎo)致腸組織缺血缺氧；絲氨酸蛋白酶能損傷腸粘膜屏障完整性，而內(nèi)毒素可增加絲氨酸蛋白酶的活性，增加腸黏膜通透性并促使細菌易位，使得內(nèi)毒素吸收增多而加重IETM[20]。IETM的產(chǎn)生能夠與肝臟Kupffer細胞表面Toll樣受體結(jié)合引發(fā)肝臟炎癥及肝細胞受損，另外，還可使ATP酶活性及線粒體的能量合成功能降低而影響膽汁排泌，導(dǎo)致膽汁淤積進而引起肝損害，膽汁分泌減少或膽汁成分出現(xiàn)變化，破壞“腸-肝軸”平衡，導(dǎo)致腸道細菌大量增多、腸蠕動減慢，出現(xiàn)腸道菌群失調(diào)[21]。因此，在HE的治療上，可將降低腸道內(nèi)毒素水平作為重要方法。朱文芳等[22]納入60例慢加急性HE患者探究溫陽解毒化瘀方對其腸道菌群和血漿內(nèi)毒素的影響，發(fā)現(xiàn)溫陽解毒化瘀方能夠有效增加雙歧桿菌的菌落數(shù)，降低腸桿菌數(shù)量，進而降低血漿內(nèi)毒素水平。劉茵等[23]選取90例慢加急性HE患者，觀察解毒化瘀顆粒對慢加急性HE患者腸道菌群及腸道屏障功能的影響，結(jié)果表明解毒化瘀顆粒可以很好的提高腸道腸球菌屬、雙歧桿菌菌屬數(shù)量，而降低酵母菌及DAO、ET、PCT水平，有效改善患者腸道菌群結(jié)構(gòu)、緩解內(nèi)毒素血癥、改善腸粘膜屏障功能及肝功能。

3.1.2 恢復(fù)腸道屏障功能干預(yù)HE 正常情況下，腸道菌群中的有益菌屬通過發(fā)揮黏附作用與腸上皮緊密結(jié)合，形成腸道微生態(tài)屏障，增強了胃腸黏膜屏障功能，形成“腸道定植抗力”，能夠抵御致病菌的入侵。有益菌通過產(chǎn)生多種抑菌與抗菌成分，如乳酸、細菌素等，使得致病菌的活力與功能減退。如果致病菌過度生長，其細菌蛋白酶不僅損傷腸黏膜上皮細胞微絨毛膜蛋白，還能干預(yù)腸黏膜上皮細胞的生化反應(yīng)，損害微絨毛，并能分泌一些毒素或代謝產(chǎn)物干擾腸上皮細胞蛋白質(zhì)合成，顯著增強腸黏膜通透性，促使腸道屏障功能受損[24]。研究表明，中藥治療可有效提高腸道菌群中有益菌屬的含量，降低致病菌數(shù)量，達到改善腸道微生態(tài)的作用。張璇等[25]通過建立急性HE小鼠模型發(fā)現(xiàn)，中藥方劑赤白湯可有效提高乳酸桿菌和雙歧桿菌的含量，降低大腸桿菌小鼠腸道中和腸球菌豐度，表明赤白湯可以通過抑制有害菌、促進腸道優(yōu)勢菌的生長，改善腸道菌群和腸屏障功能。李海鳳等[26]同樣納入60例慢加急性HE患者，治療組患者在常規(guī)治療中加用赤芍承氣湯高位保留灌腸，結(jié)果顯示中藥治療組患者腸道內(nèi)擬桿菌、雙歧桿菌、梭菌、乳酸桿菌有益菌屬水平顯著提高，酵母菌和大腸桿菌水平降低，腸道菌群恢復(fù)正常，患者的死亡率降低。因此，恢復(fù)腸道屏障功能，提高有益菌屬水平、抑制致病菌的生長，有望增強腸道定植抗力，改善HE患者預(yù)后。

3.2 調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)干預(yù)HE 腸道微生態(tài)在肝病學(xué)領(lǐng)域是一個重要課題，其功能和結(jié)構(gòu)的完整性與肝臟疾病的演變密切相關(guān)，常被作為肝病治療的靶點[27]。微生態(tài)制劑包括益生菌、益生元和合生元等，廣泛用于臨床，具有調(diào)節(jié)機體腸道菌群平衡、改善腸道粘膜屏障功能、增強機體免疫力的作用，并且能夠顯著改善HE患者的腸道菌群情況，降低其血漿內(nèi)毒素和細胞因子水平，抑制IETM的發(fā)生，減輕內(nèi)毒素對HE患者造成的肝損害，達到輔助治療HE和改善肝功能的目的[28]?？诜挠幸婢梢栽谀c道中與其他厭氧菌一起占據(jù)腸道粘膜表面，并通過競爭性地與致病菌爭奪營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)揮生物拮抗作用。此外，微生態(tài)制劑還可以調(diào)節(jié)機體的免疫功能，如乳酸桿菌可刺激腸道樹突狀(DC)細胞啟動免疫應(yīng)答，降低內(nèi)毒素和TNF-α水平，增加腸道緊密連接蛋白ZO-1的表達，改善腸道屏障功能，防止細菌移位，減輕肝細胞損傷[29]；還可激發(fā)自然殺傷(NK)細胞的活性，促使 IgA、IgG和IgM等免疫球蛋白產(chǎn)生，IgA可以調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)系統(tǒng)的組成和功能，IgA缺失或功能障礙可促使腸道菌群組成成分發(fā)生變化，而IgG和IgM可防止其侵入腸黏膜固有層，增強腸道黏膜屏障功能[30]。楊仁國等[31]納入101例慢加急性HE患者，分為慢加急性HE組56例和慢加急性HE繼發(fā)感染組45例，均予1個月的雙歧桿菌四聯(lián)活菌片治療，另納入67例健康人作為對照組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌四聯(lián)活菌片有助于改善患者的腸道菌群及免疫狀態(tài)。Lv等[32]使用誘導(dǎo)的急性HE大鼠模型予探究健康人群腸道5種乳酸菌對模型大鼠的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)唾液乳桿菌(LI01)和戊糖假單胞菌(LI05)可顯著降低大鼠ALT和AST水平，抑制總膽紅素的上升并能減少肝臟和末端回腸的組織學(xué)異常及體內(nèi)細菌移位，對急性HE的進展起到較好的干預(yù)作用。Wang等[33]通過建立急性肝衰竭大鼠模型研究瑞士乳桿菌(R0052)的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)(R0052)可減輕大鼠肝細胞損傷，增強腸粘膜屏障功能從而減少大鼠潛在的腸道病原體，恢復(fù)正常的腸道菌群。

4 結(jié)論與展望

HE是臨床危急重癥之一，至今尚未研發(fā)出特效藥物，盡管有人工肝和肝移植等治療方法，但因其昂貴的治療費用和肝臟的排斥反應(yīng)而無法得到普遍應(yīng)用。新近研究證實腸道微生態(tài)與HE的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)，并且通過大量臨床及實驗研究證實可以通過中西醫(yī)結(jié)合治療調(diào)控腸道微生態(tài)達到干預(yù)HE進展的目的，這為HE的防治提供了新思路和新方法。雖然目前尚未完全發(fā)現(xiàn)與HE發(fā)病機制相關(guān)的關(guān)鍵菌屬，但隨著研究的深入，腸道微生態(tài)的結(jié)構(gòu)和功能，菌屬的代謝途徑也許會成為治療HE的靶點和(或)評估HE患者預(yù)后的療效指標(biāo)，同時新的中藥驗方和新一代益生菌的出現(xiàn)可能會對HE靶向輔助治療提供更有力的科學(xué)依據(jù)。