朱恬宇綜述，黃玉政審校

0 引 言

自20世紀(jì)中葉以來(lái)，炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)的發(fā)病率在全球普遍增加，其中潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)與克羅恩病(Crohn′s disease, CD)的發(fā)病率達(dá)到12.0/10萬(wàn)和1.5/10萬(wàn)[1]。IBD是一種慢性、難以治愈的特發(fā)性腸道炎癥性疾病，臨床上包括UC和CD兩種類(lèi)型[2]。其臨床表現(xiàn)取決于疾病部位，主要包括腹瀉、腹痛、發(fā)熱、腸梗阻以及血便、黏液便[3]。IBD的病因尚不十分清楚，研究認(rèn)為可能與自身免疫相關(guān)[4]?，F(xiàn)有研究認(rèn)為，寄生蟲(chóng)可調(diào)節(jié)機(jī)體免疫應(yīng)答和改變宿主腸道菌群結(jié)構(gòu)，具有潛在的治療自身免疫性疾病等應(yīng)用前景[5]?！靶l(wèi)生假說(shuō)”指出環(huán)境中微生物和寄生蟲(chóng)暴露的減少使一些人更易患自身免疫性疾病，寄生蟲(chóng)等病原體可刺激并“訓(xùn)練”人體免疫系統(tǒng)，營(yíng)造免疫抗炎微環(huán)境，將自身侵襲性輔助性T1(T-helper 1, Th1)細(xì)胞應(yīng)答轉(zhuǎn)向非自身免疫疾病促進(jìn)的輔助性T2(T-helper 2, Th2)細(xì)胞應(yīng)答[6]。血吸蟲(chóng)作為寄生蠕蟲(chóng)之一，蟲(chóng)卵是其主要致病源，主要在機(jī)體肝、腸或泌尿及生殖系統(tǒng)沉積，形成蟲(chóng)卵肉芽腫，引起炎癥、纖維化甚至癌變[7]。近年來(lái)，已有研究者發(fā)現(xiàn)，血吸蟲(chóng)衍生物可改善實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎的炎癥反應(yīng)[8]，在T細(xì)胞誘導(dǎo)的UC模型早期，日本血吸蟲(chóng)感染加重了結(jié)腸病理?yè)p傷，后期則對(duì)炎癥反應(yīng)有抑制作用[9]，提示血吸蟲(chóng)感染不同階段對(duì)腸道炎癥具有不同影響效應(yīng)。本文將從血吸蟲(chóng)感染、宿主免疫、腸道菌群變化等方面作一綜述。

1 血吸蟲(chóng)感染與IBD

隨著全球經(jīng)濟(jì)、社會(huì)條件的變化以及接觸傳染源(包括寄生蟲(chóng))的減少，病原體感染與感染后機(jī)體免疫調(diào)節(jié)間的平衡逐漸改變，這可能是幾十年來(lái)感染類(lèi)疾病漸漸淡出視線，而一些自身性免疫疾病權(quán)重增多的原因[6]。

1.1 血吸蟲(chóng)與宿主的關(guān)系血吸蟲(chóng)與感染宿主呈共生關(guān)系，血吸蟲(chóng)的感染也會(huì)給宿主免疫帶來(lái)一系列的變化[10]。研究表明，機(jī)體在感染曼氏血吸蟲(chóng)后，最初的免疫反應(yīng)是Th1細(xì)胞反應(yīng)。隨著蠕蟲(chóng)發(fā)育和蟲(chóng)卵沉積，自然殺傷T(natural killer T, NKT)細(xì)胞被激活，樹(shù)突狀細(xì)胞產(chǎn)生更多的白細(xì)胞介素-10(interleukin-10, IL-10)和更少的IL-12，并產(chǎn)生Th2細(xì)胞反應(yīng)[11]。此外，B1和B2細(xì)胞分別對(duì)卵源性抗原和蠕蟲(chóng)源性抗原產(chǎn)生IL-10[12]。B細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞的激活可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞活性，從而阻止自身侵襲性Th1細(xì)胞應(yīng)答的發(fā)展，使應(yīng)答轉(zhuǎn)向非自身免疫疾病促進(jìn)的Th2細(xì)胞應(yīng)答。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞可能通過(guò)IL-10和TGF-β的產(chǎn)生而阻止一系列自身免疫性疾病和過(guò)敏的發(fā)生[13]。因此，越來(lái)越多的研究從聚焦消除血吸蟲(chóng)的視角，逐漸轉(zhuǎn)向研究血吸蟲(chóng)等寄生蟲(chóng)或其衍生物的生物利用[14]。

1.2 血吸蟲(chóng)等寄生蟲(chóng)在干預(yù)IBD中的研究目前，對(duì)于寄生蟲(chóng)與IBD方面的研究重點(diǎn)集中于寄生蠕蟲(chóng)[15]，且關(guān)于血吸蟲(chóng)感染與IBD的研究，集中體現(xiàn)在對(duì)于IBD臨床癥狀的改善和治療方面[16]。有研究表明，血吸蟲(chóng)對(duì)于IBD的治療方面的作用是毋庸置疑的，但是也存在一定的爭(zhēng)議，即血吸蟲(chóng)感染對(duì)腸道也存在一定的損害性[21]。1993年Genta[17]就提出蠕蟲(chóng)，尤其是曼氏血吸蟲(chóng)(Schistosomamansoni)，在感染機(jī)體的侵入期，成蟲(chóng)、卵或幼蟲(chóng)與宿主的腸黏膜建立密切接觸，可引發(fā)機(jī)體強(qiáng)烈的局部炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致腸道內(nèi)結(jié)構(gòu)和功能改變。因此，避免早期血吸蟲(chóng)侵入致宿主腸道炎癥反應(yīng)加重或許是血吸蟲(chóng)在IBD治療方面的主要考慮因素?，F(xiàn)絕大多數(shù)研究者均使用血吸蟲(chóng)蟲(chóng)卵抗原(schistosomasoluble egg antigen, SEA)或其衍生物運(yùn)用于IBD方面的治療，既可降低機(jī)體在血吸蟲(chóng)感染早期Th1促炎反應(yīng)，緩解IBD炎癥癥狀，又能安全有效地避免腸道的二次傷害。且研究表明，不同種類(lèi)的血吸蟲(chóng)蟲(chóng)卵(包括日本血吸蟲(chóng)和曼氏血吸蟲(chóng)蟲(chóng)卵)抗原對(duì)IBD的治療也均有改善及免疫調(diào)節(jié)作用[16,18]。Hasby等[18]在25只小鼠接受曼氏血吸蟲(chóng)卵抗原后用DSS誘導(dǎo)IBD模型，發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)卵抗原可減少小鼠腸道上皮杯狀細(xì)胞缺失，緩解腸道炎癥反應(yīng)，并誘導(dǎo)FoxP3+ Tregs和Th2細(xì)胞因子上調(diào)建立免疫穩(wěn)態(tài)。同時(shí)，IBD小鼠也對(duì)DSS產(chǎn)生更穩(wěn)定的免疫反應(yīng)。Nathalie等[16]用SEA培養(yǎng)過(guò)夜后離心過(guò)濾提取出的蛋白對(duì)小鼠進(jìn)行腹腔注射，結(jié)果顯示小鼠的宏觀炎癥評(píng)分、炎癥程度和髓過(guò)氧化物酶(myeloperoxidase, MPO)活性均降低。Wang等[19]發(fā)現(xiàn)用樹(shù)突狀細(xì)胞包裹體處理日本血吸蟲(chóng)可溶性蟲(chóng)卵抗原，處理后的抗原結(jié)合物可用于治療IBD。Zhao等[20]在第1天和第11天通過(guò)注射暴露于10 000個(gè)冷凍殺死的日本血吸蟲(chóng)卵，在第15天用三硝基苯磺酸(trinitrobenzenesulfonic acid，TNBS)誘導(dǎo)小鼠IBD后評(píng)估結(jié)腸病變，提出日本血吸蟲(chóng)卵還可預(yù)防TNBS誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎，降低結(jié)腸菌群失調(diào)的發(fā)生率。此外，Driss等[21]研究了血吸蟲(chóng)酶蛋白28-kDa谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(一種來(lái)源于血吸蟲(chóng)蠕蟲(chóng)的28Kd谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶酶蛋白)(P28GST)對(duì)實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎疾病活性和免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)作用。結(jié)果表明，用重組P28GST免疫與已建立的血吸蟲(chóng)感染一樣有效，可減少結(jié)腸炎病變和促炎細(xì)胞因子的表達(dá)，增加機(jī)體IL-13和IL-5表達(dá)，誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)向Th2型的極化。

1.3 血吸蟲(chóng)感染對(duì)IBD的調(diào)節(jié)作用盡管IBD的潛在發(fā)病機(jī)制尚不清楚，但目前認(rèn)為IBD很可能由黏膜免疫系統(tǒng)的異常激活引起的，從而進(jìn)一步導(dǎo)致與免疫因子失調(diào)相關(guān)的慢性腸道炎癥[22]。有研究表明，CD病理與輔助性Th1/Th17(T-helper 17, Th17)反應(yīng)有關(guān)，促炎的Th1細(xì)胞表達(dá)干擾素-γ(Interferon-γ, IFN-γ)和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor, TNF)，Th17細(xì)胞大量滲入IBD患者腸道黏膜，產(chǎn)生IL-17和其他細(xì)胞因子，觸發(fā)和放大炎癥，而UC被認(rèn)為與Th2反應(yīng)有關(guān)，且可能與IL-5和IL-13的產(chǎn)生增加有關(guān)[23]。對(duì)于腸道炎癥，血吸蟲(chóng)可通過(guò)B細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞產(chǎn)生的IL-12誘導(dǎo)機(jī)體Th2免疫反應(yīng)[13]。

1.3.1 細(xì)胞因子調(diào)節(jié)和驅(qū)動(dòng)Th2型免疫反應(yīng)的能力多項(xiàng)研究均說(shuō)明血吸蟲(chóng)通過(guò)機(jī)體驅(qū)動(dòng)Th2型免疫反應(yīng)對(duì)IBD起到治療作用[24-25]。Hasby等[18]以DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎作為IBD的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，將曼氏血吸蟲(chóng)卵免疫過(guò)的IBD模型組與非免疫的IBD模型組相比，評(píng)估曼氏血吸蟲(chóng)卵抗原免疫對(duì)免疫調(diào)節(jié)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)抗原上調(diào)了FoxP3+Tregs細(xì)胞及血清中的IL-10，建立了一種免疫穩(wěn)態(tài)。同時(shí)Mo等[24]也提出用日本血吸蟲(chóng)衍生物P28GST蛋白可上調(diào)IL-4、IL-10的表達(dá)，下調(diào)IFN-γ的表達(dá)來(lái)減輕小鼠的實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎癥狀。此外，Sarazin等[25]利用P28GST腹膜內(nèi)注射IBD模型小鼠，還觀察到作為T(mén)h1和Th17細(xì)胞各自標(biāo)志的T-bet和ROR-γ的基因表達(dá)水平顯著降低。

1.3.2 信號(hào)通路調(diào)節(jié)血吸蟲(chóng)感染后，通過(guò)抗原刺激作用，調(diào)節(jié)信號(hào)通路，干預(yù)IBD發(fā)展進(jìn)程的研究也是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)[26]。有研究顯示血吸蟲(chóng)抗原可影響NF-κB和PPAR-α信號(hào)通路，進(jìn)一步減輕IBD的腸道炎癥[26-27]。

NF-κB信號(hào)通路的調(diào)節(jié)已成為IBD炎癥研究新興熱門(mén)領(lǐng)域[26]。目前有研究者提出血吸蟲(chóng)可通過(guò)下調(diào)NF-κB途徑參與IBD的調(diào)節(jié)[27]。Liu等[9]發(fā)現(xiàn)日本血吸蟲(chóng)感染后可通過(guò)從NF-κB信號(hào)通路途徑減弱IBD的炎癥癥狀。研究發(fā)現(xiàn)PPAR-α信號(hào)通路在直腸系膜淋巴結(jié)炎誘導(dǎo)的結(jié)腸炎發(fā)展中起關(guān)鍵作用。Wang等[27]通過(guò)重組一種由日本血吸蟲(chóng)和大腸桿菌共同合成的16-kDa分泌蛋白(rSj16)，處理DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠，發(fā)現(xiàn)rSj16對(duì)腸道炎癥具有保護(hù)作用，且這種作用主要通過(guò)抑制PPAR-α信號(hào)通路介導(dǎo)，結(jié)果也進(jìn)一步說(shuō)明 PPAR-α可能是治療IBD的新的治療靶點(diǎn)。

1.3.3 其他方式除上述兩個(gè)途徑，有些研究者發(fā)現(xiàn)了血吸蟲(chóng)也可通過(guò)其他方式來(lái)影響腸道炎癥。Liu等[9]發(fā)現(xiàn)在IBD小鼠經(jīng)日本血吸蟲(chóng)感染后，腸道炎癥反應(yīng)減弱，且除了有Th1/Th2/Th17途徑和NF-κB途徑作用之外，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激也參與減輕炎癥和減少凋亡。因此，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激也是闡明蠕蟲(chóng)感染和IBD之間關(guān)系的一個(gè)新方向，這可能為IBD提供新的治療方法。Flouda等[28]提出曼氏血吸蟲(chóng)感染可調(diào)節(jié)宿主的免疫系統(tǒng)抑制IBD，但也抑制了宿主中腸道菌群的失調(diào)，現(xiàn)已確定腸道菌群在IBD的發(fā)病機(jī)制中起重要作用[29]，這是否也暗示了血吸蟲(chóng)也可通過(guò)改變宿主的腸道菌群來(lái)進(jìn)行IBD的調(diào)節(jié)。

2 血吸蟲(chóng)感染與IBD腸道菌群的相關(guān)性研究

2.1 IBD與腸道菌群人和動(dòng)物通過(guò)腸道來(lái)對(duì)食物進(jìn)行消化和吸收，腸道內(nèi)寄居著大量微生物，即共生菌群，機(jī)體的健康依賴(lài)著腸道健康和腸道菌群的穩(wěn)態(tài)[30]。IBD是一組導(dǎo)致胃腸道慢性炎癥的復(fù)雜疾病。雖然IBD的病因不完全清楚，但腸道微生物群與IBD病的發(fā)展和維持密切相關(guān)[29]。研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)的小鼠結(jié)腸炎模型都需要腸道菌群的參與，在飼養(yǎng)時(shí)自發(fā)產(chǎn)生炎癥的幾種IBD模型在無(wú)菌條件下飼養(yǎng)時(shí)均沒(méi)有顯示炎癥的發(fā)生[31-32]，這些發(fā)現(xiàn)也支持了腸道微生物群在炎癥和IBD病程發(fā)展中起到了關(guān)鍵作用。

有研究者發(fā)現(xiàn)，某些細(xì)菌與動(dòng)物IBD模型的腸道炎癥發(fā)展有關(guān)[33]。Garrett等[34]提出在UC小鼠模型中，奇異變形桿菌和肺炎克雷伯氏菌與結(jié)腸炎的誘導(dǎo)相關(guān)。Devkota等[35]提出腸道中瓦氏芽孢桿菌的增殖與結(jié)腸炎的發(fā)展有關(guān)。肝螺桿菌也被用來(lái)直接作為IBD的微生物造模方法。這些研究均說(shuō)明破壞宿主免疫系統(tǒng)和腸道微生物群之間的穩(wěn)態(tài)可能會(huì)導(dǎo)致IBD[36]。

研究發(fā)現(xiàn)，除了與上述某些特定的腸道細(xì)菌的有所關(guān)聯(lián)外，IBD與腸道微生物群的整體組成也存在著明顯聯(lián)系[37]。通常與健康個(gè)體相比，IBD病患者的微生物多樣性顯著減少[38]。在IBD的腸道菌群比例分析中，與健康個(gè)體相比，CD和UC患者的糞便微生物群中類(lèi)桿菌門(mén)和厚壁菌門(mén)在人類(lèi)糞便微生物群中占優(yōu)勢(shì)，且變形菌門(mén)的比例明顯更高[39]。同時(shí)，Gevers等[38]提出這些差異甚至在CD早期患者中就已存在，這表明這些患者的腸道菌群失調(diào)不是治療所引起的，而是IBD潛在的早期變化。

研究顯示，在IBD患者腸道中異常腸道菌群的出現(xiàn)或者菌群失調(diào)明顯與患者的疾病表型相關(guān)，這可能是慢性炎癥持續(xù)存在的一個(gè)因果或協(xié)同因素[40]。糞便微生物群移植(fecal microbiota transplantation, FMT)已經(jīng)是一種公認(rèn)的治療復(fù)發(fā)性艱難梭菌感染的方法[41]。由于糞便庫(kù)的存在，F(xiàn)MT已成為一種更容易獲得和有用的新治療選擇。Ooijevaar等[42]提出由腸道微生物群通過(guò)不可消化的淀粉和復(fù)合糖發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸(short-chain fatty acids, SCFA)可增強(qiáng)的腸道屏障功能和腸上皮細(xì)胞的增殖；減少促炎細(xì)胞因子的誘導(dǎo)，從而對(duì)IBD腸道炎癥起到一定保護(hù)作用。因此，操縱腸道菌群可能是IBD療法的一個(gè)切入點(diǎn)。

2.2 血吸蟲(chóng)感染與腸道菌群變化及IBD調(diào)節(jié)之間的關(guān)系早期衛(wèi)生假說(shuō)將寄生蟲(chóng)感染率的下降與IBD發(fā)病率的增加聯(lián)系，認(rèn)為這一觀測(cè)背后的機(jī)制是機(jī)體從Th1免疫向Th2免疫發(fā)生轉(zhuǎn)變的過(guò)程[43]。近年來(lái)的研究表明，寄生蟲(chóng)也可通過(guò)影響IBD患者的腸道菌群來(lái)減輕炎癥[8]。Dickson[44]通過(guò)分析感染蠕蟲(chóng)的IBD患者糞便樣本中的腸道菌群，發(fā)現(xiàn)蠕蟲(chóng)可分泌一種有利于梭狀芽孢桿菌(腸道的有益菌屬)的擴(kuò)張的黏液，從而抑制炎性細(xì)菌的定居。

如今雖已經(jīng)證實(shí)血吸蟲(chóng)可直接改變宿主的免疫反應(yīng)，但目前血吸蟲(chóng)對(duì)IBD的作用機(jī)制仍在不斷探索?，F(xiàn)已有研究者提出血吸蟲(chóng)可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群來(lái)發(fā)揮作用[45]。Floudas等[28]提出雄性小鼠的曼氏血吸蟲(chóng)感染不僅調(diào)節(jié)宿主的免疫系統(tǒng)，抑制潰瘍型結(jié)腸炎，同時(shí)限制感染期間宿主腸道微生物群的生物失調(diào)。同時(shí)，研究表明特定細(xì)菌種類(lèi)的豐度變化與血吸蟲(chóng)感染之間有很強(qiáng)的相關(guān)性[46]，這也暗示著改變IBD的腸道菌群分布可能是血吸蟲(chóng)調(diào)節(jié)IBD炎癥的方式之一。迄今為止，血吸蟲(chóng)感染與腸道菌群及IBD調(diào)節(jié)之間的關(guān)系層面研究的仍不夠透徹，需通過(guò)進(jìn)一步探索血吸蟲(chóng)感染對(duì)IBD腸道菌群的變化及其機(jī)制研究來(lái)預(yù)防或改善IBD炎癥癥狀。

3 結(jié) 語(yǔ)

目前，IBD的發(fā)病率在全球連年升高，但其治療選擇仍然有限。蠕蟲(chóng)療法基于其可長(zhǎng)期穩(wěn)定改變機(jī)體免疫系統(tǒng)，近年來(lái)被廣泛關(guān)注。

本綜述聚焦了血吸蟲(chóng)感染與腸道炎癥之間的相互關(guān)系，探究腸道菌群在其中的作用，進(jìn)一步探討血吸蟲(chóng)運(yùn)用IBD治療及預(yù)防的可能性及影響機(jī)理。主要包括以下三個(gè)部分:①基于衛(wèi)生假說(shuō)的提出，血吸蟲(chóng)被用于IBD的防治研究。研究表明，通過(guò)給予IBD小鼠血吸蟲(chóng)蟲(chóng)卵及其衍生物后，血吸蟲(chóng)對(duì)IBD的發(fā)生發(fā)展起到積極的治療作用。②血吸蟲(chóng)主要通過(guò)下調(diào)促炎細(xì)胞因子、上調(diào)抗炎細(xì)胞因子和驅(qū)動(dòng)Th2型免疫反應(yīng)來(lái)調(diào)控IBD的炎癥反應(yīng)，這為血吸蟲(chóng)感染和IBD之間的關(guān)系研究提供了新方向。③IBD的病因與腸道菌群的關(guān)系密不可分。腸道菌群的失調(diào)，可能是IBD的致病因素之一，血吸蟲(chóng)或許能限制或改變腸道菌群失調(diào)從而對(duì)IBD的炎癥起到治療作用。