車延路，徐兆男，鄭澤宇，王楠，孫亞男，王婧婷

人類微生物群是指生活在人類身上和體內(nèi)的微生物的集合，人體內(nèi)有大約10～100萬億個微生物菌落，它們生活在身體的不同部位，如皮膚、腸道、呼吸系統(tǒng)和其他黏膜，這些共生微生物區(qū)系被稱為微生態(tài)，也稱細菌生物膜[1]，微生態(tài)的組成和功能的改變，包括多樣性的變化、條件致病菌的過度豐富、關(guān)鍵共生生物的喪失，稱為微生態(tài)失調(diào)[2]。近年來，人們對微生態(tài)在人體免疫系統(tǒng)的啟動、適應(yīng)和功能中的基礎(chǔ)作用的認識日益加深，許多炎癥性疾病，都與駐留的微生態(tài)失調(diào)有關(guān)[3]。由于上呼吸道暴露在外界環(huán)境中，大量微生物生活在黏膜表面，這些局部微生物可能通過宿主和微生物之間的相互作用影響人體的免疫動態(tài)平衡。到目前為止，關(guān)于鼻部微生態(tài)對鼻竇炎和變應(yīng)性鼻炎以及對健康的鼻竇黏膜的作用還不明確。研究表明，不同的鼻部疾病具有不同的炎癥表型和組織重塑，提示鼻科疾病患者的鼻部細菌可能存在差異[4]。本文通過對慢性鼻竇炎、變應(yīng)性鼻炎患者鼻部微生態(tài)差異的研究，探討鼻部微生態(tài)失調(diào)與鼻腔鼻竇慢性炎癥之間的關(guān)系，為鼻腔鼻竇炎癥性疾病的治療提供新的臨床思路。

1 微生態(tài)失調(diào)對慢性鼻竇炎的影響

1.1 慢性鼻竇炎與微生態(tài)失調(diào)

慢性鼻竇炎(chronic rhinosinusitis，CRS)是一種慢性炎癥性疾病，該疾病在歐洲和美國的患病率分別為11.0%和13.4%[5]，其致病因素并不明確，有人提出細菌感染或鼻腔微生態(tài)的改變可能在CRS的發(fā)生中發(fā)揮作用[6]。Gan等[7]研究結(jié)果顯示CRS組中放線菌，金色葡萄球菌，擬桿菌屬豐度較高，健康組中棒狀桿菌和十二指腸球菌的豐度明顯高于CRS組。De Boeck等[5]選取了225例CRS患者樣本進行了分析，結(jié)果顯示，與健康組對比，CRS患者的前鼻孔和鼻咽細菌多樣性降低，其中金黃色葡萄球菌、結(jié)核桿菌，流感嗜血桿菌具有潛在的致病作用。金黃色葡萄球菌是CRS相關(guān)的最常見細菌之一，在來自各大洲的12項研究中調(diào)查了金黃色葡萄球菌和CRS之間的可能關(guān)聯(lián)，其中包括340例病例和178例對照，CRS組的金黃色葡萄球菌培養(yǎng)陽性率明顯高于對照組，金黃色葡萄球菌超抗原和特異性IgE也顯著高于對照組[8]，此外，最近一項對23例進行鼻內(nèi)鏡手術(shù)的CRS患者取術(shù)前及術(shù)后的鼻部分泌物研究發(fā)現(xiàn)，約氏不動桿菌，在對照中更為豐富，且CRS患者術(shù)后增加，并能夠顯著改善患者術(shù)后的生活質(zhì)量[9]，這可能是由于約氏桿菌在患者體內(nèi)釋放的因子IL-14，也可能通過促進IL-10的產(chǎn)生發(fā)揮重要的功能作用[10]。

1.2 條件致病菌的作用機制

研究表明鼻腔黏膜通過黏膜纖毛和分泌抗菌肽從鼻竇黏膜清除外來分子，黏膜的先天屏障建立了物理障礙并保護宿主免受外部微生物的侵害。頂端連接復(fù)合物，如緊密連接(TJ)，將氣道上皮細胞相互連接，并減少各種離子和大分子的細胞旁轉(zhuǎn)運，完整的上皮屏障對于預(yù)防和抑制氣道疾病至關(guān)重要[11]。Martens等[12]將葡萄球菌腸毒素(SEB)應(yīng)用于CRS患者的鼻黏膜上皮細胞，他們的結(jié)果表明，SEB以劑量依賴性方式提高黏膜通透性、降低跨上皮電阻并抑制膜蛋白的表達進而破壞上皮細胞的完整性。此外，SEB激活TLR2并導(dǎo)致IL- 6和IL- 8的產(chǎn)生。用這些細胞因子刺激氣液界面培養(yǎng)會降低上皮完整性使之易受致病菌的侵害。值得注意的是，抑制TLR2信號傳導(dǎo)可防止SEB誘導(dǎo)的屏障破壞。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)穩(wěn)態(tài)的擾動，包括更高的蛋白質(zhì)合成、破壞的ER氧化還原狀態(tài)和錯誤折疊的蛋白質(zhì)積累，會導(dǎo)致ER應(yīng)激反應(yīng)，炎癥也會產(chǎn)生活性氧(ROS)誘導(dǎo)ER應(yīng)激，這會促進CRS的發(fā)展。同時SEB也被認為是人鼻上皮細胞中必需的炎癥誘導(dǎo)劑，膜衍生的囊泡可將SEB遞送至上皮細胞的胞質(zhì)溶膠，介導(dǎo)ER應(yīng)激反應(yīng)進一步促進CRS的發(fā)生[13]。

棒狀桿菌是鼻腔中的有益菌，它可以拮抗金黃色葡萄球菌的毒力作用，實驗中棒狀桿菌無細胞培養(yǎng)上清液對金黃色葡萄球菌分離物均表現(xiàn)出顯著的劑量依賴性抗菌活性，90%濃度的上清液顯著抑制了所有金黃色葡萄球菌分離株的浮游生長[14]，這是由于棒狀桿菌可通過改變金黃色葡萄球菌群體感應(yīng)控制的輔助基因調(diào)節(jié)因子(agr)基因位點的表達，參與其定植方式，并將細菌行為從毒力轉(zhuǎn)變?yōu)楣采罘绞健．?dāng)鼻腔中棒狀桿菌減少，金黃色葡萄球菌增多時導(dǎo)致微生態(tài)紊亂，會促進CRS的發(fā)生[15]。故而認為，機體微生態(tài)的失衡及其之間的相互作用是導(dǎo)致CRS發(fā)病的潛在致病因素。

2 微生態(tài)失調(diào)對變應(yīng)性鼻炎的影響

2.1 變應(yīng)性鼻炎患者鼻部微生態(tài)失調(diào)

變應(yīng)性鼻炎(allergic rhinitis，AR)是一種偏向Th2介導(dǎo)的1型超敏反應(yīng)性疾病，分為常年性變應(yīng)性鼻炎和季節(jié)性變應(yīng)性鼻炎。流行病調(diào)查顯示AR在全球范圍的發(fā)病率接近30%[16]，呈不斷上升趨勢。近年來發(fā)現(xiàn)人體微生態(tài)在過敏性疾病的發(fā)生過程中具有重要作用，其與機體免疫系統(tǒng)發(fā)育程度、免疫反應(yīng)的失衡均有一定聯(lián)系[17]。研究表明AR患者與健康人群鼻腔微生物存在顯著差異，AR組鏈球菌屬、金黃色葡萄球菌、嗜血桿菌屬、梭桿菌屬的相對豐度顯著高于健康組，健康組痤瘡丙酸桿菌、放線菌門、丙酸桿菌屬、棒桿菌屬的相對豐度顯著高于變應(yīng)性鼻炎組，進而發(fā)現(xiàn)鼻腔微生態(tài)失調(diào)與AR的發(fā)生有一定相關(guān)性[18]。

2.2 條件致病菌對機體的作用

研究表明某些條件致病菌的代謝產(chǎn)物可促進包括白介素在內(nèi)的炎癥因子釋放，進一步加重Th1/Th2免疫失衡，葡萄球菌腸毒素B(SEB)可誘導(dǎo)小鼠肺部炎癥，引起嗜酸性粒細胞數(shù)量增加，及Th2細胞因子產(chǎn)生增加，嗜熱鏈球菌CpG寡核苷酸能夠刺激機體表達IL- 33，這會進一步啟動Th2應(yīng)答[19]，Th2細胞和B細胞中匹配的共刺激分子的連接，促進B細胞表型轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生變應(yīng)原特異性IgE，過敏原特異性IgE與肥大細胞和嗜堿性粒細胞表面的高親和力受體(FcεRI)結(jié)合，導(dǎo)致肥大細胞和嗜堿性粒細胞表面的過敏原特異性IgE-FcεRI復(fù)合物被特定的過敏原交聯(lián)，觸發(fā)儲存在細胞質(zhì)顆粒中的炎癥介質(zhì)(如IL- 4、IL- 5等)的釋放。這些介質(zhì)導(dǎo)致血管擴張、血管通透性增加、粘液產(chǎn)生增多，并且刺激感覺神經(jīng)出現(xiàn)噴嚏鼻癢等癥狀[20]。現(xiàn)已證實SEB能誘導(dǎo)相當(dāng)數(shù)量的Th2相關(guān)細胞因子的釋放，包括IL- 4、IL- 5和IL-13，并且還能增強人鼻組織中的嗜酸性炎癥，即便在沒有腸毒素影響的情況下，組織暴露于金黃色葡萄球菌后，也會產(chǎn)生胸腺基質(zhì)淋巴生成素(TLSP)和IL- 33導(dǎo)致IL- 5的表達，IL- 6高效性記憶CD8+T細胞參與了Th2應(yīng)答，且它們也能在細菌超抗原SEB和TSST-1的作用下觸發(fā)IL- 5和IL-13的表達[21](圖1)而進一步加重過敏反應(yīng)。綜上，本文提出變應(yīng)性鼻炎的發(fā)生與鼻腔微生態(tài)失調(diào)密切相關(guān)。

圖1 金黃色葡萄球菌通過胸腺基質(zhì)淋巴細胞生成素(TSLP)和人氣道上皮細胞釋放IL- 33誘導(dǎo)2型細胞因子的產(chǎn)生；葡萄球菌腸毒素B(SEB)通過影響Th2細胞和CD8+細胞的分化誘導(dǎo)2型細胞因子釋放[21]

3 益生菌對恢復(fù)鼻部微生態(tài)的有益影響

益生菌被世界衛(wèi)生組織定義為活的微生物，當(dāng)它們以足夠的量給藥時，會給宿主帶來健康益處。這種有益效果最初被認為源于腸道微生物平衡的改善，但現(xiàn)在有大量證據(jù)表明益生菌也可以通過調(diào)節(jié)免疫功能來提供益處[22]。在動物模型中，益生菌補充劑能夠通過下調(diào)炎癥細胞因子或以菌株特異性方式誘導(dǎo)調(diào)節(jié)機制來保護機體免受自發(fā)性和化學(xué)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎；在過敏原致敏的動物模型和哮喘和變應(yīng)性鼻炎的鼠模型中，口服益生菌可以通過調(diào)節(jié)全身細胞因子的產(chǎn)生，以變應(yīng)依賴性方式減少過敏原特異性 IgE 的產(chǎn)生[23]。另有研究指出，人類微生態(tài)中包含的物種在很大程度上相似，但百分比份額因棲息地(肺和腸道)而異，但可以相互影響。最近研究中越來越強調(diào)腸肺軸的作用，臨床上注意到胃腸道疾病也反映在呼吸道中。甚至有一半的炎癥性腸綜合征患者也患有呼吸道疾病，并且健康組和患有呼吸道/腸道紊亂的患者的微生物組結(jié)構(gòu)彼此不同[24]，表明胃腸道及呼吸道的微生態(tài)相互溝通。目前以益生菌的形式引入有益細菌，或通過糞便移植接種誘導(dǎo)特定共生體的益處改變已用于治療炎癥性胃腸道疾病，于是有人提出應(yīng)用益生菌調(diào)節(jié)微生態(tài)和炎癥反應(yīng)來治療AR可以作為新的治療手段。為了進一步分析益生菌的作用，研究選取250名AR患兒給予動物雙歧桿菌亞種的混合物(長雙歧桿菌BB12和糞腸球菌L3)后發(fā)現(xiàn)，患者體征和癥狀明顯減輕，并顯著減少了藥物的使用，包括口服抗組胺藥和局部皮質(zhì)類固醇[25]。此外，應(yīng)用乳酸菌，發(fā)現(xiàn)了對宿主的有益影響，例如在喂食干酪乳桿菌的小鼠中通過增加Th1細胞因子，降低Th2/Th1 比率，減輕AR癥狀[26]。Ahmed等[27]證明西替利嗪和干酪乳桿菌對5歲以下患有常年性AR的兒童具有相同的效果。給患兒每天攝入干酪乳桿菌(2×109CFU) 或西替利嗪(2.5～5 mg)，經(jīng)過6周的干預(yù)，超過95%的參與者的 AR 基線癥狀顯著改善。據(jù)報道，益生菌組的鼻阻塞完全改善為 84.6%，而西替利嗪組為 85.5%，因此，干酪乳桿菌支持臨床AR藥物作為附加療法的效果。綜上所述，應(yīng)用益生菌或許是治療AR新的切入點。

4 討論

鼻腔微生態(tài)的失調(diào)與慢性鼻竇炎、變應(yīng)性鼻炎的發(fā)病密切相關(guān)，菌群失調(diào)所表現(xiàn)出來的致病性在許多經(jīng)典實驗中都得到證實[28]，雖然在不同的研究中，最主要致病菌在數(shù)據(jù)上存在一些差異，但致病菌屬大致相同，在CRS和AR患者的分泌物的差異菌中，棒狀桿菌，金黃色葡萄球菌，放線菌等較為突出，內(nèi)鏡術(shù)后約氏桿菌的有益作用也被關(guān)注。目前，越來越多的學(xué)者將目光聚焦在恢復(fù)鼻腔菌群多樣性上而益生菌的研究結(jié)果也證實恢復(fù)微生物穩(wěn)態(tài)是治療鼻腔疾病的潛在策略[29]，但目前對于益生菌的研究基數(shù)還不夠龐大，其具體的作用機制還需進一步的深入探討。有人指出微生態(tài)失調(diào)與腫瘤的發(fā)生也有著密不可分的聯(lián)系[30]。研究表明，與聲帶息肉組相比，喉癌標(biāo)本和癌旁正常組織(NAT)中梭菌的種群數(shù)量增加，而纖毛門和放線桿菌的種群數(shù)量減少，雙歧桿菌屬、頭狀細胞吞噬屬、細小單胞菌屬、聚集性桿菌屬和消化鏈球菌屬的相對數(shù)量均顯著高于對照組[31]。由此推測微生態(tài)失調(diào)或許也是腫瘤發(fā)生的潛在致病因素，但目前關(guān)于鼻腔腫瘤與鼻腔微生態(tài)失調(diào)關(guān)聯(lián)的相關(guān)研究很少，研究的還不夠透徹，其具體的致病原因也沒有明確指出，還需要大量的實驗研究證實。