謝王亮,譚琦煥,駱俞婷,馬阿火
(1. 紹興文理學(xué)院醫(yī)學(xué)院,浙江 紹興 312000 ;2.紹興文理學(xué)院附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科,浙江 紹興 312000)
目前我國的經(jīng)濟快速發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,隨之有更多的人出現(xiàn)不良的飲食習(xí)慣。潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)是一種與免疫相關(guān)、以腹部癥狀及黏液膿血便等為主要臨床表現(xiàn)的慢性腸道疾病。本病的發(fā)生與飲食、藥物、生活方式等多種因素有關(guān),可對患者的生活和工作產(chǎn)生不良影響[1]。UC 主要累及結(jié)腸和直腸,其病理表現(xiàn)為腸道出現(xiàn)連續(xù)性炎癥浸潤,通常炎癥僅局限于黏膜層[2]。腸道菌群相對穩(wěn)定的環(huán)境若遭到破壞,造成腸道黏膜屏障破壞,導(dǎo)致病原體入侵,就可能引起UC 等腸道炎癥性疾病或加重UC。臨床上治療UC 的方法較多,如口服5- 氨基水楊酸類藥物(5-ASA)、微生物制劑、中藥、糞菌移植(fecal microbiota transplantation,F(xiàn)MT)等。近年來有研究表明腸道菌群失調(diào)在UC 的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。本文就腸道菌群與UC 關(guān)系的研究進展進行綜述,以期為臨床上治療UC 提供參考依據(jù)。
腸道微生態(tài)是人體腸道內(nèi)微生物(病毒、細菌、真菌等)與人體之間起到相輔相成的作用,共同構(gòu)成的一個生態(tài)系統(tǒng)。腸道微生態(tài)現(xiàn)被認為是一個復(fù)雜多變的生態(tài)系統(tǒng),主要由細菌組成,約有微生物1013 ~1014 個,共超過500 種。人們將腸道內(nèi)的真菌、細菌、病毒等所有微生物基因組的總和稱為“微生物組”[3-4]。腸道微生態(tài)是人體一個比較重要的生態(tài)系統(tǒng),可參與機體的免疫代謝、神經(jīng)內(nèi)分泌活動等多個環(huán)節(jié),目前越來越被認為與UC 的發(fā)生密切相關(guān)。
腸道菌群按照自然屬性可分為擬桿菌門、厚壁菌門、螺旋體門、放線菌門等,在成年人的腸道中,90% 左右的細菌都屬于擬桿菌門和厚壁菌門,不過也有少數(shù)細菌屬于梭桿菌門、放線菌門和變形菌門等[5]。腸道菌群與宿主之間存在休戚與共的關(guān)系,各取所需。根據(jù)腸道菌群與宿主的關(guān)系,一般可將其分為條件致病菌、共生菌與致病菌三類。腸道菌群一般通過致病菌與非致病菌的共生關(guān)系來維持腸道功能的穩(wěn)定。腸道菌群被認為在UC的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用。
1.3.1 屏障功能 腸道屏障功能是指正常腸道具有較為完善的功能隔離帶,可將腸腔與機體內(nèi)環(huán)境分隔開來,防止致病性抗原侵入的功能,一般由免疫、機械、生物屏障等不同機制的屏障組成。腸道屏障由細胞與非細胞組成,而上皮細胞內(nèi)壁與底層黏膜免疫細胞之間的相互作用對其準確發(fā)揮功能至關(guān)重要[6]。腸道菌群與腸道屏障功能之間有著密不可分的關(guān)系,因此一旦腸道菌群失調(diào)就會降低腸黏膜的屏障功能[7]。
1.3.2 免疫功能 黏膜免疫系統(tǒng)中有超過人體70% 的免疫細胞,由黏液層、上皮細胞以及固有層中的淋巴組織和免疫分子組成[8]。腸道菌群通過刺激派爾集合淋巴結(jié),誘導(dǎo)T 淋巴細胞生成,并進一步由T 淋巴細胞活化B 淋巴細胞,促進分泌型免疫球蛋白A(SIgA)的分泌,而IgA是人體內(nèi)的主要免疫球蛋白,廣泛存在于胃腸道、呼吸道和初乳中,可以阻止微生物附著在上皮細胞上并中和毒素,有利于增強腸道黏膜的屏障功能[9-10]。
腸道菌群寄居于宿主的腸道內(nèi),與宿主形成休戚與共的關(guān)系,腸道菌群若受到外界因素影響而導(dǎo)致其動態(tài)平衡狀態(tài)被打破,就會引起相關(guān)的疾病,如UC、克羅恩?。–D)等。腸道菌群的動態(tài)平衡狀態(tài)被打破會引起腸道炎癥反應(yīng),導(dǎo)致致病菌迅速繁殖生長,大量產(chǎn)生腸毒素,使腸黏膜通透性增加,產(chǎn)生免疫抑制蛋白,破壞免疫功能,從而導(dǎo)致腸黏膜的屏障功能、免疫功能不全,在此基礎(chǔ)上,越來越多的細菌侵犯腸道,形成惡性循環(huán),進一步加重患者的病情。腸道菌群中有益菌的作用是合成人體所需的維生素等物質(zhì)及抑制致病菌的生長[11]。Song 等[12]通過分析UC 患者的腸道菌群情況,發(fā)現(xiàn)其腸道內(nèi)雙歧桿菌和乳桿菌的數(shù)量明顯減少,表明UC 患者的腸道菌群發(fā)生了顯著改變。余今菁等[13]研究UC 患者腸道菌群的改變情況,發(fā)現(xiàn)相較于正常人群,UC 患者腸道菌群的種類、結(jié)構(gòu)均發(fā)生了改變,有益于腸道正常代謝、免疫相關(guān)的細菌種類變少,有害菌豐度明顯增高,一旦腸道菌群受到破壞,就會引起腸黏膜的屏障、免疫等功能障礙甚至喪失,引發(fā)腸道炎癥,導(dǎo)致UC 等炎癥性腸?。↖BD)的發(fā)生。
臨床上在治療UC 時,即便采取標準化治療方案但有些患者的臨床療效依然不佳,因此需要尋找更為有效的治療方法。采用益生菌、腸道FMT 等治療手段來改善腸道微生態(tài)、緩解UC 患者的癥狀,是目前臨床上的研究熱點和方向。
微生物制劑分為合生元、益生元以及益生菌,可以改善腸道菌群失衡的情況,有助于提高有益菌產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的能力。益生菌是指活的微生物,能在人體腸道內(nèi)定植并發(fā)揮相應(yīng)的生理作用,實現(xiàn)微生態(tài)保護和免疫增強效應(yīng),對宿主的健康有利。常見的益生菌有地衣芽孢桿菌、雙歧桿菌等,它們通過提高正常菌群的活性、體積或兩者兼而有之來改變腸道微生物群,從而發(fā)揮有益的作用[14]。臨床上可采用益生菌治療緩解期UC。通常情況下,益生菌在人體腸道內(nèi)定植并繁殖,通過改善腸道微生物平衡、提高免疫功能、分泌抗炎因子等達到抑制腸道有害菌生長及減輕腸道炎癥的目的,進而可緩解UC 患者的腹部癥狀,使腸黏膜的病理損害減輕。益生菌治療UC 的主要作用機制包括:1)腸道內(nèi)的致病菌可破壞或損害腸道黏膜的屏障功能,而益生菌可促進腸道黏膜屏障功能的恢復(fù),增強腸道黏膜的免疫耐受,防止致病菌進入腸道,并能通過釋放細菌素來防止致病菌的擴增,維持腸道菌群的穩(wěn)定。2)研究指出,超過50%的UC 患者其腸道內(nèi)的大腸桿菌數(shù)量較正常人增加、益生菌數(shù)量相對減少,破壞了Thl7/Treg 細胞的免疫平衡。而益生菌可促進Thl7/Treg 細胞免疫平衡的恢復(fù)。3)益生菌通過影響PI3K/AKt 和核因子(NF)-κB 信號通路,可導(dǎo)致腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白細胞介素IL(-1β)等炎性因子水平降低,使IL-10 水平升高,改善UC 患者的相關(guān)癥狀。4)益生菌的攝入有利于腸道生成丁酸、己酸等碳鏈長度為4 ~8 的有機酸,抑制腸黏膜上皮細胞凋亡,促進其生長[11,15]。
5-ASA 是臨床上治療輕中度UC 的一線藥物,但對于病情嚴重者的治療效果往往不太理想,因此臨床上常用5-ASA 聯(lián)合益生菌治療重度UC。研究指出,美沙拉嗪與雙歧桿菌三聯(lián)活菌膠囊同時服用可抑制炎癥因子的分泌,清除損傷因子,減輕消化道黏膜水腫,同時在腸黏膜表面形成一道特殊的細菌屏障,可預(yù)防病原體的侵入[16],對UC 有良好的治療效果。5-ASA 與益生菌聯(lián)合應(yīng)用,可通過調(diào)節(jié)局部炎癥組織內(nèi)中性粒細胞的活性或數(shù)量而提高UC 患者的治療效果。有研究表明,糞便中的鈣衛(wèi)蛋白(Cal)和基質(zhì)金屬蛋白酶9(MMP-9)主要由腸道內(nèi)的中性粒細胞分泌,Cal 和MMP-9 水平的升高提示UC 活動度增加,而美沙拉嗪聯(lián)合雙歧桿菌三聯(lián)活菌可減少UC 患者腸道內(nèi)Cal 和MMP-9 的釋放,從而減輕腸道的炎癥反應(yīng),提高患者的治療效果[3]。有研究發(fā)現(xiàn)過度激活Wnt 信號通路可促進UC 的發(fā)展,而采用益生菌聯(lián)合柳氮磺吡啶治療UC,有利于抑制Wnt 通路的異常激活,從而達到治療潰瘍的效果[17]。
中藥作為我國最古老、區(qū)別于國外的治療藥物,在此次新型冠狀病毒肺炎疫情中發(fā)揮了重要作用。在臨床上,中藥更是在治療多種疾病中起到關(guān)鍵作用。有研究表明,單藥黃芪可通過調(diào)節(jié)腸道菌群來治療UC。另有研究發(fā)現(xiàn),麥芽纖維有增加酪酸菌數(shù)量的作用,能緩解UC 患者的病情,表明麥芽纖維治療UC 是通過調(diào)節(jié)腸道菌群來實現(xiàn)的[18]。Liu 等[19]研究指出,潰結(jié)元湯可修復(fù)腸道屏障損傷、改善腸道微生物群,而腸道屏障損傷和腸道微生物群的改善可減少細菌感染、減輕氧化反應(yīng)和炎癥反應(yīng),從而達到治療或緩解UC 的目的。
FMT 是將健康人群糞便中的正常菌群通過內(nèi)鏡或膠囊等方式移植到患者的腸道內(nèi),通過重建新的腸道菌群來達到治療腸道疾病的目的。FMT 已成為目前臨床上的研究熱點,并逐漸被人們所接受。FMT 治療UC 的機制可能是通過影響TLR4/MyD88 信號通路,抑制NF-κB活化,降低TNF-α、IL-6 的表達,同時增加IL-10、IL-4的表達[20]。還有可能的機制是FMT 能夠調(diào)節(jié)腸道微生物菌群及其代謝產(chǎn)物如芳香烴受體(AHR)配體(色氨酸和IAA)的穩(wěn)態(tài),同時上調(diào)結(jié)腸組織中AHR、IL-10及TGF-β 的表達,激活結(jié)腸組織中Treg 細胞的AhR信號來增加抗炎細胞因子的分泌[21]。FMT 作為UC 的一種新型治療方法,還有許多我們尚未發(fā)現(xiàn)的機制需要不斷地研究、探討及優(yōu)化,希望該療法能夠早日成熟,為UC 患者帶來福音。
至今為止UC 的發(fā)病機制尚未闡明,有關(guān)研究認為UC 的發(fā)生與腸道菌群失調(diào)有關(guān),因此恢復(fù)腸道菌群穩(wěn)態(tài)可從一定程度上緩解和治療UC。本文從腸道菌群角度出發(fā)探討了其與UC 的關(guān)系,并發(fā)現(xiàn)改善腸道菌群有益于UC 的治療?,F(xiàn)階段益生菌、5-ASA 聯(lián)合益生菌、中藥在UC 的臨床治療中應(yīng)用較為廣泛,對于FMT,仍是目前我們需要突破的難關(guān),希望在不久的將來人們能夠熟練掌握FMT 技術(shù),來進一步減輕UC 患者的痛苦。