肠道菌群与炎症性肠病发病机制的研究进展

肠道菌群与炎症性肠病发病机制的研究进展

炎症肠病（ibd）包括溃疡性胃炎（tc）和克罗恩病（cd）。这是一种不清楚病因和发病机制的肠道炎症疾病。现在普遍认为IBD发病机制涉及遗传易感性、环境因素、免疫异常、肠道菌群改变等多个方面,其中肠道菌群与IBD的发生发展关系密切,为目前研究热点之一。研究显示,人体肠道内数量巨大的细菌影响肠黏膜免疫系统功能,诱发具有IBD遗传易感性个体的肠道产生异常免疫反应,导致IBD发病。1基本类型细菌,包括需氧菌及g-细菌生理状态下,正常成人肠道内含有近500种细菌,主要定植在结肠和末端小肠,主要是由厌氧菌、兼性厌氧菌和需氧菌组成。肠道的菌群主要分为三大类:第一类为与人体共生的生理性细菌,为厌氧菌,是肠道的优势菌群,如:双歧杆菌、类杆菌和消化球菌,这类细菌具有营养及免疫调节作用,为人体所必需;第二类为与人体共栖的条件致病菌,以兼性需氧菌为主,为肠道非优势菌群,如肠球菌与肠杆菌,当肠道菌群紊乱/平衡失调时,对人体有害;第三类是病原菌,多数为过路菌,长期定植的机会少,当体内菌群平衡时,即便存在,由于数量少,也不会致病,一旦数量超出正常范围则致病,如:变形杆菌和假单胞菌。在上段小肠中,需氧菌及G-细菌占绝大多数,回盲部细菌密集,厌氧菌占优势,如类杆菌、双歧杆菌、真菌、乳酸菌及梭状芽苞杆菌。结肠中厌氧菌的数量更多,约1011~1014cfu/g肠内容物,优势菌为类杆菌、双歧杆菌和真菌。另外,G-球菌、梭状芽苞杆菌、肠球菌、肠杆菌等也常见于结肠中。盲肠腔内的细菌约25%为兼性厌氧菌,尤其是肠杆菌属,这种细菌在粪便中约占1%。2肠道菌群对肠道透性的影响肠道菌群与IBD的关系是近年的研究热点。实验性结肠炎动物模型均是在有肠道细菌时发生的,转基因或敲除基因方法造成免疫缺陷的IBD动物模型,在肠道无菌环境下不会发生肠道炎症,但如重新恢复肠道正常菌群状态,则可出现肠道炎症,提示肠道菌群成分的存在对IBD发病是不可或缺的。有研究采用粪便培养、细菌分离技术发现CD、UC和袋囊炎患者厌氧菌浓度增加,而对照组不增加。还有研究发现CD患者Ecoli数量增加,而CD、UC和袋囊炎患者肠道益生菌数量明显减少。Linskens等发现在CD患者的粪便菌中,真杆菌和消化球菌数量增多,而双歧杆菌数量减少。在溃疡性结肠炎患者中,兼性厌氧菌数量增加。Seksik等发现CD患者粪便标本中细菌浓度明显高于正常对照组,且超过30%属未定型菌种。Ohkusa等从UC患者分离并培养出变形梭状杆菌,上清液具有细胞毒性,用含有变形梭状杆菌的上清液给小鼠灌肠,小鼠发生类似人类UC样改变。在小鼠DSS模型也发现拟杆菌和梭状芽胞杆菌的增多,提示肠道菌群很可能参与小鼠DSS结肠炎的发病。黏附侵袭性大肠杆菌(adherent-invasiveescherichiacoli,AIEC)为目前该领域研究中较受关注的肠道细菌之一,被认为与IBD的发生密切相关。CD患者回肠末端黏膜AIEC浓度较高,且多见于术后早期复发灶;CD患者肉芽肿细菌DNA中AIEC阳性率高达80%。此外螺杆菌家族成员也被怀疑可能与IBD的发病有关。检测IBD患者肠黏膜活检标本的研究显示肠肝螺杆菌DNA阳性率为14%,而对照组仅为4%。另一项研究也表明IBD组肠肝螺杆菌阳性率为92%,显著高于对照组的25%。现有研究认为共生菌群与宿主防御反应之间的动态平衡在慢性IBD的初期和进程中起关键作用。正常肠黏膜免疫系统对肠道内正常菌群处于免疫耐受状态,肠道菌群失调时,肠道免疫系统对肠道内已发生变化的菌群不能耐受。Duchmann等研究组做了一个有趣的实验,收集活动性IBD患者炎症肠段的黏膜固有层单个核细胞(LPMC),在体外将LPMC与自身肠道内细菌裂解液共育后,LPMC发生强烈的增殖反应,IL-2、IFN-γ、IL-10等细胞因子大量分泌,而健康者LPMC对自身肠菌裂解液不发生增殖反应,说明健康人对自身的肠菌存在耐受,IBD患者的这种耐受打破。肠道菌群对肠道通透性改变的影响也引起了人们的注意。一些条件致病菌增加能够损害肠黏膜屏障,使肠腔内细菌及其产物等抗原移位至肠黏膜固有层,激活黏膜免疫,使肠道黏膜免疫系统失去对肠腔内抗原的免疫耐受,从而诱发IBD发病。Madsen等探讨了先天性IL-10缺陷小鼠肠道通透性增高与肠道炎症的关系,在有菌环境中的基因缺陷小鼠2周龄时肠道尚未有损伤表现,肠道通透性即有增高,且肠黏膜内TNF-α、IFN-γ的浓度也开始增高,肠道通透性增高与这两种细胞因子浓度相平行。而置于无菌环境中的基因缺陷小鼠肠道通透性正常,TNF-α、IFN-γ浓度也正常。提示先天性IL-10缺陷的小鼠对肠道菌群的黏膜免疫反应先于肠道炎症反应发生异常,进而导致肠道通透性增加。3益生菌类及微生物制剂近年来,通过使用微生态制剂来调节肠道菌群治疗IBD的各种新尝试取得了可喜的进展。微生态制剂包括益生菌(prohiotics)和益生元(prebiotics),益生菌(probiotics)是指乳杆菌、双歧杆菌等有益于肠道健康的活菌类;益生元(prebiotics)指可选择性刺激结肠内一种或若干种细菌生长和活动、有益于健康的非消化性食物成分,如菊粉、乳果糖等。合生元(synbiotics)制剂是益生菌与益生元的混合制剂,或加入维生素、微量元素等。既可发挥益生菌的生理性细菌活性,又可选择性地增加这种菌种的数量,使益生菌作用更显著持久。Kato等观察微生态制剂治疗10例活动期UC患者,UCDAI与安慰剂组比较明显下降。Madsen尝试应用以双歧杆菌为主的3种活菌的微生态制剂治疗UC患者,其作用也得到了肯定。Guslandi等使用酵母菌治疗UC,对于激素治疗无效的患者在使用美沙拉嗪的同时使用酵母菌,治疗的24例患者中17例获得了临床缓解,提示酵母菌能有效地治疗UC。Borruel等用益生菌培养CD患者黏膜标本,24h后观察CD4细胞数目与对照组比较明显减少,提示益生菌可降低黏膜CD4细胞。4ip--4基因微生态失衡现有研究表明,肠道菌群失调与IBD发病高度相关,表现为致病菌滋生、益生菌缺失,但目前还不清楚微生态失调是IBD的继发事件,还是IBD的发病原因。随着肠道黏膜免疫系统及IBD遗传易感性研究的不断完善,期待今后将逐步揭示IBD与微生态失调之