马嘉阳，康大鹏，李文星

【提要】 急性胰腺炎是消化系统常见的危重疾病，也是临床上常见的急腹症。急性胰腺炎总体病死率呈下降趋势的同时，重症急性胰腺炎的病死率仍可高达30%。大量研究表明肠道菌群和菌群易位在重症急性胰腺炎中起重要作用。益生菌是指活的微生物，当给予足够量时就能给宿主带来益处。本文就益生菌调节肠道菌群治疗重症急性胰腺炎的研究进展作一综述。

急性胰腺炎（acute pancreatitis，AP）是胰腺外分泌功能单位腺泡细胞受损，导致胰蛋白酶原在腺泡内不适当地释放和活化为胰蛋白酶，从而引起其他消化酶、激肽系统和补体级联反应的激活，导致胰腺实质自我消化的疾病［1］。近年来世界范围内AP的发病率不断上升，其病死率总体呈下降趋势，约有20%的患者进展为重症急性胰腺炎（serve acute pancreatitis，SAP），其死亡率仍可达30%［2-4］。目前还未有特殊的治疗方式被证实可以有效治疗SAP。SAP患者的主要死亡原因是感染引起的全身炎症反应，进而导致的全身炎症反应综合征和多器官衰竭或多器官功能障碍综合征，最明显的就是继发于感染的胰腺坏死，而引起胰腺感染的微生物通常来源于肠道菌群［5-6］。近年来肠道菌群已经在结肠癌、炎症性肠病、阿尔兹海默症、糖尿病等多种疾病中被证明起重要作用［7］，而通过调节肠道菌群来改善疾病的预后也成为研究热点。目前已经有多项研究通过益生菌等调节肠道菌群来治疗SAP，本文就此展开综述。

1 肠道菌群与SAP

肠道菌群是指人类肠道中寄居的细菌等微生物群落，种类超过1 000种、数量高达100万亿［8］。其组成在维持肠道正常生理功能、拮抗病原微生物及调节免疫等方面起重要作用［9］。有研究表明在健康受试者中最常见的肠道微生物是厚壁菌门和拟杆菌门，约占整个肠道微生物数量的80%～90%［10］。所有肠道微生物都处于一种互利共生的状态来维持内环境平衡［11］。

1.1 AP患者肠道菌群变化

2015年，Tan等［12］人通过分析健康人群和AP患者粪便中的肠道菌群，发现相较健康受试者，AP患者肠道菌群中的大肠杆菌和大肠球菌数量上升，双歧杆菌的数量减少；SAP肠道优势菌群整体结构和多样性的变化比轻症AP更加显著；同为SAP，肠道优势菌群整体结构和多样性变化大的患者血清IL-6明显升高，同时多器官功能衰竭和感染性并发症的发生率也明显增加。随后有学者［13］使用更加灵敏的16s RNA高通量测序发现，通过手术造模的AP大鼠模型组较假手术组相比，肠道菌群多样性显著降低，在门水平上，螺旋体菌门（Saccharibacteria）和软壁菌门（Tenericutesthan）丰度显著降低，厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）无明显变化。

1.2 肠道菌群紊乱加重AP

AP发病后，患者肠道通透性增加，临床上肠屏障功能衰竭的程度与不良预后有关［14］。肠道菌群的紊乱可能参与了肠屏障功能障碍。Zhu等［15］人发现在AP诱导后，肠道菌群耗尽的小鼠的胰腺损伤比对照组轻；而将AP患者的粪便对肠道菌群耗尽的小鼠进行粪便移植后，则加重胰腺损伤导致AP恶化。同时，短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）作为肠道菌群最常见的代谢物，不仅可以通过促进肠上皮紧密连接蛋白合成，增加ZO-1和Occludin蛋白表达，抑制肠通透性来增强肠黏膜机械屏障功能，还能促进抑菌肽的产生，增加抗微生物肽（antimicrobial peptides，AMPs）的分泌，增强肠黏膜免疫屏障［16-17］。有研究发现补充SCFAs还可以增加肠上皮之间的阻力，降低肠黏膜通透性，增强肠化学屏障的功能［18］。而SAP时产生SCFAs的细菌及SCFAs含量明显较轻症AP患者减少［7］。

所以除液体复苏导致的缺血再灌注损伤等外，肠道菌群和肠功能障碍也有着不可分割的关系。肠道菌群的紊乱导致肠屏障功能受损，进一步加重胰腺损伤促进AP的进展。基于此理论，调节肠道菌群降低肠功能障碍严重程度来改善SAP预后就成为了其治疗策略之一。

2 益生菌治疗SAP

早在2002年就有一项随机对照研究显示，肠内喂养植物乳杆菌（L.plantarum 299）和燕麦纤维可以降低感染性并发症的发生率改善AP的预后［19］。但是该研究存在以下缺陷：①统计学上有缺陷；②排除了胆源性胰腺炎，而胆源性胰腺炎是急性胰腺炎最主要的病因；③使用了单株益生菌而非提倡使用的特别选择的多种益生菌株［20-21］。随后该学者［22］对SAP患者肠内喂养了共生体2000（由四种乳酸杆菌属组成的混合物）与多种植物纤维，发现益生菌组与对照组相比总并发症率、手术干预率、死亡率、住院时间、ICU住院时间均有改善，但并不具有统计学意义。

随着更多益生菌应用于SAP患者的临床研究开展，相关meta分析也逐渐被报道。一项纳入14项研究共921例患者的meta分析［23］显示，早期开放肠内营养并使用益生菌可以降低SAP患者死亡、继发感染、多器官衰竭的发生率，减少住院时间和腹痛时间。而另一项meta分析［24］显示其降低了多器官衰竭的发生率和住院时间，在死亡率和其他结局指标没有差异。总体上讲益生菌治疗SAP是有希望的，益生菌治疗SAP可能机制包括以下几方面：

2.1 促进肠道菌群多样性恢复

有研究将短乳杆菌（Lactobacillus brevis）提取出的多磷酸盐对小鼠进行连续24 d的预处理，随后进行AP的造模，发现干预组的有益菌例如Alistipes和Candidatus_Saccharimonas显著增加，而有害菌Desulfovibrio减少，并且ZO-1和Occludin蛋白表达明显增强［25］。而双歧杆菌的给药也可以诱导宿主菌群的改变并恢复肠上皮屏障的完整性［26］。IgA是一种存在于小肠的关键免疫蛋白，能保护肠屏障免受致病菌的侵害，其产生依赖细菌的多样性。通过应用益生菌恢复菌群的多样性可以刺激机体产生不同的IgA并与细菌结合，从而改变细菌的代谢，消除黏膜炎症反应从而维持免疫稳态［27-28］。

2.2 增强肠道屏障功能

有研究发现益生菌混合物（由婴儿双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、肠球菌和蜡样芽孢杆菌组成）能靶向激活孕烷X受体（pregnane X receptor，PXR），随后PXR可通过抑制c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）的磷酸化来增强紧密连接组分的表达并增强屏障的功能［29］。乳杆菌属还可能通过激活微生物组介导的谷氨酸-谷氨酰胺生物合成来预防严重的肠屏障功能障碍［30］。

2.3 促进上皮细胞分泌黏液

上皮细胞分泌黏液可在黏膜和微生物之间形成保护层，从而防止细菌和毒素的移位，抑制病原体的生长，以及病原菌对肠上皮细胞的粘附和侵袭［31］。

2.4 抑制病原微生物的生长

益生菌与病原微生物竞争营养物质和生长空间，某些益生菌，如双歧杆菌和乳酸菌，可以产生一种被称为细菌素的多肽，具有抗菌性能，可以用于杀死致病菌［32］。

3 益生菌应用的安全性

2008年一项纳入296名患者的大样本随机对照研究［33］发现，益生菌组感染性并发症如感染性坏死、菌血症、肺炎及感染性腹水等的发生率与对照组无明显差异，而死亡率和肠缺血发生的数量增多。即使有学者［34］重新评估认为该研究益生菌组死亡率高的原因可能是分组时间过长、益生菌数量过低、给予了过量多糖和胰蛋白酶对肠上皮细胞损伤，但是这也要求了我们需要进一步评估使用益生菌的安全性。应用益生菌可能带来的危害和其安全性也应引起我们重视。

3.1 可能导致菌群易位

在肠屏障受损期间应用益生菌发生菌群易位并不少见，Pradhan D等［35］人在结肠炎模型中应用植物乳杆菌MTCC 5690（Lactobacillus plantarum MTCC 5690）和发酵乳杆菌MTCC 5689（Lactobacillus fermentum MTCC 5689），在小鼠的其他内脏器官比如肝脏和脾脏中都发现了试验菌株的易位。但是总体上应用益生菌降低了炎症水平，肠屏障完整性相对改善。同时植物乳杆菌MTCC 5690可以有下调促炎标志物TNF-α和COX2，同时上调抗炎标志物IL-10、IL-4、IL-6和COX1，诱导强烈的免疫调节反应。这表明应用益生菌导致的细菌易位并不一定会发生全身感染和败血症，但由于菌株之间的差异性，使用仍应谨慎。

3.2 抗菌药物耐药性基因也有可能转移到致病菌

比如乳酸杆菌对万古霉素具有天然的耐药性，而其对抗菌药物耐药性的转移已被证实［36］。在体外，益生菌植物乳杆菌M345也可以将红霉素抗性基因转移到单核细胞增生李斯特菌［37］。虽然目前没有临床报道，但是其耐药性发生转移将增加治疗的难度应引起我们的注意。

3.3 可能影响肠道黏膜微生物群落重建

抗生素治疗会破坏粪便菌群结构，在抗生素停药4周后，通过使用一种被称为Supherb Bio-25的益生菌混合物并不能使粪便多样性恢复至基线水平，甚至与自发恢复相比，益生菌的使用显著延迟了微生物组丰富度恢复［38］。虽然益生菌可以促进肠道菌群多样性的恢复，但该研究发现益生菌也会影响肠道黏膜微生物群落重建。

4 总结与展望

基于调节肠道菌群治疗SPA这一策略是可行的。早期肠内营养支持有利于保护肠道完整性、肠道屏障，胃肠动力耐受应尽早实施肠内营养［39］。有研究证明口服胰蛋白酶在小鼠慢性胰腺炎模型中可以通过改变肠道菌群组成发挥其在胰酶替代疗法中的作用［40］。中医作为我国的祖国医学，在调节肠道菌群方面有其独特的优势。如柴胡皂甙A是柴胡根的有效的成分之一，可以增加乳酸杆菌和普雷沃菌的相对丰度来改善微生物群组成，并认为其可能是潜在的辅助治疗SAP的天然药物［41］。除此之外大黄也可能通过调节肠道菌群、抑制肠道炎症反应维持SAP大鼠肠黏膜屏障［42］。

FMT在艰难梭菌感染、肠易激综合征和轻中度溃疡性结肠炎等疾病中具有良好的治疗前景［43-45］。有研究［38］表明FMT可以有效将因抗生素治疗而破坏的肠道菌群结构恢复至基线水平，故其也可能成为调节肠道菌群治疗SAP的有效方法。艰难梭菌感染可以增加AP患者的死亡率和经济负担，有研究将一名健康研究生的新鲜粪便通过稀释、搅拌、过滤、离心等处理后从鼻空肠管打入一名急性胰腺炎合并重症艰难梭菌感染的患者体内，结果表明治疗有效，该患者也未有任何不良事件报告［46］。但是目前尚未有FMT治疗SAP的临床研究报道。

我国就SAP患者益生菌的使用尚未达成共识［47］，但是益生菌被证明可以恢复菌群多样性、增加有益菌的数量，降低有害菌的数量从而维持肠屏障功能和减少菌群异位。目前有关荟萃分析所纳入的研究菌株、数量、给予时间等并没有进行统一规范，且很少对不同菌株、菌群数量、给予时间等进行亚组分析。这可能与原始数据的缺失有关。有研究建议在给予益生菌时，应限制可发酵碳水化合物总量、益生菌的数量应足够高（1012～1014CFU/d），给予益生菌的时间也应尽早，才能限制自身肠道菌群生长［34］。也有学者［48］提出应从单一的益生菌方案转变为基于每个消费者而设计的个性化方案。所以在未来如何进行实验设计应成为我们需要思考的问题。

总之，AP的发生发展与肠道菌群失调和菌群易位关系密切。SAP是临床上常见的危重疾病，其特点是起病急、进展快、预后差、死亡率高。合适的治疗策略是降低死亡率和改善预后的关键。益生菌调节肠道菌群改善SAP患者预后可能成为降低患者感染性并发症发生率及死亡率的治疗策略，但现有的临床证据表明其可能是一把双刃剑。仍需开展大量多中心、高质量、大规模的双盲随机对照研究，同时应考虑治疗中益生菌的具体类型、给予时间、持续时间、治疗剂量、个体差异等；考虑在使用益生菌时，是否联合使用中药或FMT治疗。这或许可以成为未来SAP治疗的临床研究设计的思路。