周永健

肠道微生态与肝硬化

周永健

肝硬化；微生态；肠道

Livercirrhosis；Microbiota；Gut

肝硬化是各种慢性肝病进程中的终末期阶段，是由一种及以上病因引起的进行性、弥漫性、纤维性病变。在肝硬化门脉高压时，因小肠细菌过度生长等因素可导致菌群失调。由于肠道内菌群的种属、定植能力及代谢能力等改变，在不同的阶段均可加重肝脏损伤。近年来，肝硬化进展与肠道菌群的关系，特别是细菌移位机制及肠道微生态失衡在常见进展期肝硬化并发症中的作用已成为研究的热点。

1 肠道微生态概况

肠道微生态是由500～1500种微生物共同组成的处于动态平衡的小型生态系统[1]，包含的基因数目约为人体的150倍。这些微生物在人体多个方面生理代谢方面具有重要功能，如代谢调控过程、免疫系统的发育成熟和促进上皮细胞反应等，在人与微生物共存时所必需[2,3]。

以往对于肝硬化肠道菌群结构的研究多依赖细菌培养法。然而，很多肠道细菌无法在体外分离培养，无法从整体对肠道菌群结构进行分析。近年来，依赖非培养的分子生态学方法进行肠道菌群的研究越来越多，这样能够更好地反映肠道菌群群落的多样性特点，为理解肠道菌群在肝硬化发病机制中的作用提供了依据。

肝硬化时可发生肠道微生态失衡，而微生态失衡可进一步加重肝功能损害。Chen[4]研究证明栖居在人体肠道的微生物以专性厌氧菌为主，其中厚壁菌门和拟杆菌门约占序列总数的85%，是肠道菌群中的绝对优势菌。Chen在24名正常人与36例肝硬化患者的对比研究中，发现肝硬化患者拟杆菌门细菌比例显著减少,变形菌门和梭杆菌门细菌比例显著增加[4]。同时，链球菌科细菌比例在肝硬化组显著增加，且链球菌科细菌与Child-Pugh 评分呈正相关，毛螺菌科细菌在肝硬化组中较对照组显著降低，毛螺菌科细菌与Child-Pugh评分呈负相关[4]。

2 肠-肝轴

肝脏和肠道在解剖学和生物学功能上既密切相关又紧密相连,构成“肠-肝轴”[3]。肝脏作为人体最大的器官，接收来自肝动脉和门静脉的双重血液供应。其中，肝门静脉系统接收的血液约有75%来自于肠系膜静脉，因此肝脏除了接收肠道吸收的营养物质外，还经常受到细菌产物、食物抗原和环境毒素等的刺激[5]。在正常状态下，门静脉血含有少量肠道来源的内毒素，对于维系肝脏网状内皮系统处于激活状态有一定的意义。在肝硬化时，由于肝脏功能障碍、肝细胞解毒功能下降、宿主抵抗力减弱、门脉侧枝循环形成等因素，导致肠－肝屏障受损。当肠道内菌群失调时，使有害阴性杆菌大量繁殖、裂解，释放大量内毒素，绕过肝脏直接进入体循环，从而引起内毒素血症或各种细菌感染。长期或反复的内毒素升高可进一步损害肝脏功能，加剧肝功能障碍，导致各种并发症的发生，从而影响肝硬化患者的预后。

3 细菌移位

在肝硬化患者，因各种原因造成细菌移位（Bacterial translocation，BT）的发生，从而导致微生态失衡，微生态失衡后又可促进组织损伤和肝纤维化的进展，形成恶性循环[6]。BT[7]是指肠内细菌通过肠壁到达肠系膜淋巴结及其他肠外器官。通常在小肠细菌过度生长、肠粘膜屏障功能受损、机体免疫功能下降的情况下发生[8]。

3.1 小肠细菌过度生长（Small intestinal bacterial overgrowth，SIBO）肝硬化患者因门脉高压导致胃肠道淤血、肠道运动减慢、胃酸分泌减少、初级胆汁酸向次级胆汁酸转换减少等因素[9]，可导致肠腔需氧菌增多，结肠的细菌移行至空肠和十二指肠，引起SIBO。SIBO主要可通过以下方法鉴定[9]：1）收集空肠或十二指肠提取液培养，成人菌落数大于1× 105/ml或小儿菌落数大于1×104/ml；2）葡萄糖-氢呼气试验或乳果糖-氢呼气试验。后者因简单、无创，故在临床应用较多。

3.2 肠粘膜屏障功能受损1）肝硬化门静脉高压造成胃肠道淤血，导致组织相对缺血缺氧。缺氧时可产生过量氧自由基及脂质过氧化物，导致肠上皮细胞坏死、水肿、糜烂，造成肠黏膜上皮通透性增高；2）门脉高压以及增加的内毒素促使一氧化氮（NO）合成酶被大量激活，NO合成增加，在扩张血管和缓解门脉高压的同时也导致组织紧密连接松弛，细胞骨架损伤，从而引起肠黏膜完整性改变，其通透性增加[10]；3）肠道菌群紊乱，非优势菌群如肠杆菌等大量繁殖并产生内毒素，直接或通过炎症介质及细胞因子的介导，加重炎症浸润及肠黏膜水肿，进一步破坏肠壁完整性；4）肝硬化患者肠黏膜紧密连接蛋白的表达减少，肠黏膜完整性破坏，且随Child-Pugh分级程度的加重而愈加明显[11]。

3.3 机体免疫功能下降在防止肠道细菌移位及感染播散过程中，机体免疫功能发挥了很大的作用。肝硬化患者肝脏合成能力下降、补体生成不足、补体介导的免疫调理作用减弱，吞噬细胞吞噬和灭活功能降低，引起肝脏“过滤”细菌的功能减弱，以致细菌得以从肠道经门静脉进入体循环。

3.4 其他因素近年来亦有学者提出胰岛素样生长因子Ⅰ（IGF-Ⅰ）的减少可能与肝硬化患者BT发生有关[12]。吴仲文等通过对78例肝硬化患者的研究提出高胆红素血症是促发肝硬化患者BT发生的独立危险因素[13]。

BT可因各种因素进一步加重肝硬化病人的肝功能障碍，影响预后。故可采取：（1）选择性肠道去污染；（2）促进胃肠动力学改善；（3）增加机体免疫力；（4）预防和纠正肠道菌群紊乱等治疗措施。

4 肠道微生态失衡与肝硬化并发症

肠道微生态失衡可加剧肝功能障碍并促进肝硬化各种并发症的发生，如肝性脑病（Hepatic encephalopathy，HE）、自发性细菌性腹膜炎（Spontaneous bacterial peritonitis，SBP）、内毒素血症、内脏动脉血管扩张。

4.1 HE 肝性脑病是由严重肝病引起的，以代谢紊乱为基础、中枢神经系统功能失调的综合征。研究表明，血氨在HE的发生发展中起着关键性作用[14]。肾脏与肠道均可以产生氨，但以肠道产生为主。氨主要来源于肠道中的细菌对含氮产物的分解而成，尤其是产尿素酶的细菌对尿素的分解。经肠道吸收而来的氨可通过门静脉进入肝脏，健康的肝脏可将氨转变为尿素和谷氨酰胺，进而通过肾脏排泄，极少进入体循环。在肝硬化时，由于肝功能受损，对氨的代谢能力明显减弱，尤其是当有门体分流存在时，肠道的氨可不经过肝脏的代谢，而直接进入体循环，从而使血氨升高。升高的血氨通过神经毒素和神经递质造成HE。研究证明，肝硬化时肠道菌群失调，表现为产尿素酶的需氧肠球菌明显增多[15]。Chen研究也证明在肝硬化时，产氨链球菌的数目较正常组明显升高，且链球菌科细菌与Child-Pugh评分呈正相关[4]。因此，目前治疗HE主要基于纠正肠道微生态失衡，减少氨的产生和吸收。治疗药物主要有益生元、益生菌、选择性抗生素等。益生元中具有代表性的是乳果糖，其主要作用机制为抑制产尿素酶的细菌生长，降低肠道PH值，从而酸化肠道，让氨以离子形式排出，减少氨的吸收；益生菌可直接调节肠道菌群的组成，可通过口服益生菌制剂来增加人体有益细菌的数目，抑制过度生长的产氨细菌，改善菌群失调，降低血氨水平；选择性应用抗生素。研究证明口服抗生素如新霉素、巴龙霉素、万古霉素和甲硝唑等可有效抑制HE患者肠内产氨细菌的生长[16]。然而，抗生素的耐药性及有关毒性作用限制了其长期使用，尤其在一些肝病患者成为禁忌；新型抗生素的应用，如利福昔明。利福昔明是一种口服后主要集中在胃肠道起作用的微量吸收的广谱抗生素，并且产生耐药性的几率较低[17]。同时，利福昔明的安全性也要优于其他抗生素，尤其是在肝病患者[18]。研究表明对于HE的治疗，利福昔明的效果要优于单独应用乳果糖。因此，利福昔明在HE的治疗中具有广阔的应用前景。

4.2 SBP 细菌感染是肝硬化失代偿期病人的常见并发症，其中以SBP最常见。SBP是指腹腔没有明确感染源的腹水感染，其主要诊断依赖于腹水中性粒细胞总数大于250/ml，且无论腹水培养结果为阳性还是阴性。临床研究表明，Child C级患者伴有腹水时发生SBP的几率高达70%。一项研究表明，每年约有10%肝硬化腹水患者发生SBP。SBP的发生与否与BT密切相关。在失代偿期肝硬化患者，小肠细菌过度生长、肠粘膜屏障功能受损及机体免疫功能下降都可发生肠道细菌异位至腹腔，从而导致感染。对于临床高度怀疑为SBP，在诊断性行腹水中性粒细胞计数后，无论有无腹水培养结果，应及时应用抗生素经验治疗，通常以三代头孢类为主。研究表明SBP患者一年内复发的概率高，因此口服抗生素行选择性去污疗法可作为预防SBP复发的一种有效方式。据研究，口服诺氟沙星在2年内可将SBP的复发率从50%降低至20%。

4.3内毒素血症内毒素来源于革兰氏阴性菌胞壁的脂多糖，通常在细菌死亡后由胞壁崩解自溶时释放。肝硬化时，由于门脉高压导致胃肠道淤血，加上胃肠动力减慢，导致胆汁分泌减少，可导致小肠细菌过度生长，此时患者免疫功能低下及肠道黏膜屏障功能受损，过度增长的小肠细菌可易位至体循环，导致肠源性内毒素血症，而内毒素血症可进一步加重肝损害，形成恶性循环。目前治疗主要原则是应用益生元、益生菌、有效抗生素、促胃肠动力药[18]、黏膜保护剂等减少内毒素的产生与吸收，从而有效改善内毒素血症。

4.4内脏动脉血管扩张内脏动脉血管扩张是肝硬化并发门脉高压患者高动力循环综合征发病机制中的主要因素[19]。内脏血管扩张的主要因素是由于过度产生的NO及其他因素导致血管对血管收缩剂的反应性降低，引起血管收缩障碍[20]。菌群易位、门体分流、肝脏清除能力下降均可导致细菌、内毒素、细胞因子在循环系统积聚，以上因素可导致肝硬化病人NO的产生增加[21]。

食管静脉曲张作为肝硬化门脉高压的并发症，常常因破裂和出血的风险而受到重视。当食管静脉曲张破裂出血发生时往往需要复杂的治疗，包括输血输液、升压药、预防应用抗生素、紧急内镜下手术治疗，必要时需行经颈静脉肝内门体分流术（Transjugular intrahepatic portosystemic shunt，TIPS）。早期预防性应用抗生素可降低细菌感染的风险、减少再出血的发生率和病死率[22]。然而，预防性应用抗生素有导致多重耐药的风险，增加了临床工作的难度。近期研究证明喹诺酮类不仅可减少细菌感染的风险，同时可增加全身血管阻力，改善血流动力学[23]。

肝脏和肠道通过“肠-肝轴”在解剖和功能上紧密相连。肝硬化时，因小肠细菌过度生长、肠粘膜屏障功能受损、机体免疫功能下降等因素可导致细菌异位，引起肠道微生态失衡。肠道微生态失衡可加剧肝功能障碍，诱发肝硬化并发症的发生，如肝性脑病、自发性细菌性腹膜炎、内毒素血症等，从而影响肝硬化患者的预后，增加病死率。基于肠道微生态与肝硬化及其并发症的密切关系，研究证明选择性进行肠道去污疗法，应用益生菌和益生元制剂对恢复肠道菌群进而延缓肝硬化并发症的发生起积极作用，其中新型抗生素利福昔明因具有安全性高、效果好、耐药性低等特点在HE的应用中具有广阔的前景。

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（收稿：2016-01-01）

（本文编辑：陈从新）

10.3969/j.issn.1672-5069.2016.02.004

510180 广州市第一人民医院消化内科

周永健，男，47岁,教授。E-mail:yjzhou@gzhmu.edu.cn