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肠道菌群与溃疡性结肠炎的关系研究进展

2017-02-25韩桂华王春敏

哈尔滨医药 2017年3期
关键词:梭菌调节剂溃疡性

韩桂华 王春敏

(1.佳木斯大学第一附属医院消化一科,黑龙江佳木斯154002;2.佳木斯大学基础医学院微生物教研室,黑龙江佳木斯154007)

肠道菌群与溃疡性结肠炎的关系研究进展

韩桂华1王春敏2

(1.佳木斯大学第一附属医院消化一科,黑龙江佳木斯154002;2.佳木斯大学基础医学院微生物教研室,黑龙江佳木斯154007)

溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)病因和发病机制目前尚未完全阐明,已有研究认为免疫调节紊乱在多因素致病过程中是关键的发病因素,而肠道菌群可能是导致这种免疫紊乱的重要诱发因素。本文对溃疡性结肠炎与肠道菌群的关系研究做一综述。

肠道菌群;溃疡性结肠炎

溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)是一种病因尚未完全阐明的非特异性炎症性肠病。其病因与遗传、免疫、感染、环境等多因素相互作用有关,近年遗传因素、肠道菌群失调和免疫反应三者及其之间关系的研究已成为关注热点[1],且免疫调节治疗和微生态调节剂的应用已成为治疗溃疡性结肠炎的常用方法。

1 肠道菌群的组成

正常成人肠道细菌有500~1000种,数量1014个,其编码的基因数量是人类基因数量的5~100倍[2]。肠道细菌的组成和数量呈不均匀分布状态,从空肠到结肠,细菌数量从每克肠内容物含104~107个细菌到结肠每克肠内容物含1011~1012个细菌;种类从以兼性厌氧菌为主过渡到以厌氧菌为主。其中肠道细菌中的Bacteroides、prevotella和Ruminococcus三个属的细菌被称为肠内优势菌群[3]。优势菌群的主要作用是在维持肠道微生态稳态中发挥重要作用。

2 肠道菌群的形成及影响因素

肠道菌群的种类、数量及比例可受到遗传因素、饮食、生活方式、药物及宿主免疫状态等多方面的影响。通过对双生子UC发病的研究,发现同卵双生与异卵双生儿相比,其肠道菌群更加相似,同卵双生子的患病率明显高于异卵双生子,证实了遗传因素可影响肠道菌群的组成[4]。2010年,上海交大赵立平实验室、上海营养所陈雁实验室和人类基因组南方中心合作,研究高脂饮食和正常饮食对同一品系野生型和Apoa-Ⅰ基因敲除鼠的肠道菌群和代谢的影响,发现所有喂饲高脂饮食的小鼠肠道内双歧杆菌含量均下降,能产生内毒素的一种硫酸盐还原菌增高。Mueller等[5]对不同国家成人肠道菌群检测后发现,法国成人与德国、瑞典及意大利国家的成人相比,肠道内双歧杆菌占肠道菌群比例明显增高。说明不同地域、不同生活方式可影响肠道菌群的比例。

3 肠道菌群的生理功能

肠道菌群可以发酵不被小肠吸收的食物残渣,为宿主提供营养物质和能量。细菌发酵产生的乙酸、丙酸、丁酸等短链脂肪酸降低了肠内PH值和氧化还原电势抑制致病菌生长,发挥其生物拮抗作用[6]。肠道正常菌群作为抗原除具有促进宿主免疫器官发育作用外,还能刺激肠黏膜免疫系统发生免疫应答,其中合成的SIgA在抑制肠致病菌黏附定植过程中发挥重要作用。肠道菌群还参与维生素合成的营养作用及分解食物中的毒素和致癌物质等的抑瘤作用。

4 溃疡性结肠炎发病过程中肠道菌群的变化

4.1 肠道菌群种类、数量、比例失调均可导致UC:实验动物研究发现,无菌条件下饲养的动物不发生结肠炎[7];溃疡性结肠炎模型动物给予抗生素或将动物模型重新置于无菌环境可以缓解溃疡性结肠炎的症状;临床实践中发现溃疡性结肠炎最常发生的部位就是肠道菌群定植量最大的部位。以上均提示肠道菌群参与了溃疡性结肠炎的发病过程。

4.2 溃疡性结肠炎存在肠道菌群失调:越来越多研究显示溃疡性结肠炎存在肠道菌群失调,其主要表现在肠道菌群多样性下降,优势菌中有益菌数量减少,腐败菌及致病菌增加。Niskawa等[8]使用细菌16s-rRNA基因的限制性片段多态性方法分析溃疡性结肠炎患者肠道菌群,发现与健康对照组相比,溃疡性结肠炎患者的16s-rRNA基因的限制性片段数量减少,说明溃疡性结肠炎患者肠道菌群多样性降低。艰难梭菌(Clostridium difficileinfection,CDI)是正常存在于肠道内的厌氧芽胞梭菌,数量不多,当长期应用头孢菌素、红霉素以及抗肿瘤制剂时,肠道中的双歧杆菌、乳杆菌及真菌对艰难梭菌的拮抗作用减弱和丧失,耐药的艰难梭菌因选择作用而大量繁殖并产生毒素致病。

5 微生态调节剂在溃疡性结肠炎治疗中的作用

鉴于肠道菌群与UC关系的研究,目前对微生态调节剂在UC治疗中的辅助应用逐渐受到关注。把肠道菌群作为UC治疗靶部位是该方法核心内容。目的是通过微生态调节剂的应用使肠道微生态环境维持稳态。微生态调节剂有益生菌、益生元和合生元。益生菌是一类可定植于肠道并在宿主体内发挥有益作用的活性细菌。临床常用的有双歧杆菌、乳杆菌和肠球菌。益生元是一些不能被人体消化但可被肠道菌利用并选择性促进益生菌生长的一类物质。

6 粪菌移植在溃疡性结肠炎治疗中的作用

粪菌移植(Faecalmicrobiotatransplantation,FMT)是指将健康人粪便中的功能菌群移植到患者肠道内,重建具有正常功能的肠道菌群,实现肠道疾病的治疗。FMT的核心治疗策略是重建正常肠道菌群,能很快适应受者肠道环境并定植,受者能在最短时间内重建正常肠道菌群,而益生菌制剂一般为单一菌种或不超过三种菌种。FMT最初用于治疗难辨梭菌感染,取得了显著疗效。

7 小结与展望

UC患者的肠道菌群与健康者相比有很多不同之处,UC患者普遍存在肠道菌群失调,但肠道菌群在UC发病机制中是病因还是结果或是两者兼而有之,目前的研究结果尚无定论。提示在探究UC的过程中,需进一步研究肠道菌群在UC中的作用,揭示肠道菌群与UC以及肠黏膜免疫的关系,肠道菌群可能成为研究UC发病机制的有利突破口。

[1]Clemente Jc,Ursell LK,Parfrey LW,et al.The impact of the gut microbiota on human health[J].Cell,2012,14(8):1258-1270.

[2]Hooper LV,Gorden JI.Commensal host-bacteria relationships in the gut[J].Science,2001,292(4):1115-1118.

[3]Widsinski A,Loening Baucke V,Herber A.Mucosal flora in Crohn′s disease and ulcerative colitis an overview[J].J Pharmacol,2009,60(suppl16):61-71.

[4]香钰婷,梅林.炎症性肠病发病机制中肠道菌群作用的研究进展[J].生理学进展,2013,44(4):247-252.

[5]Mueller S,Sannier K,Hanisch C,et al.Differences in fecal microbiota in different European study Population in relation to age gender and country:a cross-sectional study[J].Appl Environ Microbiol,2006,12(2):1027-1033.

[6]台卫平,罗和生.短链脂肪酸在溃疡性结肠炎病因及治疗中的作用[J].世界华人消化杂志,2000,8(1):96-97.

[7]Round JL,Mazman SK.The gut microbiota shapes intestinal immune responses during health and disease[J].Nat Rev Immunol,2009,9(5):313-323.

[8]Niskawa J,Kudo T,Sukata S,et al.Diversity of macosaassociated microbiota in active ulcerative colitis[J].Scand J Gastroenterol,2009,44(2):180-186.

R574.62

B学科分类代码:32024

1001-8131(2017)03-0284-02

2017-03-15

黑龙江省卫生厅科研项目(2014-245)

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