宁红建

（广西医科大学第一附属医院消化内科，广西 南宁 530021）

人体有胃肠道、口腔、泌尿生殖道、皮肤和呼吸道五大微生态系统，胃肠道微生态对人体最重要，研究最早最多[1]。胃内只有少量乳酸菌属，小肠菌量较少，临床上以粪便菌群作为肠道菌群的代表，粪便中以革兰阳性杆菌、厌氧球菌和革兰阴性厌氧杆菌为主。人体正常菌群种类达500种，数量达100万亿个，可分为有益菌、中间菌或条件致病菌、有害菌。三者之间相互依存，相互拮抗，维持肠道内环境平衡和稳定是临床治疗的重点[2]。

1 肠道菌群的生理功能

1.1 对宿主的屏障保护作用：菌群首先定殖后，可以让有害菌及条件致病菌无法在肠道定殖，对抵御外来感染起预防和保护作用。

1.2 帮助宿主获得营养物质，促进肠道蠕动，促进机体对营养物质的消化吸收。

1.3 肠道细菌产生β-葡萄糖醛酸酶、硫化酶等帮助内源蛋白质的代谢，使之间接或直接为宿主利用。

1.4 双歧杆菌/乳酸杆菌能清除自由基起到抗衰老作用

1.5 研究发现厌氧棒状杆菌激活人体内免疫细胞，提高吞噬能力，有防癌和抑癌的作用[3]。

2 肠道菌群失调

肠道菌群失调（intestinal dysbacteriosis）表现为肠道菌群在种类、数量、比例、定位、特性上的改变。可分为三度：Ⅰ度失调较轻为可逆性；Ⅱ度表现为慢性腹泻，不能自然恢复，需治疗；Ⅲ度为少数菌过度繁殖，如伪膜性肠炎必须及时治疗。

2.1 影响菌群平衡的生理因素有：饮食结构、环境、气侯、月经、妊娠、生活习惯、精神状态、年龄（老年人肠道中双歧杆菌明显减少，有害菌芽孢杆菌相对增加）等。

2.2 导致肠道菌群失调的相关疾病因素：抗菌药物的泛用与滥用；黏膜屏障受损（手术、创伤、外伤、放化疗等）；免疫抑制状态（激素、免疫抑制剂、AIDS等）；消化系统疾病（感染、肿瘤、急性胰腺炎、肝脏疾病、小肠瘀滞等因素）；全身性疾病（感染性疾病、自身免疫性疾病、代谢性疾病、其他系统肿瘤等[4]）。

3 肠道微生态与消化系统疾病的关系

3.1 炎症性肠病（IBD）：炎症性肠病的病因研究较多，既往多种证据表明肠道微生物与炎症性肠病密切相关。国外一项研究显示，在炎症性肠病患者中可观察到硬壁菌门细菌数量明显减少，而硬壁菌门细菌是短链脂肪酸丁酸酯及乙酸酯的提供者，具有强力的抗炎作用，梭菌集群等也在炎症性肠病中显著减少，而梭菌集群也与抗炎作用及免疫调节功能相关[5]；另外有研究证实消化道球菌、粪球菌、鼠伤寒沙门氏菌在炎症性肠病患者标本中检出，提示炎症性肠病患者细菌种类及数量的改变可能与炎症性肠病相关[6]，粪便流转术可使炎症性肠病患者肠道炎症减轻，且停止治疗后又逐渐加重[7]；另外益生菌的使用可减轻炎症性肠病的临床症状[8]。

3.2 结直肠肿瘤：菌群失调有一定的致癌作用，研究认为微生物菌群失调的致癌机制包括以下几个方面：①微生物菌群失调导致肠道炎症加重，严重的胃肠道黏膜炎症可引发肠道上皮脱落及修复，最终可导致肿瘤甚至恶性肿瘤的形成[9]；②部分肠道细菌可直接毒害肠黏膜细胞，也可通过旁路作用机制引起毒性作用，引发肠黏膜细胞的凋亡及性质改变；③肠道内营养物质代谢过程中可通过特定微生物分解成对上皮细胞有毒害作用的物质，长期受损的上皮组织发展成肿瘤。国内研究证实，肠球菌产生的细胞外活性氧物种可诱导结肠上皮细胞的DNA损伤[10]；④大肠埃希菌株可产生Colibactin的毒素，这种毒素可诱导宿主细胞DNA断裂，激活DNA损伤的信号级联反应，导致细胞异常有丝分裂、染色体畸变及基因突变频率增加，引起结直肠发病早期遗传事件，促进癌症的发生[11]。

3.3 肠易激综合征（IBS）：目前研究认为肠道菌群与IBS的病因的关系主要为以下几个方面：①肠道菌群的改变及失衡：国外研究表明，IBS患者粪便中乳酸菌、双歧杆菌及大肠杆菌明显减少[12]；Swidsinski等[13]对结肠黏膜检查发现IBS患者较正常人厌氧菌、大肠埃希菌及类杆菌增加。②肠道内微生物代谢物增加：IBS症状中腹胀、胀气可能与肠道微生物数量增加，导致气体发酵增加，过多的气体可改变肠道运动功能。一项临床研究表明，抗生素及益生菌的使用可减少IBS患者肠道及胀气问题，可能与抗生素减少细菌代谢产物相关[14]。

3.4 与肝脏疾病的关系：肠道通透性增加、细菌异位、内毒素血症及炎症均对非酒精性脂肪肝、肝硬化等肝病过程的发生发展存在影响。基因组学研究也证实肝硬化患者粪便内拟杆菌明显降低，但蛋白菌及梭杆菌含量则增加[15]；张静怡等[16]采用测序技术对非酒精性脂肪肝患者肠道微生物状况进行检测，结果显示与对照组样本比较，非酒精性脂肪肝病组样本菌落多样性更高；临床研究表明，对非酒精性脂肪肝患者给予微生态制剂后，其肠道菌群结构明显恢复，肝功能指标也有所缓解[17]因此菌群种类及数量的变化可能参与肝病的进展；肠道菌群失调可导致内毒素升高，内毒素持续增高则是造成非酒精性脂肪肝病程进展的重要因素；另外肠道内毒素通过血运到达肝脏可增加toll样受体活性，激发转录因子及促炎因子的释放，促进肝脏损伤及纤维化[18]。

3.5 胆石症：肠道微生态的失衡会引起慢性炎症和引起肠道运动功能障碍，而这二者是在胆石形成过程中的重要发病机制。研究发现胆石形成过程中胆汁经常受到肠道细菌污染，其中主要以肠杆菌科和链球菌属较为常见；胆道梗阻时肠道的通透性增加、细菌发生易位而在胆汁中出现、炎性反应增加，这些原因都参与或加重了结石的形成[19]。

3.6 乳糜泻：乳糜泻的病因尚不明确，可能是是一种遗传易感宿主对麦胶不耐受而引起的小肠黏膜慢性炎性反应性疾病，小肠的微生态是目前研究的盲区之一，从机制上推测肠道致病微生物感染或失衡状态可能触发肠道持续性的炎性反应，从而使肠道免疫学稳态遭到破坏而参与乳糜泻的病理生理过程[20]

3.7 HP感染：目前研究表明H.p ylori感染不仅影响胃内菌群导致相关性胃病，还可能引起肠道菌群的改变[21]，机制可能是Hp感染时会使得胃酸和胃泌素分泌改变，通过黏膜共同免疫反应等机制而改变肠道微生态环境；根除Hp治疗中抗菌药物的使用引起肠道菌群失调主要原因，其对胃肠道菌群的影响程度与抗生素的种类、疗程以及给药途径等有关。质子泵抑制剂会抑制酸分泌升高pH值，导致消化道内环境破坏而打破菌群稳态，马来西亚一项研究报道，根除Hp后18个月肠道菌群的组成仍不同于基线水平[22]。因此，根除Hp可能导致肠道菌群其失衡，其短期影响尤为明显，但远期影响尚不明确。Oh等[23-24]研究显示，在Hp根除治疗方案中加入益生菌可减轻抗生素引起的肠道菌群紊乱和菌群功能基因的影响，从而减少含硒化合物生成和减轻肠道刺激和炎性反应。另外根除Hp可能使肠道菌群部分细菌产生选择性耐药[25]。

3.8 急性胰腺炎：胰腺分泌液通过主胰管与肠道相通，胰液泌人十二指肠促进食物消化同时影响肠道微生态，胰液和胰酶的分泌种类以及量都可影响肠道微生态。近年来较多研究认为，肠道微生态与胰腺多种疾病的发展有关，尤其是急性胰腺炎（AP）时肠道微生态失调，使得肠黏膜免疫放大胰腺及全身炎症而使得使轻症迅速发展至重症，因此，了解此时肠胰间微生态参与的相互作用，有助于在防治急性重症胰腺炎（SAP）方面获得新思路[26]。

4 肠道微生态与消化系统疾病研究的方向

4.1 菌群失调的确定：计算双歧杆菌/乳杆菌（B/E）值1表示肠道菌群正常。B/E值＜1表示菌群失调，B/E值越小提示菌群失调越严重。

4.2 病原菌的发现、分离、培养以及粪菌移植治疗均是目前研究的热点，粪便流转术可使炎症性肠病患者肠道炎症减轻，但停止治疗后又逐渐加重[7]。

4.3 对肠道屏障作用的研究：乳果糖和甘露醇排出率比值（L/M），能真实地反映肠黏膜通透性的变化，是一种无创的诊断肠黏膜屏障功能的方法。

4.4 对肠道动力作用的研究：肠道菌群移植后，作全肠道传输时间、频率的研究，电阻抗、测压等大肠杆菌培养上清液促进人结肠收缩。

4.5 对肠道感觉作用的研究：检测内脏感觉和相关细胞因子表达。IBS患者的内脏高敏感度和轻度炎症可通过粪菌移植传递给大鼠。

4.6 对肠道免疫作用的研究：刺激免疫细胞的产生、促进吞噬细胞的活力、促进B细胞产生抗体。

5 肠道微生态研究中的新技术

传统的研究技术（肠道分离微生物和涂片法/培养法等）不能表达分离物间的系统发育关系。而各种分子生物技术的应用使得各菌株间的比较和的鉴定成为可能[27]：

5.1 聚合酶链式反应（PCR）沈永才等发现利用PCR鉴定菌株的特异性和灵敏性都较高。

5.2 脉冲场凝胶电泳（PFGE）可建立微生物的PFGE图谱的数据库，以便各菌株间的比较。

5.3 变性梯度凝胶电泳（DGGE）能发现存在的新分离物或供人们利用的益生菌。

5.4 荧光原位杂交（FISH）IIarmsen等曾设计7种16SrRNA寡核苷酸探针来检测人粪便样品中6种厌氧菌，能检测细菌总数。

5.5 随机扩增多态性技术（randomam-polymorphicDNA）可直接检测DNA多态性的产生，并用于DNA指纹分析。

5.6 基因的限制性片段长度多态性（RFLP）RFLP显示了各菌株之间DNA差异，这使得RFLP可作为种以下菌株间的鉴定成为可能。

总之，肠道微生态的失衡可能导致全身及消化系统疾病，它与消化系统疾病之间的关系是目前研究的热点和方向，宏观的或微观的，诊断的或治疗的研究均在进行中，主要集中在肠道微生态与消化系统相关疾病发病机制、免疫、代谢以及治疗疗效等的关系方面。但许多疾病状态的微生态变化，尤其是小肠微生态的情况仍缺乏深入的研究，近年来随着内镜技术及检测技术的提高，肠道微生态的研究方兴未艾。