肠道微生物对慢性丙型病毒性肝炎的影响

人类自出生后，肠道中定植的几类微生物在解剖结构、饮食、疾病及使用药物等因素的影响下，不停地发生波动和变化。在肠道菌群这个生态系统中，存在超过1 100种微生物，除了厚壁菌、拟杆菌及放线菌等，还包括常常被我们忽略的古生菌、病毒、真菌、酵母菌、真核生物等。

越来越多的证据显示，肠道微生物与人类的健康与疾病有着密切的联系，尤其是肠道微生物与肝脏的相互作用。一系列的研究报道了肠道微生物在酒精性肝病、非酒精性肝病、肝硬化和肝细胞癌中所起的作用，但关于肝炎病毒，尤其是丙型肝炎病毒（HCV）与人类肠道微生物的相互作用报道较少，故本章将阐述在HCV感染的过程中，宿主的肠道微生物所起的作用、宿主的反应以及益生菌在病程中的应用。

人类肠道微生物群系工程使我们更好地理解，不同的质量和数量模型的肠道微生物的模式将导致宿主功能的不能，例如能量代谢、免疫系统的调节、病原菌导致炎症的控制。最为重要的是，最近研究发现，肠道微生物的改变可以导致慢性炎症状态。最近一种更新的观念被定义，那就是肠道病毒组学。在过去一个世纪，人们认为在人类肠道出现病毒均为病原微生物，它们在维持人类机体稳定中的生理作用直到最近才被发现。事实上，最近才发现噬菌体为肠道病毒组的最主要的组成部分，约占90%。肠道病毒（腺病毒、小RNA病毒）在维持肠道稳态中起了很重要的作用，主要是因为其和肠道微生物相互作用导致菌群的变化。这些对宿主的影响不仅表现在急性病毒感染引起的胃肠道症状，更是长期影响肠道菌群质量和数量的变化。此外，这类非病原菌的肠道病毒（如驳病毒、燕麦蓝矮病毒等）和噬菌体（微小噬菌体科家族）对肠道和人体健康进行着有益的调节。一种新被发现的病毒，Alpavirinae病毒，其可从细菌中提取并影响肠道微生物的代谢。

HCV于1990年第一次描述为非A型、非B型肝炎病毒，其出现在输血后的患者中。HCV属于黄病毒科（flaviviridae），其基因组为单股正链RNA，易变异，目前可分为6个基因型及不同亚型，按照国际通行的方法，以阿拉伯数字表HCV基因型，以小写的英文字母表示基因亚型（如1a、2b、3c等）。基因1型呈全球性分布，占所有HCV感染的70%以上。HCV感染宿主后，经一定时期，在感染者体内形成以一个优势株为主的相关突变株病毒群，称为准种（quasispecies）。HCV基因组含有一个开放阅读框（ORF），编码10余种结构和非结构（NS）蛋白。NS3蛋白是一种多功能蛋白，其氨基端具有蛋白酶活性，羧基端具有螺旋酶/三磷酸核苷酶活性；NS5B蛋白是RNA依赖的RNA聚合酶，均为HCV复制所必需，是抗病毒治疗的重要靶位。

丙型肝炎呈全球性流行，是欧美及日本等国家终末期肝病的最主要原因。据世界卫生组织统计，全球HCV感染者为1.3亿～1.5亿人，每年新发丙型肝炎病例约3.5万例。我国血清流行病学调查资料显示，我国一般人群抗HCV阳性率为3.2%。各地抗HCV阳性率有一定差异。HCV 1b和2a基因型在我国较为常见，其中以1b型为主；某些地区有1a、2b和3b型报道；6型主要见于中国香港和澳门地区，在南方边境省份也可见此基因型。HCV的传播方式主要通过输血传播、性传播、母婴传播及其他的一些传播途径。

肠道微生物的组成受到肝脏疾病非常大的影响，临床数据报道在非酒精性脂肪性肝病、酒精性脂肪性肝病、慢性病毒性肝炎与健康受试者中比较，其肠道菌群的组成非常不同。在非酒精性脂肪性肝病、酒精性脂肪性肝病患者中，肠道微生物群系的变化受到肝病不同阶段的影响，但在丙型肝炎病毒感染中的表现却不同。

暴露于HCV后1～3周，在外周血可检测HCV RNA。但在急性HCV感染者中出现临床症状，仅50%～70%患者抗HCV阳性，3个月后约90%患者HCV抗体阳转。感染HCV后，病毒血症持续6个月仍未清除者为慢性感染，丙型肝炎慢性化率为50%～85%。最近研究表明肠道微生物群的改变可能与丙型肝炎病毒诱发慢性肝病的发病机制有关，HCV患者肠道微生物群的组成在肝脏不同的疾病阶段是稳定的，不同于非酒精性脂肪肝，乙型肝炎病毒、艾滋病病毒和丙型肝炎病毒共同感染患者的肠道微生态不稳定，丙型肝炎病毒感染对肠道渗透性的影响可导致肠道菌群失调开始、进行以及促进炎症作用，直至发展成肝硬化和肝癌，根除HCV后，消除了肠道微生物群不平衡对肝脏疾病发展的影响，并可能对益生菌的使用产生影响，从而改变肝硬化进展的自然历史。

目前一些研究文献表明，在慢性丙型肝炎患者中具有独特的肠道微生物群的组成，主要包括肠杆菌科、梭菌目、毛螺菌科、疣微菌科。一项埃及研究比较了HCV感染四期的患者与健康对照者，研究发现在HCV感染的患者中，拟杆菌门的菌量呈高丰度，而在健康对照组其厚壁菌有所增加。进一步分析发现，HCV感染患者中含有普氏菌属、不动杆菌属、韦永球菌属、考拉杆菌属、粪杆菌属高丰度。而健康对照者含有瘤胃球菌属、梭菌属、双歧杆菌高丰度。在慢性丙型肝炎患者中高浓度的普氏菌属，主要是因为HCV同时与肝细胞、胃细胞及B淋巴细胞相互作用。后者主要负责分泌IgA并进一步调节肠道菌群，进而影响肠道微生物的组成。对于慢性丙型肝炎患者肠道中高水平普氏菌属的另一种解释是此类患者发生吸收的异常，导致肠道呈高碳水化合物状态，这些可发酵的碳水化合物可导致可发酵细菌的过度生长，比如普氏菌属。

非常有意思的是，在慢性丙型肝炎患者中，肝脏疾病的不同阶段（肝炎或肝硬化）与肠道菌群的组成并没有相关性。事实上，菌群的易位并非只发生在肝硬化阶段，同时也发生于慢性丙型肝炎阶段。从病理生理的角度来看，肠道菌群的易位与肝硬化并发症肝性脑病、自发性腹膜炎、肝纤维化进展及肝细胞癌的发展息息相关的。无论是干扰素的治疗或者是新的无干扰素的DAA（直接抗病毒药物）治疗，清除丙型肝炎病毒后肝硬化患者，仍需继续随访。因为有研究发现，这些患者即使清除了HCV，但是由于肠道菌群的改变触发的慢性炎症仍在持续。事实上，这种肝硬化患者由于肠壁的通透性增加，比较容易释放内毒素（LPS）和其他细菌的抗原（抗原识别分子模式，PAMP）进入血液循环中。这类抗原通过生产促炎因子白介素类等促进免疫反应，进一步使肝纤维化产生及促进肝细胞癌。事实上，高水平的普氏菌属导致高浓度的IL-17和Th17，它们均为炎性反应因子。(www.xing528.com)

为更好地理解慢性丙型肝炎特殊的肠道失衡作用，我们把这类肠道失衡与其他类型慢性肝病的肠道失衡比较。慢性乙型肝炎（CHB）的口腔菌群变化与肠道菌群变化是类似的。事实上，类别分析发现口腔菌群的组成与小肠和结肠是类似的。慢性乙型肝炎和肝硬化的细菌多样性下降，厚壁菌群增加，同时拟杆菌群下降。在HBV相关的肝硬化患者中，肠道微生物的改变对肝纤维化及在肝癌中转化的影响小于慢性丙型肝炎。

人类免疫缺陷病毒（HIV）相关的肝损伤是一个非常好的模型，可以更好地理解肠道微生物系群的变化在HCV促进肝硬化发展过程中的作用。在HIV和HCV共感染的患者中，即被描述为“双重打击”。有证据表明，在抗病毒治疗后的HIV患者中，仍存在肝病的发生。这种损伤的持续是因为早期黏膜的CD4＋淋巴细胞消失、慢性炎症的持续、肠道内皮的直接破坏、肠道菌群的变化。在HIV和HCV共感染的患者中，我们发现HIV改变肠道微生物、肠道通透性、先天和获得性免疫，以使革兰阴性菌或它们的抗原进入血液循环导致肝脏的严重破坏。HCV可以直接激活库普弗细胞和星状细胞导致炎症增强和纤维化反应。由于TLR-4过度表达，肝细胞对LPS和其他抗原识别分子模式更加敏感。因此，同时去除HIV复制和HCV感染，可以更好地改善非肝硬化和肝硬化患者的预后。近10年来，越来越多的证据表明肠道菌群的改变在慢性丙型肝炎癌变过程中起了重要的作用。肠道菌群的作用主要是促进肝细胞癌的进展，而不是诱导其产生。事实上，肠道菌群的失衡是肝细胞癌不良预后的危险因子，无论有无HCV的感染。尽管如此，但在慢性丙型肝炎患者中，HCV感染启动了肝细胞癌的病理生理进程。

在HCV患者中，两种损害方式导致了慢性丙型肝炎至肝细胞癌的转变。首先，HCV直接破坏肝细胞、库普弗细胞和星状细胞，导致肝纤维化的沉积；其次，HCV的感染导致免疫的激活，进而引起肠道黏膜的通透性增加，改变了肠道菌群的组成，进而导致慢性炎症状态，引起纤维化，这一过程活化TLR。由此看来，肠道菌群的改变和HCC密切相关，其次才为HCV对肝细胞的破坏。由于肠道的失衡在肝细胞癌的发展过程中为可逆性因素，故在将来的治疗中，肠道菌群为预防和治疗肿瘤的一个潜在靶点。另外，有研究发现，在肝细胞癌发生、发展过程中，其LPS的浓度比粪便中大肠埃希菌等肠杆菌的丰度更相关，这将是一个非常好的肝细胞癌血清标志物。这一发现在动物实验中也被证实，在化学毒物导致的肝硬化大鼠模型中，补充益生菌将大大降低LPS的水平及发生肿瘤的大小、数目及其发生肿瘤的风险。

目前对于HCV感染后对肠道菌群的影响及两者相互作用对慢性丙型肝炎进展的影响研究较少。2018年的一项研究，纳入166例慢性丙型肝炎的患者和23例健康对照组。检测了其肠道菌群的16S r RNA序列并进行分析。研究组患者分为以下4组：①长期HCV感染，并且谷丙转氨酶长期维持正常。②慢性丙型肝炎。③肝硬化。④肝细胞癌。研究结果显示：与健康对照组相比，慢性丙型肝炎患者组肠道菌群的丰度下降，梭菌目下降，而链球菌及乳酸菌升高。肠道菌群的失衡甚至出现在慢性HCV感染的肝功能正常时期，会出现一过性的拟杆菌和肠杆菌属的增加。在慢性丙型肝炎进展时，宏基因组学显示肠道菌群中绿色链球菌编码的尿素酶基因增加，这与慢性丙型肝炎和肝硬化患者的粪便pH明显增加的研究结果一致。这项研究显示：HCV感染和肠道菌群明显相关，即使是在轻微的肝炎患者中。另外，过度生长的绿色链球菌可导致慢性肝炎和肝硬化患者发生高氨血症。进一步的研究或许可以提出新的治疗策略，因为肠道菌群可以通过粪菌移植改变其组成，致使进一步减少慢性肝病并发症的发生。

有些临床前和临床的研究证据表明，在肝病的不同阶段肠道菌群起到不同的调节作用，使用一定比例的益生菌对肠道菌群调节免疫的活化及降低LPS水平有一定的作用。使用热灭活的粪肠球菌治疗39例慢性丙型肝炎患者，显著降低了3个月和36个月时转氨酶的水平，更重要的是没有任何不良反应。在埃及的一项队列研究中，嗜乳酸杆菌用于治疗慢性丙型肝炎患者和健康对照组，结果发现其可以显著降低炎症状态和转氨酶水平。最后，在一项动物实验中，益生菌的复合制剂可以阻止小鼠肝细胞癌的生长，其机制是通过抑制Th17和IL-17。

既然证据表明肠道微生物群系对肝硬化进展为肝细胞癌起到了关键的作用，那么肠道微生物系的组成方式可能与肝细胞癌风险的增加有关，故应该定义肠道微生物群系的组成，作为肝细胞癌风险的标志物。

专家评论指出，在过去的数十年，肠道微生物群与肝脏之间的相互作用被广泛研究。未来的初步研究应该更好地明确肝硬化或非肝硬化患者肠道微生物群的特征，无论是在HCV清除前或清除后。在丙型肝炎肝硬化进展期患者中，应用益生菌是非常有前景的，因其可能阻止病情的进一步进展。