肝纤维化患者肠道微生物结构及其代谢产物与健康人群之间存在明显差异,且肠道微生物群组成改变与肝脏疾病的严重程度密切相关。
胃酸和胆汁酸具有一定抗菌作用,有助于维持消化道黏膜屏障完整性,防止口咽细菌定植到下消化道。肝硬化患者胃酸、胆汁酸分泌减少,宏基因组学方法分析显示肝硬化患者肠道微生物中口咽细菌(链球菌及韦荣球菌)明显增多,提示肝硬化时口腔细菌入侵肠道。肝硬化患者肠蠕动功能减弱,肠道清除功能减退,肠杆菌、肠球菌等结肠定植菌群侵袭小肠(详见本节“小肠细菌过度生长”部分)。肝硬化疾病进展时,肠道微生物群明显变化。晚期肝硬化患者肠道微生物失衡加剧,革兰阴性菌如肠杆菌、拟杆菌大量增加。厚壁菌门包括致病菌如葡萄球菌和肠球菌等,与其他厚壁菌门(如毛螺菌和瘤胃球菌等)对人体健康的影响截然不同;因此,针对肝硬化患者肠道微生物改变,基于细菌门的分析研究并不适用。
不同病因引起的肝硬化患者,粪便微生物群落类似,提示肝硬化本身对肠道微生物的组成有重要影响。但也有研究显示,较之非酒精性肝硬化患者,酒精性肝硬化患者肠道微生物中肠杆菌和盐单细胞菌的丰度明显增加,内毒素水平升高,普拉梭杆菌/大肠埃希菌的比值也明显降低。
除肝脏疾病本身外,住院治疗、抗生素使用以及膳食改变等也是影响肠道微生物的重要因素。肝硬化患者常于医疗保健机构就诊,且失代偿性肝硬化患者住院较多。某些肠道细菌(如丙酸杆菌和盐单胞菌等)增加往往与住院治疗有关。住院期间抗生素使用增加,可能是肠道微生物群组成改变的另一个重要因素。抗生素治疗初始阶段,肠道微生物中厚壁菌门比例最高;β-内酰胺类抗生素治疗开始4~6天后,肠道微生物群开始有明显变化,经过一周抗生素治疗后,肠道微生物主要是链球菌、梭菌科和拟杆菌科等非原籍菌,提示使用抗生素可改变菌群组成结构,导致肠道微生态失衡。膳食也可能影响肝硬化患者肠道微生物群稳定性。低蛋白饮食是肝性脑病重要的治疗方法,因此蛋白质营养不良在晚期肝病中较为常见,这可能对患者预后产生不利影响。(www.xing528.com)
过去主要通过对粪便样品或肠液进行细菌培养来对肝硬化患者肠道微生物组成进行定性和定量研究。但是针对无肝硬化人群的研究表明,肠黏膜微生物组与粪便微生物组存在一定差异。肝硬化宿主肠黏膜微生物组和粪便微生物组也存在显著差异。肠黏膜微生物组中丰度较高的细菌多属于厚壁菌门(如劳特菌)、放线菌门(如丙酸杆菌和链霉菌)和变形菌门(如弧菌)。而在粪便微生物组中丰度较高的细菌多属于厚壁菌门(如明串珠菌、罗斯菌、韦荣球菌等)。肠黏膜丙酸杆菌和弧菌丰度明显高于粪便标本中丙酸杆菌和弧菌的丰度。肝硬化患者伴肝性脑病者,使用利福昔明或乳果糖治疗后,粪便微生物组无显著变化,但肠黏膜微生物中劳特菌、罗斯菌和韦荣球菌的数量显著减少,而丙酸杆菌明显增加。因此,基于粪便标本的定性和定量分析诊断肠道微生物失衡是否恰当尚存争论。近年来,基于细菌核糖体16S r DNA序列的PCR与时相温度梯度凝胶电泳、磷酸测序等技术有机结合使得对样品整体细菌群落进行全面解析成为可能。
(二)肠道微生物组成改变促进肝硬化进展
人体肠道内菌群绝大多数定植在结肠,而空肠、回肠及十二指肠中微生物含量依次减少。肝硬化患者肠道内肠杆菌、梭杆菌、变形杆菌、肠球菌和链球菌数量增加,双歧杆菌和乳杆菌数量减少,机会致病菌数量增加而益生菌减少。研究显示,肝硬化小鼠粪便中拟杆菌、梭菌显著减少,韦荣球菌、肠杆菌和肠球菌显著增加。随肝硬化进展,小鼠血液中内毒素及促炎性细胞因子如白细胞介素-1、白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α等明显增加,引起细胞外基质合成/降解失衡,促进肝纤维化进展;另外,肠道微生态失衡导致循环血中细菌脂多糖增加,脂多糖与肝脏库普弗细胞表面Toll样受体4结合引起肝脏炎症,与肝星状细胞表面Toll样受体4结合促进细胞外基质合成,加速肝纤维化进程。
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