肠道微生物与消化系统健康

（一）AIH患者肠道紧密连接的完整性受损

研究指出，健康对照组十二指肠绒毛正常，上皮细胞排列整齐。AIH组十二指肠绒毛较小，排列不规则，紧密连接中断，固有层可见炎症细胞。此外，在AIH患者中观察到随着疾病晚期的形态学改变（图18-2，见彩图）。

采用免疫组织化学方法检测ZO-1和阻断闭塞蛋白在十二指肠组织中的表达。如图18-3所示，见彩图，在健康对照中，ZO-1和闭塞蛋白均表现为位于细胞内边界的连续带，但随着蛋白质远离细胞边界的位移和链断裂频率的增加。AIH患者血清中ZO-1和闭塞蛋白表达水平较健康对照组明显降低。ZO-1、occlusin表达降低与病情进展密切相关（P＜0.05）。

（二）16S rDNA检测AIH患者肠道微生物的变化

为了评估AIH患者肠道微生物是否发生变化，定量分析主要肠道细菌。与健康对照组相比，AIH患者厌氧菌数量减少（以双歧杆菌和乳酸杆菌为主），而需氧菌数量（以大肠杆菌和肠球菌为主）无明显变化。表明肠道菌群平衡的双歧杆菌/大肠杆菌（B/E）减少（P＜0.05）（图18-4）。结果表明，AIH患者存在肠道菌群失调，而健康对照组则没有，提示AIH患者肠道紧密连接的完整性受损。

图18-4　肠道微生物群的变化

不同进展状态的AIH患者肠道内不同肠道微生物的数量的比较。AIH，自身免疫性肝炎

（三）AIH患者血浆LPS水平升高

为了评估细菌易位的存在，用ELISA分析血浆LPS水平。如图18-4所示，AIH患者血浆LPS水平显著高于健康对照组（P＜0.05）。此外，还发现LPS水平升高与疾病晚期密切相关（P＜0.05）。这些结果表明AIH患者可能存在细菌易位（图18-5）。

研究数据表明，肠漏和微生物异常存在于AIH患者中，并与疾病的严重程度相关。组织学评估显示，AIH患者十二指肠黏膜结构的破坏以及十二指肠ZO-1和闭塞蛋白的免疫组化染色的强度与健康对照组相比显著降低，表明存在紧密连接完整性的破坏。

胃肠道包含人体与外部环境之间最大的界面，其特点是功能高度复杂。它不仅是消化物质吸收的被动器官，而且是肠道有害物质的第一道屏障。它防止肠道微生物的暴露以维持宿主免疫稳态。由于其解剖结构和独特的血管特性，肠与肝之间存在着密切的关系，称为“肠-肝轴”。在健康条件下，只有极少量的细菌或其产物能够到达肝脏，在那里它们被肝脏免疫系统净化和解毒。然而，各种病理条件破坏肠屏障可导致大量肠源性毒性因子，例如LPS进入肝脏，并诱导免疫系统的异常激活，从而可触发肝脏的有害或慢性炎症发生。目前，已有各种研究提供了强有力的证据表明，肠-肝轴在慢性肝病的发病中起着至关重要的作用。Miele等发现非酒精性脂肪肝患者与肠通透性增加有关，肠通透性增加是由小肠中细胞间紧密连接受损引起的。在酒精性肝病的发病机制中，由紧密连接和细菌增殖功能受损引起的细菌易位起着重要作用，它激活免疫细胞释放多种促炎细胞因子。肝硬化患者肠道菌群紊乱和内毒素血症较常见，内毒素血症程度与肝功能衰竭程度有关。然而，鲜见肠屏障和肠微生物在AIH患者中的评估报告。(www.xing528.com)

图18-5　AIH的血浆LPS水平

不同进展状态的AIH患者肠道内LPS含量比较。各组AIH患者血清LPS水平与健康对照组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）

肠屏障完整性的维持依赖于绒毛、紧密连接和正常肠道菌群。AIH患者十二指肠绒毛体积小、稀少、排列不规则。炎症细胞也可见于固有层。通过免疫组织化学分析ZO-1和闭塞蛋白在十二指肠标本中的表达，评估肠内紧密连接的完整性。紧密连接通常连接在相邻上皮细胞的顶外侧膜，形成对腔细菌、副产物和有毒物质的黏膜屏障。它们由一系列跨膜蛋白组成，包括闭塞蛋白、支链和结合黏附分子，它们通过细胞质斑块蛋白与肌动蛋白和肌球蛋白丝相连，包括ZO-1。人们普遍认为，跨膜蛋白和细胞质蛋白的正确和完整连接对于维持功能性肠屏障至关重要。总的来说，肠道绒毛受损和紧密连接蛋白的低表达可能导致结构缺陷，使细菌易位。

当肠屏障受损时（即在肠通透性增加或肠免疫失调期间），具有强免疫激活特性的食物抗原和细菌抗原，例如，LPS、肽聚糖、超抗原、细菌DNA、鞭毛蛋白和热休克蛋白可以穿过肠上皮。与健康条件下相比，在健康条件下氦的数量更多，它可以刺激肠相关淋巴组织（GALT）释放促炎细胞因子（TNF、IL-1、IL-6等）、趋化因子和二十碳六烯。GALT不能消除抗原的负荷，而肠道炎症细胞、细胞因子、趋化因子和细菌代谢产物（如乙醇、乙醛、三甲胺、SCFA和游离脂肪酸）通过门静脉一起被输送到肝脏。在肝脏中，这些成分大量流入激活肝脏免疫反应，从而促进肝脏损伤、炎症和纤维形成。在慢性肝病的病理生理和进展中，肠通透性增加以及血浆炎症细胞因子水平增加。类似地，在门静脉和（或）体循环（内毒素血症）中，在一些慢性肝病中细菌LPS水平增加。

可以破坏肠屏障功能的化合物包括已知的饮食项目或饮食习惯，例如，酒精使用、高脂肪或高碳水化合物饮食、肠黏膜炎症、感染、毒素、药物（例如，非甾体类抗风湿药物、质子泵抑制剂）。通常用于面团的工业食品添加剂（如面筋、微生物转谷氨酰胺酶、葡萄糖、盐、乳化剂、有机溶剂）可能对肠屏障的功能产生负面影响。影响肠通透性的另一个主要因素是微生物群。

研究发现，醇溶蛋白（prolamin）本身通过释放小肠TJs的调节因子小带闭塞蛋白来增加肠通透性。腔内醇溶蛋白与肠上皮细胞表达的趋化因子受体CXCR3结合，诱导MyD88依赖的小带闭塞蛋白释放，导致肠细胞TJs开放。CXCR3在炎症性肠病患者中过表达，与醇溶蛋白共定位。CXCR3主要表达在免疫细胞上，但是它也在非免疫细胞上表达，包括肝实质细胞。在正常肝脏和受伤肝脏中，驻留的肝免疫细胞和肝细胞都表达CXCR3。虽然这些受体在稳态肝环境中的作用尚不清楚，但在损伤期间，它们参与细胞存活、活化、增殖、凋亡、炎症细胞浸润、纤维化、血管生成以及附加趋化因子和生长因子的表达。最近，利用包括人肝（肝细胞和库普弗细胞）和肠（肠细胞、杯状细胞和树突状细胞）模型的集成多器官平台，证实了炎症性肠-肝相互作用下CXCR3配体的上调。

肠道微生物群在维持肠内稳态方面形成一个完整的生物屏障。该微生物具有协同共生关系支持的防御功能，包括抑制病原体、代谢有毒化合物、防止渗透和免疫清除机制。肠道菌群的紊乱导致肠屏障的破裂，肠通透性增加，并导致引发炎症的内毒素血症。用16S r DNA定量PCR分析AIH患者粪便微生物，发现AIH患者粪便中双歧杆菌和乳酸杆菌明显减少，而大肠埃希菌和肠球菌无明显变化。厌氧菌/需氧菌类组成的不平衡会损害肠道屏障并引起细菌易位。

细菌易位是指活的内源性细菌或其产物，如LPS和细菌DNA，从肠道传递到肠系膜淋巴结、体循环和肠外器官。LPS是由革兰阴性菌衍生而来的外膜分子。LPS作为细菌易位的标志物，是免疫反应的强效激活剂，可引起肝脏损伤。研究证明AIH患者血浆LPS水平升高，并且升高的程度与疾病的严重程度显著相关。

研究推测肠漏和微生物菌群失活可能与AIH的发病机制有关。肠微生物群的改变和肠屏障的损伤，最终导致细菌移位和门静脉内毒素血症，并增加肝脏暴露于肠源性细菌产物。LPS和未甲基化的Cp G DNA破坏肝脏免疫耐受，异常地激活天然免疫受体，即Toll样受体，其可能触发“有害炎症”，导致肝脏炎症和组织破坏。因此，可以认为肠屏障功能受损可能是AIH自身免疫攻击开始的一部分。