肠道微生物群与胰腺炎损伤：发现及相关因素

肠道微生物用聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳、实时定量聚合酶链反应、Limulus amebocyte裂解液试验和酶联免疫法进行研究，结果大多数轻度急性胰腺炎（MAP）和重度急性胰腺炎（SAP）患者的粪便微生物群均有明显变化。此外，肠道微生物群改变的SAP患者多器官衰竭和感染并发症的发生率明显高于肠道微生物群保持不变的患者。与MAP患者相比，SAP患者肠球菌增加，双歧杆菌减少。血清IL-6与肠杆菌科和肠球菌呈显著正相关，与双歧杆菌呈负相关，血浆内毒素与肠球菌呈显著正相关（P＜0.05）。MAP患者和SAP患者肠道菌群变化最为频繁，与炎症有显著相关性，提示肠道菌群可能参与了AP的进展。

先前报道急性坏死性胰腺炎（ANP）中有大肠埃希菌、志贺杆菌的增加。有报道研究了大肠埃希菌MG1655（一种埃希菌共生体）是否增加了大鼠肠道损伤并加重了ANP，证明肠道微生物群参与了胰腺损伤和肠屏障功能障碍。通过16S r RNA基因测序和定量PCR，发现ANP中存在肠道生态失调和大肠埃希菌MG1655显著增加。随后，用管饲法将大肠埃希菌MG1655输注到含ANP的肠道微生物群耗尽的大鼠体内。结果观察到，在ANP诱导后，大肠埃希菌MG1655单色大鼠的胰腺和肠屏障功能受到的损伤比肠道微生物群衰竭大鼠更严重。此外，在MG1655单色ANP大鼠中，TLR-4/MyD88/P38有丝分裂原激活蛋白（MAPK）和内质网应激（endoplasmic reticulum stress，ERS）在肠上皮细胞中的激活也显著增加。在体外，大鼠回肠上皮细胞系IEC-18在与大肠埃希菌MG1655共培养以及TLR-4、MyD88上调时表现出加重的肿瘤坏死因子-α诱导的炎症和紧密连接蛋白的丢失。总之，研究表明，共生大肠埃希菌MG1655可增加大鼠的TLR-4/MyD88/P38 MAPK和ERS信号传导，导致肠上皮损伤，加重ANP。研究证实在ANP中共生大肠埃希菌在ANP中的有害潜力。目前的研究为肠道细菌和肠道菌群的相互作用提供了新的见解，表明非致病共生体也可能在疾病背景下表现出不良影响。

急性胰腺炎（AP）和对照组的肠道微生物群结构存在显著差异，其干扰与系统性炎症和肠道屏障功能障碍密切相关。值得注意的是，随着AP的恶化，微生物组成发生了进一步的变化，证明肠道微生物群参与了胰腺损伤和肠屏障功能障碍。通过16S r RNA基因测序和定量PCR，发现ANP中存在肠道生态失调和大肠埃希菌MG1655显著增加。随后，用管饲法将大肠埃希菌MG1655输注到含ANP的肠道微生物群耗尽的大鼠体内。研究发现，在ANP诱导后，大肠杆菌MG1655单色大鼠的胰腺和肠屏障功能受到的损伤比肠道微生物群衰竭大鼠更严重。此外，在MG1655单色ANP大鼠中，Toll样受体4（TLR4）/MyD88/P38有丝分裂原激活蛋白（MAPK）和内质网应激（ERS）在肠上皮细胞中的激活也显著增加。在体外，大鼠回肠上皮细胞系IEC-18在与大肠埃希菌MG1655共培养以及TLR4、MyD88和BIP上调时表现出加重的肿瘤坏死因子-α诱导的炎症和紧密连接蛋白的丢失。总之，研究表明，共生大肠杆菌MG1655可增加大鼠的TLR4/MyD88/P38 MAPK和ERS信号传导，导致肠上皮损伤，加重ANP。此外，经抗生素治疗的小鼠和无菌小鼠在AP诱导后胰腺损伤减轻。

高三酰甘油血症（HTG）可加重急性胰腺炎的病程。肠屏障功能障碍与AP的发病机制有关，在此过程中，肠道微生物群的失调导致肠屏障功能障碍。然而，很少有研究关注与HTG相关的急性坏死性胰腺炎（ANP）期间肠道微生物群的变化。Huang等研究了HTG相关ANP（HANP，高三酰甘油ANP）大鼠肠道微生物群和潘氏细胞抗菌肽（AMPs）的变化。采用高脂饮食诱导大鼠胆道逆行注射3.5%牛磺胆酸钠诱发HTG和ANP。分别于24小时和48小时处死大鼠。根据组织学评分评估胰腺和回肠损伤。通过血浆二胺氧化酶活性和D-乳酸水平评价肠屏障功能。通过TNFα、IL-1β和IL-17a的表达来评价全身和肠道炎症。采用16S r RNA高通量测序方法研究了肠道微生物群多样性和结构的变化。用实时PCR和免疫荧光法检测AMPs（α-防御素5和溶菌酶）的表达。结果表明，与正常脂质组（NANP，正常三酰甘油ANP）相比，HANP组胰腺及回肠远段组织病理损伤更为严重，肠屏障功能障碍加重，血浆及回肠远段TNFα、IL-1β、IL-17A表达增加。主成分分析显示HANP和NANP组存在结构分离。与NANP组相比，HANP组的α-多样性估计值显示微生物群多样性降低。分类分析显示肠道微生物群结构失调。

在HANP组，在门水平，螺旋体菌门和厚壁菌门显著减少，而放线菌增加。在属级上，别样棒菌属（Allobaculum）、双歧杆菌（Bifidobacterium）和副萨特菌属（Parasutterella）数量显著增加，而Alloprevotella（坦纳拟普雷沃菌）、Anaerotrruncus（厌氧棍状菌属）、螺旋体菌门、Christensenellaceae-7＿组（厚壁菌门的C细菌）、Rikenellaceae＿RC9＿肠道组、Ruuminiclostridium-5瘤胃菌科（厚壁菌门）Ruminococcaceae＿UCG-005和Ruminococcaceae-UCG-014数量减少。与NANP大鼠相比，HANP大鼠溶菌酶和α-防御素的mRNA表达与溶菌酶蛋白表达明显下降。此外，NANP大鼠和HANP大鼠的同种异体细菌丰度与溶菌酶的表达呈负相关，而斯皮尔曼（Spearman）试验显示厌氧菌丰度与之呈正相关。总之，肠道微生物群失调和潘氏细胞AMP降低可能参与HANP肠屏障功能障碍的发病机制。(www.xing528.com)

在急性胰腺炎中，肠屏障损伤现已被证实与肠微循环紊乱、炎性细胞因子过度释放、肠上皮损伤和肠道微生物群失调有关。然而，只有少数研究探讨了肠道微生物群在ANP中的作用。通过聚合酶链反应变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE），Tan等发现细菌多样性降低，肠球菌和肠杆菌科增加，粪便微生物群中双歧杆菌减少，从而证实严重急性胰腺炎患者的肠道微生物群失调。在另一项研究中，Li等在重症急性胰腺炎患者外周血中发现肠道细菌，包括大肠埃希菌、福氏志贺菌、肠杆菌科细菌，这些细菌与急性胰腺炎的严重程度有关。在IBD中，肠道微生物群的失调导致炎症状态，并扩大免疫反应。据报道，微生物群落结构的改变可诱导肠中TNF-α和IL-6的表达，进而加剧肠易激综合征的肠屏障损伤。急性胰腺炎的特点是系统和肠道中过度释放炎症细胞因子。

位于小肠隐窝的潘氏细胞在维持小肠屏障正常性方面起着至关重要的作用。它们分泌多种抗菌肽（AMP），包括α防御素、Reg3R、溶菌酶，并有助于形成和维持肠道微生物群。据报道，潘氏细胞AMP的缺陷与肠屏障功能衰竭有关，导致细菌易位。

在细菌门水平上，ANP48h组的糖化细菌和黄粉虫数量明显低于SO48h组（均P＜0.05）。然而，两组的厚壁菌门和类杆菌数量均无明显变化。在属水平上，ANP48h组大肠埃希菌和考拉杆菌属（Phascolarctobacterium）的丰度较高（P＜0.05）。ANP48h组的Canididatus-Saccharimonas、普氏菌科UCG-001、毛螺科Lachnospiraceae UCG -001、瘤胃菌科Ruminiclostridium -5和Ruminococcaceae UCG-008的丰度明显低于SO 48h组（均P＜0.05）。以上结果表明，ANP可能在导致肠道微生物结构变化中起着至关重要的作用。

根据最近的研究，胰腺和胰周组织的感染被认为起源于肠，特别是小肠。ANP诱导后，我们发现肠道有炎症，而ANP48h组肠道炎性细胞因子（TNF-α、IL-1β和IL-17a）水平较高。急性胰腺炎期间炎性细胞因子的过度释放是肠屏障损伤的主要原因。TNF-α、IL-1β的过度产生直接损害肠屏障。在重症急性胰腺炎中起主要作用的肿瘤坏死因子-α可触发其他炎性细胞因子如IL-1β和IL-6的表达，并加重组织损伤，至于肠道微生物群失调与过度炎症之间的因果关系尚需进一步研究。