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肠道菌群治疗溃疡性结肠炎的研究进展

2018-02-08 14:31   来源:  作者:
溃疡性结肠炎是一种难治的炎性肠病中的、慢性进展且容易复发的疾病。多数学者认为其具有遗传易感性,宿主的免疫系统失调、共生的肠道菌群紊乱、氧化应激以及炎症介质等参与了溃疡性结肠炎的发病。随着对其发病机制的研究越来越多,相应的治疗应用也越来越广,传统的治疗仍然存在较多并发症。近些年,肠道微生物的研究已成为溃疡性结肠炎发病机制的研究热点。利用肠道菌群治疗溃疡性结肠炎的报道也越来越多,本文就肠道菌群治疗溃疡性结肠炎的相关研究作一综述。

 

溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)是以腹泻、腹痛、血便为主要临床症状的一种非特异性慢性炎症性肠道疾病,病变主要局限在直肠、结肠的黏膜和黏膜下层。在西方,溃疡性结肠炎的发病率可高达6~15/100 000,多数集中在年轻人群开始发病,病程可多达几十年甚至伴随终生,严重降低了患者的生活质量,缩短患者寿命,增加社会经济负担。由于其长期慢性炎症的刺激,溃疡性结肠炎相关性结肠癌的发病风险也逐渐增高,病程30年的溃疡性结肠炎患者结肠癌变几率高达30%。以往溃疡性结肠炎的主要治疗目标是通过使用氨基水杨酸类抗炎药、免疫抑制剂或者结肠切除术等方案,诱导或者维持溃疡性结肠炎于缓解期,但使用传统治疗方案后相关并发症逐渐增多。

 

 

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肠道菌群与溃疡性结肠炎的关系

 

毋庸置疑,肠道菌群在维持肠道内环境稳定方面有着必不可少的作用。正常的肠道菌群在防御病原体侵犯、合成维生素、物质代谢、生长和衰老、抗癌等方面起着重要作用。肠道中最常见的菌群有10余种,见表1。一旦肠道菌群发生比例失调或者定位转移,就会加重肠道疾病、促进人体过快衰老,甚至导致癌症的发生。尽管肠道菌群中以细菌为主,真菌和病毒所占比例较小,但肠道真菌紊乱以及病毒数量增多也是溃疡性结肠炎的重要致病因素。

 

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近年来,诸多临床研究均证实肠道菌群失调与溃疡性结肠炎有密切关联。褚源等用PCR方法检测了35例溃疡性结肠炎患者(活动期20例、缓解期15例)及20例健康人的粪便及乙状结肠黏膜活组织检查标本中6种目标菌群的含量,与健康对照组相比,活动期溃疡性结肠炎组患者梭菌属、乳杆菌属、双歧杆菌属、拟杆菌属含量下降;肠球菌属,埃希菌属含量升高,差异均有统计学意义(LSD法,均P<0.05)。而缓解期溃疡性结肠炎患者仅表现为拟杆菌属含量下降。活动期溃疡性结肠炎组患者腔内菌群B/E(双歧杆菌/肠杆菌)值<1,较健康对照组显著下降;缓解期溃疡性结肠炎患者腔内菌群B/E值>1,与健康对照组差异无统计学意义(P>0.05)。同样,NEMOTO等收集了48例溃疡性结肠炎患者的粪便,结果发现溃疡性结肠炎患者粪便微生物多样性明显降低。其中,类杆菌和梭状芽孢杆菌显著减少,而肠球菌的数量明显高于健康受试者。在缓解期的溃疡性结肠炎患者中,有机酸的粪便浓度显著降低。对照表1发现,这两种结果均提示,溃疡性结肠炎患者肠道内有益菌种类和数量减少,而条件致病菌和有害菌则增多。王艳等将收治的401例溃疡性结肠炎患者进行Mayo评分并分期对比,分析其菌群失调度和免疫球蛋白水平发现,疾病活动度与菌群失调程度呈正相关,随着病情加重,患者的免疫力也逐渐下降。发病机制可能是宿主的遗传背景、环境因素和共生微生物之间的平衡被打破,肠道黏膜损伤,黏膜屏障功能的破坏有利于病原菌侵入,激活机体自身的免疫系统,炎症因子不断增多,炎症反应不断加重。

 

肠道菌群失衡可以促进溃疡性结肠炎癌变。随着慢性炎症刺激时间的延长,溃疡性结肠炎发生癌变的几率也会增加,因此,越年轻的溃疡性结肠炎患者,发病时间越长,炎症程度越重,发生癌变的几率越高。这种由溃疡性结肠炎导致的癌变称为溃疡性结肠炎相关性结肠癌,其发生机制可能是:炎性细胞因子启动癌变,引起基因甲基化改变、抑制细胞凋亡、刺激新生血管形成和细胞增殖,同时炎性细胞又会产生高水平的活性氧和活性氮分子,氧化应激导致碱基对的替换、缺失、插入,引起基因改变、遗传不稳定性,引起p53、APC、K⁃ras等基因发生突变,导致患者相继发生肠道黏膜的不典型增生和癌变。

 

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肠道菌群在溃疡性结肠炎治疗方面的治疗应用

 

由于溃疡性结肠炎的具体发病机制尚不明确,目前主要使用抗炎药物、免疫抑制剂、糖皮质激素对症治疗,但是因其副作用大、复发率高,疗效不佳。肠道黏膜免疫紊乱以及肠道菌群失调与溃疡性结肠炎的发病有密切关系,利用肠道菌群治疗溃疡性结肠炎已经成为热点。

 

2.1 微生态制剂对溃结的治疗

 

微生态制剂可以补充溃疡性结肠炎患者肠道中减少的菌群,调节肠道菌群结构,维持菌群稳态,改善肠道黏膜屏障的通透性,减少病原菌入侵,发挥预防和治疗作用。已经有大量研究表明VSL#3和大肠杆菌类Nissle 1917对活动期和缓解期溃疡性结肠炎患者治疗效果优良。见表2。

 

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TURSI等选取90例中度或者重度溃疡性结肠炎患者,将低剂量(2.25g/d)巴柳氮联合9×1011 CFU/d的VSL#3与4.5g/d巴柳氮和2.4g/d的美沙拉嗪进行随机对照,结果显示VSL#3 联合组治疗效果明显优于其他两组(P<0.02),且具有缓解效率快,并发症少等优点。另一项RCT结果显示溃疡性结肠炎活动评分(UCDAI)至少降低了50%,差异有统计学意义,且有较高的缓解率(P=0.010),直肠出血减少(P=0.014),但是通过内窥镜检查其组织学改变和大便频次并没有明显差异。由此可认为VSL#3不仅可以缓解临床症状,并且有助于集体发挥自身的免疫能力。SOOD 等的团队也证实了这一观点,他们研究了147例溃疡性结肠炎患者,VSL#3联合使用美沙拉嗪、嘌呤类免疫抑制剂等治疗6周,UCDAI 评分同样有统计学意义(P<0.001),缓解率也高达42.9%(对照组为15.7%),联合使用美沙拉嗪后增强了其抗炎作用,抑制前列腺素的合成和炎性介质白三烯的形成,保护肠道黏膜屏障。

 

但在REMBACKEN等的一项单中心双盲随机对照研究中,120例溃疡性结肠炎患者中57例使用大肠杆菌Nissle 1917,对照组为美沙拉嗪,达到缓解后继续维持1年,结果并没有发现两组缓解率有明显差异,但在维持溃疡性结肠炎缓解期与美沙拉嗪仍可以达到相同的效果。同样,2004年KRUIS等的一项RCT研究中分别使用大肠杆菌Nissle 1917 200mg/d,美沙拉嗪1500mg/d,随访1年后,均有1例病情恶化,分别有3例和6例出现了恶心、腹泻等不良反应,但在临床缓解率差异均无统计学意义。益生菌药物大肠杆菌Nissle 1917在维持缓解期相当于黄金标准美沙拉嗪治疗溃疡性结肠炎的疗效和安全性,益生菌治疗的有效性进一步强调了肠道菌群紊乱对溃疡性结肠炎的致病作用。方凯等总结认为益生菌可以保护肠道黏膜屏障;降低肠道炎症反应,减少肠道组织损伤;调节肠道黏膜免疫功能。而在临床研究中并没有显示出一致性的有效率可能与微生态制剂的菌群种类、使用方法和个体耐受性有关。

 

肠道菌群紊乱导致肠道炎症长期刺激,可进一步促进结肠黏膜癌变,TALERO等反复多次葡聚糖硫酸钠诱导小鼠结果出现了类似于人类溃疡性结肠炎的癌变过程,结果显示小鼠的不典型增生和肿瘤的发生率与炎性反应的严重程度呈正相关,而多次DSS之后,VSL#3组炎性反应和不典型增生的发生率明显下降,进一步分析发现,环氧合酶⁃2和TNF⁃α、IL⁃1β和IL⁃6等促炎因子水平明显下降,抑炎因子IL⁃10 水平明显升高,说明VSL#3可能是通过调节炎性细胞因子水平阻断溃疡性结肠炎癌变的发生。

 

全结肠直肠切除回肠贮袋肛管吻合术(IPAA)是难治性溃疡性结肠炎的常见也是最终的选择,但是IPAA术后往往会导致长期的慢性贮袋炎。有研究发现,益生菌在预防溃疡性结肠炎患者手术后并发症方面也有一定疗效。

 

2.2 粪菌移植

 

在益生菌制剂取得一定疗效后,粪菌移植治疗也逐渐成为热点。粪群移植是指将健康捐献者的粪便混悬液通过各种内镜、灌肠或造瘘等方式植入患者肠道内,重塑肠道菌群。2013年,美国临床医学指南推荐菌群移植作为治疗复发性艰难梭菌感染的方法之一,目前使用粪群移植的方式治疗复发性难辨梭菌芽孢杆菌性肠炎(CDI)的成功率已经达到83%~92%。这种新的治疗方法引起学者关注,自此关于菌群移植治疗炎性肠病的报道也越来越多。

 

LIUJIE等葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导溃疡性结肠炎小鼠的实验研究发现粪便微生物移植(粪群移植)能够有效降低溃疡性结肠炎小鼠体内炎症细胞因子水平,改变小鼠肠道内微生物菌群的结构。病理学结果显示粪群移植后的小鼠结肠组织病灶逐渐消失,恢复与健康小鼠结肠组织相似的结构。秦谦等用同样的方法给溃疡性结肠炎小鼠灌肠,结果粪群移植治疗组小鼠体质量、疾病活动程度和结肠长度较DSS诱导结肠炎小鼠模型组均有显著改善。粪群移植治疗组血清D⁃乳酸和TNF⁃α水平明显降低。透射电镜可见粪群移植治疗组结肠上皮的损害及细胞间紧密连接结构和上皮完整性较模型组显著改善,而且粪群移植治疗及预防处理后ZO⁃1和Occludin的表达较模型组明显增高。

 

粪群移植是增加患者肠道有益菌、改变紊乱的肠道菌群结构、重建肠道内环境最直接的方式。DALI SUN的一项荟萃分析纳入了11项研究[2个随机对照试验(RCT)、1个病例对照研究和8个队列研究],共133例溃疡性结肠炎患者。在11项的研究中(包括8个队列研究和3个临床对照试验),混合比例的患者达到临床缓解为30.4%(95% CI 22.6~39.4%),具有低风险的异质性(Q检验,P=0.139;I2=33%)。亚组分析显示,从上消化道与下消化道给药以及单注与多次输注之间均无明显差异。纳入的所有研究均报告有轻度不良事件发生。另外一篇Meta分析纳入了25篇文献,共计234例患者,41.58%(84/202)达到临床缓解,部分患者出现发热、腹痛、腹泻、C反应蛋白升高等不良反应,但大多症状轻微且能够自行缓解。他们通过内镜观察到肠道黏膜正常或者溃疡性结肠炎的Mayo评分为0的有30.87%,无活动期炎性组织学改变的达62.5%,但在捐献志愿者来源方面进行的亚组分析并没有发现近亲关系志愿者有更优表现。而SCALDA⁃FERRI等认为健康捐献者的粪群中的有益菌种类越多,各菌群比例和受体肠道内的越相似,患者耐受性越好,临床缓解率越高。粪群移植方式增加了溃疡性结肠炎患者肠道菌群的多样性,提供了患者肠道内丢失的有益菌,重建肠道黏膜屏障。有益菌分泌的代谢产物可减少促炎细胞白介素( interleukin,IL)⁃2及IL⁃10的产生,同时激活抗炎因子,恢复免疫调节功能。而溃疡性结肠炎好发于结肠,周江伟等总结认为,采用经结肠镜或灌肠的下消化道途径治疗疾病的有效率会更高。

 

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结语和展望

 

溃疡性结肠炎长久以来一直困扰着消化内科医师,在治疗方面只能选择副作用较多的水杨酸制剂、免疫抑制剂、糖皮质激素等缓解炎症反应、调节免疫功能,保守治疗无效后的手术治疗进一步增加了患者痛苦,临床通过给予微生态制剂和粪群移植等方式改变恢复肠道菌群平衡的方法或可弥补这些不足。肠道菌群的种类、数量及比例可受到遗传因素、饮食、生活方式、药物及宿主免疫状态等多方面的影响,在当前使用美沙拉嗪等标准治疗的同时联合使用微生态制剂可能得到更好的临床缓解,而粪群移植则可以减轻DSS诱导的小鼠结肠炎症,促进肠道黏膜屏障恢复,且在临床运用方面也取得一定疗效。由于关于粪群移植治疗溃疡性结肠炎的机制不明,各个研究的治疗效果不尽相同,所以粪群移植的来源如何确定,如何根据不同的患者调整各种肠道菌的比例和数量,粪群移植的给药途径和用量,受体对供体肠道菌群的耐受性以及是否会引起新发感染等仍需进一步探讨。当然,在传统保守治疗失败之后可以尝试粪群移植的方法,或可取得意外效果。

 

来源:李静 陈卫刚. 实用医学杂志. 2017,33(24):4189-4192

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