早期腸內營養聯合合生元制劑對重型顱腦損傷病人腸道菌群及SIgA的影響1)

謝彩霞,朱京慈,黃光富,喻 華,黃湘寧,尹華華

重型顱腦損傷(severe head injury,SHI)病人傷后由于應激等因素導致腸道生物屏障功能受損,腸道內有益于宿主的原籍菌(如雙歧桿菌等厭氧菌)減少,外籍條件致病菌(如大腸桿菌)增多,機體出現嚴重腸道菌群失調甚至菌群紊亂[1],腸道內有益菌抑制其他有害微生物的作用減弱,對腸道局部的免疫刺激降低,繼而可出現腸源性感染,嚴重影響病人的康復和預后。因此,改善SHI病人傷后腸道菌群紊亂、保護腸道有益菌的生物拮抗作用和免疫刺激作用、減少腸源性感染對SHI病人具有重要意義。目前,合生元制劑在改善消化道疾病所致菌群失調方面的功效得到了國內外普遍認可,但在改善SHI病人傷后早期腸道菌群紊亂和腸道局部免疫方面還少見報道。本實驗旨在探討腸內營養聯合合生元制劑對重型顱腦損傷病人傷后早期(前16 d)腸道主要正常菌群、腸道局部免疫及機體感染性并發癥的影響,以期為重型顱腦損傷病人的臨床營養支持提供實驗依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 采用隨機和對照的臨床研究方法,選擇某三級甲等醫院2009年4月—2010年1月收治的重型顱腦損傷病人49例,其中男33例,女16例;年齡18歲～60歲。所選病例符合以下條件:①入院時間在傷后12 h內的閉合性顱腦損傷;②臨床和CT證實為重型顱腦損傷,入院格拉斯哥昏迷評分(GCS)6分～8分,且持續 12 h以上;③既往無消化道疾病,無血液病、糖尿病等;④未合并腹部外傷;⑤未合并癌癥、妊娠及營養不良等;⑥生存期大于16 d。按隨機數字表將49例病人隨機分為兩組:對照組24例,研究組25例。兩組病人在年齡、性別構成、手術與否、格拉斯哥昏迷評分等方面差異無統計學意義。兩組病人應用抗生素和血液制品等藥物的品種、用藥途徑、劑量、時間差異無統計學意義。兩組病人的一般資料見表1。

表1 兩組病人一般資料

1.2 方法

1.2.1 營養支持制劑 ①腸內營養制劑:選用華瑞制藥有限公司生產的瑞素(國藥準字H 20020588),瑞素為含有固體混懸物的乳劑,它為復方制劑,每1 000 mL含蛋白質 38 g、脂肪 34 g、糖類138 g及多種機體必需維生素、礦物質和微量元素。每1 mL瑞素的熱量為4.18 k J。②合生元制劑:采用內蒙古雙奇藥業股份有限公司生產的金雙歧活菌制劑(國藥準字S19980004),成分為長雙歧桿菌、保加利亞乳酸桿菌、嗜熱鏈球菌、促菌因子、低聚糖、脫脂奶粉。每片0.5 g,內含長雙歧桿菌活菌不低于0.5×107cfu,保加利亞乳酸桿菌和嗜熱鏈球菌活菌不低于0.5×106cfu。

1.2.2 營養支持方法 對照組給予早期腸內營養:在傷后24 h～48 h、血流動力學指標穩定后,經鼻胃管持續泵入腸內營養制劑(瑞素)125.4 k J/(kg·d)。第1天喂養量為所需量的1/4,每天以1/4遞增至全量(腸內營養支持初期熱量不足部分由靜脈營養補充)。腸內營養液泵入的速度第1天為20 mL/h,以后以20 mL/h的速度遞增,最大滴速至125 mL/h。研究組給予早期腸內營養+合生元:在腸內營養支持的前14 d,每日在常規營養支持的基礎上給予合生元制劑(金雙歧),每次2 g(4片),每天3次,研磨后加入腸內營養液內。

1.2.3 觀察指標及檢測方法

1.2.3.1 腸道菌群定量分析 分別于腸內營養支持0 d、4 d、8 d和15 d早晨采集糞便標本0.2 g(均采用開塞露外用塞肛取大便標本法),立刻加入1.8 mL 0.9%氯化鈉溶液,按10倍連續稀釋法稀釋;分別取10-3～10-10的8個稀釋度的稀釋液10μL依次接種于雙歧桿菌、乳酸桿菌、類桿菌和梭菌的選擇性培養基進行厭氧培養(厭氧罐37℃,48 h);接種于大腸桿菌和腸球菌的選擇性培養基進行需氧培養(37℃,24 h)。培養完成后,選擇不同形態菌落涂片,顯微鏡觀察細菌形態,并予生化鑒定,確定為目的菌后進行菌落計數(cfu/g),取其對數值。選擇性培養基均購自青島海博生物科技有限公司,厭氧菌的鑒定采用法國生物梅里埃公司生產的API-20A厭氧板條。

1.2.3.2 大便SigA 分別于腸內營養支持0 d、4 d、8 d和15 d早晨采集大便標本稱重;按1∶3的體積比加入生理鹽水,加玻璃珠置振蕩器上混勻5 min,再以1 500 r/min離心10 min,取上清液,于-70℃冰箱保存待測。標本收集全后,采用酶聯免疫吸附法測定SIgA。試劑盒購自美國R&D公司,操作程序嚴格按試劑盒說明進行。

1.2.4 臨床感染性并發癥 兩組病人的總觀察期為16 d。觀察研究期間病人感染性并發癥的發生率,感染的診斷按照2001版的《醫院感染診斷標準(試行)》進行診斷。

1.2.5 統計學方法 采用SPSS13.0統計軟件進行分析,計量資料采用獨立性t檢驗,計數資料采用Pearson Chi-Square檢驗;以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 腸道正常菌群的變化 腸內營養支持前(營養支持0 d)兩組病人大腸桿菌、腸球菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌、類桿菌和梭菌差異無統計學意義(P>0.05)。腸內營養支持8 d和15 d時,研究組的大腸桿菌和腸球菌顯著低于對照組(P<0.05或 P<0.01),雙歧桿菌和乳酸桿菌顯著高于對照組(P<0.01),類桿菌和梭菌組間比較差異無統計學意義(P>0.05)見表2。

2.2 大便SIgA的變化 腸內營養支持前(營養支持0 d)兩組病人糞便SIgA差異無統計學意義(P>0.05)。腸內營養支持第8 d和15 d,研究組大便SIgA顯著高于對照組(P<0.05)。見表3。

2.3 院內感染情況 在研究期間,對照組發生肺部感染9例,尿路感染1例,肺部感染合并尿路感染2例;研究組發生肺部感染5例,尿路感染2例,腸道感染1例,感染性并發癥發生率(33.33%)低于對照組(50.00%),但沒有統計學意義(χ2=1.642,P>0.05)。

表2 兩組病人腸道正常菌群比較(x±s) cfu/g

3 討論

3.1 早期腸內營養聯合合生元制劑對SHI病人腸道正常菌群的影響 正常情況下,個體腸道菌群以原籍菌為優勢種群,外籍菌和環境菌群多半為輔助性種群,各細菌之間保持著動態平衡,在構成腸道生物屏障和維持腸道正常功能中起著至關重要的作用。本研究中,以成人腸道菌群正常參考值為標準[2],傷后(營養支持前)兩組病人腸道菌群均不同程度地發生了失調或紊亂,導致腸道生物屏障功能受損。這可能與重型顱腦損傷后機體處于應激狀態下,神經內分泌功能紊亂,腸黏膜缺血、缺氧和傷后早期胃腸道處于曠置的狀態有關[3,4]。此時,兩組病人腸道菌群比較差異無統計學意義。微生態學的觀點認為,在中重度創傷或燒傷后,機體發生了腸道菌群失調或紊亂時,應給予微生態制劑,糾正菌群紊亂和預防菌群紊亂所致并發癥。本研究中,研究組采用的微生態制劑是金雙歧合生元制劑。金雙歧所含的益生菌主要為長雙歧桿菌、乳酸桿菌和嗜熱鏈球菌,金雙歧里的低聚糖是益生元。低聚糖的作用是促進制劑中長雙歧桿菌增殖和促進宿主體內益生菌生長增殖。研究結果顯示:與對照組比較,研究組在營養支持8 d和15 d,腸道內益生菌(雙歧桿菌和乳酸桿菌)顯著上升,條件致病菌(大腸桿菌)顯著下降,腸球菌也下降。這說明:①給予重型顱腦損傷病人早期腸內營養聯合合生元制劑,合生元制劑中的重要組分益生菌能正常黏附于重型顱腦損傷病人腸黏膜上皮細胞,并在腸道定植。②雙歧桿菌定植于重型顱腦損傷病人腸道后,發揮了生物拮抗的作用,可以抑制條件致病菌(大腸桿菌)的黏附和定植,對腸道菌群產生了調節作用。

3.2 早期腸內營養聯合合生元制劑對SHI病人腸道局部免疫的影響 由派氏集合淋巴結、淋巴小結、上皮細胞間淋巴細胞、固有層中彌散分布的淋巴細胞等腸相關淋巴結組成的腸道黏膜免疫系統在防御和抵制病原微生物感染中起著重要作用。而SIgA是腸道黏膜免疫重要的功能分子,具有類似凝集素的功能,通過與細菌結合,阻止了細菌對上皮細胞的黏附,從而影響細菌在腸道的定植和生長繁殖,發揮其抗感染的作用。在本研究中,研究組在營養支持8 d和15 d,大便SIgA高于對照組,有統計學意義。這說明經腸內營養途徑給予合生元制劑,益生菌在腸道定植后,刺激了腸道黏膜SIgA的表達,對腸道局部免疫具有上調作用。國內張雅萍等[5]經腸道給予燒傷大鼠益生菌的結果顯示,益生菌能促進腸道菌群的恢復和上調腸黏液中SIgA水平。Scholtens等[6]的研究表明:給予嬰兒含益生元的牛奶,刺激了嬰兒腸道內雙歧桿菌的增加和糞便中SI-gA濃度升高,從而顯示了益生元刺激雙歧桿菌等益生菌的增加對腸道黏膜免疫的積極影響。Jain等[7]的研究顯示,口服含有干酪乳桿菌的酸奶(益生菌酸奶),益生菌能通過調節SIgA、淋巴細胞增殖率和細胞因子而增強先天免疫和適應性免疫,達到更有效地保護機體免于沙門氏菌感染的目的。Yang等[8]證明,雙歧桿菌不僅可以改善腸道的消化能力,還可提高腸道免疫屏障功能。綜上所述,這些研究都與本研究結果一致,都是通過腸內營養途徑給予微生態制劑,改變宿主腸道微生態平衡,而達到改善腸道黏膜免疫的結果,但其機制目前還不確定。

表3 兩組病人大便SIgA比較(x±s) ng/mL

3.3 早期腸內營養聯合合生元制劑對SHI病人感染性并發癥的影響 國內外大量研究表明,添加合生元的腸內營養能降低肝移植、胰腺炎、燒傷、創傷和消化道腫瘤病人的感染率[9-13]。在本研究中,研究組感染性并發癥的發生率低于對照組。分析其原因可能為合生元中的重要組分益生菌可以通過以下兩條途徑降低了腸源性感染:①經腸內營養途徑給予合生元制劑,益生菌在腸道定植,發揮了其生物拮抗作用(形成定植抗力,抑制了致病菌的黏附和定植)。②益生菌具有免疫賦活作用,對腸道黏膜 SIgA有上調作用,提高了腸道局部抗感染免疫防御能力。但在本研究中,雖然研究組感染性并發癥的發生率低于對照組(33.33%比50.00%),但經卡方檢驗沒有統計學意義,這與病例較少有關。

綜上所述,對重型顱腦損傷病人給予早期腸內營養聯合合生元制劑,合生元中的益生菌能在病人腸道定植,改善了病人傷后初期的腸道菌群失衡的狀態,同時能對腸道局部免疫起到上調的作用。對機體感染性并發癥的減少具有臨床意義,但兩組差異無統計學意義,因此有必要進一步擴大樣本量研究早期腸內營養聯合合生元制劑對SHI病人感染性并發癥的改善作用,以期取得統計學依據。

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