腸道微生態與肝硬化

周永健

腸道微生態與肝硬化

周永健

肝硬化；微生態；腸道

Livercirrhosis；Microbiota；Gut

肝硬化是各種慢性肝病進程中的終末期階段，是由一種及以上病因引起的進行性、彌漫性、纖維性病變。在肝硬化門脈高壓時，因小腸細菌過度生長等因素可導致菌群失調。由于腸道內菌群的種屬、定植能力及代謝能力等改變，在不同的階段均可加重肝臟損傷。近年來，肝硬化進展與腸道菌群的關系，特別是細菌移位機制及腸道微生態失衡在常見進展期肝硬化并發癥中的作用已成為研究的熱點。

1 腸道微生態概況

腸道微生態是由500～1500種微生物共同組成的處于動態平衡的小型生態系統[1]，包含的基因數目約為人體的150倍。這些微生物在人體多個方面生理代謝方面具有重要功能，如代謝調控過程、免疫系統的發育成熟和促進上皮細胞反應等，在人與微生物共存時所必需[2,3]。

以往對于肝硬化腸道菌群結構的研究多依賴細菌培養法。然而，很多腸道細菌無法在體外分離培養，無法從整體對腸道菌群結構進行分析。近年來，依賴非培養的分子生態學方法進行腸道菌群的研究越來越多，這樣能夠更好地反映腸道菌群群落的多樣性特點，為理解腸道菌群在肝硬化發病機制中的作用提供了依據。

肝硬化時可發生腸道微生態失衡，而微生態失衡可進一步加重肝功能損害。Chen[4]研究證明棲居在人體腸道的微生物以專性厭氧菌為主，其中厚壁菌門和擬桿菌門約占序列總數的85%，是腸道菌群中的絕對優勢菌。Chen在24名正常人與36例肝硬化患者的對比研究中，發現肝硬化患者擬桿菌門細菌比例顯著減少,變形菌門和梭桿菌門細菌比例顯著增加[4]。同時，鏈球菌科細菌比例在肝硬化組顯著增加，且鏈球菌科細菌與Child-Pugh 評分呈正相關，毛螺菌科細菌在肝硬化組中較對照組顯著降低，毛螺菌科細菌與Child-Pugh評分呈負相關[4]。

2 腸-肝軸

肝臟和腸道在解剖學和生物學功能上既密切相關又緊密相連,構成“腸-肝軸”[3]。肝臟作為人體最大的器官，接收來自肝動脈和門靜脈的雙重血液供應。其中，肝門靜脈系統接收的血液約有75%來自于腸系膜靜脈，因此肝臟除了接收腸道吸收的營養物質外，還經常受到細菌產物、食物抗原和環境毒素等的刺激[5]。在正常狀態下，門靜脈血含有少量腸道來源的內毒素，對于維系肝臟網狀內皮系統處于激活狀態有一定的意義。在肝硬化時，由于肝臟功能障礙、肝細胞解毒功能下降、宿主抵抗力減弱、門脈側枝循環形成等因素，導致腸－肝屏障受損。當腸道內菌群失調時，使有害陰性桿菌大量繁殖、裂解，釋放大量內毒素，繞過肝臟直接進入體循環，從而引起內毒素血癥或各種細菌感染。長期或反復的內毒素升高可進一步損害肝臟功能，加劇肝功能障礙，導致各種并發癥的發生，從而影響肝硬化患者的預后。

3 細菌移位

在肝硬化患者，因各種原因造成細菌移位（Bacterial translocation，BT）的發生，從而導致微生態失衡，微生態失衡后又可促進組織損傷和肝纖維化的進展，形成惡性循環[6]。BT[7]是指腸內細菌通過腸壁到達腸系膜淋巴結及其他腸外器官。通常在小腸細菌過度生長、腸粘膜屏障功能受損、機體免疫功能下降的情況下發生[8]。

3.1 小腸細菌過度生長（Small intestinal bacterial overgrowth，SIBO）肝硬化患者因門脈高壓導致胃腸道淤血、腸道運動減慢、胃酸分泌減少、初級膽汁酸向次級膽汁酸轉換減少等因素[9]，可導致腸腔需氧菌增多，結腸的細菌移行至空腸和十二指腸，引起SIBO。SIBO主要可通過以下方法鑒定[9]：1）收集空腸或十二指腸提取液培養，成人菌落數大于1× 105/ml或小兒菌落數大于1×104/ml；2）葡萄糖-氫呼氣試驗或乳果糖-氫呼氣試驗。后者因簡單、無創，故在臨床應用較多。

3.2 腸粘膜屏障功能受損1）肝硬化門靜脈高壓造成胃腸道淤血，導致組織相對缺血缺氧。缺氧時可產生過量氧自由基及脂質過氧化物，導致腸上皮細胞壞死、水腫、糜爛，造成腸黏膜上皮通透性增高；2）門脈高壓以及增加的內毒素促使一氧化氮（NO）合成酶被大量激活，NO合成增加，在擴張血管和緩解門脈高壓的同時也導致組織緊密連接松弛，細胞骨架損傷，從而引起腸黏膜完整性改變，其通透性增加[10]；3）腸道菌群紊亂，非優勢菌群如腸桿菌等大量繁殖并產生內毒素，直接或通過炎癥介質及細胞因子的介導，加重炎癥浸潤及腸黏膜水腫，進一步破壞腸壁完整性；4）肝硬化患者腸黏膜緊密連接蛋白的表達減少，腸黏膜完整性破壞，且隨Child-Pugh分級程度的加重而愈加明顯[11]。

3.3 機體免疫功能下降在防止腸道細菌移位及感染播散過程中，機體免疫功能發揮了很大的作用。肝硬化患者肝臟合成能力下降、補體生成不足、補體介導的免疫調理作用減弱，吞噬細胞吞噬和滅活功能降低，引起肝臟“過濾”細菌的功能減弱，以致細菌得以從腸道經門靜脈進入體循環。

3.4 其他因素近年來亦有學者提出胰島素樣生長因子Ⅰ（IGF-Ⅰ）的減少可能與肝硬化患者BT發生有關[12]。吳仲文等通過對78例肝硬化患者的研究提出高膽紅素血癥是促發肝硬化患者BT發生的獨立危險因素[13]。

BT可因各種因素進一步加重肝硬化病人的肝功能障礙，影響預后。故可采取：（1）選擇性腸道去污染；（2）促進胃腸動力學改善；（3）增加機體免疫力；（4）預防和糾正腸道菌群紊亂等治療措施。

4 腸道微生態失衡與肝硬化并發癥

腸道微生態失衡可加劇肝功能障礙并促進肝硬化各種并發癥的發生，如肝性腦病（Hepatic encephalopathy，HE）、自發性細菌性腹膜炎（Spontaneous bacterial peritonitis，SBP）、內毒素血癥、內臟動脈血管擴張。

4.1 HE 肝性腦病是由嚴重肝病引起的，以代謝紊亂為基礎、中樞神經系統功能失調的綜合征。研究表明，血氨在HE的發生發展中起著關鍵性作用[14]。腎臟與腸道均可以產生氨，但以腸道產生為主。氨主要來源于腸道中的細菌對含氮產物的分解而成，尤其是產尿素酶的細菌對尿素的分解。經腸道吸收而來的氨可通過門靜脈進入肝臟，健康的肝臟可將氨轉變為尿素和谷氨酰胺，進而通過腎臟排泄，極少進入體循環。在肝硬化時，由于肝功能受損，對氨的代謝能力明顯減弱，尤其是當有門體分流存在時，腸道的氨可不經過肝臟的代謝，而直接進入體循環，從而使血氨升高。升高的血氨通過神經毒素和神經遞質造成HE。研究證明，肝硬化時腸道菌群失調，表現為產尿素酶的需氧腸球菌明顯增多[15]。Chen研究也證明在肝硬化時，產氨鏈球菌的數目較正常組明顯升高，且鏈球菌科細菌與Child-Pugh評分呈正相關[4]。因此，目前治療HE主要基于糾正腸道微生態失衡，減少氨的產生和吸收。治療藥物主要有益生元、益生菌、選擇性抗生素等。益生元中具有代表性的是乳果糖，其主要作用機制為抑制產尿素酶的細菌生長，降低腸道PH值，從而酸化腸道，讓氨以離子形式排出，減少氨的吸收；益生菌可直接調節腸道菌群的組成，可通過口服益生菌制劑來增加人體有益細菌的數目，抑制過度生長的產氨細菌，改善菌群失調，降低血氨水平；選擇性應用抗生素。研究證明口服抗生素如新霉素、巴龍霉素、萬古霉素和甲硝唑等可有效抑制HE患者腸內產氨細菌的生長[16]。然而，抗生素的耐藥性及有關毒性作用限制了其長期使用，尤其在一些肝病患者成為禁忌；新型抗生素的應用，如利福昔明。利福昔明是一種口服后主要集中在胃腸道起作用的微量吸收的廣譜抗生素，并且產生耐藥性的幾率較低[17]。同時，利福昔明的安全性也要優于其他抗生素，尤其是在肝病患者[18]。研究表明對于HE的治療，利福昔明的效果要優于單獨應用乳果糖。因此，利福昔明在HE的治療中具有廣闊的應用前景。

4.2 SBP 細菌感染是肝硬化失代償期病人的常見并發癥，其中以SBP最常見。SBP是指腹腔沒有明確感染源的腹水感染，其主要診斷依賴于腹水中性粒細胞總數大于250/ml，且無論腹水培養結果為陽性還是陰性。臨床研究表明，Child C級患者伴有腹水時發生SBP的幾率高達70%。一項研究表明，每年約有10%肝硬化腹水患者發生SBP。SBP的發生與否與BT密切相關。在失代償期肝硬化患者，小腸細菌過度生長、腸粘膜屏障功能受損及機體免疫功能下降都可發生腸道細菌異位至腹腔，從而導致感染。對于臨床高度懷疑為SBP，在診斷性行腹水中性粒細胞計數后，無論有無腹水培養結果，應及時應用抗生素經驗治療，通常以三代頭孢類為主。研究表明SBP患者一年內復發的概率高，因此口服抗生素行選擇性去污療法可作為預防SBP復發的一種有效方式。據研究，口服諾氟沙星在2年內可將SBP的復發率從50%降低至20%。

4.3內毒素血癥內毒素來源于革蘭氏陰性菌胞壁的脂多糖，通常在細菌死亡后由胞壁崩解自溶時釋放。肝硬化時，由于門脈高壓導致胃腸道淤血，加上胃腸動力減慢，導致膽汁分泌減少，可導致小腸細菌過度生長，此時患者免疫功能低下及腸道黏膜屏障功能受損，過度增長的小腸細菌可易位至體循環，導致腸源性內毒素血癥，而內毒素血癥可進一步加重肝損害，形成惡性循環。目前治療主要原則是應用益生元、益生菌、有效抗生素、促胃腸動力藥[18]、黏膜保護劑等減少內毒素的產生與吸收，從而有效改善內毒素血癥。

4.4內臟動脈血管擴張內臟動脈血管擴張是肝硬化并發門脈高壓患者高動力循環綜合征發病機制中的主要因素[19]。內臟血管擴張的主要因素是由于過度產生的NO及其他因素導致血管對血管收縮劑的反應性降低，引起血管收縮障礙[20]。菌群易位、門體分流、肝臟清除能力下降均可導致細菌、內毒素、細胞因子在循環系統積聚，以上因素可導致肝硬化病人NO的產生增加[21]。

食管靜脈曲張作為肝硬化門脈高壓的并發癥，常常因破裂和出血的風險而受到重視。當食管靜脈曲張破裂出血發生時往往需要復雜的治療，包括輸血輸液、升壓藥、預防應用抗生素、緊急內鏡下手術治療，必要時需行經頸靜脈肝內門體分流術（Transjugular intrahepatic portosystemic shunt，TIPS）。早期預防性應用抗生素可降低細菌感染的風險、減少再出血的發生率和病死率[22]。然而，預防性應用抗生素有導致多重耐藥的風險，增加了臨床工作的難度。近期研究證明喹諾酮類不僅可減少細菌感染的風險，同時可增加全身血管阻力，改善血流動力學[23]。

肝臟和腸道通過“腸-肝軸”在解剖和功能上緊密相連。肝硬化時，因小腸細菌過度生長、腸粘膜屏障功能受損、機體免疫功能下降等因素可導致細菌異位，引起腸道微生態失衡。腸道微生態失衡可加劇肝功能障礙，誘發肝硬化并發癥的發生，如肝性腦病、自發性細菌性腹膜炎、內毒素血癥等，從而影響肝硬化患者的預后，增加病死率。基于腸道微生態與肝硬化及其并發癥的密切關系，研究證明選擇性進行腸道去污療法，應用益生菌和益生元制劑對恢復腸道菌群進而延緩肝硬化并發癥的發生起積極作用，其中新型抗生素利福昔明因具有安全性高、效果好、耐藥性低等特點在HE的應用中具有廣闊的前景。

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（收稿：2016-01-01）

（本文編輯：陳從新）

10.3969/j.issn.1672-5069.2016.02.004

510180 廣州市第一人民醫院消化內科

周永健，男，47歲,教授。E-mail:yjzhou@gzhmu.edu.cn