高鉛血癥兒童腸道菌群構成變化研究

李樹然　李秋燕　彭鎮委

[摘要]目的探討高鉛血癥兒童腸道菌群構成的變化。方法選取2013～2014年海華社康中心兒保門診兒童，高鉛血癥患兒29例，1：1配對健康對照兒童29例，檢測兩組兒童腸道菌群中雙歧桿菌、大腸桿菌、乳酸桿菌和腸球菌的數量以及腸道內雙歧桿菌與大腸桿菌數量對數值的比值f即B/E值）。結果與對照組相比，高鉛血癥患者糞便中的乳酸桿菌、雙歧桿菌數量顯著下降（兩組P值均是0.000），大腸桿菌數量明顯升高（f=11.1，P=0.000），腸球菌在兩組中無統計學差異（t=0.497，P=0.623），高鉛血癥患兒B/E值為（0.75±0.34），顯著低于健康對照組（1.21±0.36）（t=-7.5，P=0.000）。結論高鉛血癥患兒體內存在腸道菌群紊亂。

[關鍵詞]兒童；高鉛血癥；腸道菌群；構成；變化

健康人的腸道棲息著1014個細菌，其中絕大多數為厭氧菌，主要有擬桿菌屬、梭菌、乳桿菌、大腸埃希菌屬和雙歧桿菌屬，大部分腸道細菌主要位于結腸、遠端小腸，胃、十二指腸和空、回腸中也有菌群存在，腸道菌群構成了人體胃腸道的生物學屏障，在維持腸道的正常結構和生理功能上發揮著重要作用。兒童腸道菌群處于生理性演替過程中，年齡越小，其腸道的微生態平衡穩定性越差，易于發生腸道微生態紊亂。鉛是一種不可降解的環境污染物。由于兒童代謝和發育的特點，在同等環境的人群中，鉛對其的毒性作用更明顯，尤其是對智力與行為能力的發育有重要影響。兒童通過鉛污染食物及消化道接觸鉛，占總接觸量的80%～90%以上。鉛在消化道的吸收部位主要在小腸，但大腸對鉛也有吸收。在吸收和排泄的過程中，鉛不可避免地會與腸道菌群接觸，但這二者之間的相互性未見報道。本研究通過分析高鉛血癥患兒的糞便中腸道菌群主要成分的菌落數變化和腸道內雙歧桿菌和大腸桿菌數量對數值的比值（即B/E值），以對高鉛血癥與腸道菌群構成的關系進行了探討。現報道如下。

1.資料與方法

1.1一般資料

選擇2013～2014年寶安區海華社康中心兒保門診，近期未患感染性疾病或其他疾病的兒童，年齡2～6歲。采集靜脈血樣，送南方醫科大學基礎醫學院專用實驗室統一用博暉BH-2100鎢舟原子吸收光譜儀檢測。按1991年美國國家疾病預防控制中心制定的兒童高鉛血癥的診斷標準，將血鉛值≥100ug/L（0.483umol/L）（無論是否有相應臨床體征或其他血液、生化改變）兒童，納入高鉛血癥組：共29例，平均年齡（3.2±0.5）歲，男19例，女10例。為消除混雜因素的影響，采取1：1配對，選取同期參加體檢的，與病例組同年齡、同性別的29例健康兒童（血鉛值<100ug/L的兒童做為對照組。以上入選患兒均征得監護人同意后簽訂知情同意書。研究方案經醫院倫理學委員會批準。

1.2腸道菌群檢測

（1）無菌方法采集受試兒童新鮮糞便（1h內），80℃保存。（2）定量稱取標本0.1g，予10倍系列稀釋至10-1～10-9，連同原液一共10個稀釋度；（3）用微量移液器抽取10uL，分別接種于MRSA、TPY、EMB、Pz選擇性培養基上，用L棒涂抹均勻，用于培養乳酸桿菌、雙歧桿菌、大腸桿菌以及腸球菌，計數時取菌落平均數。（4）將MRSA、TPY培養基放入厭氧罐中，置于厭氧產氣袋封閉，再放入37℃的孵育箱中培養48h；同時將EMB、PZ培養基直接放人37℃的孵育箱中培養24h；（5）培養結束后選取特征性的菌落進行菌落圖片染色及鏡檢，根據革蘭染色以及細菌的形態學特征判斷目的菌。在確定目的菌后，根據計算平板上的活菌計數以及稀釋度，用活菌計數公式計數，結果用每克糞便濕質量中的菌落形成單位的對數值表示（即log CFU/g）。每毫升標本中活菌集落單位（即CFU/mL）=（標本質量+稀釋量）/標本質量×稀釋度×菌落個數（或×10）（稀釋度即為稀釋倍數）。

1.3B/E值計算

B/E值為腸道內雙歧桿菌與大腸桿菌數量對數值的比值，用來表示兒童腸道菌群構成，可以反映腸道的功能狀況：B/E值<1表示腸道定植抗力降低，菌群結構發生紊亂；≥1則表示正常。

1.4統計學方法

使用SPSS20.0軟件進行統計。實驗中的計量資料均符合正態分布，用（x±s）表示。組問菌落數和B/E值比較使用t檢驗，P<0.05表示差異有統計學意義。

2.結果

2.1高鉛血癥組與對照組腸道茵群數量比較

高鉛血癥患兒與對照組兒童的腸道菌群數量比較顯示，除腸球菌外，雙歧桿菌、乳酸桿菌、大腸桿菌組P=0.000，差異有統計學意義。見表1。

2.2高鉛血癥組與健康對照組腸道菌群B/E值比較

高鉛血癥患兒的腸道菌群B/E值為（0.785±0.34），<1。健康對照組的B/E值為（1.2132±0.36），>1。健康對照組的B/E值高于高鉛血癥組（t=7.6，P=0.00）

3.討論

研究顯示，大腸與小腸一樣，對鉛也有吸收，而且大腸是腸道菌群寄居的主要部位，腸道菌群為宿主提供能量底物，腸道菌群紊亂可導致體內代謝混亂，從而可能影響腸道對鉛的吸收。國內外對腸道菌群與人體內鉛的吸收、排泄關系研究，主要如下：（1）腸道菌群發育不良動物的腸黏膜薄而干燥，腸道通透性較高，使一些原來不易進入人體循環的大分子抗原等物質能通過主動轉運和被動擴散等形式穿透腸道上皮。（2）腸道菌群的穩定對維持人體正常排便機制具有重要作用，腸道菌群失調參與了便秘的產生與加重，從而引起鉛的吸收增加。（3）微量元素鈣、銅、鐵、鎂、鋅等在腸道吸收時與鉛共用同一部位的轉運蛋白，鉛一鈣、鉛一鐵、鉛鋅等之間均有拮抗作用，補充鈣、鋅劑等能降低血鉛。而腸道正常菌群如雙歧桿菌可通過對碳水化合物的發酵，使短鏈脂肪酸產物增多，降低腸道PH值，能促進對鈣、鐵、鎂等離子的吸收。（4）一些益生菌具有驅鉛能力。芬蘭學者發現乳酸桿菌、雙歧桿菌菌株具有快速清除被污染水中的重金屬鉛和鎘的能力。

在本研究中，高鉛血癥組患兒的雙歧桿菌、乳酸桿菌、大腸桿菌分別為（6.59±0.56）lg（CFU/g）、（6.73±1.05）1g（CFU/g）和（8.44±1.21）1g（CFU/g），與對照組兒童的腸道菌群數量比較顯示，高鉛血癥組患兒的雙歧桿菌、乳酸桿菌數量明顯減少，大腸桿菌明顯上升，差異有統計學意義。這說明乳酸桿菌、雙歧桿菌菌株可能具有清除被污染水中的重金屬鉛和鎘的能力，這與芬蘭學者發現一致。同時，根據學者Teemu等發現，乳酸桿菌ME3和雙歧桿菌L46在人體外可通過可逆性的表面結合的方式，達到清除水溶液中的鉛和鎘。考慮體內的這些腸道益生菌具有和鉛結合的能力，這些益生菌數量的增加能直接降低鉛吸收。當然，這有待更直接的實驗證據證實。

高鉛血癥患兒的腸道菌群B/E值<1，健康對照組的B/E值>1，結果顯示高鉛血癥患兒B/E值顯著低于健康對照組。這提示高鉛血癥患兒腸道定植抗力降低，腸道菌群結構發生變化。

另一方面，本實驗發現高鉛血癥組患兒的腸球菌為（6.16±0.92）lg（CFU/g），與對照組兒童的腸球菌比較顯示，數量無明顯差異。這說明高鉛血癥患兒存在的腸道菌群紊亂主要體現在雙歧桿菌、乳酸桿菌等益生菌的影響上，而益生菌的減少易導致兒童消化不良，導致了便秘的產生與加重。這一研究結果與高鉛血癥患兒往往存在便秘、不規則腹痛、輕度消化不良的臨床表現現象一致。同時，便秘等導致鉛在消化道停留時間延長，引起鉛的吸收增加，這與Parslow的發現一致。

綜上所述，本研究結果發現高鉛血癥患兒存在腸道菌群紊亂，且從現有線索可以推測腸道菌群影響著鉛的吸收與排泄，特別是消化道雙歧桿菌、乳酸桿菌的數量直接影響到消化道對鉛的吸收，這提示我們可以通過增加雙歧桿菌、乳酸桿菌的攝入，改善腸道菌群結構，從而治療與防止高鉛血癥。