腸道菌群與子宮內膜異位癥致不孕關系的研究進展

趙麗輝，李艷梅，張學紅

(蘭州大學第一醫院生殖醫學專科醫院，蘭州 730000)

近年來，隨著高通量DNA測序技術的發展，人們對腸道微生物的組成及作用有了進一步的認識。研究發現，腸道菌群及其代謝產物在多種疾病如多囊卵巢綜合征、糖尿病、肥胖等的發生發展過程中發揮重要作用；在腫瘤研究領域，也發現腸道菌群扮演著重要的角色，已有針對腸道菌群進行的增強小鼠抗腫瘤能力的研究[1-2]。子宮內膜異位癥因其與腸道的比鄰關系以及類似惡性腫瘤侵襲、復發的特性，越來越多的研究表明其與腸道菌群的功能穩態有著密切的聯系。同時，子宮內膜異位癥還是一種常見的女性不孕的原因。本文擬就目前研究所示腸道菌群與子宮內膜異位癥之間的相互作用以及腸道菌群與子宮內膜異位癥性不孕之間的關系進行綜述。

一、人體正常腸道菌群的組成及其功能

人體腸道內定植著約1014個細菌，約為人體細胞數量的10倍。龐大的細菌體系不僅能合成多種人體生長發育必須的維生素，還能將飲食中的蛋白質水解成多肽和氨基酸，參與糖類代謝和蛋白質代謝，并且起到促進鐵、鋅、鎂元素吸收的作用，對人體的生理健康起著至關重要的作用。人類腸道菌群主要分為6個菌門：厚壁菌門(Firmicutes)、擬桿菌門(Bacteroidetes)、放線菌門(Actinobacteria)、變形菌門(Proteobacteria)、疣微菌門(Verrucomicrobia)和梭桿菌門(Fusobacteria)，其中厚壁菌門和擬桿菌門為優勢菌群。腸道菌群的組成受年齡、體重、性別、地域、民族、飲食等多因素影響[3-6]，腸道菌群和機體之間相互影響、相互適應。

二、腸道菌群失調與子宮內膜異位癥的關系

腸道菌群不僅在食物代謝和腸道生理中發揮重要功能，其穩態失衡還可導致各種疾病的發生和發展。研究發現，腸道菌群紊亂除了引起腸內系統的炎癥性腸病、腸易激綜合征、結腸癌等，還可誘發腸外系統疾病如糖尿病、多發性硬化、多囊卵巢綜合征等。子宮內膜異位癥因具有凋亡減少、細胞因子水平升高和細胞介導異常等自身免疫性疾病特征，被認為與免疫紊亂有密切關系[7-8]；同時免疫系統與腸道菌群的相互作用在維持免疫穩態中起著基礎性作用[9]。因此，許多學者就子宮內膜異位癥和腸道菌群之間的關系進行了深入研究。

1.子宮內膜異位癥導致腸道菌群失調：Yuan等[10]利用小鼠子宮內膜異位癥模型觀察了隨時間進展模型小鼠腸道菌群的變化情況，發現在子宮內膜異位癥造模后14 d、28 d時雖然可見腹腔明顯粘連形成和典型的異位病灶，但是腸道菌群的多樣性和豐度并未出現顯著差異；直到造模后42 d，才發現子宮內膜異位癥模型組小鼠和空白對照組小鼠腸道菌群的β多樣性出現明顯差異，模型組腸道菌群中厚壁菌門富集，而對照組中擬桿菌門富集。這一結果提示，疾病對腸道菌群的影響存在時間累積效應，在此過程中若能進行有效干預可能有希望阻止病理變化的進一步發展。Cao等[11]在大鼠實驗中也發現子宮內膜異位癥造模成功后體內厚壁菌門/擬桿菌門比值升高，意味著子宮內膜異位癥導致腸道菌群失調。這一結果在對靈長類恒河猴的研究中也得到證實[5]；不僅如此，同患子宮內膜異位癥的猴，老年猴體內乳酸桿菌的數量呈現下降趨勢，革蘭氏陰性需氧菌和兼性厭氧菌數量增加[5]。然而，動物與人不能同一而論。Ata等[12]對3/4期子宮內膜異位癥婦女內源性微生物研究的結果顯示，雖然3/4期子宮內膜異位癥婦女腸道微生物群總體組成與健康婦女相似，但在屬水平上還是出現了差異，表現為子宮內膜異位癥婦女更傾向于以志賀菌/大腸桿菌為糞便微生物中的優勢菌群。由此可見，無論是動物還是人體研究，都觀察到子宮內膜異位癥所導致的腸道菌群構成的改變，這或許為后期子宮內膜異位癥的病理改變提供基礎數據。值得注意的是，Ata等[12]的研究僅納入14名子宮內膜異位癥婦女作為研究對象，其結果的代表性有待后期進一步擴大樣本量的研究來證實。

2.腸道菌群失調促進子宮內膜異位癥的進展：Chadchan等[13]發現子宮內膜異位癥小鼠糞便中擬桿菌含量高于非子宮內膜異位癥小鼠，給予甲硝唑處理后，子宮內膜異位癥小鼠糞便中檢測不到擬桿菌。我們知道，擬桿菌屬是革蘭氏陰性非芽孢形成厭氧菌，是人類和其它哺乳動物內源性微生物的一部分。結合甲硝唑處理后子宮內膜異位癥小鼠體內病灶變小的現象，推測甲硝唑是通過靶向作用于擬桿菌屬，導致病灶內巨噬細胞含量降低、Ki-67(增殖標志物)陽性的上皮細胞數量減少、腹膜液細胞因子腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細胞介素(IL)-6和轉化生長因子(TGF)-β1濃度降低，進而起到抑制內異病灶增生的作用。該研究更為重要的發現在于，當給已經接受過甲硝唑處理、內膜異位病灶體積已明顯減小的小鼠(受體)灌服子宮內膜異位癥小鼠的糞菌后，受體小鼠的內膜異位病灶體積明顯變大。說明特定的腸道菌群可以促進子宮內膜異位病灶的發展。鑒于倫理限制，目前沒有關于人體身上菌群能否致病的研究。

雖然16S rRNA基因測序技術的出現使得研究者們能夠對子宮內膜異位癥患者的糞菌進行分析，比較精確地找出患者與非患者之間的菌群差異，然而到目前為止，尚不能證明腸道菌群與疾病誰是因誰是果，更無法闡明其中的作用機制。更多的觀點傾向于子宮內膜異位癥和腸道菌群之間是雙向調節。

三、腸道菌群紊亂致子宮內膜異位癥性不孕的可能原因

腸道菌群與子宮內膜異位癥之間存在復雜的關系。同時，子宮內膜異位癥是一種常見的慢性炎癥性疾病，也是導致女性不育的重要原因之一。據報道，子宮內膜異位癥婦女中不孕癥的患病率高達40%[14]，其中原因非常復雜。那么，腸道菌群在這個過程中起著怎樣的作用呢？

1.通過TGF-β引起盆腔粘連：子宮內膜異位癥導致腸道菌群失調的結果已在多種動物模型中得到證實[5，10-12]。子宮內膜異位癥患者腸道菌群失調引起炎癥反應，導致腹腔巨噬細胞數量增加，分泌大量TGF-β。TGF-β具有促進成纖維細胞生長的作用，TGF-β1通過對IL-6基因轉錄的調節可促進人成纖維細胞IL-6的產生。IL-6是巨噬細胞的激活因子，可促進子宮內膜細胞的增殖。炎癥狀態下，TGF-β1表現促粘附分子表達效應，可促進異位子宮內膜細胞和基質細胞間的粘附；此外，TGF-β1具有趨化巨噬細胞、成纖維細胞和中性粒細胞的作用，促進細胞外基質如纖維連接素和膠原蛋白的分泌，利于盆腔粘連形成[15]。由此推測，腸道菌群通過TGF-β1在子宮內膜異位癥患者盆腔粘連的形成中起著重要作用。嚴重的盆腔粘連必然導致子宮內膜異位癥婦女體內精卵結合障礙，進而不孕。

2.通過TNF-α致不孕：TNF-α是一種具有多種生物學作用的免疫調節因子，主要由巨噬細胞、T細胞分泌。子宮內膜異位癥合并不孕癥患者腸道菌群失調，引起腹腔液中TNF-α的水平顯著升高[16]。正常情況下，體內TNF-α起著重要的生理調節作用，包括調節生殖內分泌、激素的合成、妊娠維持、男性精子生成及調節精子功能。高濃度TNF-α則表現出不利于生育的毒性作用：(1)可直接破壞精子的正常形態，降低精子活力，從而影響受精和著床的整個過程[16-18]；受孕過程中，精子卵子在輸卵管壺腹部相遇。子宮內膜異位癥婦女腹腔液中高TNF-α水平勢必會經輸卵管傘端影響到輸卵管內的配子和受精卵，影響生育。(2)促進母體前列腺素E2的生成，干擾凝血系統，促進胎盤血栓形成；(3)高TNF-α還損傷蛻膜血管，引起血管收縮，阻礙胚胎組織的正常血液供應，導致組織壞死、流產，引起不孕[19]。

3.腸道菌群失調致循環中雌激素水平升高：腸道菌群含有能夠影響雌激素代謝的細菌，這類細菌通過分泌β-葡萄糖醛酸酶將雌激素解偶聯成具有活性的游離雌激素，進而通過腸肝循環重吸收回體內，參與調節循環雌激素水平[20-21]。β-葡萄糖醛酸酶的活性受細菌種群密度及飲食影響，當腸道菌群失調或飲食中富含脂肪時，腸道內β-葡萄糖醛酸酶活性升高，體內游離雌激素增多[22]。此外，腸道菌群還能夠從飲食來源合成類雌激素化合物，增強體內雌激素效應。Flores等[23]選擇男性和絕經后女性(這兩類人群體內雌激素是非卵巢源性)進行研究，發現研究對象尿中雌激素和大多數雌激素代謝物的水平與糞便微生物群的豐富度和α多樣性密切相關(R≥0.5，P≤0.003)，說明腸道菌群與體內雌激素代謝關系密切，一旦腸道菌群失調，將會影響體內雌激素的水平。

另一方面，女性妊娠過程中，很多環節都與雌激素有關。卵泡的生長發育、子宮內膜增生、子宮內膜容受性、卵巢黃體的妊娠維持、早期胎盤灌注等都離不開機體正常的雌激素調節。子宮內膜異位癥的病理改變導致腸道菌群失調，可能會通過影響雌激素的正常代謝而影響女性正常生育。

盡管如此，目前尚缺乏直接研究子宮內膜異位癥所致腸道菌群失調進而導致不孕的報道。可能原因包括：目前尚且不能明確子宮內膜異位癥所致的菌群失調中，究竟哪種確切的菌群改變、改變的程度是特異的，所以不能進行回補性驗證；再者，生育是一個復雜的過程，難以證明某一條途徑就是導致不孕的明確原因。

四、調節腸道菌群的措施

腸道菌群失調給機體帶來多種不良影響，糾正紊亂的菌群以恢復其正常功能狀態為多種疾病的治療提供了又一選擇。目前，研究較多的調節方法包括：

1.飲食調節：不同的膳食成分會向結腸輸送不同的碳水化合物和植物營養素，引起不同的菌群改變。谷類食物的攝入可增加腸道菌群的多樣性，豐富腸道菌群中的薔薇屬、雙歧桿菌屬和小類桿菌屬[24]，這種改變與機體功能的改善相一致。無麥麩食品，如水果、蔬菜、肉、蛋、奶等，可改變腸道菌群分布[25]并調節腸道通透性，結合益生菌添加可抑制抑郁癥患者體內免疫炎癥級聯反應，改善精神狀態[26]。不易消化的碳水化合物攝入也可改變腸道菌群構成，進而引起體重減輕、降低體內炎癥狀態[27]。遺憾的是，飲食差異引起的菌群改變通過何種途徑產生觀察到的效應尚不清楚，有待今后進行深入研究。

2.補充益生菌：腸道菌群可分為共生菌、益生菌和病原菌，腸道菌群失調被認為是體內益生菌數量減少。因此，眾多學者進行了外源添加益生菌的研究。Karamali等[28]在多囊卵巢綜合征婦女人群中進行了一項隨機、雙盲對照試驗，發現多囊卵巢綜合征的婦女補充益生菌可顯著提高血清性激素結合球蛋白和血漿總抗氧化能力(P<0.001)，顯著降低總睪酮水平(P=0.03)，給機體帶來益處。Vitellio等[29]發現添加長雙歧桿菌和鼠李糖桿菌可緩解乳糖不耐受患者的癥狀；給予敗血癥患者預防性添加短雙歧桿菌和干酪乳桿菌可有效調節腸道菌群環境，起到預防腸炎和呼吸機相關肺炎的作用[30]。其它添加益生菌獲益的報道還見于對肥胖[31]、自身免疫性疾病[32]、自閉癥[33]、抑郁癥[26，34]、反復呼吸道感染[35]、糖尿病[36]等的研究。然而，這些研究大多數都限于現象的觀察，缺乏針對具體作用機制的研究。

3.糞菌移植(fecal microbiota transplantation,FMT)：是將健康者的腸道糞便懸液移植到受者體內，較直接、快速改變腸道菌群的方法。采用健康供體糞菌移植治療反復發作的難辨梭狀芽胞桿菌感染有效率高達90%[37]。雖然此法源自東晉時期，療效也到認可，但是可能由于糞菌移植的過程容易引起患者厭惡、不愉快，導致臨床上在非腸道系統疾病的治療中普及度不高，患者對此的接受性也不好。令人興奮的是，口服膠囊劑型的出現使得這一問題得到解決[38]。

五、總結

綜上所述，腸道菌群、子宮內膜異位癥與不孕癥之間存在復雜的聯系。然而，由于腸道菌群受到多因素影響、子宮內膜異位癥的確切病因至今未明，以及生育過程本身的復雜性，這三者之間特定的作用機制遠不清楚。后期仍需要設計良好的研究繼續探索三者之間可能的聯系，為臨床治療方案的改進指明方向。