腸道菌群影響慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎及相關肝病的研究進展

鄧 輝， 張 斌， 朱 彬， 迪麗胡瑪爾·扎依爾， 王偉仙， 郭春霞， 楊東亮， 鄭 昕，王俊忠， 王寶菊

華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院 感染性疾病科， 武漢 430022

HBV和HCV是導致病毒性肝炎的主要病原體，HBV和HCV感染可導致急慢性肝炎，甚至發展成肝硬化、肝衰竭和肝細胞癌(HCC)等[1]。腸道菌群與人體健康關系密切。越來越多的證據表明，腸道菌群與肝臟的互作(腸-肝軸)對慢性乙型肝炎(CHB)、慢性丙型肝炎(CHC)等慢性肝病的發生、發展、預后和治療均具有深遠的影響[2]。本篇綜述系統回顧了近年來腸道菌群參與CHB、CHC及其相關肝病發生發展及治療的研究進展。

1 腸道菌群概述

據估計[3]，人體內含有約100萬億個微生物細胞，大部分存在于腸道，被稱為腸道菌群，或稱腸道微生物組。門靜脈將腸道菌群與肝臟聯系起來，腸道菌群的代謝產物通過門靜脈運送到肝臟，肝臟通過分泌膽汁及產生抗體等影響腸道菌群。腸道菌群與肝臟之間的相互作用被稱為腸-肝軸，腸道菌群是維護腸-肝軸自穩的關鍵。除作為屏障防御病原體入侵外，腸道菌群還參與維持免疫系統的平衡[4]。當腸道菌群失調時，可通過細菌及其代謝產物上調炎癥反應來加速慢性肝病的發展，促進肝纖維化、肝硬化及其并發癥，甚至肝癌的發生[3]。

2 腸道菌群與CHB、CHC及其相關肝病

2.1 腸道菌群與CHB 慢性HBV感染是重要的全球公共衛生問題，全球約有2.96億慢性HBV感染者[5]，我國約有慢性HBV感染者7000萬例，其中CHB患者約2000萬～3000萬例[6]。研究[7-8]發現，無論是CHB還是HBV相關肝硬化和HCC患者，腸道菌群的多樣性均顯著降低，且組成也發生明顯改變，表現為潛在有害菌如腸桿菌科、放線菌屬等增多和潛在有益菌如雙歧桿菌科、類桿菌屬等減少。在排除年齡和BMI對腸道菌群產生的影響后仍可得出與上述研究類似的結論。在小鼠模型中，研究者也發現HBV感染能明顯延緩幼年小鼠腸道菌群的成熟[9]，而用廣譜抗生素誘導出腸道菌群失衡后，成年小鼠的HBV清除明顯被阻斷，出現與幼年小鼠類似的HBV持續復制[10]。從慢性HBV感染進展到CHB，再到肝硬化，患者腸道菌群擬桿菌門和厚壁菌門逐漸減少，而變形菌門和放線菌門逐漸上升；此外腸道菌群組成與血液學和生化學指標如紅細胞、血紅蛋白、血小板、AST/ALT、白蛋白水平等明顯相關[11]。上述研究提示CHB患者的腸道菌群發生明顯改變，腸道菌群的變化可影響HBV復制，且與病情進展密切相關，因此腸道菌群有可能能成為CHB治療的新靶點。

腸道菌群影響HBV清除和CHB病情進展的機制尚不明確。已有研究[12]顯示獲得性免疫應答在HBV清除中起著至關重要的作用，而天然免疫應答對于誘導隨后的獲得性免疫應答也同樣十分重要。在幼年小鼠中，尚未成熟的腸道菌群可能通過Toll樣受體4(Toll like receptor 4, TLR4)依賴的途徑誘導HBV的免疫耐受[10]。研究者也發現腸道菌群失衡可損害腸道屏障功能，使得腸道菌群移位到肝臟，并通過增強程序性死亡受體1(programmed cell death protein 1, PD-1)的表達抑制肝臟T淋巴細胞抗病毒免疫應答，從而阻礙HBV的免疫清除[13]。膽汁酸的肝腸循環與腸道菌群的組成和功能相互影響，初級膽汁酸經膽管排泄進入腸道后，需經特定的腸道菌群轉化為次級膽汁酸后重吸收回肝臟[14]。HBV感染可通過減少初級膽汁酸轉化相關腸道菌群數量或抑制其功能來減少次級膽汁酸的生成，通過BA-FXR-FGF19軸進一步導致初級膽汁酸的異常積聚，最終使肝細胞和膽管細胞出現損傷和炎癥，促進肝纖維化的發生，甚至導致肝硬化和肝癌[15-16]。除膽汁酸外，細菌代謝產物，如芳香族氨基酸、磷脂、短鏈脂肪酸等，也可能影響肝病進展[17-18]。

綜上，HBV相關慢性肝病不同階段的患者均存在不同程度的腸道菌群異常，腸道菌群及其代謝產物有可能通過影響膽汁酸轉化及影響天然和獲得免疫來影響HBV的清除及相關肝臟疾病進展。因此特征性腸道菌群的組合用于診斷、靶向腸道菌群用于治療有望成為CHB相關肝病研究領域的熱點。

2.2 腸道菌群與CHC 慢性HCV感染也是導致肝硬化、HCC的主要原因之一。世界衛生組織報告[19]稱，全球約有5800萬人感染HCV，2019年約有29萬人死于HCV感染相關的肝硬化、HCC等終末期肝病。目前關于腸道菌群與CHC的研究較少且研究結果存在差異。有研究[20]顯示HCV感染者的細菌多樣性顯著降低，表現為梭狀芽胞桿菌、乳螺科和瘤胃球菌科減少，乳桿菌和鏈球菌增加，上述腸道菌群的變化與FIB-4指數明顯相關。不同臨床階段的CHC患者經直接抗病毒藥物(direct-acting antiviral agents, DAA)治療獲得持續病毒應答(sustained virological response， SVR)后其腸道菌群多樣性得到明顯恢復[21-22]，且潛在致病菌(腸桿菌科、腸球菌和葡萄球菌)的豐度顯著降低[23]。但也有研究[24]發現未經治療的慢性HCV感染者相比健康對照組菌群多樣性明顯增加，表現為普菌屬、琥珀酸弧菌屬、銅綠假單胞菌等的豐度增加，而擬桿菌屬、小桿菌屬、鏈球菌屬等的豐度降低。造成上述研究結果差異的具體原因尚不清楚，腸道菌群與CHC的相互關系、腸道菌群是否影響DAA的療效等問題尚需進一步研究，在設計臨床研究時需注意年齡、性別、BMI、飲食習慣、伴隨疾病和疾病進展階段等因素的影響。

2.3 腸道菌群與HBV相關慢加急性肝衰竭(ACLF) ACLF是發生在慢性肝病/肝硬化(先前診斷/未確診)基礎上的急性肝損傷，表現為黃疸和凝血障礙，可并發腹水和/或肝性腦病(HE)等并發癥[25]。20世紀90年代，李蘭娟院士團隊[26]就發現HBV相關重型肝炎患者腸道微生態嚴重失衡，腸道雙歧桿菌、擬桿菌等有益菌顯著減少，腸桿菌科細菌、腸球菌、酵母菌等有害菌顯著增加。而最近的研究[27]發現隨著HBV-ACLF的病情進展，腸道微生物群落的多樣性和豐度顯著降低，腸道細菌及其代謝產物與血清生物標志物(如血清ALT、AST、TBil和INR)之間存在顯著的相關性，提示腸道菌群失衡可能參與HBV-ACLF的進展。另有研究[28]發現腸球菌的富集與HBV-ACLF進展相關，而糞球菌的富集與HBV-ACLF緩解相關。這提示上述腸道菌群特征有可能成為有潛力的HBV-ACLF 預后標志物。

綜上所述，HBV-ACLF患者腸道微生物存在顯著的失衡，總體表現為整體多樣性和豐度顯著降低，腸桿菌科細菌等潛在致病菌顯著升高，而擬桿菌等潛在有益菌降低，相應腸道菌群的改變與HBV-ACLF的進展與預后相關，靶向失衡的腸道微生態進行干預可能成為治療HBV-ACLF的重要靶點。

3 靶向腸道菌群治療CHB及其相關肝病

如前所述，大量研究的數據均表明：CHB、CHC及其相關肝病均存在腸道菌群改變，腸道菌群的改變可能影響病毒清除及疾病進展，因此靶向腸道菌群的策略也有可能用于CHB、CHC及其相關肝病的預防及治療。靶向腸道菌群的策略主要有：不可吸收的抗生素、糞菌移植(fecal microbiota transplantation, FMT)、益生菌制劑和FXR激動劑等。目前上述策略用于肝硬化相關并發癥如HE、自發性腹膜炎的治療和預防的研究較多，但最近的研究也發現FMT可被用于CHB的治療(圖1)。

注：①腸道菌群參與慢性病毒性肝炎病情進展；②靶向腸道菌群用于治療慢性病毒性肝炎及其相關肝病。

3.1 不可吸收性抗生素 用不可吸收的抗生素減少腸道菌群的負擔從而治療腸道菌群失衡相關的慢性肝病似乎是傳統且合乎邏輯的方法。利福昔明是胃腸道幾乎不可吸收的半合成廣譜抗生素，通過結合細菌DNA依賴的RNA聚合酶的β亞基，從而抑制細菌RNA的合成而產生抗菌作用。利福昔明具有廣譜抗菌作用，覆蓋革蘭陽性和革蘭陰性菌，包括需氧菌和厭氧菌[29]。

目前利福昔明直接用于治療CHB和CHC的研究較少，但其預防和治療肝硬化所致HE的有效性和安全性已被大型隨機臨床試驗證明[30]。除此之外，還有研究[31-32]表明利福昔明可以有效預防肝硬化患者自發性細菌性腹膜炎和靜脈曲張破裂出血的發生。研究[33-34]表明利福昔明對腸道菌群的組成改變不大，其對抗病毒性肝炎所致肝硬化及其并發癥的功能主要通過影響腸道菌群的代謝功能來發揮，包括有效減少內毒素血癥、改變膽汁酸組成、改善患者認知和改變腸道菌群代謝組學等。目前利福昔明是否能用于病毒性肝炎及其他肝硬化并發癥如門靜脈高壓等的治療尚待進一步研究。

3.2 糞菌移植(FMT) FMT指將健康供者的糞便通過腸鏡、飼管、吞入膠囊等方式植入患者的胃腸道中，來重建患者的腸道菌群，最早用于治療艱難梭狀芽孢桿菌性腹瀉、炎癥性腸病等腸道疾病，近年來用于腸道菌群失調相關肝病的研究亦正在開展。FMT可能是通過直接改變患者的腸道菌群組成，幫助其恢復腸-肝軸自穩和正常功能，進而達到改善病毒性肝炎及相關肝硬化所致HE癥狀的目的。

最近有兩項臨床研究[35-36]嘗試將FMT用于治療經長期核苷類似物抗病毒治療但HBeAg仍陽性的CHB患者，結果顯示FMT治療可實現部分患者HBeAg和HBV DNA陰轉，提示FMT治療可能對控制病毒復制和清除HBeAg是安全有效的。即使這兩項研究樣本量相對較小，依然說明調節腸道菌群對CHB患者的治療有一定意義，但未來需要開展更大規模的研究。

目前常用的FMT方式包括口服膠囊和直腸灌腸兩種。經廣譜抗生素預處理后通過灌腸進行FMT，能顯著改善經乳果糖聯合利福昔明治療后仍有反復HE發作的肝硬化患者的腸道菌群組成和認知水平，并減少住院時間[37]。該研究團隊后續的臨床研究[38]發現，口服糞菌膠囊治療上述患者也能取得很好的療效。但考慮到FMT可能帶來的諸如感染耐藥菌等嚴重并發癥[39]，采用不同方式進行FMT治療的安全性和有效性需要更嚴格的論證。

3.3 益生菌制劑 益生菌指當攝入足夠數量時對宿主的健康起到有益作用的活的微生物，包括食物和膳食補充劑中含有的益生菌以及用于治療和預防疾病的益生菌制劑。多種益生菌制劑主要是通過補充有益菌來改善腸道及肝臟功能，進而改善肝病癥狀及預后[40]。因其安全性和有效性，益生菌制劑在臨床上被廣泛用于治療和預防HE[41]。一項雙盲隨機對照臨床研究發現VSL#3用于治療肝硬化時，患者HE等并發癥的出現顯著減少，Child-Turcotte-Pugh和終末期肝病模型評分得到顯著改善[42]。類似地，應用益生菌制劑(含丁酸梭菌和嬰兒雙歧桿菌)治療乙型肝炎相關肝硬化合并輕微HE患者，患者血氨水平降低，認知水平明顯提高，這可能與腸黏膜屏障功能恢復有關[43]。目前益生菌制劑已被推薦用于包括HBV-ACLF在內的肝衰竭患者的輔助治療[44]，但尚需進一步的臨床研究來明確其安全性和有效性。

3.4 FXR激動劑 鈉離子-牛磺膽酸共轉運蛋白(sodium taurocholate cotransporting polypeptide， NTCP)不僅是HBV進入肝臟的受體，同時也是牛磺膽汁酸的轉運體[45]。FXR激動劑不僅能通過抑制初級膽汁酸的合成改變腸道菌群的數量或功能，同時有可能通過影響膽汁酸代謝競爭性抑制HBV與肝細胞表面的NTCP結合，減少病毒在肝臟的復制并降低血中膽汁酸濃度。事實上,FXR激動劑GW4064被發現能在體內和體外降低HBsAg和HBV DNA的表達水平[46]。這些研究均提示FXR激動劑有可能成為CHB治療的新靶點。FXR激動劑奧貝膽酸治療能降低人和小鼠內源性膽汁酸水平，改變人和小鼠腸道菌群組成；去除正常共生菌后奧貝膽酸的作用被削弱，提示正常的腸道菌群可能有助于奧貝膽酸取得更好療效[47-48]。目前奧貝膽酸獲批用于治療原發性膽管炎[49]，但在臨床應用中是否對HBV復制水平產生影響尚未見相關報道。

4 結論

CHB、CHC常常伴隨腸道菌群的改變，其特征主要包括潛在致病菌的增加和潛在有益菌的減少，而腸道菌群的改變可能通過多種機制影響病毒復制及參與疾病進展。雖然DAA的普及使得慢性HCV感染者的持續病毒學應答達90%以上，但CHB的臨床治愈率仍不理想，且與他們相關的終末期肝病的病死率仍較高。最近FMT促進CHB HBeAg陰轉的臨床研究結果為靶向腸道菌群策略用于CHB的治療帶來了曙光。而靶向腸道菌群的多種策略包括不可吸收性抗生素、FMT、益生菌制劑和FXR激動劑在肝硬化相關并發癥的成功應用，也為CHB、CHC及其終末期肝病的治療提供了重要的參考價值。進一步闡明腸道菌群與慢性病毒性肝病之間相互作用及其機制、靶向腸道菌群在慢性病毒性肝病治療中的價值，將為CHB、CHC及相關肝病的治療提供更多可能。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：鄧輝起草文章內容；張斌、朱彬、迪麗胡瑪爾·扎依爾、王偉仙、郭春霞、楊東亮、鄭昕、王俊忠參與文章框架設計與修改文章；王寶菊提供思路與框架，修改并校對文章。