基于腸道免疫理論分析雙歧桿菌輔助治療肺部感染所致膿毒癥的應用價值

李明 蘇維 馬士恒

河北大學附屬醫院 1感染科，2檢驗科 （河北保定 071000）

膿毒癥是由感染所引發的一系列炎性綜合征，肺部感染是臨床上的常見感染原因之一［1］。臨床調查結果顯示，膿毒癥患者普遍存在腸道微生態異常，腸道是人體重要的免疫器官［2］，此類患者往往同時合并有不同程度的免疫功能障礙，極易引發多器官感染與損傷，死亡率接近40%。人體腸道內定植有500 ～ 1 000 種細菌，總菌體數量可達到約1014個，這些菌群是不斷變化的，在健康狀態下益生菌占優勢地位；在某些病理狀態下，炎性反應和腸黏膜損傷的發生導致菌群移位，部分病原菌的數量增加并轉為優勢菌群。依靠這種菌群移位，腸道微生態可直接參與到機體的免疫調控中，故有第七大免疫系統之稱［3］。另外，部分患者治療過程中難以避免地會用到廣譜抗生素，對多種菌群形成無差別打擊，因此，膿毒癥病理進程中，除了感染這個病原條件以外，腸道微生態受到破壞的形勢也較為嚴峻。以此為背景，本研究在該類患者的臨床治療中使用雙歧桿菌，以求糾正腸道微生態平衡與腸道免疫功能，改善患者預后，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 研究對象為本院2020 年10 月至2022 年7 月期間收治的143 例肺部感染所致膿毒癥患者，包括男75 例，女68 例；年齡23 ～ 75 歲，平均（46.2 ± 10.6）歲。納入標準：（1）參照《中國膿毒癥/膿毒性休克急診治療指南（2018 版）》確診為膿毒癥；（2）由兩名主治醫師確定病因為肺部感染，并經后續細菌培養證實；（3）近3 個月內未使用激素或免疫調節劑；（4）自愿簽署知情同意書。排除標準：（1）胃腸道疾??；（2）腹部手術史；（3）機械通氣者；（4）感染前，合并免疫系統功能障礙；（5）妊娠期或哺乳期。后期剔除標準：（1）后期鑒定發現為非肺部感染誘發的膿毒癥；（2）生存時間≤ 3 d；（3）依從性差或自愿退出研究。采用隨機數字表將患者分為兩組，兩組間年齡、性別、體質量指數、病程等基線資料的差異無統計學意義（P＞ 0.05）。

1.2 治療方法 所有患者均參照《中國膿毒癥/膿毒癥休克急診治療指南（2018）》予以治療，包括早期液體復蘇、糾正電解質、抗感染、營養支持等。研究組在對照組的基礎上口服雙歧桿菌四聯活菌片（杭州遠大生物制藥有限公司，國藥準字S20020010）。3片/次（0.5 g/片，24片/盒），每天3次，連續口服1 周。

1.3 觀察指標

1.3.1 病情評分 于入院當天及治療1 周時，評估Ⅱ版急性生理和慢性健康（acute physiology and chronic health evaluation scoring system Ⅱ，APACHEⅡ）評分與序貫器官功能衰竭（sequential organ failure assessment，SOFA）評分。其中APACHE Ⅱ由極性生理學評分、年齡評分、慢性健康狀況評分三部分組成，理論最高分為71 分，分值越高病情越重。序貫器官功能衰竭（sequential organ failure assessment）評分涵蓋了對循環、呼吸、腎臟、肝臟、凝血、神經6 個器官系統的功能評估，理論最高分為24 分，分值越高病情越重。

1.3.2 腸道菌群 分別于入院當天以及治療1 周時采集糞便標本1 g，經稀釋配制成菌液，進行培養基澆注與培養，37 ℃培養24 h，用天瑞基質輔助激光解析電離-飛行時間質譜儀（MALDI-TOF MS）對培養基上的不同形態菌落進行鑒定，并計算乳酸桿菌、雙歧桿菌、腸球菌、大腸埃希菌及梭菌的菌落數量（CFU），結果以CFU/g 表示。

1.3.3 腸道屏障功能評估 于入院當天及治療1 周時，進行胃腸功能障礙評分：1 分：腸鳴音減弱但未消失，腸蠕動減弱，嘔血、黑便或胃引流液隱血陽性；2 分：腸鳴音近乎消失或消失，腸蠕動麻痹，嘔血、黑便或胃引流液隱血陽性；3 分：腸鳴音消失，并出現應激性潰瘍出血或麻痹性腸梗阻。此外采集患者空腹肘靜脈血，檢測血清D-乳酸、細菌內毒素水平。

1.3.4 T 淋巴細胞亞群和炎性標志物 分別于入院當天以及治療1 周時采集空腹肘靜脈血，肝素抗凝，均分為兩份，一份采用密度梯度離心法分離單個核細胞，并重懸于PBS 液，經抗CD3-FITC、抗CD4-PerCP、抗CD8-PE 抗體孵育后，上機測試CD3+T、CD4+T、CD8+T 淋巴細胞計數占比。另一份3 000 r/min 離心15 min 分離血漿，采用全自動放射免疫分析儀和ELISA 試劑盒測定炎性標志物降鈣素原（procalcitonin，PCT）、超敏C 反應蛋白（hypersensitive C-reactive protein，hs-CRP）和白介素6（Interleukin-6，IL-6）的血漿水平。

1.3.5 預后 以28 d 病死率作為預后的主要評估指標。

1.4 統計學方法 采用統計學軟件SPSS 25.0 分析數據，連續型變量符合正態分布者用均數±標準差表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗，涉及多時間點測量的數據行重復測量設計的方差分析及事后LSD和SNK檢驗；不符合正態分布者采用M（P25，P75）表示，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗。分類資料以百分比表示，組間比較采用分類資料采用χ2檢驗或者Fisher 精確檢驗。雙側P＜ 0.05 被認為有統計學意義。

2 結果

2.1 治療前后的病情評分 治療前，兩組的APACHEⅡ與SOFA 評分差異無統計學意義（P＞0.05）；治療后，兩組的APACHEⅡ與SOFA 評分均有明顯降低，其中研究組APACHEⅡ評分顯著低于對照組（P＜ 0.05），SOFA 評分與對照組的差異無統計學意義（P＞ 0.05）。見表1。

2.2 腸道菌群 經重復測量數據的方差分析，時間因素與組別因素對乳酸桿菌、雙歧桿菌、腸球菌和大腸埃希菌的含量均有影響（P＜ 0.05），但對梭菌的影響不明顯（P＞ 0.05）；組別因素與時間因素均不存在交互作用（P＞ 0.05）。組內比較結果顯示，治療后，兩組的梭菌水平變化不明顯（P＞ 0.05），但乳酸桿菌、雙歧桿菌含量顯著升高，腸球菌與大腸埃希菌含量降低（P＜ 0.05）。組間比較結果顯示，治療前，兩組主要腸道菌群含量差異不顯著（P＞ 0.05）；治療后，兩組梭菌與腸球菌含量差異不顯著（P＞ 0.05），研究組乳酸桿菌、雙歧桿菌含量高于對照組，大腸埃希菌含量低于對照組（P＜0.05）。見表2。

表2 兩組患者治療前后腸道菌群比較Tab.2 Comparison of intestinal flora before and after treatment between the two groups ±s，CFU/g

表2 兩組患者治療前后腸道菌群比較Tab.2 Comparison of intestinal flora before and after treatment between the two groups ±s，CFU/g

注：與治療前比較，*P ＜ 0.05；1表示治療前研究組 vs.對照組，2表示治療后研究組 vs.對照組

研究組（n = 72）對照組（n = 71）大腸埃希菌8.26 ± 0.82 5.23 ± 0.68*7.95 ± 1.02 6.25 ± 0.95*0.352＜ 0.001治療前治療后治療前治療后P1值P2值乳酸桿菌6.25 ± 0.85 9.25 ± 1.33*6.33 ± 0.78 8.02 ± 0.95*0.605＜ 0.001雙歧桿菌6.35 ± 1.02 7.85 ± 0.85*6.54 ± 0.95 7.25 ± 0.68*0.854＜ 0.001梭菌5.03 ± 0.82 5.42 ± 0.75 4.95 ± 0.77 5.34 ± 0.72 0.442 0.516腸球菌8.85 ± 1.33 6.25 ± 0.86*8.21 ± 1.25 7.11 ± 0.85*0.565 0.071

2.3 腸道功能 治療前，兩組的腸道功能評分、D-乳酸、內毒素水平差異均無統計學意義（P＞0.05）；治療后，兩組的腸道功能評分、D-乳酸、內毒素水平均顯著降低（P＜ 0.05），其中研究組D-乳酸與內毒素水平低于對照組（P＜ 0.05），腸道功能評分與對照組差異不顯著（P＞ 0.05）。見表3。

表3 兩組患者治療前后腸道功能比較Tab.3 Comparison of intestinal function before and after treatment between the two groups M（P25，P75）

2.4 T 淋巴細胞亞群和炎性因子 經重復測量數據的方差分析，時間因素與組別因素對CD4+T%、CD8+T%影響不顯著（P＞ 0.05），對CD3+T%、hs-CRP、IL-6、PCT 水平有顯著影響（P＜ 0.05），組別因素與時間因素不存在交互作用（P＞ 0.05）。組內比較結果顯示，治療后，兩組CD4+T%水平有所升高，hs-CRP、IL-6、PCT 水平有所降低（P＜ 0.05）。組間比較結果顯示，治療前，兩組T 淋巴細胞亞群和炎性因子水平差異不顯著（P＞ 0.05）；治療后，兩組PCT 水平差異不顯著（P＞ 0.05），研究組CD3+T%水平高于對照組，hs-CRP、IL-6 水平低于對照組（P＜0.05）。見表4。

表4 兩組患者治療前后T 淋巴細胞亞群和炎性因子比較Tab.4 Comparison of T-lymphocyte subsets and inflammatory factors before and after treatment between the two groups ±s

表4 兩組患者治療前后T 淋巴細胞亞群和炎性因子比較Tab.4 Comparison of T-lymphocyte subsets and inflammatory factors before and after treatment between the two groups ±s

注：與治療前比較，*P＜0.05；1表示治療前研究組 vs.對照組，2表示治療后研究組 vs.對照組

組別研究組（n = 72）對照組（n = 71）P1值P2值PCT（ng/mL）10.6 ± 2.9 2.9 ± 1.3*11.4 ± 3.2 3.3 ± 1.7*0.695 0.116治療前治療后治療前治療后----CD3+T（%）55.3 ± 13.5 61.7 ± 10.3*53.5 ± 15.6 57.8 ± 12.2*0.445 0.042 CD4+T（%）33.3 ± 8.7 36.6 ± 9.5 31.2 ± 9.3 34.9 ± 7.5 0.151 0.226 CD8+T（%）17.6 ± 4.2 19.3 ± 4.4 18.3 ± 3.8 20.6 ± 5.2 0.284 0.096 hs-CRP（g/L）23.5 ± 6.2 7.3 ± 2.0*24.7 ± 7.6 13.5 ± 4.2*0.284＜ 0.001 IL-6（pg/mL）302.5 ± 86.2 85.6 ± 21.3*288.6 ± 75.3 103.3 ± 25.3*0.115＜0.001

2.5 預后 研究組與對照組患者28 d 死亡率分別為20.8%（15/72）和29.6%（21/71），兩組間的差異無統計學意義（χ2= 1.451，P= 0.238）。

3 討論

人體的腸道屏障功能包括由上皮細胞緊密相連構成的物理屏障功能以及由免疫細胞、免疫因子及微生態系統構成的化學屏障作用［4］。在膿毒癥發生時，循環系統內的內毒素很容易穿過腸道屏障引發菌群移位、微生態失衡、腸道黏膜炎性損傷和通透性改變，由于腸道同時是人體重要的免疫器官和最大的營養吸收器官［5］，其損傷很容易引發腹瀉、代謝障礙、電解質紊亂、低白蛋白血癥等一系列連鎖反應，甚至導致多器官損傷與休克［6］。正因如此，有學者［7-8］建議對于膿毒癥患者，應積極糾正腸道微生態環境，以改善患者預后。肺部感染所致膿毒癥的原發部位雖然在肺部，但相當一部分患者也伴隨有胃腸功能障礙［9］，本研究推測借助益生菌及時糾正腸道微生態平衡對肺部感染所致膿毒癥患者的臨床治療可能存在幫助，并從菌群分布、免疫功能、腸道屏障功能及患者治療結局等方面綜合分析了其應用價值。

本研究結果顯示，兩組在治療后APACHEⅡ與SOFA 評分均有降低，且研究組APACHEⅡ評分低于對照組，說明兩組病情均得到了一定程度的改善，且研究組可能優于對照組。腸道菌群分析結果顯示，兩組在治療后乳酸桿菌、雙歧桿菌含量有所升高，腸球菌與大腸埃希菌含量降低，且研究組乳酸桿菌、雙歧桿菌含量高于對照組，大腸埃希菌含量低于對照組。腸道固有菌群可以粗略地分為生理性細菌及條件致病菌兩大類，生理性細菌主要是指雙歧桿菌、乳酸桿菌等益生菌，條件致病菌主要指腸桿菌、腸球菌、大腸埃希菌等兼性需氧菌［10-11］。既往研究［12］指出，膿毒癥發生時腸道很容易發生微生態坍塌現象，表現為菌群的種類減少，條件致病菌數量增多，并形成優勢群體，取代生理性細菌的主導地位。從本研究結果來看，兩組治療后條件致病菌數量減少，同時益生菌數量增多，說明兩種治療方式均能改善機體的腸道微生態結構。值得一提的是，對照組并未補充外源性的益生菌，患者腸道的菌群分布狀態也得到了改善，這說明隨著膿毒癥病情的緩解，腸道菌群也受到了影響，膿毒癥病理生理與腸道菌群的作用極有可能是雙向的。

此外，本研究還發現治療前，兩組D-乳酸、內毒素水平差異不顯著；治療后均顯著降低，且研究組低于對照組；同時，治療前兩組炎性因子hs-CRP、IL-6 水平差異也不顯著，治療后均有所降低，且研究組低于對照組。D-乳酸、內毒素主要用于衡量腸道屏障功能，因D-乳酸是細菌發酵的代謝產物［13］，內毒素則產生于腸道致病菌，在腸道屏障功能正常時，兩者均主要存在于腸道內，只有腸道屏障功能受損時才可能透過腸黏膜進入血液循環［14］。hs-CRP、IL-6 是經典的炎性標志物，主要用于衡量全身的炎性反應狀態［15-16］。本研究結果說明兩組在治療后腸道屏障功能和炎性反應有所改善，且研究組優于對照組。關于益生菌改善腸道屏障功能，抑制炎性反應的報道已有較多，如學者王熙等［17］在膿毒癥休克的臨床治療中加用益生菌，患者腸道功能和營養狀態得到了明顯改善；學者馬磊等［18］采用益生菌及丙氨酰谷氨酰，有效降低了膿毒癥患者腸道內毒素及C 反應蛋白、IL-6、IL-1β 等炎性介質的水平，促進了患者恢復。

此外，腸道免疫的效應部位主要包括位于上皮內基底膜上的腸上皮淋巴細胞和位于固有層的淋巴細胞，腸上皮淋巴細胞是人體內最大的淋巴細胞群，其數量相當于40% ～ 50%的外周淋巴細胞總數，在必要時可彌補循環免疫細胞的數量與功能。因此，腸道屏障與腸道免疫功能也能從很大程度上影響到人體的淋巴細胞總數。本研究發現兩組患者在治療后CD3+T 淋巴細胞的水平得到明顯提高，且研究組高于對照組，這說明益生菌的應用對提高患者的T 淋巴細胞水平，改善細胞免疫功能可能存在幫助。在感染時，致病菌釋放的內毒素與脂多糖可與宿主的免疫細胞表面受體結合，引起多種致炎因子的過度釋放和免疫細胞的凋亡，因此膿毒癥患者常常存在免疫細胞過度消耗和數量減少的情況，這種消耗將進一步削弱機體抗病原菌免疫功能，不利于病情恢復［19-20］。本研究結果說明適當補充益生菌對保護宿主的淋巴細胞，提高免疫功能也是有益的。

綜上所述，本研究數據說明在肺部感染所致膿毒癥的臨床治療中加用雙歧桿菌，可從一定程度上改善腸道菌群分布，并緩解炎癥帶來的腸道屏障功能損傷，對促進患者修復可能有一定幫助。然而，由于本研究病例數較少，研究數據可能受到個體差異的影響發生一定的偏倚，在未來的研究中，還需要擴大樣本量進一步進行驗證；加之雙歧桿菌用藥時間和觀察時間不長，本研究只能了解到短期用藥對患者腸道屏障功能和腸道免疫帶來的影響，長期用藥的作用與安全性尚不明確，也需要進一步探討。

【Author contributions】LI Ming designed the study and wrote the article； SU Wei performed the experiments，collected date，statistica analysis and wrote the article； MA Shiheng supervised and directed the research，instructed the papers revision.All authors read and approved the final manuscript as submitted.