潰瘍性結(jié)腸炎與腸道細(xì)菌研究進(jìn)展.doc

潰瘍性結(jié)腸炎與腸道細(xì)菌研究進(jìn)展【關(guān)鍵詞】 潰瘍性結(jié)腸炎【摘要】 潰瘍性結(jié)腸炎（UC）是一種慢性非特異性的炎癥性腸病，其病因和發(fā)病機(jī)制尚不明確。目前多認(rèn)為是由多種因素共同作用的結(jié)果，主要包括感染、免疫、遺傳、精神及心理等因素，其中感染因素在UC起病中發(fā)揮重要作用，已在多項(xiàng)研究中得到證實(shí)。近年來，關(guān)于各種腸道病原微生物在UC中的損傷機(jī)制及其引起的一系列免疫學(xué)、微生態(tài)學(xué)、病理生理等方面的變化出現(xiàn)了研究和報(bào)道，同時(shí)由于微生態(tài)制劑在腸道免疫調(diào)節(jié)、控制炎癥反應(yīng)等方面的優(yōu)點(diǎn)已大量用于治療UC。本文就潰瘍性結(jié)腸炎與腸道菌群紊亂研究進(jìn)展以及微生態(tài)制劑治療UC綜述如下。關(guān)鍵詞 潰瘍性結(jié)腸炎 細(xì)菌 微生態(tài)制劑潰瘍性結(jié)腸炎（UC）是一種病因不十分明確的慢性非特異性腸道炎性疾病?，F(xiàn)在研究認(rèn)為該疾病是由多種因素作用的結(jié)果，包括:基因易感性、腸道細(xì)菌作用、自身免疫失衡、環(huán)境因素等。近年來針對(duì)UC的病因、發(fā)病機(jī)制的研究，以及臨床治療均越來越重視腸道細(xì)菌及其他病原體在其間所起的作用。1 腸道病原體與UC發(fā)病的相關(guān)性感染因素一直被認(rèn)為是UC的主要致病因素，雖尚未被證實(shí)，但許多研究均表明細(xì)菌是UC的始發(fā)因素，在無菌動(dòng)物模式中不能誘發(fā)與UC類似的炎癥 14 ;改變宿主腸道內(nèi)菌群分布即可改變其腸道粘膜的炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)過程 57 。Borody等 8 報(bào)道了6例經(jīng)過挑選的UC病人在經(jīng)過2周的抗炎治療后，即停用一切抗炎治療改用健康人腸道菌群灌注療法至少5年，分別停用113年后，該6例患者都未復(fù)發(fā)。故推測(cè)腸道內(nèi)多種具有抗微生物活性的菌群可保護(hù)腸道免受病原體入侵，同時(shí)正常的腸道細(xì)菌可分泌細(xì)菌素抑制病原體的生長 9 。由于炎性腸疾?。↖BD）的癥狀與典型的腸道感染、Johnes病較相似，在過去的數(shù)十年中，許多病原體都被推測(cè)為IBD的病因，例如沙門菌屬、志賀菌屬、彎曲桿菌屬、耶爾森鼠疫桿菌、組織內(nèi)阿米巴屬及雙核阿米巴屬、分枝桿菌屬、副結(jié)核桿菌屬等 1013 。但是，沒有一種病原體可被持續(xù)發(fā)現(xiàn)或單獨(dú)證實(shí)。使用經(jīng)典的糞標(biāo)本腸道菌培養(yǎng)法來分析腸道菌群已超過15年了，然而，只有10%40%腸道細(xì)菌可用這種方法被鑒別出來。近年隨著RT-PCR、原位熒光雜交、PCR-單鏈構(gòu)象多態(tài)性分析技術(shù)（SSCP）及其他基因片段分析技術(shù)的發(fā)展，可更加精確地分析腸道菌群的組成和變化。Ott等用SSCP技術(shù)發(fā)現(xiàn)在UC和CD的患者中，腸道細(xì)菌的多樣性較正常對(duì)照人群明顯增高 13 ，但仍需做進(jìn)一步研究以明確該種變化是原發(fā)性還是繼發(fā)性的。Fite等用RT-PCR技術(shù)發(fā)現(xiàn)UC患者的腸粘膜活檢標(biāo)本中100%有脫硫弧菌屬的脫硫菌（SRB） 4 ，SRB在大腸中將硫酸鹽轉(zhuǎn)化成硫化物，后者對(duì)結(jié)腸上皮有細(xì)胞毒作用，而用常規(guī)細(xì)菌鑒別法，大約有92%UC患者和52%非炎癥性腸病患者的粘膜活檢組織中發(fā)現(xiàn)SRB 15。在一項(xiàng)回顧性研究中 16 ，除了考慮細(xì)菌感染為IBD的首發(fā)原因外，還發(fā)現(xiàn)了病毒感染也可能參與其間，在三個(gè)患者組織中發(fā)現(xiàn)腺病毒，一個(gè)患者發(fā)現(xiàn)了腸病毒，另一個(gè)患者發(fā)現(xiàn)有高滴度的巨細(xì)胞病毒（CMV）抗體并有血清學(xué)反應(yīng)。2 腸道細(xì)菌在UC發(fā)病過程中的作用近年來的研究表明可能是腸道細(xì)菌及其代謝產(chǎn)物作用于基因易感性宿主，使之產(chǎn)生免疫應(yīng)答，三者在炎癥的開始和持續(xù)發(fā)展中起了重要的協(xié)同作用，即“扳機(jī)”樣作用 17 。在IBD中，病原微生物引起的感染可導(dǎo)致組織損傷，腸上皮由于細(xì)菌、內(nèi)毒素的侵害可誘導(dǎo)細(xì)胞因子（如TNF-）分泌而增加了黏膜的滲透性。一旦腸黏膜屏障被突破，侵入的腸道內(nèi)抗原就可引起慢性的持續(xù)性刺激，招募各種免疫活性細(xì)胞，引發(fā)一系列的炎癥反應(yīng)。在臨床，亦可發(fā)現(xiàn)季節(jié)性發(fā)病的IBD患者多于春秋季發(fā)病，可能與潛在的感染有關(guān) 18 。而非消化道感染亦可引起IBD的復(fù)發(fā)頻率增高，其中40%60%的復(fù)發(fā)與呼吸道感染有關(guān)。在UC活動(dòng)期患者的腸黏膜活檢發(fā)現(xiàn)SRB，SRB可分解產(chǎn)生H 2 S，故推測(cè)SRB是導(dǎo)致UC的一個(gè)活躍的致病因素 19 ，它可提高腸道內(nèi)硫酸鹽的濃度而致結(jié)腸黏膜潰瘍。在動(dòng)物模式中，用硫化鈉溶液灌注鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞，在生理濃度范圍內(nèi)呈劑量效應(yīng)關(guān)系，現(xiàn)結(jié)腸上皮細(xì)胞凋亡、杯狀細(xì)胞減少、黏膜糜爛潰瘍 20 。丁酸酯類是結(jié)腸上皮細(xì)胞獲能的重要來源之一，而H 2 S卻會(huì)抑制丁酸醋類的氧化和利用。因此SRB干擾丁酸酯類的代謝可致腸絨毛層的萎縮，而腸絨毛層萎縮及杯狀細(xì)胞增生肥大正是活動(dòng)性結(jié)腸炎的一個(gè)特征 21 。某些腸道菌群可引起腸道丁酸代謝紊亂，而丁酸代謝異常則導(dǎo)致腸黏膜UC樣改變。Ohkusa等 22 用變形梭菌（F varium）培養(yǎng)上清液灌注小鼠結(jié)腸細(xì)胞24h后的變化與用丁酸溶液（32mmol/L）灌注的變化相同，都出現(xiàn)黏膜下潰瘍、炎性細(xì)胞聚集及細(xì)胞凋亡樣表現(xiàn)。推測(cè)F varium中致病因子為丁酸，后者對(duì)結(jié)腸Vero細(xì)胞有細(xì)胞毒作用。研究發(fā)現(xiàn)，UC患者結(jié)腸上皮細(xì)胞氧化丁酸的能力較正常人群的結(jié)腸上皮細(xì)胞明顯降低，局部高濃度的丁酸超過了病變區(qū)域的腸上皮細(xì)胞代謝處理能力，而直接造成對(duì)粘膜的損傷。隨后在對(duì)活動(dòng)性UC患者的結(jié)腸黏膜組織活檢并進(jìn)行免疫化學(xué)分析證實(shí)，F(xiàn) varium可侵入結(jié)腸黏膜并在隱窩內(nèi)生存，其產(chǎn)生的丁酸直接對(duì)腸上皮有細(xì)胞毒性作用。3 菌群紊亂引起結(jié)腸上皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)在腸道常存在著大量的細(xì)菌、食物抗原及其他種類的抗原，而消化道相關(guān)淋巴結(jié)（GALT）可保護(hù)宿主免受潛在病原體的攻擊或由腸道內(nèi)抗原引起的異常免疫反應(yīng)。這是一個(gè)抑制和激活相互拮抗的過程。通常引起消化道病變的免疫反應(yīng)有以下幾個(gè)特點(diǎn):（1）在IBD炎癥的腸段固有層中的T、B細(xì)胞較非炎癥區(qū)域表達(dá)更多的細(xì)胞活化標(biāo)志物。（2）IBD患者粘膜的T細(xì)胞表達(dá)的前炎癥因子增加，UC患者可能表現(xiàn)出來的是一系列Th2細(xì)胞激活的疾病，與CD的發(fā)病機(jī)制不同，當(dāng)然這種理論還未完全證實(shí)。（3）激活固有層T細(xì)胞引起炎癥反應(yīng)的是記憶性抗原，與引起正常粘膜免疫反應(yīng)的抗原不同，其引起組織增生為主。此外，抗原刺激誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡而以免疫細(xì)胞增生的機(jī)制在IBD患者中也是異常的。（4）與正常對(duì)照組比較，IBD患者分泌血漿IgA細(xì)菌減少，而分泌血漿IgG和IgM的細(xì)胞增多，部分是針對(duì)原籍菌的。（5）在IBD患者中遞呈抗原的腸上皮細(xì)胞激活的是CD4 + Th細(xì)胞，而不是CD8 + Ts細(xì)胞。而在免疫反應(yīng)異常的開始階段，粘膜屏障的缺損似為一個(gè)重要的原因。在一個(gè)用N-鈣粘素陰性基因取代正常E-鈣粘素的小鼠模型中，它們的腸黏膜中既有正常的腸粘膜區(qū)域也有較薄弱的區(qū)域，在其較薄弱的區(qū)域中表現(xiàn)出慢性IBD樣改變 23 。Dionne等 24 在活檢組織中可以觀察到，隨著細(xì)菌的刺激，腫瘤壞死因子-（TNF-）、白介素-1（IL-1）、白介素-1受體拮抗物（IL-1RA）增加。在UC患者的直腸活檢組織中，TNF-非刺激性分泌明顯增加，且與炎癥的嚴(yán)重程度相關(guān)聯(lián)。脂多糖（LPS）在炎癥組織中只適度地刺激TNF-的分泌，而美洲商陸絲裂原（PWM）在UC患者和正常對(duì)照人群中都可引起TNF-的分泌，在UC患者中引起更明顯的增加。超抗原金葡菌腸毒素A（SEA）可引起炎似的效應(yīng)，程度較PWM輕。SEB在各組中是最強(qiáng)的TNF-誘導(dǎo)劑，在炎癥組織中尤為明顯。IL-1的分泌較TNF-相對(duì)減少。SE的誘導(dǎo)作用較LPS強(qiáng)，但較誘導(dǎo)TNF-的效應(yīng)減弱。此外，IL-1RA也是由細(xì)菌刺激產(chǎn)生的，IL-1RA/IL-1率相對(duì)穩(wěn)定。在炎癥組織中，炎癥因子TNF-和IL-1分泌增加，而抗炎因子IL-1RA只由正常腸上皮細(xì)胞分泌增加。由于細(xì)菌內(nèi)毒素和LPS協(xié)同可增加腸粘膜的滲透性，LPS或細(xì)菌毒素在IBD患者的血漿中測(cè)得，菌群失調(diào)及/或腸膜通透性增加進(jìn)一步引起了內(nèi)毒血癥。Bene等5 發(fā)現(xiàn)在CD及UC患者中抗微生物熱休克蛋白65（HSP65）抗體明顯低于健康人群，在活動(dòng)性CD及活動(dòng)性、緩解期UC可測(cè)得低水平HSP65抗體，故推測(cè)可能是由細(xì)菌HSP65或其抗原決定簇引起的宿主針對(duì)腸道細(xì)菌感染的免疫反應(yīng)紊亂亦參與其間。過去一直認(rèn)為腸上皮細(xì)胞只是被動(dòng)地應(yīng)對(duì)細(xì)菌的侵襲，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)腸上皮細(xì)胞在對(duì)病原微生物的識(shí)別及隨后的一系列反應(yīng)中都起著積極的作用。用細(xì)菌內(nèi)毒素刺激體外培養(yǎng)腸上皮細(xì)胞，可發(fā)現(xiàn)細(xì)胞低表達(dá)內(nèi)毒素受體TLR-4 26 。但近來有資料表明腸上皮細(xì)胞表達(dá)細(xì)胞內(nèi)TLR-4，且只在內(nèi)毒素區(qū)域表達(dá)。在內(nèi)毒素的影響下，腸上皮細(xì)胞還可調(diào)節(jié)內(nèi)毒素結(jié)合蛋白分泌（BPI，增強(qiáng)殺菌滲透性蛋白）。NF-B和絲裂原活化蛋白（MAP）激酶在腸上皮細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)內(nèi)毒素誘導(dǎo)的反應(yīng)，而核受體PPAR-途徑可抑制前二者的活化途徑。腸道細(xì)菌可誘導(dǎo)PPAR-表達(dá)，而在UC患者中表達(dá)相對(duì)較低。在結(jié)腸炎模型中，治療性激活PPAR-途徑可減輕炎癥的嚴(yán)重程度 27 。4 抗腸道病原體治療及微生態(tài)制劑的應(yīng)用柳氮磺胺吡啶類藥物是治療UC的傳統(tǒng)藥物。近來研 究發(fā)現(xiàn)它有抑制腸道內(nèi)氨基酸分解產(chǎn)生硫化物的作用?；前愤拎]有此項(xiàng)功能，5-ASA作用較小。而其新型制劑（Olsalazine和Balsalazide）的效果則較明顯 28 。基于感染理論的運(yùn)用，抗生素在臨床上使用較普遍。特別是甲硝唑、氯林可霉素、環(huán)丙沙星結(jié)合萬古霉素治療發(fā)作期的UC效果較好。這些抗生素主要針對(duì)厭氧菌和一些革蘭陽性菌（如腸球菌等）。然而在一組隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，抗生素的治療效果卻不理想，這可能是由于還不明確何為致病菌，何時(shí)該給予抗生素、抗生素的配伍及使用療程的問題 29 。近年來發(fā)現(xiàn)CMV可加重用激素難以控制的IBD患者的病情 3031 ，故臨床上對(duì)這類病人加用抗病毒藥物治療，取得了較好的療效甚至有的病人進(jìn)入了緩解期 3233 。在對(duì)UC的動(dòng)物模型臨床研究中發(fā)現(xiàn)，UC發(fā)作期與健康對(duì)照組糞便菌群比較，腸桿菌和腸球菌呈有意義增加，尤以腸鏈球菌數(shù)增加顯著，而酵母菌變化不顯著，乳酸桿菌也略有減少。主要原籍菌雙歧桿菌、真桿菌、類桿菌和消化鏈球菌都呈有意義減少，雙歧桿菌檢出率尤其低 34 。因此微生態(tài)制劑已被廣泛用于治療和改善UC炎癥活動(dòng)情況。微生態(tài)制劑一般包含乳酸菌、雙歧桿菌和消化鏈球菌，但其具體治療機(jī)制目前未完全明確。有研究認(rèn)為，乳酸菌通過影響樹突狀細(xì)胞的活性，可介導(dǎo)白介素-12（IL-12）和TNF-分泌，上調(diào)MHC分子的表達(dá)。然而有些亞型的乳酸菌可引起相反的效應(yīng)，例如 reuteri介導(dǎo)IL-12和TNF-作用及上調(diào)MHC分子表達(dá)的作用較小，對(duì)IL-10無影響。L casei則可抑制IL-12、TNF-、IL-6的合成。Shibolet等 35 發(fā)現(xiàn)在用微生態(tài)制劑治療由不同誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)的UC動(dòng)物模型的療效有明顯不同。微生態(tài)制劑（VSL#3，包含4種亞型的乳酸菌、3種亞型的雙歧桿菌和一種消化鏈球菌）在治療由巰基阻滯劑誘導(dǎo)（Iodoacetamide）的動(dòng)物模型療效明顯，而對(duì)由硫磺二硝基苯酸（DNBS）誘導(dǎo)的動(dòng)物模型幾無療效，微生態(tài)制劑的保護(hù)效應(yīng)主要表現(xiàn)在結(jié)腸的損傷面積和結(jié)腸濕重減少，并伴有PGE2代謝物和MPO減少，NOS活性增加。巰基復(fù)合物在維持消化道上皮的完整性方面起到了重要的作用，有抗自由基的作用。Iodoacetamide誘導(dǎo)的UC動(dòng)物模型反映了氧自由基損傷粘膜的生化過程，該研究揭示微生態(tài)制劑可能有增加內(nèi)源性巰基復(fù)合物的作用，或清除氧自由基的作用。Suhultz 36 用乳酸菌（L plantarum299V）治療IL-10基因敲除的小鼠UC模型，發(fā)現(xiàn)炎癥過程明顯和緩，粘膜中IgG、ITF-和IL-12含量降低。如繼續(xù)使用，則在組織學(xué)上可看到明顯改善。在體培養(yǎng)中還發(fā)現(xiàn)活性乳酸菌可增強(qiáng)血液中吞噬細(xì)胞和腹膜中吞噬細(xì)胞的活性。但目前在臨床上，微生態(tài)制劑一般只用于預(yù)防或緩解炎癥反應(yīng)加劇，而非急性期的治療。在另一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照的臨床試驗(yàn)中，Ishikawa等 37 用含有雙歧桿菌的牛奶（BFM）作為日常食物提供給UC患者，BFM組劑量是100ml/d，持續(xù)1年。試驗(yàn)結(jié)束后分別考察兩組的腸鏡表現(xiàn)、血液學(xué)檢查及腸道菌群培養(yǎng)結(jié)果。發(fā)現(xiàn)在BFM組（入選11人）中有3人病情加重，而在對(duì)照組中（入選10人）中有9人病情加重。腸道菌群培養(yǎng)結(jié)果顯示，BFM組中腸桿菌屬及丁酸鹽類的濃度較對(duì)照組明顯降低。故推測(cè)雙歧桿菌有預(yù)防UC復(fù)發(fā)的作用。而在比較抗生素和微生態(tài)制劑的作用方面，Marotta等 38 設(shè)計(jì)了以下這個(gè)試驗(yàn)，選擇了26名緩解期UC患者隨機(jī)分為兩組，另選了對(duì)照組15人，分別先測(cè)定其血常規(guī)、內(nèi)毒素濃度、脂多糖結(jié)合蛋白（LBP）和巨噬細(xì)胞集落刺激因子（M-CSF）的濃度。然后一組予以甲硝唑（250mg tid），另一組予以復(fù)合微生態(tài)制劑SCM-（包含嗜酸性乳酸菌和L helveticus、雙歧桿菌及維生素類，3ml tid），各治療2周，經(jīng)過6周洗脫期后再進(jìn)行交換治療。在每次治療前后對(duì)各組進(jìn)行血液學(xué)檢查。發(fā)現(xiàn)治療組與對(duì)照組的內(nèi)毒素水平無明顯差別，而內(nèi)毒素水平隨著病程的遷延反復(fù)和病變范圍的擴(kuò)大可明顯升高，SCM-有降低內(nèi)毒素水平的作用，而甲硝唑無此作用。對(duì)于M-CSF，SCM-已有明顯的下調(diào)作用，而甲硝唑?qū)Υ艘酂o作用。而在LBP水平及血漿抑制內(nèi)毒素作用方面，SCM-組與甲硝唑組無明顯差別。故建議無論何種類型的UC患者都可長期加用微生態(tài)制劑治療。雖然微生態(tài)制劑有價(jià)廉、安全、無害等優(yōu)點(diǎn)，但能否長期應(yīng)用微生態(tài)制劑尚無定論，因其具體機(jī)制還未完全闡明，但可以確信微生態(tài)制劑在治療IBD方面是一類非常有前景的藥物。參考文獻(xiàn)1 Rath HC，Herfarth HH，Ikeda JS，et al.Normal luminal bacteria，especially Bacteroides species，mediate chronic colitis，gastritis，and arthritis in HLA-B27/human beta2microglobulin transgenic rats.J Clin Invest，1996，98:945-953.2 Rath HC，Wilson KH，Sartor RB.Differential induction of colitis and gastritis in HLA-B27transgenic rats selectively colonized with Bacteroides vulgatus or Escherichia coli.Infect Immun，1996，67:2969-2974.3 Waidmann M，Allemand Y，Lehmann J，et al.Microflora reactive IL10producing regulatory T cells are present in the colon of IL2deficient 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