李 琳，葉 峰，張國新

南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院消化科，江蘇 南京210029

人體胃腸道微生態(tài)是最復(fù)雜的微生態(tài)系統(tǒng)之一，微生態(tài)的平衡維系著人類健康。胃腸道棲息著大約30 屬1 000 多種細(xì)菌，其數(shù)量為1014個(gè)，約為人體細(xì)胞數(shù)量的10 倍［1］，由厭氧菌、兼性厭氧菌、需氧菌組成。其中專性厭氧菌占97% ～99 %，類桿菌及雙歧桿菌高達(dá)90 %以上，為腸道優(yōu)勢菌群。胃內(nèi)由于胃酸的存在，細(xì)菌種類和數(shù)量較少，但仍可分離出乳酸桿菌、酵母菌、鏈球菌、葡萄球菌等，十二指腸正常菌群與胃類似［2-3］。

消化性潰瘍主要指胃潰瘍和十二指腸潰瘍，其發(fā)病機(jī)制與多種因素相關(guān)，如胃酸、胃蛋白酶等侵襲因素增加，黏膜屏障功能減退，NSAID 等藥物因素。其中，幽門螺桿菌(H. pylori)是引起消化性潰瘍的高危因素［4-6］，可通過其定植相關(guān)因子如鞭毛、尿素酶、黏附因子等，毒力致病因子如空泡毒素A (VacA)、細(xì)胞毒素相關(guān)蛋白(CagA)、尿素酶、脂多糖及感染后生成的炎癥和免疫因子如熱休克蛋白、白細(xì)胞介素-17(IL-17)等參與消化性潰瘍的發(fā)生、發(fā)展［7］，其具體機(jī)制尚未明確。目前的研究表明除H. pylori 外，胃腸道內(nèi)其他微生物菌群也可能參與了消化性潰瘍的發(fā)生、發(fā)展［8］，胃腸道微生態(tài)中厚壁菌門的乳桿菌屬、腸球菌屬、艱難梭狀芽孢桿菌屬在消化性潰瘍模型的小鼠小腸組織中表達(dá)增加［9］。

目前的研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用益生菌即菌群微生物及其代謝產(chǎn)物，可以防治消化性潰瘍，促進(jìn)消化性潰瘍的愈合［10］。益生菌是一類定植于人體胃腸道內(nèi)，能產(chǎn)生確切健康功效從而改善宿主微生態(tài)平衡的活性有益微生物的總稱。人體、動(dòng)物體內(nèi)有益的細(xì)菌或真菌主要有酪酸梭菌、乳酸菌、雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、放線菌、酵母菌等，應(yīng)用乳酸桿菌、酵母菌可以促進(jìn)胃潰瘍的愈合，但其具體機(jī)制仍未明確。本文就胃腸道微生態(tài)與消化性潰瘍的相關(guān)性研究進(jìn)展作一概述。

1 胃腸道微生態(tài)的生理功能

正常菌群對(duì)宿主產(chǎn)生有益作用，主要表現(xiàn)為:(1)營養(yǎng)合成作用:胃腸道內(nèi)正常微生物參與蛋白質(zhì)的代謝，合成人體所需的必需氨基酸，如谷氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、天冬氨酸等，腸道內(nèi)的厭氧菌還可合成多種維生素，參與鐵、鎂等礦物元素的吸收［2，11］;(2)免疫調(diào)節(jié)作用:正常菌群促進(jìn)免疫器官的發(fā)育成熟。無菌狀態(tài)下的動(dòng)物存在T 細(xì)胞、B 細(xì)胞功能缺陷，如CD4+T 淋巴數(shù)量減少、淋巴結(jié)功能缺陷、抗體生成減少等［12］。H.pylori 可誘導(dǎo)IL-1β 生成，繼而促進(jìn)腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、IL-2、IL-6、IL-12 等促炎癥細(xì)胞因子的分泌［13］。另有研究發(fā)現(xiàn)，H.pylori 可增加IL-17 的生成，且IL-17A 等位基因會(huì)增加消化性潰瘍的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)［14］;(3)生物拮抗作用:腸道內(nèi)的正常菌群構(gòu)成天然屏障，通過產(chǎn)生細(xì)菌素等代謝產(chǎn)物并借助于固有的胃腸道黏膜屏障可以阻止病原菌的侵襲及在黏膜上的定植［2，15］;(4)其他:如抗腫瘤作用，雙歧桿菌通過增強(qiáng)人體免疫力、抑制突變劑的致突變等作用來防治腫瘤的發(fā)生［16］?？莶輻U菌通過上調(diào)bax 及下調(diào)bcl-2 的mRNA 水平，從而誘導(dǎo)胃腺癌細(xì)胞凋亡［17］。

2 胃腸道微生態(tài)在消化性潰瘍發(fā)生、發(fā)展中的作用

2.1 消化性潰瘍患者中胃腸道微生態(tài)的改變 胃腸道菌群以人體內(nèi)的營養(yǎng)成分維持生存和代謝，與人體共同對(duì)外界的環(huán)境因素做出反應(yīng)，進(jìn)行代謝和免疫活動(dòng)，維持人體健康。人體健康受損和疾病的發(fā)生、發(fā)展與胃腸道菌群結(jié)構(gòu)和功能的失調(diào)密切相關(guān)。目前普遍認(rèn)為胃腸道微生態(tài)參與眾多慢性炎癥疾病的發(fā)生、發(fā)展。Hu 等［9］觀察了不同上消化道疾病包括胃炎、胃潰瘍、十二指腸潰瘍、反流性食管炎、非潰瘍性消化不良患者胃內(nèi)菌群的構(gòu)成，在H. pylori 陽性的患者胃黏膜組織中檢測到的非H. pylori 多為上呼吸道微生物，與正常志愿者胃內(nèi)分離出的細(xì)菌不同，其優(yōu)勢菌群為鏈球菌屬、奈瑟菌屬、羅氏菌屬、葡萄球菌屬，還存在著乳酸桿菌屬、棒狀桿菌屬、金氏菌屬及少量的其他菌屬如芽孢桿菌屬、枯草芽孢桿菌屬、放線菌屬、嗜血桿菌、魯克雷伯桿菌、藤黃微球菌、融合乳桿菌等，而正常志愿者胃內(nèi)多為耐酸性的韋永氏球菌屬、乳酸桿菌屬、梭菌屬。研究還發(fā)現(xiàn)消化性潰瘍患者胃內(nèi)菌群構(gòu)成與非潰瘍消化不良患者不同，在非潰瘍消化不良患者及胃潰瘍患者中非H. pylori 菌群的檢出率分別為100%和42.9%，而具體微生物菌群差異未闡述，這些結(jié)果提示非H.pylori 和H. pylori 與宿主共生，可能參與了上消化道疾病的致病過程，然而具體機(jī)制尚未明確。

2.2 H. pylori H. pylori 作為慢性活動(dòng)性胃炎、消化性潰瘍、胃癌的主要誘發(fā)因子，世界衛(wèi)生組織已將其列為Ⅰ類致癌因子［18］，針對(duì)H.pylori 的致病機(jī)制及如何有效地根除H. pylori 一直是研究熱點(diǎn)之一。Li 等［19］從近6 個(gè)月內(nèi)未服用過NSAID 且H.pylori 陰性的正常人及胃竇炎患者胃體及胃竇黏膜組織中共分離出1 223個(gè)非H. pylori 的微生物序列，主要來自于5 類，分別為厚壁菌門、擬桿菌門、放線菌門、梭桿菌門、變形菌門，且胃竇炎患者胃內(nèi)含有豐富的厚壁菌，而變形菌則在正常胃內(nèi)高表達(dá)。近年來，學(xué)者發(fā)現(xiàn)基因PTGS1［20］、NFE2L2［21］、MIF［22］與消化性潰瘍相關(guān)。攜帶有COX-1 啟動(dòng)子-1676T 等位基因、Nrf2 啟動(dòng)子-686/-684 G/G 和-650 C 序列會(huì)增加消化性潰瘍的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，然而Nrf2 啟動(dòng)子-686/-684 AG/AG 純合子基因型與消化性潰瘍發(fā)生率呈負(fù)相關(guān)。Nrf2 是一重要的調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激的基因，可清除體內(nèi)的活性氧物質(zhì)(ROS)，維護(hù)細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)。近年來，H.pylori 生成的γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶(γ-GGT)在動(dòng)物模型中被發(fā)現(xiàn)為一重要的定植因子，與消化性潰瘍的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。Gong 等［5］發(fā)現(xiàn)消化性潰瘍患者H. pylori γ-GGT 的活力明顯高于非潰瘍組，H. pylori γ-GGT 誘導(dǎo)生成的過氧化氫(H2O2)可活化NF-κB，上調(diào)嗜中性粒細(xì)胞趨化因子IL-8、COX-2 及表皮生長因子(EGF)相關(guān)肽，參與炎癥反應(yīng)，提示H.pylori γ-GGT 誘導(dǎo)生成的H2O2是介導(dǎo)H.pylori 相關(guān)IL-8 產(chǎn)生的一個(gè)新的機(jī)制。

2.3 乳酸桿菌、雙歧桿菌、大腸桿菌 在傳統(tǒng)H.pylori三聯(lián)根除方案基礎(chǔ)上，有研究者添加了乳酸桿菌、雙歧桿菌后明顯提高了H. pylori 的根除率，同時(shí)在乳酸桿菌、雙歧桿菌應(yīng)用后的第2 周，患者糞便中的乳酸桿菌、雙歧桿菌數(shù)量均較傳統(tǒng)三聯(lián)根除方案組高，而大腸桿菌數(shù)量明顯降低，提示乳酸桿菌、雙歧桿菌這兩種生理性細(xì)菌對(duì)大腸桿菌有著拮抗作用，抑制后者的生長［23］。Weiss 等［24］研究發(fā)現(xiàn)H. pylori 僅通過其毒力因子VacA 而不依賴于細(xì)菌活力及CagA，抑制乳酸桿菌誘導(dǎo)產(chǎn)生的干擾素-β(IFN-β)及IL-12，而H.pylori與乳酸桿菌及胃內(nèi)其他細(xì)菌的相互作用的具體機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。

3 胃腸道微生物菌群與消化性潰瘍治療的相關(guān)性

3.1 益生菌的生理作用 胃腸道菌群與人類健康密切相關(guān)，應(yīng)用益生菌治療疾病也越來越引起學(xué)者的關(guān)注。益生菌的生理作用主要包括:(1)益生菌及其代謝產(chǎn)物可以促進(jìn)機(jī)體營養(yǎng)的吸收;(2)產(chǎn)生的有機(jī)酸、游離脂肪酸、過氧化氫、細(xì)菌素等抑制病原菌的生長，并可以刺激機(jī)體的非特異性免疫應(yīng)答，增強(qiáng)腸道免疫球蛋白IgA 的分泌，改善腸道的屏障功能;(3)調(diào)整微生態(tài)失調(diào)，部分益生菌能抵抗胃酸，黏附在胃壁上皮細(xì)胞表面，通過其代謝活動(dòng)抑制H.pylori 的生長，預(yù)防胃潰瘍的發(fā)生［25］。

3.2 應(yīng)用益生菌治療消化性潰瘍 酵母菌是耐酸菌，作為人體的有益菌之一，具有抗炎、免疫調(diào)節(jié)、抑制白色念珠菌等病原菌等生理作用［26］。在NSAID 誘導(dǎo)的胃潰瘍小鼠模型中，提前應(yīng)用亞硝基左旋精氨酸甲酯可以減少胃黏膜的損害及降低由NSAID 誘導(dǎo)升高的血清硝酸鹽和亞硝酸鹽水平，其中亞硝基左旋精氨酸甲酯為非特異性NO 合成酶抑制劑，提示NO 的生成可能為NSAID 誘導(dǎo)的胃潰瘍形成機(jī)制之一［27］，而鮑氏酵母菌可以抑制NO 合成酶，從而促進(jìn)胃潰瘍的愈合。

多項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)乳酸桿菌可以促進(jìn)胃潰瘍的愈合，Singh 等［28］進(jìn)行了乳酸桿菌和組胺受體抑制劑西咪替丁應(yīng)用于冷應(yīng)激誘導(dǎo)的小鼠胃潰瘍的療效比較，觀察到乳酸桿菌組胃潰瘍愈合程度更佳，黏膜幾乎恢復(fù)其完整性。乳酸桿菌可以更好地保持超氧化物歧化酶活力。超氧化物歧化酶是體內(nèi)一種重要的抗氧化劑，能夠清除超氧化物，降低自由氧的生成，抑制內(nèi)皮活化，保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷。含有加氏乳酸桿菌OLL2716 的酸奶通過升高前列腺素E2 的分泌量促進(jìn)鹽酸誘導(dǎo)小鼠胃黏膜的急性損害的恢復(fù)及慢性潰瘍的愈合［29］。另有研究發(fā)現(xiàn)混合益生菌VSL#3(乳酸桿菌、雙歧桿菌、鏈球菌)僅僅通過促進(jìn)血管內(nèi)皮因子的生成促進(jìn)胃潰瘍的愈合，未上調(diào)防御因子Muc5ac、COX-2 及促炎癥因子TNF-α、IL-1β 的表達(dá)水平，而在之前的研究中曾發(fā)現(xiàn)VSL#3 可以促進(jìn)小鼠結(jié)腸及人結(jié)腸 上 皮Much2/MUC2 黏 蛋 白 的 分 泌［30］。?enol等［31］將小鼠隨機(jī)分成4 組:空白對(duì)照組、益生菌組(4種發(fā)酵乳桿菌+3 種植物乳桿菌+6 種糞腸球菌)、阿司匹林組、益生菌+阿司匹林組，發(fā)現(xiàn)益生菌可以顯著促進(jìn)sIgA 分泌，部分恢復(fù)阿司匹林引起的肥大細(xì)胞數(shù)量的減少，抑制阿司匹林誘導(dǎo)生成的促炎癥細(xì)胞因子TNF-α、IL-2 及丙二醛的表達(dá)水平。生物體內(nèi)，自由基作用于脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)，氧化終產(chǎn)物為丙二醛，會(huì)引起蛋白質(zhì)、核酸等生命大分子的交聯(lián)聚合，且具有細(xì)胞毒性，這些結(jié)果均提示益生菌可以顯著抑制阿司匹林誘導(dǎo)的胃黏膜損傷，其機(jī)制可能為減少脂質(zhì)過氧化、增加胃黏膜sIgA 分泌量、穩(wěn)定胃黏膜肥大細(xì)胞脫顆粒等。

胃腸道菌群是構(gòu)成人體所必需的部分，但它的功能及其與宿主之間的關(guān)系還存在許多未解的問題。在此，我們回顧了最新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，描述了胃腸道菌群在消化性潰瘍中可能起到的作用。隨著評(píng)估胃腸道菌群的檢測方法的發(fā)展，人類與其共存的胃腸道菌群之間更為錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系可能被揭示。在不遠(yuǎn)的未來，我們面臨的挑戰(zhàn)是把胃腸道微生物菌群應(yīng)用于疾病的診斷及治療。

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