郭紅丹，杜文軒，王建輝，武希潤※

(山西醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院 a.消化內(nèi)科，b.普通外科，太原 030000)

腸道微生物約占人體總微生物數(shù)量的2/3，分布于胃腸道內(nèi)，是人體微生物群落與外部環(huán)境最大的交界面[1]。研究發(fā)現(xiàn)，腸道微生物參與維持腸道屏障、合成營養(yǎng)物質(zhì)、對(duì)抗病原體、調(diào)節(jié)免疫等生理過程[2-3]。在1型糖尿病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等自身免疫疾病患者中均觀察到腸道微生物的菌群失調(diào)及其對(duì)自身免疫性疾病發(fā)生、發(fā)展的作用[4-7]。自身免疫性甲狀腺疾病是一種器官特異性自身免疫性疾病，在世界范圍內(nèi)非常常見，患病人數(shù)約占世界人口的5%[8]，橋本甲狀腺炎(Hashimoto′s thyroiditis，HT)是其中最常見的類型。HT的發(fā)病機(jī)制為具有遺傳易感性的個(gè)體在環(huán)境因素觸發(fā)下，發(fā)生免疫耐受失衡，產(chǎn)生針對(duì)甲狀腺自身抗原的自身抗體，破壞甲狀腺組織[9]。甲狀腺球蛋白抗體和甲狀腺過氧化物酶抗體是HT標(biāo)志性抗體。HT的遺傳易感性可能與甲狀腺特異性基因與免疫調(diào)節(jié)基因的多態(tài)性密切相關(guān)[10-11]。環(huán)境因素包括碘硒含量異常、藥物、維生素D缺乏及小腸結(jié)腸炎耶爾森菌、幽門螺桿菌、丙型病毒感染等[12-14]。然而，關(guān)于腸道微生物與HT之間的相互聯(lián)系尚不十分明確。現(xiàn)就腸道微生物與HT關(guān)系的研究進(jìn)展予以綜述。

1 腸道微生物

人體腸道內(nèi)定植著數(shù)量巨大、種類繁多的腸道微生物，在長期進(jìn)化中與人體共生存在[15]。研究發(fā)現(xiàn)，寄住在人體腸道內(nèi)的微生物數(shù)量超過1014，約為人體總細(xì)胞數(shù)量的10倍，腸道微生物基因總量超過人類基因數(shù)量的100倍[16-17]，被稱為“第二基因組”[18]。腸道微生物主要由細(xì)菌構(gòu)成，還包括真菌、病毒、噬菌體。在健康人體腸道中，厚壁菌門和擬桿菌門數(shù)量較多，為優(yōu)勢菌群，其次還有變形菌門、放線菌門、梭桿菌門、疣微菌門[1]。微生物群在各段腸道內(nèi)分布的種類、數(shù)量也因腸道環(huán)境中的pH值、抗生素、氧濃度梯度等的不同而不同[19]。

腸道微生物在維持腸道黏膜完整性、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)等方面發(fā)揮重要作用。無菌動(dòng)物指身體任何部位及生活環(huán)境中均檢測不出任何活細(xì)菌、真菌、病毒及寄生蟲的動(dòng)物。無菌動(dòng)物已成為一種重要的科研工具，在腸道微生物的研究中廣泛應(yīng)用[20-21]。對(duì)無菌動(dòng)物的研究發(fā)現(xiàn)，微生物群落的缺乏會(huì)使腸道絨毛變短，隱窩變淺，從而減少整體腸道的表面積，同時(shí)還會(huì)增加腸道通透性，破壞腸道的功能穩(wěn)態(tài)[2]。大腸埃希菌細(xì)胞壁上特有的肽聚糖通過核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域蛋白1識(shí)別后，可經(jīng)循環(huán)轉(zhuǎn)移至骨髓，增強(qiáng)中性粒細(xì)胞的殺傷能力，且血清中肽聚糖濃度越高，殺傷力越強(qiáng)，提高機(jī)體免疫力[3]。此外，腸道微生物還參與了維生素等營養(yǎng)物質(zhì)合成、協(xié)同拮抗病原體入侵、腸道消化吸收等生理代謝過程。

2 腸道微生物和HT

2.1腸道微生物和甲狀腺功能 HT的發(fā)病初患者一般表現(xiàn)為甲狀腺功能正?；虬橛休p度甲狀腺功能亢進(jìn)(甲亢)，但隨著病情的發(fā)展，患者會(huì)因甲狀腺組織結(jié)構(gòu)的破壞而發(fā)展為甲狀腺功能減退癥(甲減)。有學(xué)者認(rèn)為，HT是一個(gè)從甲亢到甲減的廣闊譜系[22]。而甲狀腺功能與胃腸道系統(tǒng)之間的聯(lián)系早已為人所知。

2.1.1甲狀腺功能變化對(duì)腸道微生物數(shù)量、組成的影響 一項(xiàng)研究表明，甲減患者更有可能發(fā)生小腸細(xì)菌過度生長，小腸細(xì)菌過度生長被定義為小腸抽吸液中微生物濃度高于106菌落集合單位/mL或在小腸中發(fā)現(xiàn)結(jié)腸型菌落結(jié)構(gòu)[23]。然而，這種過量的細(xì)菌生長似乎會(huì)導(dǎo)致胃腸道神經(jīng)肌肉功能受損，從而導(dǎo)致患者出現(xiàn)腹痛、腹脹、腹瀉等胃腸道癥狀，事實(shí)上，適當(dāng)?shù)目股刂委熞种颇c道內(nèi)的細(xì)菌生長，可以使上述癥狀改善[24]。另一方面，甲亢也可能導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)，Zhou等[12]通過實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)分析顯示，與甲狀腺功能正常的受試者相比，甲亢者腸道內(nèi)的雙歧桿菌和乳酸菌數(shù)量顯著減少，而腸球菌數(shù)量增加。

2.1.2腸道微生物對(duì)甲狀腺功能、甲狀腺激素代謝的調(diào)節(jié)作用 雖然腸道微生物對(duì)甲狀腺激素合成的影響并沒有受到很多關(guān)注，但仍有研究證實(shí)了腸道微生物組成的變化是甲狀腺功能及甲狀腺激素的變化的原因。例如，Vought等[25]在大鼠實(shí)驗(yàn)中通過放射性碘攝取分析顯示，與對(duì)照組相比，無菌大鼠或用卡那霉素處理的大鼠甲狀腺功能降低；有研究也表明，與腸道菌群正常的小鼠相比，無菌小鼠的促甲狀腺激素增加了25%[26]。此外，腸道微生物也可能對(duì)甲狀腺激素的新陳代謝發(fā)揮重要作用。體外研究表明，大腸埃希菌(一種革蘭陰性桿菌，是正常腸道菌群的主要成分)可以高親和力結(jié)合并攝取三碘甲腺原氨酸和甲狀腺素；另外，在這些培養(yǎng)的細(xì)菌中，檢測到存在甲狀腺素脫碘、脫羧及脫氨基過程[27]。DiStefano等[28]證實(shí)了使用放射性標(biāo)記的三碘甲腺原氨酸和甲狀腺素可以在正常大鼠的糞便和盲腸內(nèi)容物中可逆性結(jié)合，而在進(jìn)行抗生素治療的大鼠中這種結(jié)合會(huì)減少甚至消失，因此可以推測，腸道微生物可能與體內(nèi)甲狀腺激素池的穩(wěn)定維持有關(guān)。另外，腸道微生物似乎還參與了甲狀腺激素的腸肝循環(huán)。在肝臟，硫酸化共軛和葡糖醛酸化在碘化甲腺原氨酸代謝中起重要作用，肝臟代謝生成的共軛甲狀腺激素，通過膽汁進(jìn)入腸道后，在腸道微生物的作用下，可以被重新吸收進(jìn)入體循環(huán)[29]。因此，腸道微生物的功能狀態(tài)可能是影響甲狀腺激素在體內(nèi)代謝的關(guān)鍵步驟。

2.2腸道菌群失調(diào)與HT 正常情況下，腸道微生物與人體共生存在，維持著動(dòng)態(tài)平衡，這種平衡被打破，就會(huì)出現(xiàn)腸道菌群失調(diào)，即一系列環(huán)境和宿主相關(guān)的因素?cái)_亂微生物生態(tài)系統(tǒng)，并超出其抵抗和恢復(fù)能力，引起微生物的組成和功能改變[30]。最近，Zhao等[31]的研究發(fā)現(xiàn)，HT患者存在腸道菌群失調(diào)，該研究分別對(duì)28例HT患者和16例健康對(duì)照者的糞便標(biāo)本進(jìn)行16SrRNA基因測序，發(fā)現(xiàn)HT組微生物結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為厚壁菌門豐度顯著增加，擬桿菌門豐度減少；同時(shí)，此研究在科的水平對(duì)腸道微生物進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)HT組微生物結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為毛螺旋菌科、消化鏈球菌科、鏈球菌科豐度增加，擬桿菌科、普雷沃氏菌科豐度減少，并測得了腸道其他菌群的數(shù)量變化，直觀地顯示HT患者腸道微生物組成的改變。然而，Ishag等[32]研究發(fā)現(xiàn)，在門水平上，29例HT患者的厚壁菌門豐度較12例健康對(duì)照者顯著減少，而在科水平上，擬桿菌科豐度增加，Zhao等[31]的研究結(jié)果與之相反。探究兩項(xiàng)研究結(jié)果不同的原因，可能為：①甲狀腺功能狀態(tài)不同：Zhao等[31]的研究中HT患者均為甲狀腺功能正常者，而Ishag等[32]的研究中HT患者均有甲減患者；②是否患有其他自身免疫性疾?。涸赯hao等[31]的研究中明確指出許多其他自身免疫性疾病可以合并HT的發(fā)生，導(dǎo)致無法明確腸道菌群失調(diào)與哪一方相關(guān)，因此被排除在外，而在Ishag等[32]的研究中僅排除了既往有胃腸道疾病的患者，未提及其他自身免疫性疾病。目前，HT患者腸道菌群失調(diào)已被證實(shí)，但仍需大量及更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯框?yàn)證HT患者腸道微生物組成及數(shù)量的具體變化，而對(duì)腸道菌群的檢測可能成為診斷HT的新指標(biāo)。

2.3腸道微生物誘導(dǎo)HT形成的機(jī)制 腸道黏膜上皮連同其分泌的因子形成了一個(gè)屏障，將宿主與外部環(huán)境隔開，在病理?xiàng)l件下，黏膜上皮的滲透性可能受到損害，允許管腔中的毒素、抗原和細(xì)菌進(jìn)入血液循環(huán)，形成所謂的“腸道滲漏”[33]。腸道微生物對(duì)腸道屏障的發(fā)育及功能均有重要的作用，在無菌動(dòng)物中，由于缺乏細(xì)菌的刺激，腸道黏液層的厚度極度減少，較薄的黏液層會(huì)削弱腸道的屏障作用；同時(shí)，在黏液層中，存在多種分泌的抗菌蛋白，抗菌蛋白可以清除病原體、控制腸道共生細(xì)菌的定植，反過來，一些抗菌蛋白的產(chǎn)生又受腸道微生物群和(或)其產(chǎn)物的調(diào)節(jié)[34-35]。例如，胰島再生源蛋白3γ是將腸道共生細(xì)菌與腸道上皮物理分離所必需的抗菌蛋白[36]，據(jù)研究報(bào)道，胰島再生源蛋白3γ在酒精中毒患者及經(jīng)酒精處理的小鼠中受到抑制[37-38]，而增加益生菌乳酸桿菌和雙歧桿菌可以恢復(fù)胰島再生源蛋白3γ的特性，并控制細(xì)菌過度生長[38]。一項(xiàng)研究顯示，在HT患者中已經(jīng)檢測到十二指腸遠(yuǎn)端腸上皮細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué)改變，透射電鏡觀察到微絨毛厚度的變化以及相鄰微絨毛間距的增大，且在這些患者中，通過乳果糖/甘露醇測試對(duì)腸道通透性進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，這些患者已出現(xiàn)“腸道滲漏”[39]。表明腸道微生物群和上皮屏障在HT的發(fā)病過程中起重要作用。

2.4益生菌與HT的關(guān)系 經(jīng)過人們長期的觀察、研究及總結(jié)，最終對(duì)益生菌的定義達(dá)成共識(shí)，即益生菌是一種“活的微生物，當(dāng)攝入足夠的量時(shí)，對(duì)宿主的健康有益”[40]。益生菌的種類主要包括乳酸桿菌、雙歧桿菌和腸球菌。在乳酸桿菌中，嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、干酪乳桿菌和羅伊氏乳桿菌已得到廣泛的研究和記載[41]。目前，多項(xiàng)研究已證實(shí)了益生菌對(duì)自身免疫性疾病的積極作用[42-43]。早期口服益生菌VSL#3可減少非肥胖糖尿病小鼠胰島炎癥和β細(xì)胞破壞率，預(yù)防非肥胖糖尿病小鼠的1型糖尿病發(fā)展[44]。同樣，在結(jié)腸炎中益生菌VSL#3不僅可以降低結(jié)腸的炎癥程度，還顯著降低了復(fù)發(fā)性結(jié)腸炎小鼠的體重減輕情況及病死率[45]。沿著這個(gè)方向，猜想益生菌對(duì)HT的影響也可能是積極的。但關(guān)于益生菌與HT的研究卻得出了與上述結(jié)果不同的結(jié)論。在體外實(shí)驗(yàn)中，某些益生菌可能會(huì)通過其自身蛋白誘導(dǎo)形成自身抗體攻擊甲狀腺組織來促成HT的發(fā)生，而通過計(jì)算機(jī)程序模擬發(fā)現(xiàn)，雙歧桿菌屬和乳酸桿菌屬特定菌株的蛋白成分與甲狀腺球蛋白、甲狀腺過氧化物酶的氨基酸序列有同源性，并在體外通過酶聯(lián)免疫吸附測定法檢測到雙歧桿菌屬和乳酸桿菌屬的某些蛋白質(zhì)會(huì)與天然抗原甲狀腺球蛋白、甲狀腺過氧化物酶競爭，選擇性結(jié)合甲狀腺球蛋白抗體、甲狀腺過氧化物酶抗體；而在包含甲狀腺過氧化物酶抗體和不包含甲狀腺過氧化物酶抗體的血清樣本中，前者抗體與腸道微生物抗原發(fā)生交叉反應(yīng)的概率是后者的3倍[44]。當(dāng)出現(xiàn)腸道炎癥、腸道通透性增加時(shí)，腸道中某些益生菌蛋白質(zhì)成分進(jìn)入人體血液循環(huán)中，誘導(dǎo)自身抗體生成，攻擊與其有同源性氨基酸序列的自身抗原，造成組織損傷，可能是HT等自身免疫性疾病發(fā)生的因素。尤其是對(duì)于有遺傳易感性的人群，腸道微生物可能作為一種環(huán)境因素，促進(jìn)HT的產(chǎn)生。然而，Zhou和Gill[45]的研究將皮下注射甲狀腺球蛋白的小鼠作為對(duì)照組，將皮下注射甲狀腺球蛋白并喂養(yǎng)鼠李糖乳桿菌HN001和乳雙歧桿菌HN019的小鼠作為實(shí)驗(yàn)組，結(jié)果顯示，16.67%～50%的小鼠發(fā)生輕度的實(shí)驗(yàn)性自身免疫性甲狀腺炎，且甲狀腺中有淋巴細(xì)胞浸潤；而益生菌喂養(yǎng)的小鼠不會(huì)誘導(dǎo)全面的實(shí)驗(yàn)性自身免疫性甲狀腺炎，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組相比，脾臟重量指數(shù)、淋巴細(xì)胞增殖、脾臟細(xì)胞增殖指數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

綜上所述，益生菌可能作為一個(gè)中立者，既沒有減輕實(shí)驗(yàn)性自身免疫性甲狀腺炎的炎癥反應(yīng)，也不會(huì)誘導(dǎo)或幫助發(fā)展實(shí)驗(yàn)性自身免疫性甲狀腺炎。雖然，益生菌有助于預(yù)防和治療其他自身免疫性疾病，但就目前而言，益生菌對(duì)于HT的影響仍不明確，仍需通過體內(nèi)、體外、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)等多種手段進(jìn)行求證。探索兩者之間的關(guān)系，可能會(huì)為HT的預(yù)防和治療提供新的思路。

3 小 結(jié)

腸道微生物與人體的免疫、代謝、營養(yǎng)等方面息息相關(guān)，也影響著自身免疫性疾病的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸。目前，腸道微生物與HT之間相互影響的研究仍處于初步認(rèn)識(shí)階段。腸道微生物調(diào)節(jié)了甲狀腺激素的分泌，從而改變了甲狀腺功能。依靠腸道微生物形成的腸道屏障一旦出現(xiàn)腸道滲漏也可以誘導(dǎo)HT的發(fā)生，同時(shí)，HT也會(huì)反作用于腸道，引起腸道菌群紊亂。然而，腸道微生物是否影響HT的遺傳易感性、觸發(fā)HT的具體機(jī)制、對(duì)HT患者自身免疫如何調(diào)節(jié)、益生菌對(duì)于HT的作用等問題仍是未知。相信隨著對(duì)問題研究的深入，會(huì)為腸道微生物與HT的關(guān)系及作用機(jī)制提供更有力的證據(jù)，為HT的預(yù)防、診斷、治療提供新的思路。