肠道微环境与消化系统常见疾病关系的研究进展

肠道微环境与消化系统常见疾病关系的研究进展

程红 ,王兆林 ,潘俊美

济南市济阳区人民医院  

摘要：胃肠道是机体唯一的非造血器官，通过折叠、皱襞、绒毛和微绒毛等功能可以实现吸收表面积最大化，其面积可扩大至约2万m2。肠道中含有营养物质以及数十亿微生物和潜在的免疫原性大分子。胃肠道中的微生物被认为是影响消化营养过程和宿主健康的重要因素，如牛肠道中的细菌在膳食纤维、非蛋白氮和其他营养物质的生物降解中起主要作用。肠道中菌群、免疫分子与肠道黏膜免疫共同构成肠道微环境，其中T细胞对肠道免疫具有重要作用。

关键词：肠道微环境；消化系统；常见疾病

引言

在正常人体肠道中，存在着大量的微生物群落，包括细菌、病毒、真菌、寄生虫等，其中以细菌的数量最多。因此，肠道菌群是肠道微环境的重要组成部分，维持着肠黏膜的完整性及通透性，它们的相对丰度变化可改变生理平衡，从而导致肠内外疾病的发生。健康状态下，肠道菌群以多种方式与宿主的免疫系统相互作用，以维持肠道稳态。近年来，肠道菌群与人体机能的相关性，受到了研究者们的广泛关注。目前，国内外已有大量研究表明，肠道菌群与宿主的消化、营养、代谢和免疫之间存在着密切的联系，故而肠道菌群失调与很多疾病的发生发展存在着广泛的关联。

1肠道微环境与肠应激综合征

肠应激综合征（IBS）是功能性胃肠道紊乱，其特征为腹痛、腹胀、腹泻或便秘。IBS是常见的犬类胃肠功能性疾病，可能与肠道感染或抗生素使用有关。肠道益生菌用于治疗IBS可改善肠道菌群的组成和代谢活性，如产生短链脂肪酸（SCFAs）。此外，肠道益生菌可能影响肠道蠕动并发挥抗炎作用。共生细菌产生的一些代谢产物，能够调节宿主的生理、营养和免疫。SCFAs包括乙酸、丙酸和丁酸，由结肠中膳食纤维和其他未消化的碳水化合物所产生。SCFAs可通过抑制组蛋白去乙酰化酶产生作用，进而导致FoxP3的乙酰化和表达增加。不同SCFAs的作用可能略有不同，丁酸盐可影响结肠Treg的从头生成，乙酸盐能够诱导结肠中胸腺Treg积累，丙酸盐能够同时发挥上述两种功能。大量SCFAs通过简单扩散或溶质转运体主动转运，被结肠上皮细胞吸收并在肠道中大量产生，进而可能调节免疫系统。此外，SCFAs还可通过改变细胞因子环境直接促进T细胞分化为产生IL-17、干扰素-γ（IFN-γ）和白细胞介素-10（IL10）的T细胞，具体表现为SCFAs可根据免疫环境促进免疫或免疫耐受促进T细胞分化为效应T细胞和调节性T细胞。除直接作用于免疫系统，SCFAs还可作为结肠菌燃料增强上皮屏障，防止因免疫系统和共生菌接触过于密切而引起明显的免疫激活。免疫反应中肠道菌群一般处于动态平衡状态，菌群的相互作用可随条件、空间和潜在的进化时间发生变化。因此，平衡肠道菌群非常重要，若平衡被破坏可能导致各种疾病。胃肠道是机体最大的宿主-环境界面，不同的效应细胞CD4+T细胞亚群被不同的微生物诱导和保护。

2肠道微环境与炎症性肠病

炎症性肠病（IBD）是一种以胃肠道炎症为特征的慢性复发性疾病，主要包括溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD）。目前，IBD的具体发病机制尚未完全研究清楚，但普遍认为IBD是遗传易感性、肠道菌群和机体免疫系统等多方面相互作用的结果。近年来随着对胃肠神经生理学的深入研究，微生物-肠道-大脑轴（MGBA）在IBD的发病中的作用逐渐被人们所认识。MGBA是神经系统和胃肠道之间的双向信号调节系统，肠道菌群可分泌多种神经递质，如γ-氨基丁酸、5-HT、儿茶酚胺类等，而此类物质可通过MGBA进入到中枢神经系统，引起焦虑、抑郁等不良情绪。在长期慢性的精神压力状态下，则会导致肠道的炎症反应，而这些炎症可能是启动UC、CD等相关疾病发生的关键因素。此外，另有研究表明，IBD病人往往伴有肠内菌群数量的增减和比例的失调，即变形杆菌数量的增加，而潜在的有益菌属（例如拟杆菌）减少。肠道菌群失调是IBD发病机制中的一个新因素，对这一领域的研究开启了益生菌作为治疗胃肠道等相关疾病以MGBA为靶点的可能性。

3肠道菌群失调与HCC

肠道微生物群在肠道-肝脏轴中起着关键作用，其组成和功能随着宿主的变化而演变。例如，在正常的生理条件下，大部分的肠道微生物群主要由厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门等微生物组成，这些菌群相互平衡、相互制约，保护宿主免受致病微生物的过度生长的刺激。然而，随着不同的潜在慢性肝病的出现，肠道微生物组构成发生了明显的变化，其主要特征是微生物多样性的下降。在人体肝脏样本中发现肝癌组织中有大量幽门螺杆菌，而无恶性肿瘤的肝脏组织中未发现幽门螺杆菌，提示幽门螺杆菌可存在于原发性肝癌患者的肝脏中，并可能与肝脏的致癌过程有关。另有研究表明，乙肝相关HCC患者的粪便微生物群的物种丰富程度远远高于非乙肝相关的HCC（NBNC-HCC）患者，NBNC-HCC患者的粪便中含有更多潜在的促炎细菌如志贺氏埃希氏菌、肠球菌等，而粪肠杆菌、小肠球菌、小肠梭菌等的水平则降低，这导致NBNC-HCC患者肠道菌群的抗炎能力下降。此外，微生物数量和功能的失衡或菌群失调会引起肠道屏障的破坏，这种形态上的改变会导致肠道通透性的增加和细菌或其产物涌入肝脏的入口增加，这种现象称为“肠瘘”。肠道通透性的增加和细菌的转移可以促进微生物的代谢产物进入肝脏，导致胆汁酸代谢的损害，并促进全身性炎症和肠道运动障碍。菌群失调和肠道通透性之间有密切的联系；菌群失调导致肠道屏障更加通透，而肠漏则允许细菌代谢物和MAMPs转移并到达肝脏。

4肠道微环境与酒精性肝病

酒精性肝病（ALD）是由于长期大量饮酒所引起的一种慢性肝脏疾病，近年来其患病率呈明显的上升趋势。在肠道菌群的基础上，酒精引起ALD的机制包括肝内机制和肝外机制，肝内机制主要通过增加肠道菌群及其代谢产物在肝脏内的易位，肝外机制主要包括改变肠道菌群的组成和数量以及破坏肠道屏障的完整性来促进酒精性肝病的发生和进展。最近，研究发现ALD病人存在血清脂肪酶（LP）、过氧化脂质（LPO）、一氧化氮合成酶（NOS）水平增高和肠道微生态失调，其血清中的LP、LPO和NOS水平与肠道菌群的变化存在某种因果关系。肠道菌群在ALD发病中的关键作用，提示我们在未来的临床治疗中必须谨慎选择抗生素。

结束语

近年来，随着科学技术的不断发展，对肠道微环境的改变与消化系统疾病关系的研究也越来越深入。FMT是指提取健康人群粪便中的功能菌群，通过内镜等技术移植到病人肠道内，调节肠道菌群失衡，从而达到临床症状的改善。FMT作为一种特殊的治疗技术，已被应用于消化系统、神经精神类疾患、内分泌系统、肿瘤等相关疾病，并给人类带来了积极的效果。

参考文献

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