時東彥,馮麗英,姜慧卿
(1.河北醫科大學第二醫院檢驗科,河北石家莊 050000;2.河北醫科大學第二醫院消化內科,河北石家莊 050000)
糞便中腸桿菌科菌群失調與潰瘍性結腸炎之間的關系
時東彥1,馮麗英2,姜慧卿2
(1.河北醫科大學第二醫院檢驗科,河北石家莊 050000;2.河北醫科大學第二醫院消化內科,河北石家莊 050000)
目的 探討腸道菌群中腸桿菌科細菌的分類和定量與潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis,UC)之間的關系。方法采用糞便定量培養的方法對潰瘍性結腸炎患者的糞便進行定量培養,并與正常對照組進行統計學分析。結果在UC患者,腸桿菌科中有8種細菌是常見菌,其中又以大腸桿菌、肺炎克雷伯菌、弗勞地枸櫞酸桿菌、奇異變異桿菌較為常見,而在細菌檢出數量中,弗勞地枸櫞酸菌和奇異變形桿菌在UC組與對照組差異最為明顯。結論弗勞地枸櫞酸桿菌和奇異變形桿菌有一個共同的特征,兩者均能產生大量的硫化氫,這兩種細菌的出現在UC發病中的作用值得關注。
結腸炎,潰瘍性;腸桿菌科;硫化氫
潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis,UC)是一種迄今病因不明的炎癥性腸病,腸道菌群與UC的發生關系密切,雖然迄今未發現特異的UC致病菌,但許腸道菌群失調,使腸道對外來致病菌抗定植能力減弱或喪失,即可誘發或加重炎癥性腸病的發生發展。UC患者與健康人類糞便菌群相比,腸桿菌、腸球菌顯著增加,因此腸桿菌科細菌在UC發病中的作用值得高度關注。本研究采用糞便常規定量培養的方法對潰瘍性結腸炎患者的糞便腸道菌群進行定量培養,以期發現腸桿菌科細菌種類和數量的變化在UC患者中的差異,為深入探討腸桿菌科細菌在UC發病中的作用提供佐證。
1.1 一般資料:UC組患者30例,男性14例,女性16例,年齡29~60歲,平均45歲;所有患者均有不同程度的腹痛、腹瀉、黏液濃血便,經我院腸鏡及常規病理檢查,符合2007年濟南共識的診斷治療規范[1]。對照組30例,男性15例,女性15例,年齡34~50歲,平均40歲,所有病例均無慢性心肝腎疾病,近2周無急慢性腹瀉、嘔吐及服用抗生素病史。
1.2 細菌培養:將患者治療前新鮮糞便稱取1g,用稀釋液按10倍稀釋法,振蕩器制勻漿,依次連續10倍稀釋到10-8,于不同稀釋度取標本液50μL并均勻涂抹于血平板、麥康凱平板、沙門志賀平板培養基上,置37℃溫箱內培養24~48h。采用手工鑒定試劑條生化鑒定系統,將細菌鑒定到種水平。觀察每克大便所含菌落數,對數換算后統計分析。

2.1 糞便中腸桿菌菌種的構成:無論UC組還是對照組,糞便細菌培養的腸桿菌科細菌,主要以大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌、遲緩愛德華菌、弗勞地枸櫞酸桿菌、奇異變形桿菌、陰溝腸桿菌、黏質沙雷菌、摩氏摩根菌為主,未見沙門菌屬、志賀菌屬以及耶爾森菌屬細菌。
2.2 2組腸道細菌數量的比較:UC組與對照組在大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌、遲緩愛德華菌、弗勞地枸櫞酸桿菌、奇異變形桿菌的數量上差異有統計學意義,而陰溝腸桿菌、黏質沙雷菌、摩氏摩根菌數量差異無統計學意義。其中差異最明顯的為弗勞地枸櫞酸菌和奇異變形桿菌。見表1。
2.3 2組腸道細菌檢出率比較:UC組與對照組腸道細菌檢出率比較,大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌、弗勞地枸櫞酸菌、奇異變形桿菌檢出率較高,其他幾個菌種檢出率較低。見表2。

表1 2組菌群分析結果比較

表2 UC組與對照組腸道細菌檢出率統計(n=30,%)
腸道菌群數量龐大,構成極為復雜。已知大腸內寄居著50多個屬、目前已知的500多種細菌,每克腸內容物的細菌量約為1 012個集落形成單位(colony formingunits,CFU),其中雙歧桿菌屬、類桿菌屬、消化鏈球菌屬等專性厭氧菌約占腸道總菌量的99%,腸桿菌科、腸球菌屬等兼性厭氧菌約占總菌量的1%[2]。腸道正常菌群通過腸上皮細胞的代謝、黏膜血流與腸蠕動動力學的作用,可對腸道黏膜免疫系統的發育與功能產生重大影響。正常菌群在炎性腸病發病機制中具有重要的作用[2]。
盡管腸道菌群與UC的發生關系密切,目前也是潰瘍性結腸炎發病機制的熱點話題,但是迄今未發現特異的UC致病菌[3-4]。腸道菌群潰瘍性結腸炎發病中的作用很難用某種菌解釋,但是腸道菌群的失調和炎癥介質在其發病中的作用已經被專家接受[5-6]。本研究結果發現盡管腸桿菌科細菌是腸道的正常菌群,但UC組與對照組相比,菌種的構成發生了很大變化。在過去的研究中人們習慣把腸桿菌科作為一個整體進行研究,但是腸桿菌科作為細菌分類的一個科,里面包括很多的種,因此盡管人們注意到腸桿菌科細菌在UC患者普遍升高。但是并未見有人具體闡述哪種細菌升高,本研究結果表明在腸桿菌科中有8種細菌是常見菌,其中弗勞地枸櫞酸桿菌、奇異變異桿菌在UC組和對照組細菌數差異最為明顯。因此,這兩種細菌的出現在UC發病中的作用值得高度關注。應用細菌學的生化反應原理比較發現弗勞地枸櫞酸菌和奇異變形桿菌有一個共同的特征,兩者均能產生大量的硫化氫。
硫化物一直被認為是潰瘍性結腸炎發病的危險因素之一[7],在結腸內,硫化物主要以硫化氫的形式存在,對結腸黏膜有毒性作用。隨著飲食中蛋白攝入量的增加,含硫氨基酸及無機硫酸鹽明顯增多,增加腸道內的硫化氫含量,這也是近年來飲食因素在UC發病中的作用備受關注的主要原因之一[8]。應用硫化物灌注鼠結腸發現,結腸黏膜細胞凋亡、杯狀細胞消失、腺體結構變形和黏膜潰瘍,酷似UC的病理改變;同時也發現結腸黏膜周圍N-丁酸鹽氧化作用明顯減少。因此,硫化物對結腸細胞的毒性作用有可能是結腸炎發生或復發的一個重要因素[9]。
總之,腸道內細菌產生的硫化氫增加了對腸道上皮細胞的刺激,在UC的發病中起到了促進作用,但是腸道菌群的失調在UC發病中的作用非常復雜,很難用單因素解釋,因此對腸道細菌及其代謝產物在UC發病中的作用,一直是研究的熱點[10]。本研究通過腸道細菌中腸桿菌細菌的定量分析發現弗老地枸櫞酸桿菌和奇異變形桿菌在UC患者過度存在,可能是UC加重的一個原因,具體機制值得深入研究。
[1]中華醫學會消化病學分會炎癥性腸病協作組.對我國炎性腸病診斷治療規范的共識意見[J].中華消化雜志,2007,27(8):545-550.
[2]CANIPD,DELZENNE NM.The role of the gut microbiota in energymetabolism and metabolic disease[J].Curr Pharm Des,2009,15(13):1546-1558.
[3]李娜,張曉嵐,姜慧卿,等.TLR2在潰瘍性結腸炎患者結腸黏膜中的表達[J].中華消化內鏡雜志,2008,25(10):535-539.
[4]楊婕琳,馮麗英,趙東強,等.TRX及TXNIP在潰瘍性結腸炎患者中的表達及作用[J].世界華人消化雜志,2011,19(34):3532-3537.
[5]劉平,李宗軍,許愛清.胃腸道微生態系統及其功能研究[J].中國微生態雜志,2010,22(3):277-281.
[6]聶紅峰,張萍,檀增亮,等.大鼠潰瘍性結腸炎模型建立及COX-2、MMP-9的表達[J].河北醫科大學學報,2011,32(10):1130-1134.
[7]DEPLANCKE B,GASKINSHR.Hydrogen sulfide induces serumindependent cell cycle entry in nontransformed rat intestinalepithelial cells[J].FASEB J,2003,8(5):1096-1106.
[8]HILDEBRANDT MA,HOFFMANN C,SHERRILL-MIX SA,et al.High-fat diet determines the composition of the murine gut microbiome independently of obesity[J].Gastroenterology,2009,137(5):1716-1724.
[9]JOWETT SL,SEAL CJ,PEARCE MS,et al.Influence of dietary factors on the clinical course of ulcerative colitis:a prospective cohort study[J].Gut,2004,53(10):1479-1484.
[10]吳瑞麗,孫自勤,魏志,等.潰瘍性性結腸炎腸道菌群結構ERIC-PCR指紋圖譜分析[J].胃腸病學及肝病學雜志,2012,21(9):798-801.
(本文編輯:劉斯靜)
R574.621
B
1007-3205(2013)11-1450-03
2013-03-22;
2013-04-23
河北省衛生廳科研基金青年科技計劃(07049)
時東彥(1973-),女,河北武強人,河北醫科大學第二醫院,醫學博士,從事臨床微生物研究。
10.3969/j.issn.1007-3205.2013.11.035