潰瘍性結(jié)腸炎患者腸道菌群改變與炎性指標(biāo)的相關(guān)性研究

崔路佳，王裕宣

(海南省人民醫(yī)院消化內(nèi)科，海南海口570311)

潰瘍性結(jié)腸炎患者腸道菌群改變與炎性指標(biāo)的相關(guān)性研究

崔路佳，王裕宣

(海南省人民醫(yī)院消化內(nèi)科，海南海口570311)

目的探討潰瘍性結(jié)腸炎患者腸道菌群改變與炎性指標(biāo)的相關(guān)性。方法收集自2011年1月至2013年7月我院診斷為潰瘍性結(jié)腸炎患者94例，并按照入組時(shí)疾病狀態(tài)分為活動(dòng)期組62例和緩解期組32例，與同期健康查體對(duì)照組50例進(jìn)行大便菌群結(jié)構(gòu)和細(xì)菌數(shù)量比較，同時(shí)檢查三組人群中的內(nèi)毒素、TNF-α、IL-6、IL-10、IL-4水平并分析這些炎性指標(biāo)與菌群變化的相關(guān)性。結(jié)果與緩解期組和對(duì)照組比較，發(fā)作期組雙歧桿菌、乳酸桿菌、真桿菌、消化球菌數(shù)量明顯較少，腸桿菌、腸球菌和小梭菌菌群數(shù)量明顯增多，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；三組中酵母菌菌群數(shù)量比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。潰瘍性結(jié)腸炎患者活動(dòng)期組的內(nèi)毒素、TNF-α、IL-6水平明顯高于對(duì)照組和緩解期組，而IL-4和IL-10水平明顯低于對(duì)照組和緩解期組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。內(nèi)毒素及TNF-α與雙歧桿菌數(shù)量呈負(fù)相關(guān)，與腸桿菌呈正相關(guān)；IL-6與乳酸桿菌、真桿菌呈負(fù)相關(guān)，與腸球菌呈正相關(guān)；IL-4與小梭菌呈負(fù)相關(guān)，與雙歧桿菌呈正相關(guān)；IL-10與消化球菌呈正相關(guān)。結(jié)論潰瘍性結(jié)腸炎患者正常菌群結(jié)構(gòu)被破壞，體內(nèi)促炎因子分泌增加，抑炎因子水平下降。

潰瘍性結(jié)腸炎；腸道菌群；炎癥指標(biāo)；相關(guān)性

潰瘍性結(jié)腸炎(Ulcerative colitis，UC)是一種以腹瀉、腹痛和黏液膿血便為主要癥狀的慢性疾病，病變主要局限于大腸黏膜和黏膜下層，疾病常反復(fù)發(fā)作，給患者帶來(lái)巨大的痛苦和心理壓力[1]。研究認(rèn)為潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)病與遺傳因素、環(huán)境因素、免疫功能和腸道內(nèi)菌群有著密切的關(guān)系[2]。在人體的腸道內(nèi)存在著一個(gè)數(shù)量巨大、種類繁多的細(xì)菌群體，它們?cè)谀c道的正常生理功能的維持以及抑制疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中扮演著重要的角色。正常情況下主要參與腸道內(nèi)物質(zhì)的分解、代謝，維持腸道內(nèi)免疫系統(tǒng)的穩(wěn)定。當(dāng)慢性疾病狀態(tài)下，腸道內(nèi)的菌群的數(shù)量和種類都發(fā)生了變化，可能參與內(nèi)源性腸道感染的啟動(dòng)和免疫系統(tǒng)的抑制等[3]。本文旨在探討潰瘍性結(jié)腸炎患者腸道菌群改變與炎性指標(biāo)的相關(guān)性，明確菌群失調(diào)與潰瘍性結(jié)腸炎復(fù)發(fā)是否有關(guān)，為臨床治療提供新的思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料隨機(jī)選擇我院2011年1月至2013年7月診斷為潰瘍性結(jié)腸炎的患者94例，根據(jù)入組時(shí)疾病狀態(tài)分為活動(dòng)期組62例和緩解期組32例，同時(shí)隨機(jī)選擇同期健康查體50例作為對(duì)照組。活動(dòng)期組男性39例，女性23例，平均年齡(37.6±6.3)歲；緩解期組男性21例，女性11例，平均年齡(36.8± 5.6)歲；對(duì)照組男性31例，女性19例，平均年齡(37.2± 6.1)歲。所有的UC患者均符合2000年成都會(huì)議制定的潰瘍性結(jié)腸炎的診斷標(biāo)準(zhǔn)。排除近期使用抗生素、免疫抑制劑和激素者；排除寄生蟲(chóng)感染、細(xì)菌性痢疾、腸結(jié)核等感染性結(jié)腸炎者。

1.2 方法

1.2.1 菌群分析所有研究對(duì)象均取新鮮糞便0.5 g，置入小瓶?jī)?nèi)加入4.5 ml稀釋液，在300 r/min下的斡旋混合器中震蕩1 min。按照10倍稀釋原則在7個(gè)小瓶中分別稀釋至10-8。然后取10 μl接種于不同培養(yǎng)基上。其中腸桿菌、腸球菌、酵母菌使用需氧培養(yǎng)基培養(yǎng)，雙歧桿菌、乳酸桿菌和消化球菌、真桿菌、小梭菌使用厭氧培養(yǎng)基培養(yǎng)。上述培養(yǎng)基均置于37℃溫箱內(nèi)培養(yǎng)。

1.2.2 炎癥相關(guān)因子檢測(cè)方法所有受試者均抽取晨起空腹靜脈血，并按照試劑盒說(shuō)明嚴(yán)格操作。①腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-4(IL-4)、白介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)均采用酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法檢測(cè)；②內(nèi)毒素檢測(cè)采用鱟試劑三肽顯色基質(zhì)偶氮法檢測(cè)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法使用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±S)表示，計(jì)數(shù)資料以百分比表示，計(jì)量資料多組間比較采用方差分析，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，菌群數(shù)量和炎性指標(biāo)間進(jìn)行雙變量相關(guān)性分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 三組大便菌群培養(yǎng)結(jié)果比較與緩解期組和對(duì)照組比較，發(fā)作期組雙歧桿菌、乳酸桿菌、真桿菌、消化球菌數(shù)量明顯較少，腸桿菌、腸球菌和小梭菌菌群數(shù)量明顯增多，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；三組中酵母菌菌群數(shù)量比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，見(jiàn)表1。

表1 三組大便菌群培養(yǎng)結(jié)果比較(個(gè)，±S)

表1 三組大便菌群培養(yǎng)結(jié)果比較(個(gè)，±S)

組別發(fā)作期組緩解期組對(duì)照組F值P值腸桿菌7.7±2.4 6.9±1.7 6.8±1.7 3.191 0.044腸球菌7.4±2.1 6.5±1.3 6.3±1.1 6.973 0.001酵母菌5.5±1.5 5.4±1.2 5.5±1.7 0.054 0.947雙歧桿菌5.2±1.3 7.3±2.3 7.4±2.5 20.297 0.000乳酸桿菌5.4±1.8 6.4±2.2 6.5±2.3 4.639 0.011消化球菌6.1±0.9 7.0±1.2 7.1±1.4 12.164 0.000真桿菌6.5±1.4 7.6±1.1 7.5±1.0 13.106 0.000小梭菌7.7±1.0 6.2±0.7 6.3±0.8 6.973 0.001

2.2 三組炎癥相關(guān)因子檢測(cè)結(jié)果比較發(fā)作期組與緩解期組和對(duì)照組比較內(nèi)毒素、TNF-α、IL-6水平明顯升高，IL-4、IL-10水平明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見(jiàn)表2。

2.3 潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)作期患者大便中細(xì)菌和炎癥相關(guān)因子相關(guān)性分析將潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)作期組患者大便分析的8種細(xì)菌和5種炎癥相關(guān)因子經(jīng)直線相關(guān)性分析結(jié)果顯示：內(nèi)毒素含量與雙歧桿菌數(shù)量呈負(fù)相關(guān)(r=-0.276，P=0.049)，與腸桿菌呈正相關(guān)(r=0.323，P= 0.020)；TNF-α與雙歧桿菌數(shù)量呈負(fù)相關(guān)(r=-0.289，P= 0.041)，與腸桿菌呈正相關(guān)(r=0.334，P=0.017)；IL-6與乳酸桿菌、真桿菌呈負(fù)相關(guān)(r=-0.356、-0.325，P=0.010、0.018)，與腸球菌呈正相關(guān)(r=0.281，P=0.046)；IL-4與小梭菌呈負(fù)相關(guān)(r=-0.319，P=0.021)，與雙歧桿菌呈正相關(guān)(r=0.279，P=0.048)；IL-10與消化球菌呈正相關(guān)(r= 0.352，P=0.010)。

表2 三組炎癥相關(guān)因子檢測(cè)水平比較(±S)

表2 三組炎癥相關(guān)因子檢測(cè)水平比較(±S)

組別發(fā)作期組緩解期組對(duì)照組F值P值內(nèi)毒素(Eu/ml) 0.126±0.009 0.048±0.006 0.043±0.005 2250.023 0.000 TNF-α(ng/L) 126.72±11.23 47.39±14.52 44.74±13.21 716.370 0.000 IL-6(ng/L) 283.45±33.71 129.31±17.34 135.27±14.82 631.207 0.000 IL-4(ng/L) 6.82±2.13 19.18±9.89 20.63±8.61 63.314 0.000 IL-10(ng/L) 154.23±21.31 226.73±31.83 217.42±24.37 127.352 0.000

3 討論

正常人體腸道有超過(guò)500種細(xì)菌，菌群數(shù)量達(dá)1× 1014之多，主要集中在結(jié)腸和末端小腸。腸道的菌群主要分為三大類[4]：第一類為與人體共生的細(xì)菌，能發(fā)揮參與代謝、調(diào)節(jié)免疫力等作用，如雙歧桿菌、類桿菌等，稱為腸道的優(yōu)勢(shì)菌群；第二類為存在于人體腸道內(nèi)的機(jī)會(huì)致病菌，當(dāng)出現(xiàn)機(jī)體免疫功能低下，腸道菌群失衡等情況下，會(huì)大量增殖，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)等不良事件，如腸球菌和腸桿菌等，也成為腸道非優(yōu)勢(shì)菌群；第三類是病原菌，多為過(guò)路菌，如變形桿菌，不在腸道內(nèi)長(zhǎng)期定植。各種細(xì)菌在消化道的環(huán)境中相互依存，維系著消化道大環(huán)境的平衡和穩(wěn)定。研究認(rèn)為，共生菌群與宿主免疫系統(tǒng)之間的動(dòng)態(tài)平衡，正常腸黏膜免疫系統(tǒng)對(duì)腸道內(nèi)正常菌群處于免疫耐受狀態(tài)，而在慢性炎癥的初期和進(jìn)程中人體腸道內(nèi)這些數(shù)量巨大的細(xì)菌能夠影響腸黏膜免疫系統(tǒng)功能，而這一點(diǎn)可以誘發(fā)具有遺傳易感性的個(gè)體腸道產(chǎn)生免疫反應(yīng)，最終導(dǎo)致潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)生[5-6]。

在本研究中發(fā)現(xiàn)，與緩解期組和對(duì)照組比較發(fā)作期組腸桿菌、腸球菌和小梭菌菌群數(shù)量明顯增多，雙歧桿菌、乳酸桿菌、真桿菌、消化球菌數(shù)量明顯較少，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；三組中酵母菌菌群數(shù)量比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)作期腸道菌群呈現(xiàn)一種失衡狀態(tài)。腸球菌等機(jī)會(huì)致病菌增多，雙歧桿菌、乳酸桿菌等益生菌數(shù)量明顯減少，打破了腸道原有微生態(tài)平衡，機(jī)體免疫功能下降，導(dǎo)致腸黏膜屏障作用減弱，從而引起腸道炎癥反應(yīng)。炎癥相關(guān)因子檢測(cè)結(jié)果顯示，發(fā)作期組與緩解期組和對(duì)照組比較內(nèi)毒素、TNF-α、IL-6水平明顯升高，IL-4、IL-10水平明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。內(nèi)毒素是革蘭氏陰性桿菌細(xì)胞外膜的成分，細(xì)菌在不斷復(fù)制過(guò)程中、外膜成分脫落，使得腸內(nèi)游離的內(nèi)毒素水平較高。腸黏膜功能紊亂時(shí)過(guò)多的內(nèi)毒素能釋放入血[7]。TNF-α是炎癥的啟動(dòng)因子，在炎癥發(fā)生過(guò)程中有重要的作用。IL-6是一種具有多重免疫調(diào)節(jié)功能的促炎細(xì)胞因子，可以介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，在維持機(jī)體的生理平衡中起著十分重要的作用[8]。IL-10、IL-4均為抗炎因子，有免疫調(diào)節(jié)和抗炎性作用，能下調(diào)促炎癥細(xì)胞因子基因的轉(zhuǎn)錄和分泌，在腸道免疫中起著重要的作用[9]。本研究就以上8種腸道菌群與5種炎癥相關(guān)因子進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，內(nèi)毒素及TNF-α與雙歧桿菌數(shù)量呈負(fù)相關(guān)，與腸桿菌呈正相關(guān)；IL-6與乳酸桿菌、真桿菌呈負(fù)相關(guān)，與腸球菌呈正相關(guān)；IL-4與小梭菌呈負(fù)相關(guān)，與雙歧桿菌呈正相關(guān)；IL-10與消化球菌呈正相關(guān)。

總之，通過(guò)本次研究可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：①菌群數(shù)量和比例的改變?cè)斐赡c黏膜微生態(tài)平衡被打破，繼而免疫防御功能下降，導(dǎo)致腸道黏膜的通透性增加，最終影響體內(nèi)炎癥相關(guān)因子的產(chǎn)生和分泌，是潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)病的機(jī)制之一。②腸道菌群對(duì)維持人體正常的免疫功能和物質(zhì)能量代謝起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)體內(nèi)菌群平衡時(shí)由于數(shù)量少，不會(huì)致病；一旦數(shù)量超出正常范圍則致病。潰瘍性結(jié)腸炎的產(chǎn)生和反復(fù)發(fā)作與腸道內(nèi)正常菌群的平衡打破有密切的相關(guān)性。

參考資料：

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Correlation between inflammatory indicators and changes of fecal florain in patients with ulcerative colitis.

CUI Lu-jia,WANG Yu-xuan.Department of Gastroenterology,People's Hospital of Hainan Province,Haikou 570311,Hainan, CHINA

ObjectiveTo investigate the correlation between inflammatory indicators and changes of fecal florain in patients with ulcerative colitis(UC).MethodsFresh fecal specimens from 94 UC patients(including of 62 cases in active period and 32 cases in remission period)and 50 healthy volunteers were collected in our hospital from January 2011 to July 2013.The fecal flora and the levels of inflammatory indicators including of endotoxin,TNF-α, IL-6,IL-10 and IL-4 were examined to analyze the correlation between the fecal flora and the inflammatory indicators.ResultsCompared with those in remission UC patients and healthy controls,the number of Bifidobacterium, Lactobacillus,Eubacterium and Peptococcus significantly decreased(P＜0.05),but the number of Enterrococcus,Enterobacterium and Clostridium significantly increased(P＜0.05),in the active UC patients.The number of Saccharomy-ces was not significantly different among three groups.Compared with remission UC patients and healthy control,the active UC patients had significantly higher levels of endotoxin,TNF-α and IL-6,but lower levels of IL-10 and IL-4 (P＜0.05).Endotoxin and TNF-α was negatively correlated with Bifidobacterium but positively correlated with Enterobacterium.IL-6 was negatively correlated with Lactobacillus and Eubacterium but positively correlated with Enterrococcus.IL-4 was negatively correlated with Clostridium but positively correlated with Bifidobacterium.IL-10 was positively correlated with Peptococcus.ConclusionUC patients have fecal flora imbalance,with the increasing of inflammatory cytokines and decreasing of anti-inflammatory cytokines.

Ulcerative colitis;Intestinal flora;inflammatory indicators;Correlation

R574.62

A

1003—6350（2014）20—3014—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.20.1185

2014-03-05)

崔路佳。E-mail：dfwojfgwq@163.com