結直腸癌患者膳食纖維攝入情況對腸道菌群的影響

張 濤 劉 磊 姜旭勉

(武漢市中心醫(yī)院胃腸外科,湖北 武漢 430000)

結直腸癌患者膳食纖維攝入情況對腸道菌群的影響

張 濤 劉 磊 姜旭勉

(武漢市中心醫(yī)院胃腸外科,湖北 武漢 430000)

目的 探討結直腸癌患者膳食纖維的攝入對腸道菌群的影響。方法 280例結直腸癌患者為研究對象，并選取參與體檢的290例健康人群作為對照組；采用自行設計的調查問卷調查受試者基本情況及膳食纖維攝入情況。收集兩組研究對象糞便，提取糞便DNA，采用熒光定量PCR方法測定受試者腸道菌群水平，分析腸道菌群與大腸癌發(fā)病的相關性。結果 除谷類與海鮮，結直腸癌組蔬菜、水果、豆類的攝入均明顯低于對照組(均P<0.05)，肉類的攝入明顯高于對照組(P<0.05)，總膳食纖維的攝入明顯低于對照組研究對象(P<0.05)。結直腸癌患者乳酸桿菌、雙歧桿菌明顯減少(P<0.05)，大腸桿菌、糞腸球菌、屎腸球菌、擬桿菌屬、脆弱擬桿菌、單形擬桿菌、多形擬桿菌、吉氏擬桿菌、普通擬桿菌、梭桿菌屬、梭菌屬、肉毒梭菌、艱難梭菌明顯增多(均P<0.05)。在結直腸癌組中，除脆弱擬桿菌、單形擬桿菌外，在對照組中，除吉氏擬桿菌外高膳食纖維亞組與低膳食纖維亞組的各菌群水平均有差異(均P<0.05)；在高膳食纖維亞組，結直腸癌患者與對照組研究對象各菌群水平均有差異(均P<0.05)。結直腸癌組與對照組乳酸桿菌、雙歧桿菌與膳食纖維水平呈正相關(均P<0.05)，糞腸球菌、屎腸球菌、普通擬桿菌、梭桿菌屬、梭菌屬、肉毒梭菌、艱難梭菌與膳食纖維水平呈負相關(均P<0.05)。結論 結直腸癌患者膳食纖維的攝入情況影響腸道菌群水平。

結直腸癌；膳食纖維；腸道菌群

結直腸癌是下消化道常見的惡性腫瘤，發(fā)病率和死亡率均較高〔1〕。腸道菌群對結直腸癌發(fā)生和發(fā)展的研究發(fā)現(xiàn)腸道菌群失衡在結直腸癌的發(fā)生和發(fā)展中可能發(fā)揮重要作用，研究表明，膳食纖維是結直腸癌的保護性因素〔2，3〕。但關于膳食纖維的攝入與腸道菌群的相互作用及對結直腸癌發(fā)生和發(fā)展影響的研究還未報道。因此，本研究擬探討結直腸癌患者膳食纖維的攝入與腸道菌群的關系。

1 對象與方法

1.1 研究對象

1.1.1 結直腸癌組 選取2015年1月至2016年6月280例結直腸癌患者為研究對象。納入標準：新發(fā)患者；符合結直腸癌診斷標準，并經(jīng)電子結腸鏡及病理診斷確診；無結直腸癌家族史，無結直腸手術史；身體狀況良好，不合并心、肝、腎、血液系統(tǒng)疾病；無精神神經(jīng)疾病及認知障礙，意識清楚，能夠完成問卷調查；近3個月內未使用抗生素，未飲用酸奶等微生態(tài)制劑；知情并同意本次調查。排除標準：未確診患者；有慢性腹瀉、炎性腸病、結腸息肉等胃腸相關疾病的患者；合并心、肝、腎、血液系統(tǒng)疾病者；有胃腸手術史者；合并精神神經(jīng)疾病，無法完成問卷調查者；拒絕簽署知情同意書者。

1.1.2 對照組 選取同期在體檢科進行體檢的290例健康體檢者。納入標準：無腸道疾病癥狀及消化道慢性疾病史者，常規(guī)體檢及糞便常規(guī)檢查均無異常；無結腸癌家族史；近3個月內未使用抗生素、酸奶等微生態(tài)制劑使用史；無精神神經(jīng)疾病及認知障礙，意識清楚，能夠完成問卷調查知情并同意本次調查。排除標準：患有慢性腹瀉等慢性腸道疾病，及結腸息肉、結腸潰瘍等疾病者；有胃腸道手術史者；有交流障礙，無法完成問卷調查者；拒絕參與本項研究者。

1.2 方法

1.2.1 問卷調查 根據(jù)文獻〔4〕自行編制調查問卷。問卷內容包括研究對象一般情況、健康相關因素及半定量食物頻率表，研究對象一般情況包括年齡、性別、身高、體重等資料；健康相關因素包括生活習慣等；半定量食物頻率包括谷類、豆及豆制品類、蔬菜類、水果類、堅果類、肉類、奶及奶制品類、蛋類、海產品類等10類食品121種食物的攝入頻率及每次攝入量。膳食纖維攝入量通過中國食物成分表2004計算得到。

在本次調查前，研究員經(jīng)過統(tǒng)一培訓，能夠解答研究對象調查過程中出現(xiàn)的各種問題；采取面對面訪談的形式，調查完成后問卷當場回收，并復核問卷，及時發(fā)現(xiàn)調查過程中出現(xiàn)的遺漏項，并及時改正。

1.2.2 糞便菌群數(shù)量測定 糞便樣本的采集：收集所有受試者新鮮大便，用天平稱取終端大便3 g。存放于無菌離心管中，-80℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

實驗儀器：超凈工作臺(蘇州凈化設備公司)，9700型PCR擴增儀(美國ABI公司)，核酸蛋白檢測儀、電泳儀Power PAC 3000、凝膠成像分析系統(tǒng)Gel Doc 2000TM(美國BIO- RAD公司)，熒光定量PCR儀ABI 7300(美國ABI公司)，低溫高速離心機(德國Eppendorf公司)，熒光定量PCR儀Light Cycler 2.0(瑞士羅氏公司)。實驗試劑：DNA提取試劑盒、DNA產物純化試劑盒、RNA 酶抑制劑、Oligo dT18、dNTPs(中國天根公司)，Power SYBR? Green PCR Master Mix(美國ABI公司)，DNA分子標準Marker(加拿大Fermentas公司)，瓊脂糖(美國 Introvergen公司)，MMLV逆轉錄酶(美國Promega 公司)。其他試劑：DEPC水、乙醇、氯仿、異丙醇、氯仿- 異戊醇(24∶1)均為國產分析純。

引物的設計與合成：參照文獻〔5〕設計大腸桿菌、雙歧桿菌、乳酸桿菌、糞腸球菌、屎腸球菌、擬桿菌屬等引物，由上海生工生物技術服務公司合成。

糞便DNA的提取：糞便樣本預處理：取0.5 g糞便樣本，加入0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液(PBS)中充分混勻，并于超低溫離心機中離心3 min，取上清，重復離心操作3次，再取上述上清液加入EP管中，超低溫離心機中12 000 r/min離心10 min，收集沉淀。糞便DNA的提取及純化：按照試劑盒說明提取DNA，粗提取完畢后，采用DNA純化試劑盒純化DNA，然后于核酸蛋白檢測儀檢測DNA濃度及A260/A280純度。采用0.8%的瓊脂糖凝膠電泳檢測提取的DNA片段大小及完整性，并于凝膠成像分析系統(tǒng)觀察。

實時熒光PCR反應：Real- time PCR Master Mix(2×)10 μl，上、下游引物(10 μmol/L)各1.0 μl，cDNA模板(300 ng)2 μl，加焦碳酸二乙酯(DEPC)補足至20 μl。將反應體系瞬時離心，上機循環(huán)。PCR循環(huán)參數(shù)：95℃預變性10 min；95℃變性15 s，60℃退火10 s，68℃延伸40個循環(huán)，74℃延伸30 s。每次試驗均設標準品與陰性對照，試驗完成后采用Light Cycler PCR儀分析糞便標本所含細菌拷貝數(shù)的Ct值，并與標準曲線比較，求得糞便樣本菌群的定量結果。

2 結 果

2.1 研究對象一般情況及膳食纖維攝入情況 本次調查共收集結直腸癌患者280例，在數(shù)據(jù)收集過程中，因數(shù)據(jù)不完整、信息錯誤、有結直腸癌家族史等原因剔除34例，最后246例患者進入統(tǒng)計分析。對照組290例，其中因數(shù)據(jù)不全、信息錯誤等原因剔除32例，最后258例納入研究。

兩組研究對象年齡、性別構成、體力活動、體重指數(shù)(BMI)、吸煙、飲酒等差異均無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)。除谷類與海鮮，結直腸癌組蔬菜、水果、豆類的攝入均明顯低于對照組(均P<0.05)，肉類的攝入明顯高于對照組(P<0.05)，總膳食纖維的攝入明顯低于對照組(P<0.05)。見表1。

表1 兩組一般情況及膳食纖維攝入比較

2.2 研究對象菌群水平比較 結直腸癌患者乳酸桿菌、雙歧桿菌明顯減少(P<0.05)；大腸桿菌、糞腸球菌、屎腸球菌、擬桿菌屬、脆弱擬桿菌、單形擬桿菌、多形擬桿菌、吉氏擬桿菌、普通擬桿菌、梭桿菌屬、梭菌屬、肉毒梭菌、艱難梭菌明顯增多(均P<0.05)。見表2。

2.3 研究對象不同水平膳食纖維攝入者腸道菌群水平分析 將膳食纖維攝入水平按照攝入量的中位數(shù)分為兩組，低于P50為低膳食纖維，高于P50為高膳食纖維，將膳食纖維分層后比較兩組腸道菌群水平。在結直腸癌組中，除脆弱擬桿菌、單形擬桿菌外，在對照組中，除吉氏擬桿菌外，高膳食纖維亞組與低膳食纖維亞組的各菌群水平均有差異(均P<0.05)；在高膳食纖維亞組，結直腸癌患者與對照組研究對象各菌群水平均有差異(均P<0.05)。見表3。

2.4 腸道菌群與膳食纖維的相關性分析 結直腸癌組與對照組乳酸桿菌、雙歧桿菌與膳食纖維水平呈顯著正相關(均P<0.05)；糞腸球菌、屎腸球菌、普通擬桿菌、梭桿菌屬、梭菌屬、肉毒梭菌、艱難梭菌與膳食纖維水平呈顯著負相關(均P<0.05)。見表4。

表2 研究對象菌群水平比較

與對照組比較：1)P<0.05

表3 不同水平膳食纖維腸道菌群水平分析

與結直腸癌組低膳食水平組相比：1)P<0.05；與對照組高膳食纖維水平相比：2)P<0.05；與對照組低膳食纖維水平相比：3)P<0.05

表4 腸道菌群與膳食纖維的相關性分析

3 討 論

腸道菌群失衡對腸道的致癌作用可能通過腸道菌群失衡導致腸道黏膜受損、引發(fā)腸道黏膜的慢性炎性反應、腸道菌群產生多種生物酶及毒性代謝產物活化致癌物等方式〔6〕。結直腸癌患者腸道菌群水平與健康人群存在差異，這與文獻研究一致〔7〕。雙歧桿菌、乳酸桿菌等腸道有益菌能夠與腸道黏膜結合形成生物學屏障，保護腸道不受生物、化學因素的侵襲，達到防癌作用。腸球菌、腸桿菌等在正常情況下通過釋放毒素相互制約，并能達到一種平衡狀態(tài)，當菌群失調時，可破壞腸道的微生態(tài)，使腸道黏膜的屏障功能減弱，從而促進癌癥的發(fā)生；糞腸球菌可在腸道產生大量自由基、過氧化物等有害物質損傷腸道DNA，引起腫瘤發(fā)生。目前對于膳食纖維抗癌及機制的研究較多且復雜〔8～11〕，本研究發(fā)現(xiàn)，膳食纖維對腸道菌群具有一定的調節(jié)作用。綜合腸道菌群與結直腸癌的關系，提示膳食纖維可能通過提高腸道中乳酸桿菌、雙歧桿菌等有益菌的水平，降低腸道中大腸桿菌、腸球菌等有害菌的水平，影響腸道菌群在結腸癌發(fā)病過程中的作用。但本研究并未將膳食纖維攝入情況與腸道菌群構成及結直腸癌的進展進一步研究。因此，今后研究應加大樣本量，進一步探索纖維攝入情況與腸道菌群構成及結直腸癌進展的關系。

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〔2017- 04- 21修回〕

(編輯 袁左鳴)

張 濤(1974- )，男，碩士，副主任醫(yī)師，主要從事胃腸外科方面的研究 。

R73

A

1005- 9202(2017)15- 3853- 04；

10.3969/j.issn.1005- 9202.2017.15.096