以腸道菌群為靶點的酒精性肝病治療方法研究進展

孫海麗,劉鵬飛，張錦，李丹

(延安大學附屬醫院，延安716000)

酒精性肝病(ALD)不僅僅是歐美國家，更是全球的公眾健康問題。ALD是全球最常見與肝臟相關的死亡原因，占全球死亡人數的5.9%[1]，占所有肝硬化相關死亡人數的47.9%[2]。ALD是指長期大量飲酒導致的肝病，定義為飲酒史>5年，折合乙醇量男性>40 g/d，女性>20 g/d，或2周內有大量飲酒史，折合乙醇量>80 g/d[3]。ALD疾病譜包括單純性酒精性脂肪肝(AFL)、酒精性肝炎(AH)、肝硬化及肝癌。對于ALD的治療，戒酒是最重要和最基本的治療方法，但戒酒困難，除了戒酒之外，還有補充營養、藥物治療、肝移植等方法，嚴重酒精性肝硬化可考慮肝移植，但由于肝移植前需至少戒酒3～6個月，而且因為敗血癥、部分倫理問題使得肝移植很難實施，因此，尋求治療ALD新的治療方法十分必要。大量數據表明，腸道菌群在ALD發病機制中發揮重要作用，酒精性脂肪肝與腸道菌群結構的變化有關[4]。近年來，有大量的動物試驗和臨床試驗均表明腸道菌群可做為治療ALD的新靶點。以腸道菌群為靶點治療ALD可分為非靶向治療和靶向治療，前者包括飲食、益生菌、益生元、抗生素和糞菌移植，后者包括以細菌和宿主代謝物及代謝途徑為靶點的調控。現以腸道菌群為靶點的ALD治療方法研究進展綜述如下。

1 非靶向治療

1.1 飲食治療 飲食治療是最簡單亦是最有效調節腸道菌群的方法之一，通過特定的飲食可使腸道微生物在1 d之內發生巨大變化[4]。西方高動物蛋白和脂肪飲食，與大量的擬桿菌和氨基酸產物濃度較高有關[5]。在一項基礎試驗中，給予奶酪和腌肉為主的動物性飲食，發現糞便中乳酸乳球菌、乳酸片球菌和葡萄球菌的數量明顯增高，而普氏菌屬明顯減少[5]，而以植物性飲食為主，腸道中短鏈脂肪酸(SCFA，包括丁酸鹽、醋酸鹽、乳酸鹽)濃度會明顯增加[5]。最近的一項研究表明，食用富含乳制品、咖啡、茶和巧克力的飲食，可增加腸道微生物多樣性和減少肝硬化患者的住院率[6]，咖啡和茶可提供食用多酚，多酚可調節腸道菌群和減少肝臟脂肪變性[7]；大黃提取物可通過提高糞便中Akkermansia菌和擬桿菌的濃度來調節微生物生態系統，并通過減輕炎癥和氧化損傷來改善ALD損傷。另外，有研究表明，飲食中的飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸對ALD小鼠模型的腸道菌群、腸道屏障和肝臟損傷有不同的調節作用，不飽和脂肪酸會加劇乙醇介導的腸道通透性、肝臟脂肪變性、炎癥和損傷,而富有飽和脂肪酸的飲食則可逆轉乙醇所致的腸道菌群紊亂和肝臟損傷[8]。可見，不同類型的飲食結構對ALD患者腸道菌群有不同的影響，乙醇介導的肝損傷和腸道失調可通過飲食操作做為治療靶點，此可能在ALD管理中提供一種新的治療方法。

1.2 益生菌治療 益生菌被定義為單一培養物或混合培養的一種微生物，可用于改善腸道微生物群的特性，從而對人體產生有益影響。益生菌對于ALD的有益作用可能通過以下機制[9]：①益生菌如羅伊乳桿菌，可能產生一種可抑制病原菌的生長、上皮結合與入侵的抑菌劑；②益生菌可促進腸上皮細胞的生長來增強腸道黏膜的屏障功能；③益生菌可調節免疫系統，從而抑制促炎因子如TNF-α的釋放和誘導保護因子如IL-10的釋放；④益生菌可誘導微量阿片和大麻素受體的表達，如有腹痛，可達到鎮痛的作用效果。在動物實驗中，以鼠李糖乳桿菌和嗜酸乳桿菌為益生菌飲食喂養ALD小鼠模型4周后，益生菌組的TLR4水平明顯低于對照組,腸道黏膜屏障通透性和肝臟炎癥得到明顯改善[10]。亦有研究表明，益生菌可減少炎性因子如IL-1β、TNF-α的釋放，誘導抗炎因子如IL-10和TGF-α的釋放。在臨床上，肝硬化患者服用VSL#3(八種不同菌株的混合物)后，血清LPS、TNF-α、IL-6和IL-10水平明顯下降，肝功能亦得到一定程度改善[11]。在另一項研究中，酒精性肝炎患者攝入乳酸菌和鏈球菌后，血清內毒素和TNF-α水平明顯下降[12]。上述研究表明腸道菌群在ALD發病機制和治療中扮演重要角色。

1.3 益生元治療 益生元是指可促進腸道微生物生長和分泌活性的一種膳食纖維成分，對機體產生有益的作用[13]。益生元作為部分腸道有益菌(如乳桿菌和雙歧桿菌)的底物，不被胰酶和腸酶水解，產生一些具有抗菌活性的短鏈脂肪酸(SCFA)，通過降低腸道pH值而抑制病原菌的增長，或增強腸道黏膜屏障功能以發揮抗炎作用[14]，提高機體對入侵病原體的抵抗力。在動物試驗中，已有實驗表明，使用益生元可減輕ALD的肝臟損傷[15]，例如給予大鼠喂養燕麥后，可增強腸道黏膜屏障和改善乙醇所致的肝臟損害[15]。在小鼠試驗中，給予補充低聚果糖后，可減少小腸細菌過度增長(SIBO)，減輕酒精性肝炎的炎癥程度[16]。在臨床上，我們可以觀察到益生元對亞臨床肝性腦病的治療也非常有效。

1.4 抗生素治療 抗生素是臨床常用的一種藥物，主要用于治療各種細菌感染或治療微生物感染類疾病。在ALD的應用中，抗生素做為一種抑菌劑，可減少腸道有害細菌的數量和減少脂多糖(LPS)的釋放，并減少相關的炎癥反應。在動物試驗中，給予ALD模型大鼠多黏菌素B及新霉素治療后，大鼠的血清內毒素和AST數值會降到健康對照組水平[17]。在臨床研究中，給予ALD患者新霉素與諾佛沙星治療后，可顯著提高患者的Child-Pugh 評分，還可減少小腸細菌過度增殖[18]。利福昔明是一種廣譜類抗生素，已被用來治療肝性腦病，不僅可改善肝硬化患者的預后[19]，而且還可治療肝硬化相關的血小板減少癥，后者的作用可能與利福昔明減少內毒素的釋放有關。同樣，有試驗表明，給予ALD患者口服利福昔明4周后，患者的血小板計數增高，血清內毒素水平下降，IL-1、IL-6及TNF-α水平均下降。上述研究表明抗生素可能作為治療ALD的一個新靶點[20]。

1.5 糞菌移植(FMT)治療 FMT是指將健康個體的功能菌群移植給患病的受體。FMT用于治療肝臟疾病的臨床試驗正處于探索階段，如重度酒精性肝炎、肝性腦病、慢性乙型病毒性肝炎、非酒精性脂肪肝、原發性膽汁性肝硬化。而對于重癥酒精性肝炎(SAH)患者，30天病死率可達20%～50%,而存活的患者亦有70%可能發展為肝硬化[4]。糖皮質激素和己酮可可堿是目前主要治療方法，糖皮質激素可改善患者28天生存率，但對于3個月及6個月生存率改善不明顯，且糖皮質激素只適合少部分SAH患者，多數患者對于糖皮質激素無反應。所以，糞菌移植可做為SAH患者的另一種選擇。Philips等[21]研究表明，進行FMT治療的患者1年生存率明顯提高。同時，在研究中我們發現，進行FMT后6個月～1年，SAH患者的腸道菌群結構會發生明顯的變化，部分致病菌如肺炎克雷伯菌數量會下降，而部分非致病菌如絨毛腸球菌、長雙歧桿菌數值會增加。此外，部分代謝途徑亦會發生變化，在SAH患者中原本高度活躍的代謝途徑，如與炎癥(花生四烯酸代謝)、細胞毒性和氧化應激(香葉醇和苯乙烯降解)、內源性有毒乙醇和揮發性有機化合物負荷(己內酰胺、甲苯和丙酸代謝)及芳香族氨基酸生成(色氨酸和丙酸苯丙氨酸代謝)相關的途徑會顯著減少并修飾成部分有益的途徑，如非芳香族氨基酸生物合成、代謝、抗炎途徑(硫胺代謝、過氧化物酶體和過氧化物酶體增殖物激活受體途徑)和細胞再生[4]。

2 靶向治療

2.1 補充微生物的代謝物 在ALD模型老鼠和ALD患者中，我們均發現腸道菌群的代謝產物發生了明顯變化。有實驗表明，ALD小鼠腸道內飽和短鏈脂肪酸(SFLA)明顯減少，給予這些老鼠補充SFLA后，腸道乳酸桿菌的種類會明顯增加，亦會改善乙醇導致的肝損情況[22]。同樣，補充丁酸的前體物質三丁酸甘油酯，會增強腸道屏障和改善酒精性脂肪肝[23]。根據宏基因組學和代謝物組學分析，ALD小鼠膽汁酸代謝發生明顯改變，法尼醇X受體(FXR)活性會下降，FXR影響多種抗菌物質的合成，包括血管生成素-1和核糖核酸酶-4，這些抗菌蛋白的缺失會導致SIBO的發生[27]。Fexaramine是FXR受體激動劑，給予ALD老鼠補充Fexaramine后，我們觀察到腸道炎癥可以得到改善、腸道屏障功能穩固、肝臟脂肪變性和肝臟損傷減少。

2.2 補充生物工程細菌 生物工程菌是精準調節腸道菌群的另一種方法。在適度飲酒、酗酒患者和酒精性肝硬化患者中，腸道菌群的結構和功能發生明顯的變化。革蘭陰性菌分泌產生的抗氧化劑吡咯喹啉醌，通過對抗乙醛引起的氧化應激而減輕肝臟損傷[24]。在動物試驗中，乙醇喂養的大鼠模型中，補充吡咯喹啉醌能降低血液中乙醛的水平[25]。補充轉染了吡咯喹啉醌質粒的大腸桿菌Nissle 1917能降低乙醇誘導的肝氧化應激和高脂血癥[24]，提高糞便中SCFA(包括醋酸鹽、丙酸鹽、丁酸鹽等)的水平。

2.3 調節微生物代謝途徑 我們已通過生物工程加工出可生產和分泌白細胞介素22(IL-22)的羅伊氏乳桿菌。利用代謝組學分析，我們發現在乙醇喂養的小鼠和酒精性肝炎患者中，腸道色氨酸代謝產物如3-吲哚乙酸的水平均有所下降。吲哚-3乙酸是芳基烴受體的配體，誘導3型固有免疫細胞(ILC3)產生 IL-22。所以，ALD模型大鼠，腸道ILC3產生IL-22被抑制。在大鼠實驗中，補充3-吲哚乙酸或產生IL-22的羅伊氏乳桿菌可誘導作用于腸上皮細胞的IL-22靶基因REG3G，可減少腸道細菌易位和改善ALD的肝損傷情況[26]。另外，有研究已證實，在ALD小鼠和患者中，血漿LPS水平會明顯增高，會激活LPS/Toll樣受體-4(TLR-4)通路，引起細胞下游免疫級聯反應，激活核因子-κB(NF-κB)和蛋白-1，釋放下游細胞因子如γ干擾素、TNF-α、IL-6、IL-1、趨化因子和活性氧。在TLR-4敲除和突變的小鼠中，我們觀察到ALD小鼠的肝臟脂肪變性、細胞壞死和炎癥均得到顯著改善。所以，我們可以利用LPS/TLR-4通路，可以通過敲除TLR-4，從而達到治療ALD[27]。

綜上所述，腸道菌群變化是ALD發病的重要因素，所以腸道菌群可做為ALD的治療靶點。通過飲食、益生菌、益生元、抗生素、糞菌移植等方法可非靶向改變腸道菌群，而通過補充腸道特定微生物代謝物、補充生物工程細菌、調節微生物代謝途徑可靶向精準的改變腸道菌群，從而達到治療ALD的目的。但這些研究尚處于初級階段，目前對腸道微生物與宿主間的研究較多，而對于腸道菌群與ALD的研究較少，我們仍需不同的ALD臨床前模型、ALD臨床期分期和大量的樣本來證實腸道菌群與ALD患者間的相互作用。