腸道微生態(tài)在原發(fā)性硬化性膽管炎進(jìn)展中的作用及治療策略

沈波 陸倫根

原發(fā)性硬化性膽管炎(PSC)是一種罕見的、以肝內(nèi)外膽管受損為主要特征的原發(fā)疾病[1]，易導(dǎo)致膽管炎癥和肝纖維化的發(fā)生。該類患者往往會(huì)合并堿性磷酸酶(ALP)和γ-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶升高等血清學(xué)變化[1]。特別值得注意的是，70%的PSC患者伴有炎癥性腸病(IBD)[2-3]。甚至在已接受肝移植的PSC患者中，仍有25%的患者會(huì)發(fā)生與IBD密切相關(guān)的PSC復(fù)發(fā)[4]。鑒于PSC與IBD間的緊密聯(lián)系，提示腸道微生態(tài)在PSC進(jìn)展過程中可能起重要作用。

目前的理論認(rèn)為，腸道微生態(tài)在PSC的作用主要分為三個(gè)方面：PSC患者的腸道微生態(tài)發(fā)生紊亂； PSC患者的腸道通透性增加，有利于腸道菌群及代謝產(chǎn)物進(jìn)入肝臟；腸道菌群及相關(guān)分子刺激肝臟免疫激活，促進(jìn)膽管炎癥和肝纖維化的發(fā)生。我們將從以下三個(gè)方面介紹腸道微生態(tài)導(dǎo)致PSC的機(jī)制和可能的治療策略。

一、PSC患者腸道微生態(tài)變化

相對(duì)正常人而言，PSC患者腸道菌群的α-多樣性(群落內(nèi)的物種多樣性)和β-多樣性(群落分化的程度)均出現(xiàn)明顯下降[5-7]。除了多樣性改變，PSC患者腸道菌群某些菌群豐富度也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)變化。特別是韋榮球菌(Veillonella)、腸球菌(Enterococcus)和鏈球菌(Streptococcus)，其豐度顯著升高。以上三種細(xì)菌均是有害菌，有研究表明，韋榮球菌可以通過腸道淋巴細(xì)胞進(jìn)入肝臟。而腸球菌則是一種對(duì)萬古霉素敏感的細(xì)菌，它可以通過分泌金屬蛋白酶分解上皮鈣黏蛋白破壞腸屏障[8]。

PSC伴有IBD(PSC-IBD)和不伴有IBD的PSC患者腸道菌群是否有差異目前仍有爭(zhēng)議。有研究認(rèn)為PSC與PSC-IBD間的菌群多樣性并不存在顯著差異，PSC患者菌群的改變與IBD的發(fā)生無關(guān)[6, 9]。但這些結(jié)論都建立在患者的糞便主要收集于IBD的緩解期，存在一定局限性。Bajer等[10]發(fā)現(xiàn)，PSC-IBD比PSC患者的菌群β-多樣性下降更為明顯。

二、腸道通透性的改變及菌群移位

腸道屏障是抵御腸道菌群進(jìn)入肝臟的重要屏障，其主要有兩部分組成：抗菌黏液層和腸上皮細(xì)胞間的緊密連接。一旦腸黏膜受損，細(xì)菌和相關(guān)代謝產(chǎn)物可以通過被破壞的腸黏膜屏障進(jìn)入門靜脈循環(huán)和肝臟[11]。已經(jīng)有研究表明，當(dāng)IBD處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，腸道黏膜通透性上升，但通透性的程度與IBD的炎癥程度并不相關(guān)。但是隨著IBD患者接受治療后，腸道黏膜通透性出現(xiàn)下降[12]。

考慮到PSC中有70%的患者會(huì)并發(fā)IBD，PSC-IBD患者腸道黏膜通透性的改變也是腸道微生態(tài)能夠在PSC中起作用的重要條件。但研究表明，伴有IBD的PSC患者腸道黏膜通透性并未明顯升高。對(duì)于PSC-IBD患者，IBD活動(dòng)的嚴(yán)重程度與PSC病情也無相關(guān)性[13-15]。這與腸道黏膜通透性升高促進(jìn)PSC進(jìn)展相矛盾。但與此相反的是，在PSC患者接受肝移植后，結(jié)腸切除手術(shù)可以顯著降低PSC復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，提示了腸道屏障在其中的作用。因此，PSC-IBD腸道黏膜通透性具體的改變?nèi)杂写芯俊?/p>

三、腸道微生態(tài)改變引起的肝臟及膽管炎癥

腸道微生態(tài)調(diào)控PSC引起肝臟及膽管炎癥的細(xì)胞，主要包括巨噬細(xì)胞和膽管細(xì)胞。特別是膽管細(xì)胞，其調(diào)控的免疫反應(yīng)一直是PSC研究的熱點(diǎn)。巨噬細(xì)胞和膽管細(xì)胞通過分泌細(xì)胞因子，促進(jìn)膽管重塑和纖維化[16]。有研究表明，來源于PSC患者的原代膽管細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生更多的免疫反應(yīng)[16]。除此之外，Th17細(xì)胞在PSC中的作用也值得關(guān)注。Nakamoto等[17]研究發(fā)現(xiàn)，接受PSC患者糞菌移植的PSC-IBD模型小鼠，其炎癥和纖維化相關(guān)基因表達(dá)上升，Th17細(xì)胞在肝臟和腸道中的比例也明顯上升。Katt等研究也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果，PSC患者膽汁中分離的細(xì)菌相對(duì)于正常人和原發(fā)性膽汁性膽管炎(PBC)患者，可刺激外周血單核細(xì)胞(PBMC)分化出更多的Th1和Th17細(xì)胞，并進(jìn)一步介導(dǎo)免疫反應(yīng)[3]。

除了肝臟中巨噬細(xì)胞和膽管細(xì)胞調(diào)控的免疫反應(yīng)，腸道來源的T細(xì)胞進(jìn)入肝臟介導(dǎo)免疫反應(yīng)也是重要的途徑。在PSC中，肝臟會(huì)異常表達(dá)本身局限于腸道的內(nèi)皮細(xì)胞粘附因子(如MAD-CAM-1、VAP-1)，這些粘附因子有助于白細(xì)胞通過肝竇內(nèi)皮細(xì)胞促進(jìn)炎癥反應(yīng)[18]。與這一研究類似，Adam等[19]研究表明，趨化因子受體在正常情況下聚集于腸道。但在PSC中，它會(huì)異常表達(dá)于肝臟，并通過腸肝循環(huán)誘導(dǎo)腸道淋巴細(xì)胞聚集于肝臟，促進(jìn)炎癥。PSC患者腸道淋巴細(xì)胞高于健康對(duì)照組。

腸道微生態(tài)除了通過肝臟和腸道的免疫細(xì)胞調(diào)控肝臟及膽管炎癥，還會(huì)通過腸肝的膽汁酸循環(huán)調(diào)控炎癥。正常情況下，肝臟會(huì)分泌初級(jí)膽汁酸，并通過膽管分泌至腸道。而腸道菌群可以將初級(jí)膽汁酸修飾為次級(jí)膽汁酸，通過FXR和TGR5介導(dǎo)的途徑被重吸收進(jìn)入肝臟。該過程促進(jìn)抗菌肽的分泌和成纖維化細(xì)胞生長(zhǎng)因子的產(chǎn)生。但在PSC腸道微生態(tài)紊亂的情況下，膽汁酸循環(huán)的平衡受到破壞并進(jìn)一步導(dǎo)致多種炎癥信號(hào)通路的激活，成為腸道微生態(tài)介導(dǎo)肝臟及膽管炎的重要方式之一[20]。

四、針對(duì)PSC患者腸道微生態(tài)紊亂的治療策略

目前沒有任何一款藥物被證明可以延長(zhǎng)PSC患者的無移植存活期。盡管親水性膽汁酸熊去氧膽酸(UDCA)被廣泛用于治療PSC，但是對(duì)于UDCA能否顯著延長(zhǎng)PSC患者的中位生存率仍然存在爭(zhēng)議[1]。針對(duì)PSC患者腸道微生態(tài)的藥物則可能是另一種有效的治療方式。目前針對(duì)腸道微生態(tài)的藥物及治療方式主要分為三種：抗生素、糞菌移植和益生菌。盡管這三種針對(duì)腸道微生態(tài)的機(jī)制并不明確，但主要都是通過改善PSC患者腸道微生態(tài)的紊亂，并減少腸道致病菌豐度進(jìn)而影響PSC的進(jìn)展。

抗生素的治療主要包括萬古霉素和甲硝唑。萬古霉素可以降低PSC患者ALP 40%以上，高劑量的甲硝唑可以達(dá)到類似效果[1]。但這些研究都建立在小樣本病例基礎(chǔ)上，同時(shí)也只是把ALP水平降低作為主要臨床終點(diǎn)，對(duì)于肝臟組織學(xué)的改變并未進(jìn)行研究。考慮到抗生素的不良反應(yīng)，對(duì)其臨床應(yīng)用持謹(jǐn)慎態(tài)度。

除了抗生素，糞菌移植也是重要的降低致病菌和提高益生菌豐度的手段。在6例接受糞菌移植的PSC患者中，有50%的患者腸道菌群分布度發(fā)生改變，并伴隨ALP水平的降低。但同樣存在著樣本量過小和主要臨床終點(diǎn)設(shè)置的問題。而對(duì)于益生菌，目前的研究認(rèn)為益生菌并不能對(duì)PSC患者的血清學(xué)指標(biāo)起到任何改善作用[1]。

腸道微生態(tài)調(diào)控PSC的研究仍然存在問題。首先，PSC患者腸道菌群的紊亂是否與PSC進(jìn)展存在因果關(guān)系，是否因腸道菌群紊亂導(dǎo)致PSC的進(jìn)展仍然存在爭(zhēng)議；其次，目前絕大多數(shù)關(guān)于PSC患者腸道微生態(tài)的研究都會(huì)把正常人微生態(tài)作為對(duì)照，這樣就難以區(qū)分PSC腸道菌群的紊亂是否獨(dú)立于伴發(fā)的IBD引起的腸道微生態(tài)改變；腸道通透性增加經(jīng)常被認(rèn)為是致病途徑中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但目前的研究尚未證實(shí)。

目前認(rèn)為，PSC患者腸道微生態(tài)的紊亂會(huì)導(dǎo)致腸道致病菌豐度升高，而相應(yīng)的腸道黏膜屏障通透性改變又使得致病菌和代謝產(chǎn)物能進(jìn)入肝臟，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞、膽管細(xì)胞和腸道來源的T細(xì)胞分泌炎癥因子，激活肝臟免疫細(xì)胞，促進(jìn)肝臟、膽管炎癥和肝纖維化的進(jìn)展。同時(shí)，腸道微生態(tài)紊亂也會(huì)導(dǎo)致正常的腸肝間膽汁酸循環(huán)破壞，并進(jìn)一步導(dǎo)致肝臟炎癥因子分泌，共同促進(jìn)肝臟及膽管炎癥。而針對(duì)該機(jī)制的治療主要包括抗生素、糞菌移植和益生菌，但這些治療方式只是在小樣本量研究中進(jìn)行，缺乏肝臟組織學(xué)改變的有力證據(jù)，需要更多的臨床研究予以證實(shí)。