基于文獻分析的IgA腎病患者共生菌群特征

趙晉 柏明 孫世仁

710032 西安，空軍軍醫大學第一附屬醫院腎臟內科

約4×1014共生菌群在人體各個器官定居[1]，共生菌群紊亂可能導致黏膜免疫反應與免疫耐受平衡打破，淋巴細胞增殖和分化異常，產生異常IgA1或自身抗體，繼而導致IgAN的發生或進展。對小鼠進行仙臺病毒聯合霍亂毒素灌胃及鼻腔滴注滅活仙臺病毒7周后可建立IgAN小鼠模型，分次尾部靜脈注射葡萄球菌腸毒素成功誘導大鼠IgAN模型[2]，兩種IgAN動物模型的建立提示呼吸道和消化道病原體可能與IgAN的發病密切相關，而上述病原體的滋生提示與人體共生的呼吸道和消化道菌群可能發生紊亂。然而，IgAN患者的共生菌群特征尚未完全闡明。本研究檢索已發表的關于IgAN患者共生菌群的所有文獻，系統評價文獻質量，并歸納總結IgAN患者的口腔和腸道共生菌群特征。

資料與方法

一、文獻檢索

利用主題詞聯合自由詞在數據庫Pubmed、Web of science、Cochrane Library、CNKI檢索調查IgAN患者共生菌群特征的文獻。檢索時限為數據庫建庫時間到2020年3月30日。此外，對已選取文獻的參考文獻進行篩查，手工錄入相關文獻。文獻納入標準：(1)研究IgAN患者口腔菌群的病例對照或橫斷面研究；(2)研究IgAN患者腸道菌群的病例對照或橫斷面研究。文獻排除標準：(1)沒有設置対照組；(2)存在混雜因素。

二、文獻質量評價

使用Newcastle-Ottawa Scale(NOS)量表[3]評價所選病例對照研究的質量。該量表由8個項目組成，評估3個維度：選擇性、可比性和暴露因素。NOS評分為0～10分，分值越高文獻質量越高。

三、數據提取

使用Excel來記錄和整理選定論文中需要的數據。Excel中的項目包括：(1)研究特點；(2)α多樣性；(3)β多樣性；(4)不同水平的差異菌群。文獻信息由兩位獨立研究者提取，通過討論和協商一致解決差異。

四、數據統計與分析

?歐陽兆熊:《水窗春囈》卷下“維揚勝地”條，轉引自陳從周《中國園林》，廣東旅游出版社1996年版，第108頁。

限于各項研究結果的異質性和文獻報道的不全面性，不能實現Meta分析。采用文獻計量的方法，對各項指標進行匯總和分析。

結 果

一、檢索結果與文獻特征

共檢索43篇文獻，去除綜述、不相關和重復的文獻后共納入11項研究(圖1)。研究IgAN患者口腔菌群的文獻9篇，其中扁桃體菌群4篇，唾液菌群4篇，牙齦菌斑菌群1篇。研究IgAN患者腸道菌群的文獻2篇。納入分析的11篇文獻特征見表1。

二、文獻質量

納入文獻經過NOS量表評估，9篇結果為6*，2篇為5*，提示文獻質量總體較高。(表2)

三、IgAN患者的口腔共生菌群

1.扁桃體菌群 Huang等[4]發現慢性扁桃體炎合并IgAN患者與慢性扁桃體炎不合并IgAN患者的扁桃體中可檢測到的8種細菌豐度沒有差異，并且對抗生素的敏感性沒有差異。Nagasawa等[5]采用聚合酶鏈式反應(polymerase chain reaction，PCR)和變性梯度凝膠電泳法(denatured gradient gel electrophoresis，DGGE)對IgAN患者和慢性扁桃體炎患者切除后的扁桃體組織的細菌進行分析，發現Haemophilus segnis、Campylobacter rectus、Treponema sp.在IgAN患者扁桃體組織中陽性檢出率顯著高于健康對照。根據IgAN患者在“切除扁桃體+糖皮質激素沖擊”療法治療后血尿和蛋白尿是否緩解進行分組，采用COX多因素回歸和K-M生存分析，發現Treponema sp.和Campylobacter rectus是IgAN患者尿蛋白和尿潛血的重要危險因素。Watanabe等[6]采用16S rRNA基因測序對IgAN患者、復發性扁桃體炎患者、兒童扁桃體增生患者切除的扁桃體菌群進行分析，發現IgAN患者的扁桃體菌群結構與復發性扁桃體炎患者相似，但與兒童扁桃體增生患者的菌群結構有明顯差異。在屬水平上，IgAN患者與復發性扁桃體炎患者的扁桃體菌群中沒有豐度顯著差異的菌屬。但是，與兒童扁桃體增生患者比較，IgAN患者扁桃體中Prevotella、Treponema、Porphyromonas的豐度更高，而Haemophilus的豐度更低。將IgAN患者按病理分型、血清IgA1濃度、血清gdIgA1濃度、尿蛋白定量、腎小球濾過率進行分組，也沒有發現各組之間有顯著差異的菌群。Ito等[7]發現Cnm蛋白陽性的Streptococcus mutans在IgAN患者扁桃體中陽性率更高，并且Cnm蛋白陽性的IgAN患者尿蛋白水平更高、血清白蛋白濃度更低。(表3)

表1 納入文獻的基本特征

表2 入選文獻的質量評價(NOS評分)

表3 IgAN患者扁桃體菌群分析研究的基本結論

2.唾液菌群 Piccolo等[8]細菌培養發現IgAN患者唾液中Bifidobacterium的豐度低于健康對照。16s rRNA焦磷酸基因測序提示IgAN患者與健康對照的唾液菌群α多樣性沒有差異，而二組的β多樣性存在明顯差異。與健康對照比較，在門水平，Proteobacteria在IgAN患者中豐度較高，而Bateroidetes的豐度較低；在屬水平，Filifactor在IgAN患者中豐度較低；在種水平，Neisseria sp.在IgAN患者中豐度較高，而Filifactor sp.和Corynebacterium sp.的豐度較低。Misaki等[9]采用PCR分析了IgAN患者唾液中Streptococcus mutans，發現Streptococcus mutans陽性的患者尿蛋白水平更高，齲齒發生率更高。此后，該團隊[10]又比較了IgAN患者和健康對照的唾液中Campylobacter rectus，顯示其在IgAN患者中豐度較高，與尿蛋白水平相關。Shaoding等[11]采用16s rRNA基因測序分析了IgAN患者和健康對照的唾液菌群，發現IgAN患者與健康對照的唾液菌群α多樣性沒有差異，但是二者的β多樣性存在明顯差異。在門水平，兩組之間也沒有豐度差異的菌群。在屬水平，與健康對照相比，IgAN患者中Granulicatella的豐度較高，而Prevotella和Veillonella的豐度較低。(表4)

3.牙齦菌斑菌群 Cao等[12]分析了慢性牙周炎合并或不合并IgAN患者的牙齦菌斑菌群，發現兩組患者牙齦菌斑菌群的β多樣性存在差異。合并IgAN的慢性牙周炎患者，在門水平，Actinobacteria、Proteobacteria、Gracilibacteria的豐度較高，而Bacteroidetes、Fusobacteria、Spirochaetae的豐度較低；在屬水平，Bergeyella、Capnocytophaga、Actinomyces、Corynebacterium、Comamonas、Lautropia、Streptococcus的豐度較高，而Treponema-2、Prevotella的豐度較低。(表5)

4.IgAN患者的腸道共生菌群 De Angelis等[13]發現，與健康對照比較，在門水平，Firmicutes在IgAN患者豐度較高，而Bacteroidetes的豐度較低；在屬水平，Bifidobacterium和Filifactor的豐度降低。Hu等[14]發現，與健康對照比較，在門水平，IgAN患者Fusobacteria豐度較高，而Synergistetes的豐度較低；在屬水平，Escherichia-Shigella、Hungatella、Eggerthella的豐度較高，而Prevotellaceae_UCG-001 Coprococcus_2等菌屬豐度較低。(表6)

討 論

多項臨床試驗提示扁桃體切除術聯合激素沖擊療法可以獲得較高的臨床緩解率，并可保護患者進展為ESRD[15-16]。同時，牙周炎的治療可以提高扁桃體切除術聯合激素沖擊療法的療效[17]。盡管口腔菌群只占人體共生菌群的極少部分[1]，其在口腔黏膜免疫系統的應答中發揮著重大的作用，或許是IgAN發病和進展的重要因素。

目前，只有一項研究對IgAN患者和復發性扁桃體炎患者的扁桃體菌群進行分析，提示IgAN患者與慢性扁桃體炎患者可能存在相似的扁桃體菌群特征[5]。然而，目前尚無IgAN患者或復發性扁桃體炎患者與健康人群扁桃體菌群差異分析的文獻，因此這種菌群結構的相似性是否具有特異性并不清楚。另有兩項研究在種水平，對特定細菌的豐度在兩組之間進行了比較，發現Treponema、Streptococcus mutans、Campylobacter rectus在IgAN患者扁桃體檢出率較高，從而提示IgAN患者與復發性扁桃體炎患者的扁桃體菌群可能存在特殊差異[6-7]。因此，關于IgAN患者與慢性扁桃體炎患者扁桃體菌群的特征以及二者潛在的病因學關系需要進一步探索。

牙周組織的菌群密度很高[1]，與結腸相當，達到1011/m3。關于牙周炎合并或不合并IgAN患者牙齦菌斑菌群的16s rRNA基因測序分析[12]發現兩組患者菌群結構顯著差異，并且在不同的分類水平有豐度變化差異的菌群，提示IgAN患者可能具有特殊的牙齦菌群。目前，尚缺乏健康人群牙齦菌斑的菌群分析，上述菌群豐度的改變與疾病相關性或特異性也存在不確定性。

表4 IgAN患者唾液菌群特征

表5 慢性牙周炎合并IgAN患者的牙齦菌群變化

表6 IgAN患者腸道菌群特征

IgAN患者的唾液菌群分析均納入了健康人群作為對照。兩項基因測序研究提示，在不同的分類水平上，沒有發現豐度變化一致的菌群，可能與兩個研究納入的人種有關(意大利、中國)。然而，對特定菌種的分析提示Streptococcus mutans和Campylobacter rectus在IgAN患者唾液中豐度較高，并且與尿蛋白水平相關，這與扁桃體特定菌種分析[5，7]的結果一致。

結腸是共生菌群在人體寄居的最大場所，達到4×1011個。已知的腸道細菌達到1 000多種，重量達到1～2 kg，腸道微生物的基因數量是人體基因數的10倍。腸道菌群失調與IgAN的關系也逐漸引起學術界的關注。然而，兩項研究在各分類水平沒有鑒定到豐度變化一致的菌群，主要原因可能是研究對象地域差異和人種差異，前一項研究在意大利完成，以高加索人種為主，后一項研究在中國完成，以漢族人為主。一項隨機對照臨床試驗顯示，激素定點干預腸道黏膜免疫可以延緩IgAN的進展，在回腸末端定點釋放布地奈德后，IgAN患者的尿蛋白肌酐比明顯下降[18]。IgAN模型小鼠(a1KI-CD89Tg小鼠)口服抗生素清除腸道菌群后，hIgA1在系膜區沉積減少、腎小球炎癥減弱、蛋白尿減輕[19]。B細胞激活因子(B-cell activating factor of the TNF family，BAFF)上調的正常小鼠腎小球系膜區IgA沉積，血清異常糖基化的多聚體IgA升高，進展為類似IgAN的腎小球疾病，而BAFF上調的無菌小鼠沒有上述現象[20]。兩項動物實驗均提示異常IgA1的產生依賴腸道共生菌群。此外，2例IgAN患者服用魯比前列酮后尿蛋白下降和腎功能好轉，也可能與腸道菌群失調的糾正和腸源性尿毒癥毒素的清除有關[21]。

基于目前證據，尚不能明確IgAN患者口腔菌群和腸道菌群的基本特征。為揭示IgAN患者共生菌群的真實特征，需要采用高通量基因測序和生物信息學的方法對IgAN患者分布在各個部位(尤其腸道)的共生菌群進行鑒定和分析，同時倡導對研究結果進行全面和定量的報告。