結腸炎相關性腸癌患者腸道菌群紊亂及腸道黏膜損傷情況分析

康發財，趙書紅，陳思楨，孫必達

(上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院舟山分院 消化內科，浙江 舟山 316000)

結腸炎是由于腸道黏膜發生病變引起的消化道疾病，按照發病原因可分為感染性結腸炎、缺鐵性結腸炎、潰瘍性結腸炎等，其中潰瘍性結腸炎患者居多，發病年齡以20～40歲為主。我國潰瘍性結腸炎確診10年后腸癌發病率為1.15%，20年后升至3.56%，30年后高達14.36%。結腸炎相關性腸癌是由結腸炎通過炎癥-異型增生-癌變途徑形成，病變累及直腸、結腸部位，其受累范圍隨病變程度加深而增加。腸道菌群對機體免疫、新陳代謝等多種生理過程具有促進作用，其結構改變可引起腸道微生態失調，免疫功能減弱，進而引發腸道炎癥。有研究認為，腸道菌群紊亂所產生的炎癥可破壞腸道免疫系統，降低腸道黏膜細胞自我修復功能，進而促進腸癌的發展。本研究探討潰瘍性結腸炎及其相關腸癌患者的腸道菌群特點及腸道黏膜損傷情況，以期為臨床疾病診斷及治療提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院舟山分院2018年9月—2022年7月收治的215例潰瘍性結腸炎及其相關性腸癌患者的臨床資料，納入標準：①符合我國《炎癥性腸病診斷與治療的共識意見 2018》中結腸炎及結腸炎相關性腸癌診斷標準；②入組前2月內未采取任何治療措施；③進行腸鏡檢查。排除標準：①合并胃潰瘍、直腸癌等其他胃腸道疾病或腸癌患者；②嚴重機體免疫功能障礙者；③無法配合取樣檢測者。215例患者中，男114例，女101例，年齡20～47歲，平均(33.41±6.52)歲；疾病分類：初發型49例，慢性復發型68例，慢性持續型62例，急性爆發型36例；疾病嚴重程度：輕度71例，中度79例，重度65例；黏膜組織學分期：潰瘍性結腸炎活動期83例，緩解期69例，結腸炎相關性腸癌63例。另選同期70例健康體檢者資料，均接受腸道菌群檢測、腸鏡檢查，并取結腸黏膜組織樣本進行病理檢查；其中男38例，女32例，年齡22～46歲，平均(33.87±5.83)歲。本研究經醫院倫理委員會批準，所有受試者均知情同意。

1.2 腸道菌群失調程度分析及判定標準取患者新鮮糞便，采用無菌牙簽蘸去糞便直接涂抹于潔凈的載玻片上，厚度與血膜推片相近，待自然干燥后使用酒精火焰固定3次，然后用Gram染色液染色，先于100倍顯微鏡下觀察圖片的厚度及染色情況，再用1 000倍油鏡觀察并進菌群失調度判定。基本正常：細菌總數大體正常，革蘭氏陽性桿菌數多于革蘭氏陰性桿菌數，并有少量革蘭氏陰性球菌及陽性球菌，無明顯酵母樣菌。Ⅰ度腸道菌群失調：細菌總數大體正常，革蘭氏陽性桿菌數略少，陰性桿菌數略有增加。Ⅱ度腸道菌群失調：細菌總數明顯減少，革蘭氏陽性桿菌數明顯減少，陰性桿菌數明顯增多，革蘭氏陽性球菌明顯增加，球桿比例增加，伴有少量酵母樣菌。Ⅲ度腸道菌群失調：總細菌數極少，革蘭氏陽性、陰性桿菌均大幅度降低，類酵母樣菌或葡萄球菌占絕大多數。

1.3 菌群菌落分析 稱取受試者新鮮糞便標本0.5 g，加入4.5 mL標本稀釋液充分稀釋混勻，并采用梯度稀釋法依次稀釋10～10，選取腸桿菌、腸球菌、擬桿菌、雙歧桿菌、乳桿菌、消化球菌、小梭菌7種菌種，根據菌落濃度參考值將每個稀釋度菌液分別滴于培養基上，于培養箱內培養24 h后采用顯微鏡觀察菌落生長情況并計數。計數方法：=[(菌落數×50)/3]×稀釋倍數，再取對數，以lg10表示。

1.4 潰瘍性結腸炎臨床分級

1.4.1 內鏡分級于Baron內鏡下觀察患者腸道，根據內鏡下UC活動分級標準，0級：黏膜正常，腸壁光滑平整；Ⅰ級：血管模糊，黏膜充血；Ⅱ級：黏膜接觸性充血；Ⅲ級：黏膜自發性充血；Ⅳ級：腸鏡下黏膜呈現大小不等的潰瘍創面。

1.4.2 黏膜組織學分期活動期：①固有膜內彌漫性、慢性炎性細胞、中性粒細胞、嗜酸性粒細胞浸潤；②隱窩急性炎性細胞浸潤，發展成隱窩炎隱窩膿腫，有膿腫潰入網有膜；③隱窩上皮增生，杯狀細胞減少；④可見黏膜表層糜爛、潰瘍形成，肉芽組織增生。緩解期：①中性粒細胞消失，慢性炎細胞減少；②隱窩大小形態不規則，排列紊亂；③腺上皮與黏膜肌層間隙增大；④潘氏細胞化生。

1.4.3 臨床嚴重程度分級根據美國胃腸病協會結腸炎診療指南進行分級，輕度(S1)：大便<4次/d，血沉正常，可伴有或不伴有血便，全身無中毒表現；中度(S2)：血便較輕度次數增加，伴有輕微發熱、貧血、心率增加等癥狀，血沉偏高；重度(S3)：血便>6次/d，伴有明顯發熱、貧血、心動過速等中毒癥狀，血沉升高。

1.5 病理檢查 于患者結腸段內每隔10 cm腸段取2～4塊黏膜進行病理組織染色，于光學顯微鏡下觀察組織浸潤程度。

2 結果

2.1 腸道菌群失調狀況 隨著腸道病變程度增加，腸道菌群失調程度逐漸增加，且各組之間比較差異均具有統計學意義(<0.05)，見表1。

表1 不同病變程度的患者腸道菌群失調狀況比較[n(%)]

2.2 腸道菌落分布及水平 顯微鏡下觀察菌落生長情況，結果顯示：腸桿菌、腸球菌、消化球菌、小梭菌密度隨病變程度的增加而升高，雙歧桿菌、乳桿菌密度隨病變程度的升高而降低，各組間比較差異均具有統計學意義(<0.05)，各組擬桿菌密度差異無統計學意義(>0.05)。見表2。

表2 不同病變程度的患者腸道菌落分布及水平

2.3 不同病變程度患者病理特征 正常人腸鏡下可見腸道黏膜光滑、平整，無充血、水腫，組織染色為單層柱狀上皮；緩解期結腸炎患者腸鏡下可見輕度黏膜水腫，組織染色可見固有層有少量中性粒細胞，累及少量隱窩；活動期結腸炎患者腸鏡下可見黏膜水腫、潰瘍性病變，黏膜腺體萎縮變形，組織染色可見大量淋巴細胞及中性粒細胞浸潤為主的炎癥病變；結腸炎相關性腸癌患者腸道重度水腫、潰爛，組織染色可見黏膜腺體扭曲變形、萎縮，大部分區域可見淋巴濾泡增生及隱窩膿腫，炎癥因子浸潤呈彌漫連續分布。見封三圖2。

2.4 不同病變程度的患者內鏡分級比較 隨著腸道病變程度增加，腸道內鏡分級逐漸增加，且各組之間比較差異均具有統計學意義(<0.05)，見表3。

表3 不同病變程度的患者內鏡分級比較[n(%)]

3 討論

結腸炎相關性腸癌是由慢性腸道炎癥持續病變形成，也是結腸炎患者主要死亡原因，其主要發生途徑有：腺瘤腺癌途徑、Denovo途徑、炎癥癌變途徑。腸道癌變可引起腸道組織黏膜損傷并發生異型增生，根據病情進展可發生不同程度的近處或遠處轉移，其病變微轉移主要浸潤直腸黏膜及黏膜下層，累及直腸及遠端結腸，嚴重者可累及全結腸，治愈難度相當大。因而，了解結腸炎病變進程中腸道環境及組織病變對早期介入治療及改善預后具有重要意義。

腸道菌群被稱為“人類的第八大器官”，在腸炎的發生發展中起著重要作用，據報道，人體約90%的細菌存在于腸道中，腸道共生菌對促進機體免疫系統發育及新陳代謝起著重要作用，對于慢性炎癥病變及癌變患者而言，腸道菌群是重要的感染源及致癌因子。研究表明，腸道菌群失調可引起腸內有效屏障減弱，促進腸道菌群移位，進而導致慢性炎癥發生，炎癥產生的趨化因子或細胞因子等可激活相關炎癥信號通路，促使機體穩態及自我修復功能失衡，進而引起組織病變。菌群的變化可通過糞便檢查測定，一般而言，腸道菌群失調主要表現為厭氧菌與需氧菌比值下降，而通過提高益生菌及益元菌比例可改善腸道菌群結構，促進腸道代謝。腸道內優勢菌群以專性厭氧菌為主，如擬桿菌、雙歧桿菌、乳桿菌屬等，是腸道代謝所必需的菌群。研究報道，擬桿菌在腸道內增加有致癌作用，而雙歧桿菌在腸道炎癥患者及腸癌患者中的數目明顯低于正常人群。此外，條件致病菌與腸道炎癥及菌群定植密切相關，腸道菌群失調時條件致病菌增加，常見的條件致病菌有腸球菌、腸桿菌、小梭菌等。有研究表明，大腸桿菌數量增加與潰瘍性結腸炎發生相關，而活動期潰瘍性結腸炎患者腸道乳酸菌、雙歧桿菌數量明顯降低，小梭菌、腸球菌等條件致病菌數量顯著升高。本研究通過糞便檢測發現，與正常對照組相比，結腸炎及腸癌患者菌群呈失調狀態，且其失調程度與腸道病變程度呈正相關，提示腸道病變與腸道菌群生態環境息息相關。對納入的7種常見的腸道菌群進行測定發現，與正常組相比，腸道病變患者腸桿菌、腸球菌、消化球菌、小梭菌密度均顯著增加，雙歧桿菌、乳桿菌密度均顯著降低，這說明病變組織中腸道益生菌水平降低，而條件致病菌水平增加，與上述報道相一致。而擬桿菌密度有所增加，但差異無統計學意義，分析與患者病變類型及檢測差異相關。

結腸炎病理特征為淋巴細胞及中性粒細胞浸潤為主的慢性炎癥，其病變部位主要為黏膜及黏膜下層組織，病灶浸潤程度的評估對手術治療及預后具有重要參考價值。目前最為可靠的方法為腸鏡檢查及組織活檢，據報道，腸鏡檢查初次診斷準確率可達90%以上，借助腸鏡可觀察病變部位、浸潤范圍、有無癌變及分期等，不同病變期的患者腸道組織內鏡表現也不相同。本研究分別對比正常組、緩解期結腸炎、活動期結腸炎及腸癌患者的內鏡組織狀態及病理活檢結果，發現結腸炎病變程度與結腸受累范圍相關，且隨著病變程度加深其內鏡分級逐漸增加。正常患者腸道組織表面平整光滑，組織活檢細胞輪廓清晰，無炎癥細胞；而緩解期患者腸鏡下可見潰瘍性病變，組織活檢可見明顯的中性粒細胞浸潤；活動期患者則有明顯的黏膜性水腫、充血，部分組織出現潰爛，組織染色發現細胞腺體形態扭曲，中性粒細胞浸潤加深；腸癌患者則病變部位重度水腫、潰爛，炎癥因子浸潤呈彌漫連續分布，大部分區域可見淋巴濾泡增生及隱窩膿腫。這充分說明炎癥反應參與腸道病變的發生發展過程中。結合上述研究，我們得知炎癥的發生與腸道菌群變化密切相關，故而本研究認為腸道疾病的發生發展與腸道菌落失調及炎癥反應密切相關，臨床治療及預防中應充分改善腸道炎癥，促進腸道微生態平衡，以加強腸道黏膜自我修復能力，提高整體免疫功能。

綜上所述，腸道菌群紊亂及內鏡不規則性潰瘍和狹窄可能提示結腸發生炎性病變，臨床可根據內鏡及活檢組織學觀察判斷結腸炎病變范圍及程度，合理制定治療方案。