孫志高，竇永起

解放軍總醫(yī)院 中醫(yī)科，北京 100853

腸道菌群調(diào)節(jié)胃腸平滑肌蠕動，與腹瀉、便秘等消化道癥狀密切相關[1]?；熓桥R床治療惡性腫瘤的主要方法之一，在殺傷腫瘤細胞的同時，會對腸黏膜等敏感組織造成損傷，引起腸道廣泛黏膜炎癥及菌群紊亂，甚至出現(xiàn)菌群易位導致嚴重感染而威脅患者生命。據(jù)統(tǒng)計，化療患者消化道黏膜炎發(fā)生率可達40%以上，而超過30%的腸道腫瘤患者在接受化療過程中出現(xiàn)腹瀉等菌群失調(diào)癥狀[2-3]。近年來化療相關腸道微生態(tài)紊亂的特點及發(fā)生機制被逐漸揭示，本文就此研究進展作一綜述。

1 菌群結構變化

國內(nèi)外的臨床研究均顯示，化療藥物可導致腸道菌群的總數(shù)明顯減少，多樣性下降、菌群比例失衡。特別是歸類于厭氧菌屬的益生菌，而致病菌的數(shù)量及比例在化療期間則有所增加，總體呈現(xiàn)明顯的菌群失調(diào)趨勢。Huang等[4]研究發(fā)現(xiàn)，氨甲蝶呤引起白血病患兒腸道菌群總數(shù)減少約29.6%，并以第3天的變化較為明顯；其中雙歧桿菌、乳酸桿菌及大腸埃希菌的數(shù)量在化療期間下降最為明顯。Montassier等[5]研究接受BEAM方案化療的非霍奇金淋巴瘤患者，發(fā)現(xiàn)腸道菌群的多樣性顯著下降，菌群構成發(fā)生明顯改變，并認為這可能與化療后Faecalibacterium的急劇下降及其繼發(fā)的埃希氏菌的增加有關。Zwielehner等[6]對17例腫瘤患者研究發(fā)現(xiàn)，化療對擬桿菌影響輕微，而梭菌簇Ⅳ和ⅩⅣa則更敏感，其可能是化療后黏膜炎及腸道微生態(tài)系功能紊亂的重要因素。Motoori等[7]研究表明，DCF化療方案(紫杉醇、順鉑、5-氟尿嘧啶)通過改變食管癌患者腸道乙酸和丙酸濃度而降低食管癌患者腸道雙歧桿菌及普雷沃菌屬表達并增加腸球菌等條件致病菌含量，從而造成化療后腸道菌群紊亂狀態(tài)。陳曉慧等[8]發(fā)現(xiàn)，肺癌患者鉑類藥物化療后條件致病菌增加，多樣性下降，菌群構成發(fā)生改變。

動物實驗研究結果與臨床觀察基本一致，提示化療期間腸道微生態(tài)的改變更有利于致病菌的生長，甚至發(fā)生易位而改變菌群結構[9]。舒曉宏等[10]發(fā)現(xiàn)大劑量順鉑可引起大鼠各段腸管內(nèi)革蘭陰性桿菌比例明顯增高，回盲部淋巴結革蘭陰性菌陽性率為80%，而對照組大鼠回盲部淋巴結無細菌生長，說明大劑量順鉑可導致大鼠腸黏膜損傷、腸道內(nèi)菌群失衡，并出現(xiàn)腸源性細菌易位。Lin等[11]在對大腸癌模型大鼠化療研究中發(fā)現(xiàn)，伊立替康可顯著降低腸道菌群的總量并增加盲腸梭狀桿菌Ⅺ和腸桿菌，特別是在劑量強化治療后影響更加顯著。此外5-FU、卡培他濱、氨甲蝶呤等對腸道微生態(tài)的影響也有類似報道[12-13]。由此可見，化療藥物可抑制共生菌群數(shù)量，利于條件致病菌的繁殖而破壞腸道微生態(tài)平衡。

2 腸道通透性變化

腸黏膜是腸屏障作用的重要組成部分，它能阻止腸道菌群和內(nèi)毒素進入腸道以外的器官。當腸黏膜發(fā)生損傷，通透性增高，細菌和內(nèi)毒素易通過腸壁，從而引發(fā)腸源性感染。因此，腸黏膜通透性是評價腸道微生態(tài)平衡的重要內(nèi)容。

Russo等[14]觀察氟尿嘧啶、表柔比星、環(huán)磷酰胺聯(lián)合用藥對乳腺癌患者腸道影響，發(fā)現(xiàn)用藥14 d后，乳果糖/甘露糖醇比率顯著增高，胰高血糖素樣肽-2(glucagon-like peptide-2，GLP-2)和表皮生長因子(epidermal growth factor，EGF)水平顯著下降，提示腸滲透性改變。

動物實驗得到了相似的結果。Generoso Sde等[15]觀察到5-FU造模72 h后，大腸埃希菌比例在小鼠的肝、脾中顯著升高，表明化療藥物造成腸道屏障破壞，通透性增高和菌群易位。病理變化上，順鉑、5-FU等化療藥物可引起大鼠黏膜變薄、水腫，絨毛短縮、破壞并伴隨隱窩變淺等特征[10,16-17]。此過程可能與化療藥物減少黏蛋白分泌、抑制上皮細胞增殖及誘導腸道細胞凋亡有關[18-19]。

3 腸道免疫失衡

腸道免疫屏障對腸道微生態(tài)的正常發(fā)育及維持起重要作用。其中防御素為固有免疫主要功能蛋白，具有較強的抗菌作用，對病原菌入侵具有一定的防御功能[20]。SIgA是腸黏膜表面主要的免疫球蛋白，通過黏附作用使病毒、細菌等有害物質(zhì)失活，維持腸道微生態(tài)平衡。有報道，腸道免疫屏障中免疫因子SIgA的缺失或功能障礙將引起活化誘導性胞苷脫氨酶的缺失或突變，進而影響腸道非黏膜免疫系統(tǒng)，最終導致腸道菌群組成成分的變化[21]。

化療藥物多為細胞毒藥物，其在殺傷腫瘤細胞的同時也破壞了腸道免疫功能而影響腸道菌群比例及結構穩(wěn)定。左濤等[22]研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)磷酰胺可顯著降低小鼠腸道SIgA分泌，而造成有益菌和有害菌比例失調(diào)，其進一步研究發(fā)現(xiàn)環(huán)磷酰胺主要通過影響SIgA構成蛋白J chain、pIgR而達起到上述作用。5-FU、氨甲蝶呤的研究亦得到了類似的結果。

另一方面，腸道免疫系統(tǒng)通過分泌多種免疫因子使腸道微生物在腸腔內(nèi)以一定規(guī)律分層分布，并抑制有害菌群過度繁殖，維持腸道微生態(tài)平衡[23]。在此過程中T細胞免疫發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用，也是化療后腸道微生態(tài)失調(diào)的重要因素。研究表明，化療藥物刺激腸道產(chǎn)生內(nèi)毒素并通過激活TLR4/NF-κB通路誘導促炎介質(zhì)IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α表達，引起腸道中CD4+Th細胞異常表達針對腸道共生菌群的T細胞特異性受體，刺激巨噬細胞放大殺菌作用，導致腸道菌群失調(diào)[24-25]。多項研究表明腸道微生態(tài)紊亂與炎性介質(zhì)表達有關。Tang等[26]研究發(fā)現(xiàn)5-FU造模大鼠腸道菌群多樣性降低，乳酸桿菌及腸球菌屬等變化顯著，其機制與化療藥物刺激TLR2/TLR4信號通路誘導IL-4、IL-6、TNF-α的表達增高有關。Al-Asmari等[27]同樣發(fā)現(xiàn)5-FU可誘導造模大鼠腸道NF-κB過度激活，并刺激環(huán)加氧酶-2的表達和嗜中性粒細胞浸潤，誘導上皮組織損傷。

近年隨著Th17和Treg的發(fā)現(xiàn)，人們對腸道炎性反應有了更加深入的認識[28]。Mi等[29]研究發(fā)現(xiàn)，5-FU聯(lián)合奧沙利鉑可顯著增加造模大鼠Th17細胞含量，增加Treg表達，而作為促炎細胞因子的中心介質(zhì)，Treg/Th17比例變化可能是下游IL-1β、TNF-α等炎性因子“瀑布樣釋放”并產(chǎn)生促炎作用的關鍵所在。

4 腸黏膜損傷

腸黏膜損傷也是化療后菌群失調(diào)的重要原因。腸道內(nèi)的杯狀細胞所分泌的黏液及黏蛋白具有維護腸道屏障功能的作用，可為腸道菌群提供營養(yǎng)物質(zhì)和黏附位點并維持腸道菌群的動態(tài)平衡[30]?；熕幬锬軌蚴蛊溲杆籴尫懦鰞?nèi)部所儲存的黏液而轉(zhuǎn)變?yōu)榭张轄畋瓲罴毎?，導致儲存的黏蛋白迅速耗盡，引起腸道黏液層變化，使腸道菌群的營養(yǎng)及附著點減少，并降低對腸道屏障功能的保護作用，進而影響腸道菌群的組成及數(shù)量，甚至繼發(fā)菌群移位[31]。Stringer等[32]研究發(fā)現(xiàn)5-FU造模大鼠空腸中杯狀細胞數(shù)量在24 ～72 h顯著降低，而空化杯狀細胞的百分比則顯著增加，并認為腸道黏蛋白分泌的變化是造成化療后微生態(tài)失調(diào)的重要因素。同時，黏蛋白的耗盡使黏液層更加稀薄，腸道菌群更容易接觸TLR，使之激活，進而上調(diào)下游信號通路的表達，放大促炎因子的損失效應，加重腸上皮細胞凋亡和屏障功能破壞，導致有害菌大量繁殖甚至繼發(fā)菌群移位[31,33]。

緊密連接蛋白(Claudin)是腸上皮細胞主要連接方式，對維持腸黏膜完整性發(fā)揮重要的作用。有研究發(fā)現(xiàn)，單次大劑量5-FU腹腔注射及小劑量多次給藥均可引起大鼠腸上皮Claudin-1、JAM-1及Occludin蛋白表達不同程度下降[34-35]。順鉑、環(huán)磷酰胺、伊立替康等化療藥物均有類似作用。同樣，體外研究發(fā)現(xiàn)，腸道上皮是化療藥物介導的細胞毒性損傷的主要目標，低濃度的5-FU即可誘導廣泛的細胞凋亡[36]。進一步研究發(fā)現(xiàn)，5-FU處理后，IEC-6腸上皮細胞增殖受到顯著抑制并通過p53/PUMA機制誘導細胞凋亡，造成腸上皮損傷[37]?？梢姡熕幬锟善茐哪c道機械屏障，造成腸黏膜通透性增高而影響腸道微生態(tài)平衡。

5 結語

化療后，伴隨著免疫紊亂和腸上皮屏障的破壞，腸道菌群的種類和組成比例均發(fā)生了顯著變化，通常表現(xiàn)為益生菌的減少及條件致病菌的增加。其發(fā)生機制與化療后腸道免疫功能紊亂有關，在此過程中T細胞免疫對化療后免疫抑制及促炎介質(zhì)的表達具有重要的調(diào)節(jié)作用。近年來隨著Treg/Th17的發(fā)現(xiàn)，人們逐漸認識到Treg/Th17平衡對于維持腸道T細胞免疫功能及炎性因子平衡至關重要，但具體作用途徑及其與宿主、微生物群的相互作用關系尚需深入探索。