益生菌和糞菌移植調(diào)節(jié)炎癥性腸病的研究進展

田亞針，張晨曦，楊 濤，代曉斐，劉維鵬，滿朝新，張 微，姜毓君

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，乳品科學(xué)教育部重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150030）

炎癥性腸病是一種尚不明原因的反復(fù)性的慢性胃腸道疾病，臨床癥狀表現(xiàn)為持續(xù)性的腹瀉、腹痛、發(fā)熱和嘔吐等，糞便中通常伴有血液和黏液。根據(jù)發(fā)病位置和特征不同，主要分為潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）和克羅恩?。–rohn’s disease，CD）[1]。UC和CD的臨床癥狀和病理學(xué)也不完全相同（表1）。UC是彌散性分布的炎癥，往往局限于直腸、結(jié)腸區(qū)域的黏膜層，其組織學(xué)特征是中性粒細胞浸潤，隱窩形成微膿腫，同時伴隨著杯狀細胞的耗竭[2]。而CD是以節(jié)段性炎癥為特征，節(jié)段間的界限明顯，病理學(xué)表現(xiàn)為透壁炎癥，且病變可能影響胃腸道的任何部位，但最常病變位置是回腸末端[3]。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，從1990年以來，歐洲及北美洲等地一直是IBD高發(fā)病率的地區(qū)，近年來隨著工業(yè)化和城市化的不斷發(fā)展，IBD在亞洲地區(qū)的發(fā)病率呈上升趨勢。根據(jù)報道，香港地區(qū)的發(fā)病率已從1985年的百萬分之一上升至2014年的百萬分之三十，預(yù)計到2025年我國會有超過150萬的IBD患者，是亞洲IBD高發(fā)病率的國家之一[4-6]。近年來的研究表明腸道微生物與IBD的關(guān)系密不可分，基于調(diào)節(jié)腸道微生物群的方法可能成為調(diào)節(jié)或治療IBD的新型靶點[7]。因此，本文對IBD的發(fā)病因素以及基于腸道微生物調(diào)節(jié)IBD的研究進展展開綜述。

表1 UC與CD的臨床及病理學(xué)特點Table1 Clinical and pathological characteristics of UC and CD

1 IBD發(fā)病因素概述

IBD的發(fā)病率和流行范圍日益增加，已然成為全球性的健康問題，而且IBD難以治愈、反復(fù)發(fā)作，會對患者的生活造成極大不便，所以應(yīng)對其給予高度重視。目前IBD的發(fā)病機制仍未完全闡明[8]，但許多研究表明是由腸道微生物群失調(diào)、機體免疫系統(tǒng)異常以及遺傳易感性和環(huán)境等多因素的結(jié)合破壞了腸道內(nèi)環(huán)境的平衡，最終引起疾病的產(chǎn)生[9]。

1.1 遺傳易感性

IBD的產(chǎn)生已經(jīng)被證實是由多因素綜合作用的結(jié)果，但在不同地區(qū)、種族間的流行特點差異十分顯著，這表明遺傳因素在IBD的發(fā)病中起著重要作用[10]。有研究發(fā)現(xiàn)，約5.5%～22.5%的IBD患者具有IBD家族史[11]。2001年，Hampe等[12]利用全基因組關(guān)聯(lián)分析（genome-wide association study，GWAS）發(fā)現(xiàn)位于16號染色體的含核苷酸結(jié)合寡聚化域2（nucleotide-binding oligomerization domain-containing 2，NOD2）基因的突變位點與CD的發(fā)病相關(guān)，同年這種相關(guān)性也被Hugot[13]和Ogura[14]等證實，目前該基因被公認為是第一個被發(fā)現(xiàn)與CD相關(guān)的易感基因。隨后GWAS被廣泛應(yīng)用在IBD的遺傳學(xué)研究中，目前已經(jīng)確定了超過200 個與IBD相關(guān)的風(fēng)險位點，其中約有68%的基因與CD和UC共同相關(guān)[15-17]。據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，東、西方人種IBD基因也具有顯著差異。Cheon[18]對亞洲地區(qū)的IBD遺傳學(xué)研究現(xiàn)狀進行總結(jié)并與西方國家進行比較，結(jié)果表明亞洲地區(qū)人群具有很多與西方國家不同的易感基因。歐洲地區(qū)人群目前除了已知的NOD2、自噬相關(guān)16樣蛋白1基因（ATG16L1）、白介素（interleukin，IL）-23R、IL-10R、IL-10等，越來越多的參與細胞自噬、免疫調(diào)節(jié)、腸黏膜屏障等功能的IBD相關(guān)位點被發(fā)現(xiàn)[19]。在亞洲人群的相關(guān)研究中，確定了腫瘤壞死因子超家族成員15（tumor necrosis factor superfamily 15，TNFSF15）、主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）以及IL23/Th17信號通路相關(guān)基因等為IBD的易感基因[20-21]。通過GWAS確定了許多與IBD發(fā)病相關(guān)的基因和基因位點，揭示了IBD發(fā)病相關(guān)的多種生物學(xué)途徑，對腸道炎癥的發(fā)展至關(guān)重要[22]。盡管目前的研究已經(jīng)取得了較多進展，遺傳研究只能解釋IBD發(fā)病在遺傳方面的可能性，仍有其他因素如環(huán)境因素等可能在促進遺傳易感個體的腸道炎癥中發(fā)揮了作用[17]。

1.2 環(huán)境因素

流行病學(xué)研究表明，環(huán)境因素如吸煙、藥物、飲食和生活環(huán)境等同樣也是導(dǎo)致IBD易感人群發(fā)病的重要原因。吸煙一直是IBD研究最多的環(huán)境因素之一，臨床研究發(fā)現(xiàn)吸煙對CD患者有害，其原因可能是吸煙會影響細胞自噬，對腸道免疫細胞和黏液分泌細胞產(chǎn)生毒性，并誘導(dǎo)腸道微生物菌群的變化[23]。另外，藥物的使用，尤其是抗生素，也與增加幼兒患IBD的風(fēng)險有關(guān)[24]。這通常是由于兒童早期使用抗生素后導(dǎo)致腸道微生物群的變化，而微生物對免疫細胞的發(fā)育及發(fā)揮功能起著關(guān)鍵作用[25]。除此之外，飲食中過多攝入加工肉類，其中的脂肪和動物蛋白均會增加患IBD的風(fēng)險，而攝入高纖維的食物會被腸道細菌分解為具有抗炎特性的短鏈脂肪酸，對腸道起到一定的保護作用[26]。顯然，不同的飲食和生活方式對IBD的發(fā)病具有一定的影響。

1.3 上皮屏障功能受損

隨著研究的不斷深入，在IBD患者中發(fā)現(xiàn)了上皮屏障的破壞和腸道通透性的改變，提示上皮屏障在IBD的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。腸道上皮屏障是由腸上皮細胞（intestinal epithelial cells，IECs）和上皮細胞層以及細胞間的連接復(fù)合物共同構(gòu)成的。IBD的異常免疫反應(yīng)會逐步降解腸道上皮細胞，導(dǎo)致黏膜受損和腸道通透性增加，病原菌及抗原、毒素等進入黏膜下層，再進一步加劇腸黏膜損傷，損害屏障的完整性[27-29]。研究表明，結(jié)腸炎小鼠緊密連接中的閉鎖小帶蛋白1（zonula occludens 1，ZO-1）、閉合蛋白（Occludin）和密封蛋白（Claudin）-1的基因和蛋白表達量出現(xiàn)異常，促進腔內(nèi)細菌和抗原穿過上皮屏障，觸發(fā)炎癥反應(yīng)；CD患者腸道活檢的分析結(jié)果顯示，緊密連接中上皮鈣黏素（E-cadherin的基因表達量下調(diào)，從而揭示了構(gòu)成腸道屏障的重要組成部分——緊密連接在IBD炎癥中的重要性[30]。此外，腸上皮細胞被杯狀細胞分泌的黏蛋白形成的黏液所覆蓋，可以形成保護性黏液屏障，避免細菌與腸上皮細胞的直接接觸[31]。UC患者腸道中杯狀細胞的功能異常，黏液分泌量大幅減少，導(dǎo)致結(jié)腸黏液層變薄或消失，使細菌侵襲上皮細胞，加劇機體炎癥[32]。因此腸道屏障的恢復(fù)與重建可作為治療IBD的新思路。

1.4 腸道微生物的變化

人體腸道中定植著細菌、真菌、病毒等眾多微生物，數(shù)量達到1014個，這些微生物群在腸道中相互作用，構(gòu)成了腸道的微生物屏障。宿主可為腸道微生物群提供營養(yǎng)和生存環(huán)境，而微生物群又能參與和調(diào)節(jié)宿主的一系列生理活動，這種互利的共生關(guān)系共同維持著機體的腸道穩(wěn)態(tài)。在IBD患者中，由于受到內(nèi)源性或外源性因素的刺激，腸道的穩(wěn)態(tài)被打破，因此與健康個體相比，IBD患者中的腸道微生物群組成的種類和數(shù)量都大不相同[33]。IBD患者腸道內(nèi)有益微生物群的豐度大幅下降，例如厚壁菌門中的乳酸桿菌屬（Lactobacillus）、梭菌屬（Clostridium）等，而有害微生物，如變形菌門和放線菌門中的腸桿菌科包括大腸桿菌（Escherichia coli）和黏附侵襲性大腸桿菌以及活潑瘤胃球菌（Ruminococcus gnavus）的比例則顯著增加（表2）[34]。Yilmaz等[35]對UC和CD患者進行了腸道活檢，結(jié)果表明Blautia、Faecalibacterium和Ruminococcus是UC和CD患者腸道中的關(guān)鍵菌群。另外一項關(guān)于CD患者在手術(shù)后以及6 個月后的黏膜相關(guān)菌群組成的研究中發(fā)現(xiàn)，厚壁菌門中的有益菌普氏棲糞桿菌（Faecalibacterium prausnitii）可分泌抗炎代謝產(chǎn)物短鏈脂肪酸，該菌豐度的降低與節(jié)段性回腸炎術(shù)后復(fù)發(fā)的風(fēng)險增加有關(guān)[36]。同樣有研究對116 名UC患者在活動期和緩解期的糞便菌群進行測定，結(jié)果表明在UC患者的活動期中F. prausnitzii的定植同樣存在缺陷[37]。因此，無論UC還是CD患者均存在著嚴重的菌群失調(diào)，腸道優(yōu)勢菌門的細菌數(shù)量減少和生物多樣性降低對IBD的反復(fù)復(fù)發(fā)產(chǎn)生了一定影響。

表2 IBD患者或小鼠的腸道菌群變化Table2 Dysbiosis of the gut microbiome in patients and mice suffering from IBD

1.5 免疫調(diào)節(jié)功能紊亂

腸道固有免疫又稱非特異性免疫，是機體長期進化形成的天然防御機制。固有免疫系統(tǒng)是由屏障結(jié)構(gòu)、免疫細胞（包括樹突細胞（dendritic cells，DC）、自然殺傷細胞（natural killer cells，NK）、巨噬細胞、中性粒細胞等）以及免疫分子組成，能夠通過模式識別受體識別微生物，并促進腸道上皮細胞產(chǎn)生抗菌肽消滅致病微生物，此外還能通過信號傳遞刺激T細胞和B細胞分化，分泌抗炎細胞因子，抑制部分T細胞亞群如輔助性T細胞（T helper，Th）1和Th17的應(yīng)答[17]。巨噬細胞和DCs作為腸道主要的吞噬細胞，與IBD發(fā)病密切相關(guān)。在炎癥初期，腸道的中性粒細胞浸潤，黏膜屏障損傷，并刺激巨噬細胞產(chǎn)生炎性細胞因子，增強炎癥反應(yīng)[48]。研究表明，CD患者的先天性免疫系統(tǒng)缺陷，中性粒細胞募集受損，從而促進抗原微生物穿透腸道黏膜，導(dǎo)致CD14＋巨噬細胞不僅產(chǎn)生大量的炎性因子，如IL-6、IL-23和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α），同時刺激單核細胞產(chǎn)生高水平的干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ）[49]。

抗原入侵后，抗原呈遞細胞（antigen-presenting cells，APCs）便會對抗原進行加工呈遞以供識別，啟動一系列的炎性因子和抗炎因子的級聯(lián)反應(yīng)，刺激T細胞和B細胞的增殖分化并激活機體適應(yīng)性免疫應(yīng)答途徑[50-52]。研究發(fā)現(xiàn)T細胞在IBD的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用。受到抗原刺激后，初始CD4＋T細胞在特定的細胞因子的誘導(dǎo)下分化為不同功能的T細胞亞群，如Th1、Th2、Th17、調(diào)節(jié)性T細胞（regulatory T cells，Tregs）等[53]。CD的透壁炎癥是由Th1和Th17的過度反應(yīng)引起的，而UC黏膜炎癥的發(fā)病則與Th2有關(guān)[54-56]。UC患者中Th2相關(guān)的細胞因子IL-4、IL-5、IL-13的分泌量增加，例如IL-13可促進腸上皮細胞的凋亡，改變緊密連接功能，從而加重黏膜潰瘍[57]。在CD患者體內(nèi)，APCs和巨噬細胞產(chǎn)生的炎性因子IL-12、IL-18和IL-23等的分泌刺激了Th1和Th17的增殖分化，進而Th1和Th17分泌炎性因子IL-17、IFN-γ和TNF-α，形成一個自我增殖的循環(huán)，又進一步刺激巨噬細胞、內(nèi)皮細胞等分泌IL-1、IL-6、IL-8、IL-12等炎癥因子[58-60]。

值得注意的是，Tregs是一類具有免疫抑制功能的T細胞亞群，可以分泌IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）并表達叉頭框蛋白3（forkhead box protein 3，F(xiàn)oxp3）和CD25，抑制初始T細胞向Th1/Th17分化[62]。Treg具有與Th17細胞相反的生物活性，兩者的比例對IBD的發(fā)病至關(guān)重要[63]。對IBD患者的外周血液檢測的研究發(fā)現(xiàn)，Treg細胞的比例下降而Th17細胞的比例上升，該平衡紊亂會導(dǎo)致腸道黏膜損傷[64]。平衡Tregs/Th17的比例對于調(diào)節(jié)IBD的腸道微生態(tài)穩(wěn)態(tài)也具有重要意義[65]。最早關(guān)于微生物群影響Th17細胞分化的研究來自Ivanov[66]等，與SPF小鼠共同喂養(yǎng)后，無菌小鼠小腸中Th17數(shù)目顯著增加，因此共生菌群對Th17的分化起重要的作用，而且腸道菌群的組成可以調(diào)節(jié)小腸中Th17/Treg細胞的平衡，這可能影響腸道免疫和IBD。Furusawa等[67]研究發(fā)現(xiàn)，厚壁菌門中的柔嫩梭菌屬（Clostridium leptum）通過產(chǎn)生丁酸鹽促進Foxp3的表達，使初始CD4＋T細胞向Treg細胞分化，進而減少炎癥的發(fā)生?？傊c道菌群和免疫系統(tǒng)的相互作用在IBD的發(fā)生和發(fā)展中具有重要意義。

IBD涉及的發(fā)病機制總結(jié)見圖1。

圖1 IBD涉及的發(fā)病機制[61]Fig. 1 Mechanisms involved in the pathogenesis of IBD[61]

2 益生菌靶向調(diào)節(jié)IBD的研究進展

炎癥性腸病臨床治療主要以緩解炎癥反應(yīng)、減少疾病的惡化和并發(fā)癥、提高患者生活質(zhì)量為目標(biāo)。目前臨床上治療IBD的藥物主要有氨基水楊酸類藥物，如5-氨基酸水楊酸、皮質(zhì)類固醇類藥物以及生物和免疫制劑類的藥物，這些藥物對IBD的治療起到了一定的積極效果，但長期服用會給機體帶來相當(dāng)大的副作用。近年來多種研究表明腸道微生物在IBD的發(fā)生發(fā)展中具有重要意義，因此基于調(diào)節(jié)腸道微生物的方法如益生菌、益生元、合生元、糞菌移植（fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT）以及微生物代謝產(chǎn)物等受到了廣泛關(guān)注[68-70]?；谀壳暗闹委煬F(xiàn)狀，通過微生態(tài)制劑來改變宿主腸道微生物是一種有潛力的治療策略，具有重要的研究價值。

2.1 益生菌對IBD的影響

益生菌是一類攝入足夠劑量后會對機體產(chǎn)生有益影響的活微生物[71]。目前大量的研究表明，益生菌制劑可以通過抗氧化、增強腸道屏障功能、調(diào)節(jié)機體免疫反應(yīng)和改善腸道菌群的組成等在不同程度上緩解臨床IBD患者或動物模型的炎癥反應(yīng)。最常見的益生菌有雙歧桿菌、乳酸桿菌等（表3），但是不同的益生菌制劑在成分、劑量和與宿主的相互作用方面均存在顯著差異，因此在使用前必須充分考慮這些因素。由于UC和CD的臨床癥狀及病理學(xué)特征不完全相同，益生菌對二者的改善情況也不盡相同。目前大多數(shù)的研究多集中在益生菌對UC的改善作用，使用益生菌緩解CD的研究十分有限，同時結(jié)果顯示益生菌對CD沒有明顯的緩解和治療[72]，這可能是由于CD的發(fā)病機制更加復(fù)雜[73]。

表3 益生菌在臨床和動物實驗中的應(yīng)用Table3 Application of probiotics on IBD in clinical and animal experiments

2.2 益生菌調(diào)節(jié)IBD的機制

2.2.1 緩解氧化應(yīng)激反應(yīng)

研究表明，IBD的發(fā)病與活性氧（reactive oxygen species，ROS）的過量產(chǎn)生和抗氧化系統(tǒng)的破壞有關(guān)[82]。ROS是機體內(nèi)重要的信號分子，中性粒細胞和巨噬細胞的激活可促使ROS的過量產(chǎn)生，進而引發(fā)一系列的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[83]。過量ROS會導(dǎo)致細胞的氧化損傷，并激活腸道的炎癥因子引發(fā)炎癥反應(yīng)[84]，影響多條炎癥信號通路及相關(guān)作用蛋白的表達，進而加重IBD的組織損傷，加速IBD的發(fā)展進程[85]。IBD的嚴重程度也與超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）的水平有關(guān)。SOD是機體重要的抗氧化酶，是清除氧化自由基的首要物質(zhì)，其歧化作用是細胞防御氧化應(yīng)激最主要的作用。研究表明，可以產(chǎn)生SOD和過氧化氫酶（catalase，CAT）的干酪乳桿菌BL23可以顯著增加2,4,6-三硝基苯磺酸（2,4,6-trinitrobenzenesulfonic acid，TNBS）誘導(dǎo)的CD模型小鼠的腸道酶活性，降低炎癥反應(yīng)[86]。用短乳桿菌處理的結(jié)腸炎小鼠的血清代謝物分析表明，短乳桿菌可提高與氧化應(yīng)激相關(guān)的血清代謝物水平[87]。另一方面，益生菌也可以通過調(diào)節(jié)與氧化應(yīng)激相關(guān)的信號通路來緩解氧化反應(yīng)，目前的研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌可參與調(diào)控NF-κB、磷脂酰肌醇3激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）、核因子E2相關(guān)因子2（nuclear factor E2 related factor 2，Nrf2）等通路，其中Nrf2/ARE通路主要刺激SOD、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px/GPx）基因的表達。植物乳桿菌與兩歧雙歧桿菌通過激活Nrf2通路上調(diào)UC小鼠的結(jié)腸組織的抗氧化酶相關(guān)因子（SOD1、SOD2、GPx2、CAT）的相對表達量，提高血清中抗氧化酶（SOD、GSH-Px、CAT）的活性[88]。

2.2.2 修復(fù)腸道屏障

根據(jù)腸道黏膜的組成和功能，可將腸道屏障分為機械屏障、化學(xué)屏障、免疫屏障和微生物屏障。不同的屏障發(fā)揮不同的生理功能并受到不同分子機制的調(diào)控，同時又通過不同的信號通路有機地結(jié)合在一起，共同防御外來抗原物質(zhì)的侵襲（圖2）[89]。IBD患者腸道炎癥與腸道屏障功能受損相關(guān)已被研究者廣泛接受并研究。多種研究表明不同的益生菌可以改善受損的腸道上皮屏障。結(jié)腸炎小鼠的腸黏膜屏障功能受到嚴重影響，在口服益生菌大腸桿菌Nissle 1917后，可顯著提高緊密連接蛋白ZO-1的表達，并對結(jié)腸炎誘導(dǎo)的黏膜對管腔中物質(zhì)的通透性增加提供保護[90]。鼠李糖乳桿菌CNCMI-3690能夠通過抑制腸道通透性的增加，刺激杯狀細胞分泌黏蛋白，增加小鼠黏液層的厚度，以及調(diào)節(jié)MUC2的表達來保護結(jié)腸炎小鼠的黏液屏障功能[27]。羅伊氏乳桿菌R2LC能夠上調(diào)緊密連接蛋白Occludin和ZO-1的基因和蛋白表達，增加了口服乳酸菌組的結(jié)腸炎小鼠的黏液層厚度，從而改善屏障功能[81]。復(fù)合益生菌VSL#3是由8 種益生菌組合成的混合物，Mennigen等[91]研究了其對葡聚糖硫酸鈉（dextran sulfate sodium salt，DSS）誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎上皮屏障的影響。結(jié)果表明，VSL#3通過維持緊密連接蛋白Occludin、ZO-1、Claudin-1、Claudin-3、Claudin-4等的表達以及抑制腸上皮細胞的細胞凋亡來保護上皮屏障。

圖2 腸道屏障Fig. 2 The intestinal barrier

2.2.3 調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)

IBD是一種非特異性的腸道炎癥疾病，其發(fā)生主要與自身免疫系統(tǒng)紊亂有關(guān)[92]，腸道免疫細胞因子和信號通路在IBD的發(fā)病機制中起著重要作用[93]。益生菌可以通過激活先天免疫誘導(dǎo)適應(yīng)性免疫，并進一步調(diào)節(jié)免疫細胞如DCs、巨噬細胞、Tregs，以及多種信號通路如Toll樣受體（toll-like receptor，TLR）、NF-κB等途徑來調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答，降低炎性因子的產(chǎn)生，促進抗炎因子的分泌，從而達到減輕炎癥的目的（圖3）[94-96]。羅伊氏乳桿菌ATCC55730治療40 例的活動期UC患兒的臨床研究表明，與美拉沙嗪組相比，羅伊氏乳桿菌與美拉沙嗪聯(lián)合使用的UC患兒腸道的抗炎因子IL-10水平顯著增加，炎性因子IL-1β、TNF-α和IL-8的水平降低，提示益生菌可作為輔助藥物改善UC患者的腸道炎癥[97]。對短雙歧桿菌緩解結(jié)腸炎的動物實驗表明，短雙歧桿菌CCFM683可以顯著降低DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠的DAI，并通過下調(diào)炎癥標(biāo)志物MPO的活性和炎性因子（TNF-α、IL-1β、IL-6）表達，上調(diào)結(jié)腸抗炎細胞因子IL-10及核受體PPAR-γ的表達來保護結(jié)腸黏膜層完整性，維護腸道黏膜屏障[45]。植物乳桿菌A、嗜酸乳桿菌ATCC 4356和鼠李糖乳桿菌ATCC 53103可增加結(jié)腸炎小鼠CD11c＋、DCs和Tregs的表達量，同時下調(diào)炎性因子IL-17、IFN-γ和TNF-α，改善結(jié)腸炎[98]。

圖3 益生菌激活機體免疫Fig. 3 Probiotics activates the immune system

2.2.4 調(diào)節(jié)腸道菌群的平衡

益生菌在調(diào)節(jié)體內(nèi)腸道菌群和保持腸道微生物平衡中發(fā)揮著重要的作用。益生菌定植于腸道黏膜后可形成微生物屏障，并通過空間位阻效應(yīng)阻止病原菌對腸道的黏附與入侵，使機體免受感染[99]。臨床試驗已證明益生菌可有效改善IBD患者的腸道菌群紊亂，Dinca等[78]利用干酪乳桿菌對輕度UC患者采用直腸給藥的方式進行為期8 周的干預(yù)，結(jié)果顯示直腸給藥組患者的腸道乳桿菌數(shù)量上升而腸桿菌的數(shù)量下降，表明干酪乳桿菌DG改善了UC患者的腸道微生物組成，從而發(fā)揮緩解炎癥的作用。益生菌能通過調(diào)節(jié)微生物的組成緩解IBD模型動物的腸道炎癥也已經(jīng)得到驗證。例如Jang等[100]的研究表明DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠的腸道菌群發(fā)生了改變，而在灌胃發(fā)酵乳桿菌KBL374和KBL375后，乳桿菌屬和Akkermansia屬的豐度顯著升高，改變了腸道的菌落結(jié)構(gòu)并提高了腸道微生物多樣性。同時還有研究表明結(jié)腸炎小鼠腸道中的變形菌門的豐度增加、厚壁菌門的豐度降低，而短雙歧桿菌CCFM683在屬水平上可以顯著抑制由菌群失調(diào)導(dǎo)致的擬桿菌屬、臭桿菌屬、雙歧桿菌屬和脫硫弧菌屬的增加，并增加有益菌Peptostreptococcaceae的豐度，從而重新平衡IBD模型小鼠的腸道微生物組成[45]。因此適當(dāng)補充益生菌，在腸道內(nèi)形成非致病性細菌的優(yōu)勢菌群，維持腸道微生態(tài)平衡，可以有效預(yù)防IBD的發(fā)生發(fā)展[101]。

大量研究都表明益生菌可以調(diào)節(jié)或輔助治療IBD，但目前對于益生菌嚴格的臨床實驗很少，且效果不盡如人意，因此益生菌并未大范圍應(yīng)用。針對這一問題，一方面需要建立更多嚴格的隨機、雙盲、安慰實驗來驗證益生菌的臨床價值；另一方面則對益生菌緩解IBD的機制進一步深入研究，以便對處于不同階段、不同癥狀的IBD患者采用適合的益生菌制劑進行治療，最后開發(fā)新型、功能強大的益生菌制劑，開啟治療或輔助治療IBD的新局面。

3 糞菌移植在IBD中的研究進展

3.1 糞菌移植對IBD的影響

FMT是將健康供體的糞便懸濁液輸入到患病人群的腸道中來治療某些難愈疾病。健康人群的糞便通過稀釋、勻漿再過濾，并與生理鹽水和甘油混合制得糞便懸濁液，再導(dǎo)入到患者的腸道內(nèi)達到治療的目的，其最佳利用時間為6 h以內(nèi)，且不應(yīng)超過24 h[102]。1983年首次有臨床研究通過FMT治療復(fù)發(fā)性艱難梭菌感染，結(jié)果顯示治療效果非常顯著，但在當(dāng)時的作用機制并不清楚[103]。近些年FMT在治療復(fù)發(fā)性艱難梭菌感染取得的成就，使FMT作為新型方法對其他疾病的影響的研究也受到了關(guān)注。1989年，Bennet等[104]首次利用FMT法治療IBD，證實了FMT對UC患者的臨床癥狀具有緩解作用。此后，F(xiàn)MT治療IBD的療效及安全性的研究越來越多（表4）。Burrello等[105]研究了FMT對結(jié)腸炎小鼠腸道黏膜固有和適應(yīng)性免疫反應(yīng)的功能影響，結(jié)果表明FMT可以改變腸道微生物群的組成，同時通過激活不同的免疫途徑產(chǎn)生抗炎因子IL-10降低炎癥反應(yīng)，最后揭示FMT可作為有價值的治療方案從而應(yīng)用在免疫相關(guān)疾病中。Paramsothy等[106]采用FMT對UC患者進行了一項隨機雙盲的臨床實驗，結(jié)果表明41 名FMT治療的患者中有27%的患者臨床癥狀得到改善，而且腸道微生物多樣性也隨著糞菌移植次數(shù)的增加而增加，但仍有一部分患者產(chǎn)生了不良反應(yīng)，提示FMT可作為治療UC的新選擇，但要精確定義治療的最佳強度以及尋找更匹配的捐助者和接受者。盡管FMT對IBD患者具有一定的緩解作用，但其作用機制仍不清楚。研究表明FMT可以通過重建IBD患者的腸道優(yōu)勢菌群、增加腸道有益菌和微生物群的比例、恢復(fù)微生物群的生態(tài)失調(diào)、調(diào)節(jié)黏膜免疫系統(tǒng)來緩解炎癥反應(yīng)。

表4 FMT在臨床和動物實驗中的應(yīng)用Table4 Application of FMT on IBD in clinical and animal experiments

3.2 糞菌移植的安全性

FMT在IBD治療中已經(jīng)表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，但目前仍未形成統(tǒng)一的治療方案，移植途徑、供體的篩選、受體的選擇、FMT的最佳劑量和頻率、術(shù)后不良反應(yīng)的評估等未完全解決的問題仍在進一步的探討中[113]。例如，F(xiàn)MT術(shù)后出現(xiàn)的輕微自限性不良反應(yīng)，包括腹部不適、腹痛、腹瀉、惡心和大便頻率改變，部分患者出現(xiàn)短暫發(fā)熱和血液CRP水平升高[114]。另外，由于新鮮糞便中除細菌外還含有真菌、病毒和寄生蟲等多種微生物，供體糞便中致病菌可能會對患者造成潛在傳播感染的風(fēng)險，因此糞便的制備方法、保存方式也是較為關(guān)注的問題[115]。同時不同的移植途徑可能會給患者帶來不適反應(yīng)，上消化道途徑（口服、胃鏡等）的不良反應(yīng)多且療效低于下消化道途徑（結(jié)腸鏡、灌腸等）[110]。鑒于以上問題，應(yīng)該對糞便供體進行“多維標(biāo)準(zhǔn)”的嚴格篩選，避免感染不良事件的發(fā)生，并針對不同患者個性化地選擇移植方式以及采用嚴格的實驗室方法確保糞菌液的質(zhì)量。總之，縱觀目前的研究，F(xiàn)MT作為治療IBD的新興策略雖然存在結(jié)果不一的問題，但不可否認其總體上是一種相對安全的調(diào)節(jié)菌群失調(diào)的方法，未來還需要更多高質(zhì)量、安全性高、樣本數(shù)據(jù)大的臨床和實驗研究作為支撐。

4 結(jié) 語

近年來IBD在我國的發(fā)病率有上升趨勢，由于IBD難以治愈而且會產(chǎn)生很多并發(fā)癥，必須對其加以重視。IBD的發(fā)病因素主要涉及到遺傳易感因素、環(huán)境因素、腸黏膜屏障的損壞、腸道微生物群的失調(diào)和免疫紊亂等。隨著對腸道菌群與宿主相互作用的研究逐漸深入，基于調(diào)節(jié)腸道微生物治療IBD可能是一個新型靶點。利用益生菌和FMT來重建腸道微生態(tài)進而緩解IBD的治療策略在臨床和動物實驗中取得了良好的改善效果。但由于數(shù)據(jù)的不足，益生菌和FMT對UC和CD的療效以及其不良反應(yīng)存在一定的爭議。在未來的研究中，應(yīng)開展更多嚴格的隨機、雙盲、安慰臨床實驗進行進一步的探究，同時對益生菌的最佳濃度、不同菌株間的差異性和安全性以及FMT的最佳灌注量、理想干預(yù)方式、供體的篩選等進行探究，為基于微生物法調(diào)節(jié)IBD提供合理有力的依據(jù)。