宋濤 徐國(guó)棟 莊潔

帕金森病(Parkinson disease，PD)是一種漸進(jìn)性的神經(jīng)退行性疾病，世界上大約有700～1000萬(wàn)例患者，給社會(huì)和家庭帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)[1-2]。目前PD的診斷主要依賴患者的運(yùn)動(dòng)癥狀和神經(jīng)影像學(xué)檢查。當(dāng)患者出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)癥狀時(shí)，即可能已發(fā)生了明顯的神經(jīng)損傷和破壞性結(jié)構(gòu)改變。目前治療的藥物如左旋多巴、多巴胺激動(dòng)劑、單胺氧化酶(MAO)B抑制劑、抗膽堿能藥物、金剛烷胺和兒茶酚-O-甲基轉(zhuǎn)移酶(COMT)抑制劑治療PD的療效和安全性均存在一定局限性，尤其對(duì)PD的非運(yùn)動(dòng)癥狀改善十分有限，且對(duì)晚期PD常常無(wú)效[1]。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，腸道可能是PD病理過(guò)程的起源，腸道菌群失調(diào)可通過(guò)多種途徑直接或間接參與PD的發(fā)生和發(fā)展[3-6]?，F(xiàn)就近年來(lái)有關(guān)PD患者腸道菌群變化及以此為干預(yù)靶點(diǎn)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為通過(guò)調(diào)控腸道菌群而改善PD臨床癥狀的研究提供參考。

1 腸道菌群失調(diào)參與PD發(fā)病的可能機(jī)制

近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，腸道可能是PD病理過(guò)程的起源，腸道菌群失調(diào)可能通過(guò)以下途徑參與PD的發(fā)生和發(fā)展[3-6]：(1)損傷腸上皮屏障，增加腸通透性，促炎細(xì)菌及其產(chǎn)物和炎癥介質(zhì)暴露于腸神經(jīng)系統(tǒng)，并通過(guò)腸黏膜侵入血液及對(duì)先天免疫系統(tǒng)進(jìn)行刺激，觸發(fā)腸道炎癥和全身炎癥反應(yīng)以及腸神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞活化，導(dǎo)致腸神經(jīng)系統(tǒng)α-突觸核蛋白(α-Synuclein，α-Syn)病理性聚集，進(jìn)而通過(guò)迷走神經(jīng)擴(kuò)散至中樞神經(jīng)系統(tǒng)；(2)腸源性細(xì)菌產(chǎn)物(如脂多糖)或外周炎癥反應(yīng)(如細(xì)胞因子產(chǎn)生)導(dǎo)致血腦屏障破壞，引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥和α-Syn病理性聚集，激活小膠質(zhì)細(xì)胞并最終導(dǎo)致多巴胺能神經(jīng)元凋亡；(3)導(dǎo)致短鏈脂肪酸濃度降低，內(nèi)源性神經(jīng)保護(hù)因子產(chǎn)生減少，引起多巴胺能神經(jīng)元凋亡；(4)影響多巴胺、5-羥色胺等神經(jīng)遞質(zhì)的合成和生長(zhǎng)激素釋放肽的水平等。

2 PD患者腸道菌群變化

近年來(lái)，伴隨DNA測(cè)序技術(shù)進(jìn)步而進(jìn)行了大量關(guān)于PD患者腸道菌群變化的研究，結(jié)果顯示PD患者的腸道菌群組成較健康對(duì)照組發(fā)生了明顯改變[7-24]。Scheperjans等[7]首次報(bào)道了PD患者腸道普雷沃菌科(Prevotellaceae)的豐度平均降低了77.6%，其相對(duì)豐度為6.5%或更低時(shí)，其診斷PD的敏感性為86.1%，特異性為38.9%。隨后多項(xiàng)研究關(guān)注PD患者普雷沃菌科/屬(Prevotellaceae，Prevotella)的變化，且大多研究發(fā)現(xiàn)其相對(duì)豐度明顯降低[7-13]，其中張帆等[13]進(jìn)一步通過(guò)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，腸道普氏菌(Prevotella-copri)與患者年齡、Hoehn-Yahr分期(H-Y分期)、統(tǒng)一帕金森病評(píng)定量表(UPDRS)總分和UPDRS第3部分(UPDRS-Ⅲ)評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，表明其改變與PD的發(fā)生和進(jìn)展有關(guān)，可作為PD的潛在生物標(biāo)記物。但該作者團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究亦發(fā)現(xiàn)，盡管PD患者普雷沃菌屬平均豐度較健康對(duì)照組低，但與其健康配偶間比較并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，提示該菌豐度受生活環(huán)境的影響[14]。此外，亦有研究發(fā)現(xiàn)PD患者普雷沃菌科豐度偏低，但與對(duì)照組比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[15-16]。因此，普雷沃菌科/屬可能是PD中發(fā)生特異性變化的菌群之一，但確切結(jié)論尚有爭(zhēng)議，有待統(tǒng)一方法進(jìn)一步研究。

除普雷沃菌科/屬受到較多關(guān)注外，PD患者腸道阿克曼菌屬(Akkermansia)及其所屬的疣微菌門(mén)/綱/科(Verrucomicrobia，Verrucomicrobiae，Verrucomicrobiaceae)相對(duì)豐度升高[10-11，17-20]，短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌相對(duì)豐度降低[19-22]。Cirstea等[19]通過(guò)研究197例PD患者和103名對(duì)照發(fā)現(xiàn)，PD微生物群的特點(diǎn)是碳水化合物發(fā)酵和丁酸鹽合成能力降低，蛋白水解發(fā)酵和有害氨基酸代謝產(chǎn)物增加，涉及到的菌群變化包括Christensenellaceae、Desulfovibrionaceae、Bilophila、Akkermansia相對(duì)豐度升高，Lachnospiraceae、Roseburia、Faecalibacterium相對(duì)豐度降低。Nishiwaki等[20]收集223例PD患者與137名健康對(duì)照者的腸道菌群資料，并將其與來(lái)自美國(guó)、芬蘭、俄羅斯和德國(guó)的4個(gè)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行Meta分析表明，PD患者Akkermansia豐度增加，短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌Roseburia和Faecalibacterium豐度減少。Wallen等[21]通過(guò)研究?jī)山M數(shù)據(jù)(197例PD比130名對(duì)照；323例PD比184名對(duì)照)同樣發(fā)現(xiàn)，PD患者腸道短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌(Faecalibacterium、Agathobacter、Blautia、Roseburia、Fusicatenibacter、Lachnospira、Butyricicoccus、Lachnospiraceae_ND3007_group、Lachnospiraceae_UCG-004、Oscillospira)減少，條件致病菌(Porphyromonas、Prevotella、Corynebacterium_1)和碳水化合物代謝益生菌(Lactobacillus、Bifidobacterium)升高。

此外，PD患者腸道菌群不僅與健康對(duì)照者比較存在差異，且隨PD病程發(fā)展及嚴(yán)重程度改變[7，12，14，23-24]而在不斷變化，甚至在不同類(lèi)型[11，23]PD患者間其組成亦存在差異?？傮w而言，PD患者腸道菌群組成發(fā)生改變，其中普雷沃菌科/屬和短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌相對(duì)豐度降低，阿克曼菌屬及其所屬的疣微菌門(mén)/綱/科相對(duì)豐度升高，這可能反映了部分PD特異性腸道菌群變化。但限于樣本量、糞便樣本采集、運(yùn)輸與儲(chǔ)存、DNA提取與測(cè)序、生物信息學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的差異，以及受試者飲食、藥物、生活方式、種族、地理等因素的影響，可能是導(dǎo)致既往研究結(jié)果間尚呈現(xiàn)較大異質(zhì)性和低可重復(fù)性的原因。

3 調(diào)控腸道菌群為靶點(diǎn)的干預(yù)措施

近年來(lái)有學(xué)者嘗試通過(guò)糞菌移植(fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT)和補(bǔ)充益生菌、益生元等措施調(diào)控PD患者腸道菌群，進(jìn)而觀察其對(duì)PD癥狀的改善效果。

3.1 FMTFMT是將來(lái)自健康供體的糞便濾液中的功能菌群注入受者的腸道以治療特定疾病，是目前最有效的腸道菌群干預(yù)措施[25]。薛劉軍等[26]報(bào)道了1例PD患者經(jīng)FMT干預(yù)后其便秘癥狀得到明顯改善，焦慮、抑郁情緒得到一定緩解，震顫和運(yùn)動(dòng)遲緩等運(yùn)動(dòng)癥狀亦有明顯改善。隨后，薛劉軍等進(jìn)一步研究顯示，22例伴嚴(yán)重便秘的PD患者經(jīng)FMT治療后第2、4、8、12周其每周自主排便次數(shù)、Wexner評(píng)分、PD患者生活質(zhì)量問(wèn)卷(PDQ-39)和便秘患者生活質(zhì)量量表評(píng)分均有顯著改善，表明FMT治療PD便秘的有效性[27]；15例PD患者經(jīng)FMT治療后其匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)(Pittsburgh sleep quality index，PSQI)、漢密爾頓抑郁量表(HAMD)、漢密爾頓焦慮量表(HAMA)和UPDRS-Ⅲ評(píng)分均明顯下降，且結(jié)腸鏡檢式FMT干預(yù)較鼻空腸管式FMT干預(yù)的療效及持續(xù)時(shí)間更好[28]。Huang等[29]通過(guò)觀察1例經(jīng)FMT治療(1次/d，×3 d)的伴靜止性震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩和頑固性便秘的PD患者發(fā)現(xiàn)，患者經(jīng)FMT治療后1周下肢震顫幾乎消失，但2個(gè)月右下肢震顫有一定程度復(fù)發(fā)；UPDRS評(píng)分也相似的于改善后趨于惡化；便秘明顯緩解，直至隨訪結(jié)束。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究顯示，F(xiàn)MT能顯著改善PD小鼠腸道微生物失調(diào)，增加紋狀體多巴胺和5-羥色胺水平，降低黑質(zhì)小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的活性及TLR4/TNF-α信號(hào)通路在腸、腦中的表達(dá)，進(jìn)而通過(guò)抑制神經(jīng)炎癥和減少TLR4/TNF-α信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)對(duì)PD小鼠發(fā)揮保護(hù)作用[30]。

綜上所述，F(xiàn)MT對(duì)PD運(yùn)動(dòng)(震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩等)和非運(yùn)動(dòng)癥狀(便秘、焦慮、抑郁、睡眠障礙等)均有一定改善效果，但部分癥狀改善后又出現(xiàn)惡化的現(xiàn)象是否表明這種改善是由安慰劑效應(yīng)引起，尚需進(jìn)一步研究。此外，年齡、飲食習(xí)慣、特定微生物的清除、移植的最佳量以及移植的最佳頻率對(duì)FMT治療PD的影響仍然不清楚[31]，PD患者FMT后長(zhǎng)期的有效性和安全性也不明朗，有待更多的研究予以明確。

3.2 益生菌與益生元補(bǔ)充益生菌和/或益生元是另一種恢復(fù)腸道微生態(tài)的方法。益生菌是有適當(dāng)數(shù)量(常在108～1011cfu)明確菌株(常包括Bifidobacteria、Lactobacilli、Lactococci、Streptococci、Bacillus、Escherichia、Propionibacterium、Saccharomyces等)并可為宿主健康帶來(lái)益處的活微生物[32-34]。益生元是宿主微生物選擇性利用的有益健康的底物，其中菊粉型果聚糖、低聚果糖和低聚半乳糖應(yīng)用最廣泛[35-36]。益生菌、益生元可能通過(guò)重新平衡PD相關(guān)的微生物組成，增強(qiáng)腸上皮完整性，防止腸屏障破壞，從而減少腸道滲漏、細(xì)菌移位和隨后的神經(jīng)炎癥，并刺激健康黏膜免疫系統(tǒng)和抑制病原細(xì)菌生長(zhǎng)，抑或通過(guò)潛在地改善左旋多巴的吸收等多種途徑對(duì)PD相關(guān)癥狀產(chǎn)生影響[37-38]。Barichella等[39]一項(xiàng)隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照試驗(yàn)研究顯示，PD患者食用含有益生元和益生菌(250×109cfu)的發(fā)酵乳(125 g/d，×4周)后其每周完全排便次數(shù)增加，且明顯高于安慰劑組。林悄然等[40]給予6例PD患者服用主要成分為活性乳酸桿菌的微生物制劑2周和4周后，患者便秘癥狀均有不同程度緩解，尤其是糞便干燥秘結(jié)情況改善明顯。除改善便秘癥狀外，Borzabadi等[41]研究結(jié)果顯示，PD患者每天服用含有8×109cfu的益生菌膠囊(含Lactobacillusacidophilus、Bifidobacteriumbifidum、L.reuteri、Lactobacillusfermentum；1粒/d，×12周)，患者血IL-1、IL-8和TNF-α基因表達(dá)明顯下調(diào)，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)及過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ基因表達(dá)上調(diào)，提示益生菌對(duì)PD的治療具有一定潛力。Tamtaji等[42]則發(fā)現(xiàn)接受益生菌治療(8×109cfu/d，×12周)的PD患者與炎癥和氧化應(yīng)激有關(guān)的臨床癥狀減少，且UPDRS評(píng)分有所改善。近期，一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，每天補(bǔ)充益生菌能顯著改善轉(zhuǎn)基因PD小鼠的步態(tài)、平衡功能和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性方面的運(yùn)動(dòng)障礙，且經(jīng)益生菌處理的PD小鼠黑質(zhì)中的酪氨酸羥化酶陽(yáng)性細(xì)胞明顯保存，表明長(zhǎng)期服用益生菌對(duì)PD小鼠多巴胺神經(jīng)元具有神經(jīng)保護(hù)作用，減輕運(yùn)動(dòng)功能障礙的惡化[43]。

上述研究初步表明，長(zhǎng)期、規(guī)律的補(bǔ)充益生菌和/或益生元，可改善PD相關(guān)的便秘、炎癥以及運(yùn)動(dòng)障礙等臨床癥狀，但前期研究還比較局限，且缺乏對(duì)腸道菌群變化的評(píng)估，益生菌和/或益生元影響PD癥狀的確切機(jī)制也未闡明。此外，對(duì)推薦劑量、最佳治療時(shí)間和可靠性的了解尚不足以對(duì)PD患者給出明確的建議[36]。還有學(xué)者對(duì)在特定的PD患者中補(bǔ)充乳酸桿菌和雙歧桿菌提出質(zhì)疑，因?yàn)榇藘煞N菌群在某些PD患者中其相對(duì)豐度增加[31]。因此，用益生菌和/或益生元治療PD尚需更多的臨床研究數(shù)據(jù)。

綜上所述，PD患者的腸道菌群組成發(fā)生改變，其中普雷沃菌科/屬和短鏈脂肪酸產(chǎn)生菌相對(duì)豐度降低，阿克曼菌屬及其所屬的疣微菌門(mén)/綱/科相對(duì)豐度升高，可能反映了部分PD特異性腸道菌群變化。但前期研究結(jié)果總體呈現(xiàn)較大異質(zhì)性和低可重復(fù)性，目前尚不能對(duì)PD腸道菌群特征給予明確定論。初步研究顯示FMT和補(bǔ)充益生菌(益生元)對(duì)PD運(yùn)動(dòng)和非運(yùn)動(dòng)癥狀具有一定改善作用，但相關(guān)臨床研究證據(jù)尚不夠充分，其對(duì)PD作用的確切機(jī)制以及干預(yù)后的長(zhǎng)期有效性和安全性也有待明確。