喬 軍 宋 珊 趙 蓉 常敏靜 張升校 李小峰

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種以滑膜炎癥、軟骨損傷和骨破壞為主要特征的慢性炎癥性自身免疫性疾病，其發(fā)病機(jī)制尚不明確，但通常認(rèn)為其病因主要與遺傳易感性和環(huán)境因素等有關(guān)。RA在我國(guó)所困擾的人口約占總?cè)丝诘?.35%，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量，目前急需新的研究和治療方法[1]。

胃腸道被數(shù)百萬(wàn)億種不同的原核微生物大量定殖，包括細(xì)菌、真菌和病毒，統(tǒng)稱為腸道微生物群[2]。腸道微生物群包含1000多種不同種類的微生物，其數(shù)量比人體細(xì)胞數(shù)還要多，大約為后者的10倍，厚壁菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、變形菌門(mén)以及放線菌門(mén)在其中所占的比例為99%[3]。在正常生理?xiàng)l件下，人類腸道微生物群是一個(gè)穩(wěn)態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)，具有對(duì)宿主健康重要的多項(xiàng)功能和相互關(guān)系，包括幫助人體進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)吸收、合成以及能量轉(zhuǎn)化、代謝，調(diào)節(jié)機(jī)體免疫應(yīng)答以抵御外界病原菌入侵和機(jī)體對(duì)自身抗原的免疫反應(yīng)[4]。這種平衡的破壞會(huì)導(dǎo)致生態(tài)失調(diào)并增加罹患疾病的風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái)大量研究表明，腸道菌群作為重要的環(huán)境因素之一，密切參與RA的發(fā)生、發(fā)展，為RA的治療提供新思路[5, 6]。

一、RA患者腸道菌群特征

流行病學(xué)研究表明，RA致病機(jī)制非常復(fù)雜，與遺傳和環(huán)境等因素密切相關(guān)。McInnes等[7]研究顯示，同卵雙胞胎RA患者的發(fā)病一致率為15%～30%，表明環(huán)境因素是誘發(fā)遺傳易感個(gè)體患病的因素之一。此外，大量臨床研究發(fā)現(xiàn)，RA患者腸道微生物的組成與健康人比較發(fā)生了明顯改變。

Scher等[8]通過(guò)16S rRNA測(cè)序發(fā)現(xiàn)，美國(guó)早期未經(jīng)治療的RA患者中普氏菌(prevotella. copri, P.copri)的豐度相比于健康對(duì)照組明顯升高，而有益菌如擬桿菌和梭狀芽胞桿菌的豐度則明顯降低；同時(shí)發(fā)現(xiàn)普氏菌的豐度與HLA DRB-1風(fēng)險(xiǎn)等位基因的缺失相關(guān)。Maeda等[9]研究顯示，大約有33%日本早期未經(jīng)治療的RA患者腸道中普氏菌的豐度明顯增加，以普氏菌為主的微生物群使得腸道內(nèi)分布的反應(yīng)性T細(xì)胞有效激活，誘導(dǎo)自發(fā)型類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎小鼠出現(xiàn)Th17細(xì)胞依賴性關(guān)節(jié)炎。相比之下，另一項(xiàng)研究表明，從人類腸道中的共生細(xì)菌中分離出的普氏菌(prevotella. histicola, P.histicola)使得HLA-DQ8小鼠膠原蛋白誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎程度極大的降低[10]。研究顯示，P.histicola的序列與P.copri的序列完全不同。這些結(jié)果支持了不同的普氏菌對(duì)關(guān)節(jié)炎有不同影響的觀點(diǎn)。綜合來(lái)看，對(duì)于RA患者來(lái)講，普氏菌有一定概率為其優(yōu)勢(shì)菌群，且在很大程度上與RA的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。

Zhang等[11]通過(guò)宏基因組測(cè)序發(fā)現(xiàn)，中國(guó)早期未經(jīng)治療的RA患者嗜血桿菌的豐度顯著減少，并且與血清自身抗體水平呈顯著負(fù)相關(guān)。研究還表明，在RA患者中觀察到的菌群失調(diào)在使用改善病情抗風(fēng)濕藥物治療后可得到部分改善。近年來(lái)另一項(xiàng)研究中，Chen等[12]以RA患者作為研究對(duì)象發(fā)現(xiàn)，伴隨著病程增加，類風(fēng)濕因子效價(jià)增加。此時(shí)，腸道菌群將會(huì)具有相對(duì)更低的豐富度以及多樣性，同樣觀察到使用改善病情抗風(fēng)濕藥物治療后，患者表現(xiàn)出腸道微生物群落的改善。整體來(lái)看，RA發(fā)病可能與腸道微生態(tài)失調(diào)有一定的關(guān)聯(lián)性。

二、腸道菌群參與RA的發(fā)病機(jī)制

1.免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞失衡：腸道菌群對(duì)RA發(fā)病機(jī)制的影響主要表現(xiàn)在黏膜免疫上，與免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞有關(guān)。研究表明，有發(fā)展成為RA風(fēng)險(xiǎn)的患者中存在免疫異常，例如免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞的激活或抑制，這些異常通常先發(fā)生在局部，隨后在全身發(fā)生[13]。RA患者常表現(xiàn)出循環(huán)Treg細(xì)胞的功能缺陷以及血漿和滑液中Th17細(xì)胞的增加。由巨噬細(xì)胞和樹(shù)突細(xì)胞衍生的TGF-β、IL-1β、IL-6、IL-21和IL-23提供了促進(jìn)Th17細(xì)胞和抑制Treg細(xì)胞分化的內(nèi)環(huán)境，到了免疫細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，進(jìn)而出現(xiàn)炎癥。腸道菌群可對(duì)黏膜免疫(由Th17-Treg細(xì)胞的平衡介導(dǎo))進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而對(duì)腸道免疫產(chǎn)生影響[14]。Feng等[15]研究發(fā)現(xiàn), 在K/BxN小鼠模型中，分段絲狀細(xì)菌(segmentous filamentous bacteria，SFB)可以誘導(dǎo)促炎的Th17細(xì)胞分化，加重關(guān)節(jié)炎的癥狀。Atarashi等[16]研究發(fā)現(xiàn), 梭菌屬細(xì)菌可促進(jìn)Treg細(xì)胞的發(fā)育, 抑制梭菌屬細(xì)菌的增殖和分化,可減輕關(guān)節(jié)炎的癥狀。雙歧桿菌屬通過(guò)促進(jìn)Th17-Treg細(xì)胞穩(wěn)態(tài)失衡和Toll樣受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(TLR2-TLR4)介導(dǎo)來(lái)觸發(fā)該模型中的關(guān)節(jié)炎。因此，腸道菌群的組成在Th17/Treg細(xì)胞平衡中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

2.腸道屏障功能紊亂:雖然小腸有相當(dāng)大的表面積暴露于外界，但腸道的上皮細(xì)胞形成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的物理屏障，防止腸道內(nèi)的有害物質(zhì)穿過(guò)腸黏膜進(jìn)入其他組織。有研究報(bào)道，RA、強(qiáng)直性脊柱炎和炎癥性腸病患者均會(huì)出現(xiàn)腸道屏障通透性異常以及細(xì)菌易位[17]。腸道屏障破壞的首要機(jī)制是增加連蛋白的產(chǎn)生，腸道菌群紊亂是腸上皮細(xì)胞釋放連蛋白的觸發(fā)因素之一[18]。連蛋白主要通過(guò)分解緊密連接蛋白-1和閉鎖蛋白來(lái)降低調(diào)腸上皮細(xì)胞緊密連接的完整性，進(jìn)而破壞腸道的屏障功能[19]。近年來(lái)的一項(xiàng)轉(zhuǎn)基因小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，相比于關(guān)節(jié)炎抗性*0402小鼠，關(guān)節(jié)炎易感*0401小鼠表現(xiàn)出黏膜通透性增加和Th17細(xì)胞相關(guān)基因表達(dá)的改變。因此，腸道屏障功能陷入紊亂，且顯著增加腸道通透性和細(xì)菌易位，這些因素對(duì)于自身免疫反應(yīng)具有明顯的促進(jìn)作用。

三.重建腸道微生態(tài)在RA防治中的應(yīng)用

1.飲食干預(yù):飲食干預(yù)可能是通過(guò)恢復(fù)腸道微生物群治療RA的一種理想方法，幾乎沒(méi)有不良反應(yīng)[20]。迄今為止，在RA試驗(yàn)的飲食干預(yù)措施中，只有素食或地中海飲食被證明有助于疾病活動(dòng)的降低[21]。膳食纖維和多酚是素食或地中海飲食帶來(lái)益處的主要貢獻(xiàn)者，這兩種成分被證明對(duì)于RA有重要的緩解作用[22]。動(dòng)物模型中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，膳食纖維素?cái)z入后，被腸道菌群分解產(chǎn)生短鏈脂肪酸，其中丁酸鹽能夠增強(qiáng)腸道黏膜屏障功能，對(duì)腸道起保護(hù)作用。同時(shí)多酚中的天然類黃酮白藜蘆醇可以通過(guò)影響腸道菌群進(jìn)而在RA中發(fā)揮抗炎作用[23]。一項(xiàng)對(duì)RA患者使用高纖維膳食飲食的可行性研究發(fā)現(xiàn)，飲食干預(yù)后，RA患者外周血Treg細(xì)胞增多，骨侵蝕標(biāo)志物減少，臨床癥狀也得到改善[24]。

2.傳統(tǒng)藥物:抗風(fēng)濕藥物(disease modifying antirheumatic drugs，DMARDs)可以通過(guò)調(diào)節(jié)免疫功能和直接作為微生物細(xì)胞代謝中的外源性物質(zhì)來(lái)擾亂微生物成分起作用。Rodrigues等[25]研究發(fā)現(xiàn)，與健康對(duì)照組比較，接受DMARDs治療的RA患者糞便樣本中擬桿菌和普氏菌的相對(duì)豐度增加，而梭狀芽胞桿菌的相對(duì)豐度降低。一項(xiàng)甲氨蝶呤治療RA患者的研究發(fā)現(xiàn)，甲氨蝶呤治療與腸桿菌相對(duì)豐度的降低相關(guān)，這可能是由于甲氨蝶呤可以影響由細(xì)菌表達(dá)的高度保守的二氫葉酸還原酶，因此可能對(duì)細(xì)菌存活和增殖產(chǎn)生脫靶效應(yīng)[26]。另外一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，使用羥基氯喹治療的RA患者腸道菌群的豐富度和多樣性顯著增加，這可能與羥氯喹能恢復(fù)產(chǎn)生丁酸鹽的菌群數(shù)量(例如糞桿菌)有關(guān)[12]。在接受依那西普(TNF-α拮抗劑)治療的RA患者的腸道微生物群中，藍(lán)藻門(mén)細(xì)菌增加，梭狀芽胞桿菌和δ-變形菌綱減少。其他細(xì)胞因子抑制劑(例如IL-6等)對(duì)RA相關(guān)腸道微生物群的影響有待于進(jìn)一步研究。

3.益生菌:通過(guò)益生菌恢復(fù)腸道微生物菌群失調(diào)正在成為預(yù)防和治療RA的潛在方法[27]。益生菌是一種含有活微生物的補(bǔ)充劑，可以改變微生物群的組成，當(dāng)給予足夠的量時(shí)，會(huì)給宿主帶來(lái)益處。益生菌主要通過(guò)抗菌作用、增強(qiáng)黏膜屏障功能和免疫調(diào)節(jié)3種方式發(fā)揮其有益作用。動(dòng)物模型中以口服干酪乳桿菌為例：在佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠模型中，口服干酪乳桿菌能抑制關(guān)節(jié)腫脹，降低關(guān)節(jié)炎評(píng)分，改善骨破壞并使部分乳酸菌菌株恢復(fù)正常，同時(shí)降低促炎性細(xì)胞因子IFN-γ、TNF-α、IL-1β、IL-17、IL-6等的表達(dá)；在膠原誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎小鼠模型中，口服干酪乳桿菌可通過(guò)減少促炎性細(xì)胞因子而抑制環(huán)氧合酶-2，具有抗關(guān)節(jié)炎作用[28]。此外，對(duì)干酪乳桿菌等研究顯示，益生菌可以調(diào)節(jié)緊密連接蛋白1和閉鎖蛋白的表達(dá)和分布，保護(hù)腸道屏障阻止菌群易位，同時(shí)益生菌還可以通過(guò)分解產(chǎn)生短鏈脂肪酸，對(duì)腸道屏障功能起正性調(diào)節(jié)作用。目前，一些隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)正在進(jìn)行中，旨在研究益生菌對(duì)RA患者疾病活動(dòng)度、免疫細(xì)胞及細(xì)胞因子的影響。但4個(gè)此類試驗(yàn)的Meta分析并未證明益生菌作為RA輔助治療的特殊療效。整體來(lái)說(shuō)，由于在人體中的研究有限，目前還不足以證明益生菌治療RA患者的有效性。為了對(duì)緩解RA最優(yōu)的益生菌菌種進(jìn)行確定，并實(shí)現(xiàn)對(duì)最優(yōu)攝入方法以及劑量的確定，此時(shí)非常有必要展開(kāi)多中心、大樣本量隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)。

4.糞菌移植：糞菌移植(fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT)和益生菌一樣被認(rèn)為是通過(guò)恢復(fù)腸道微生物菌群失調(diào)治療RA的一種潛在方法。研究表明，將RA患者以普氏菌為主的糞便微生物群轉(zhuǎn)移到無(wú)菌自發(fā)性類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎小鼠會(huì)導(dǎo)致腸道內(nèi)Th17細(xì)胞增加，并加劇小鼠關(guān)節(jié)的炎癥[9]。近年來(lái)發(fā)表了1例難治性RA患者成功接受FMT治療的病例報(bào)告，但目前還沒(méi)有大規(guī)模的臨床研究能證明使用FMT治療RA的有效性。如果有更多證據(jù)支持腸道微生物群變化與RA發(fā)生、發(fā)展之間的聯(lián)系，F(xiàn)MT可能是一種新的治療選擇。

五、展 望

腸道菌群在RA的發(fā)病中起重要作用，失調(diào)的菌群可以影響腸上皮細(xì)胞間的緊密連接，破壞腸道黏膜屏障，導(dǎo)致致病菌易位至腸固有層引起免疫反應(yīng)，產(chǎn)生促炎性細(xì)胞及因子，并經(jīng)過(guò)血液循環(huán)到達(dá)關(guān)節(jié)，引發(fā)RA。失衡的菌群還會(huì)導(dǎo)致Th17-Treg細(xì)胞失衡，造成促炎的免疫細(xì)胞以及相關(guān)促炎性細(xì)胞因子增加，而抗炎的免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞和抗炎性細(xì)胞因子減少，加重機(jī)體的炎性反應(yīng)?？傊?，腸道-關(guān)節(jié)的相互作用構(gòu)成了RA發(fā)病機(jī)制的一個(gè)重要方面。綜合考慮來(lái)自關(guān)節(jié)炎實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蚏A患者研究的數(shù)據(jù)，似乎在疾病臨床發(fā)作之前就已經(jīng)發(fā)生了微生物失調(diào)，并影響了關(guān)節(jié)炎的發(fā)展。因此，我們可以從恢復(fù)腸道微生物穩(wěn)態(tài)為出發(fā)點(diǎn)來(lái)預(yù)防和治療疾病的發(fā)生。飲食調(diào)節(jié)、傳統(tǒng)藥DMARDs等治療可以通過(guò)調(diào)整菌群；保護(hù)腸道黏膜屏障進(jìn)而改善RA的相關(guān)癥狀，對(duì)RA發(fā)展有正性調(diào)節(jié)作用。補(bǔ)充益生菌和FMT通過(guò)補(bǔ)充對(duì)機(jī)體有益的菌群來(lái)改善RA，是目前認(rèn)為的潛在治療方法，尚未有太多的臨床證據(jù)來(lái)證明它們?cè)赗A方面的療效，因此還需要繼續(xù)進(jìn)行臨床研究來(lái)收集更多有利的證據(jù)。