炎癥性腸病發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展

炎癥性腸病發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展

1亞洲人群ibd越來(lái)越多的證據(jù)表明，腸微生物群落參與ibd的發(fā)病機(jī)制：（1）無(wú)菌動(dòng)物不會(huì)出現(xiàn)腸道炎癥，腸動(dòng)物模型中腸道細(xì)菌和真菌群落的構(gòu)成發(fā)生了變化。（2）在克羅恩?。╟d）之后，糞便道沒(méi)有出現(xiàn)疾病復(fù)發(fā)，糞便如果恢復(fù)，糞便會(huì)恢復(fù)。（3）imd時(shí)腸微生物群落的多樣性顯著降低。（4）imd時(shí)腸微生物代謝產(chǎn)物異常。（5）微生態(tài)制劑可以改善mc患者的腸道癥狀，防止復(fù)發(fā)。（6）抗生素可以有效地誘導(dǎo)和維持胃腸功能。（7）明顯增加的亞洲人民的厭食程度與西方的飲食結(jié)構(gòu)、生活方式、抗生素應(yīng)用和檢疫等因素有關(guān)，上述因素可影響腸微生物群落的組成和功能。（8）大多數(shù)早期人類(lèi)生命體征與主動(dòng)化生物化學(xué)沒(méi)有之間的免疫識(shí)別反應(yīng)有關(guān)。2腸道細(xì)菌群落腸道微生物包括細(xì)菌、古菌、真菌和病毒等,但狹義上主要指細(xì)菌群落。以人體腸道細(xì)菌群落為例,平均重量約1.5kg,相當(dāng)于肝臟的重量;細(xì)胞數(shù)目達(dá)1012~1014個(gè),是人體自身細(xì)胞數(shù)目的10倍;基因數(shù)目是人類(lèi)基因的150倍;目前證實(shí)腸道含1000~1150種細(xì)菌種屬。另外,真菌群落也是腸道微生物群落的重要組成部分,在維持胃腸道屏障功能及胃腸道微生物穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮重要作用。人類(lèi)出生后數(shù)天或數(shù)周消化道內(nèi)即出現(xiàn)真菌定植。早期基于培養(yǎng)方法的研究報(bào)道70%的健康人消化道內(nèi)可檢測(cè)到真菌,其中大部分為念珠菌屬和酵母菌屬等;其他真菌種屬如曲霉菌屬、毛霉菌屬及隱球菌屬等也可檢測(cè)到,但常將它們歸為消化道中的短暫性過(guò)路菌。真菌群落在食管胃、空腸、回腸及結(jié)腸中的細(xì)胞數(shù)量分別為0~102、0~102、102~103和102~106CFU/mL,遠(yuǎn)較消化道各部位細(xì)菌細(xì)胞數(shù)目低。目前絕大多數(shù)研究主要針對(duì)腸道細(xì)菌群落展開(kāi),健康及疾病狀態(tài)下腸道真菌群落的豐度、多樣性特征及功能遠(yuǎn)不及細(xì)菌群落研究的透徹。3腸道細(xì)菌群落腸道致病性細(xì)菌與IBD:有研究認(rèn)為回腸黏膜上皮侵襲性大腸桿菌及副結(jié)核分支桿菌定植與CD關(guān)系密切,但僅具有相似的腸炎癥狀,相關(guān)研究結(jié)論也并不一致;沙門(mén)菌屬、空腸彎曲菌屬、分枝桿菌屬、李斯特菌及普通擬桿菌等相關(guān)致病菌感染可能增加IBD發(fā)生或復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。IBD住院人群和門(mén)診患者中艱難梭菌感染常見(jiàn),且兩者具有腹瀉、腹痛及低熱等相似癥狀,但兩者間因果關(guān)系仍不清楚。艱難梭菌可刺激腸道促炎癥應(yīng)答反應(yīng),促進(jìn)或加劇IBD的進(jìn)程,但無(wú)證據(jù)表明IBD發(fā)病前是否存在腸道艱難梭菌感染;同樣,IBD時(shí)免疫、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、腸道菌群失衡及醫(yī)源性因素等均可增加艱難梭菌感染的風(fēng)險(xiǎn)?？傮w上看,單致病菌屬似乎并不能完全解釋IBD的發(fā)病機(jī)制,但不否認(rèn)部分IBD患者腸道內(nèi)可能存在相關(guān)致病菌定植或感染。腸道細(xì)菌群落失衡與IBD:越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)始關(guān)注腸道細(xì)菌群落整體失衡在IBD中的作用,涉及糞便/黏膜,潰瘍部位/非潰瘍部位等不同部位,以及緩解期/急性期等不同IBD疾病狀態(tài)下的腸道細(xì)菌群落構(gòu)成特征。Frank等利用基于宏基因組學(xué)策略的16SrDNA測(cè)序技術(shù)證實(shí)CD和潰瘍性結(jié)腸炎(UC)患者存在腸道細(xì)菌群落失衡,主要表現(xiàn)為擬桿菌門(mén)和硬壁菌門(mén)含量降低。Ott等對(duì)IBD急性期患者結(jié)腸各部位黏膜細(xì)菌群落進(jìn)行了基于細(xì)菌16SrDNA的測(cè)序分析,證實(shí)IBD患者腸道內(nèi)擬桿菌屬、真細(xì)菌屬及乳桿菌屬等腸道正常厭氧菌的多樣性顯著降低。Manichanh等報(bào)道恢復(fù)期CD患者較健康人群糞便菌群中硬壁菌門(mén)多樣性降低,以柔嫩梭菌最為顯著。我國(guó)華大基因研究院完成了歐洲124個(gè)成人個(gè)體的腸道宏基因組測(cè)序工作,該研究構(gòu)建了IBD患者糞便菌群基因集,證實(shí)IBD患者與健康個(gè)體間糞便細(xì)菌豐度存在差異,未來(lái)IBD相關(guān)的菌群功能基因有待進(jìn)一步挖掘。另外,腸道細(xì)菌代謝產(chǎn)物在IBD中發(fā)揮重要作用。丁酸是腸道黏膜上皮細(xì)胞的主要能量來(lái)源,也可阻止促炎癥細(xì)胞因子表達(dá)的信號(hào)傳遞途徑;基于結(jié)腸炎動(dòng)物模型的研究證實(shí)產(chǎn)丁酸菌能改善結(jié)腸炎大鼠腸道炎癥和壞死,給予產(chǎn)丁酸菌的培養(yǎng)上清液可改善腸道炎癥反應(yīng)。有研究指出UC患者腸道內(nèi)柔嫩梭菌、球形梭菌等產(chǎn)丁酸菌含量減少,同時(shí)對(duì)丁酸的利用率降低。總體上看,IBD患者腸道細(xì)菌群落多樣性和豐度較健康人群顯著降低,但仍無(wú)法回答究竟哪種細(xì)菌,細(xì)菌群落構(gòu)成失衡和細(xì)菌相關(guān)代謝產(chǎn)物異常導(dǎo)致IBD的發(fā)病。腸道細(xì)菌相關(guān)因素究竟是IBD發(fā)病的始動(dòng)因素還是其誘發(fā)因素仍有待明確。此外,有觀點(diǎn)認(rèn)為腸易激綜合征(IBS)和IBD本質(zhì)上均為腸道慢性炎癥反應(yīng),但因受到宿主遺傳易感性及環(huán)境等其他因素的影響,出現(xiàn)不同的腸道炎癥程度以及疾病和臨床表型。有研究報(bào)道腹瀉型IBS和IBD患者糞便細(xì)菌群落構(gòu)成具有相似性,表現(xiàn)為普通擬桿菌、卵圓擬桿菌、單形擬桿菌等擬桿菌屬和紫單胞菌屬豐度和多樣性降低。另外,流行病學(xué)研究指出IBD可使罹患結(jié)直腸癌(CRC)的風(fēng)險(xiǎn)增加,可能與腸道長(zhǎng)期慢性炎癥及微生物致瘤效應(yīng)有關(guān)。有研究報(bào)道IBD和CRC患者腸道細(xì)菌群落及其代謝產(chǎn)物變化也具有相似性,表現(xiàn)為硫酸鹽還原菌含量增加,而產(chǎn)短鏈脂肪酸相關(guān)細(xì)菌種屬含量下降。IBD和IBS間,以及IBD和CRC之間腸道細(xì)菌群落構(gòu)成及相關(guān)代謝產(chǎn)物變化的相關(guān)性仍有待證實(shí)。4抗釀酒酵母抗體目前有證據(jù)表明真菌及其群落可能參與IBD,特別是CD的發(fā)病機(jī)制。基于動(dòng)物模型的研究證實(shí)白色念珠菌可加重結(jié)腸炎鼠類(lèi)模型的腸道炎癥反應(yīng),表現(xiàn)為中性白細(xì)胞增多,組織髓過(guò)氧化物酶含量增多,細(xì)胞因子TNF-α水平升高,抗真菌治療后可顯著改善。CD患者腸道黏膜炎癥部位和血中IL-17及IL-23水平較高,但有研究通過(guò)人源性抗IL-17A多克隆抗體治療CD效果不明顯;而動(dòng)物模型上證實(shí)白色念珠菌定植可以增加胃腸道和口腔黏膜中IL-17和IL-23的含量,考慮可能受到腸道真菌因素的影響而導(dǎo)致抗IL-17A多克隆抗體治療CD療效不佳。輔助性T細(xì)胞家族中的Th17細(xì)胞及其分泌的細(xì)胞因子類(lèi)IL-17和IL-23可能在IBD中調(diào)節(jié)宿主與腸道真菌群落間免疫識(shí)別和應(yīng)答。抗釀酒酵母抗體(ASCAs)是CD的血清學(xué)標(biāo)記物及預(yù)測(cè)指標(biāo)之一,白色念珠菌作為一種免疫原可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生ASCAs。臨床上超過(guò)50%的CD患者ASCAs陽(yáng)性,且ASCAs水平升高與CD患者細(xì)胞內(nèi)NOD樣受體家族(NLRs)中的NOD2基因變異有關(guān),但與腸道內(nèi)白色念珠菌含量并無(wú)相關(guān)性,白色念珠菌在CD發(fā)病中的作用仍有爭(zhēng)議。另外,有研究報(bào)道UC患者腸道內(nèi)存在白色念珠菌大量定植,其糞便或炎癥黏膜部位定植水平隨著病程延長(zhǎng)而明顯升高,給予UC活動(dòng)期患者抗真菌藥物治療后,其臨床癥狀及腸道炎癥可得到緩解。以白色念珠菌為代表的腸道單個(gè)真菌種屬無(wú)法完全解釋IBD的發(fā)病,考慮腸道真菌群落整體的變化可能參與IBD的發(fā)病機(jī)制?？傮w上看,目前研究證實(shí)IBD不同疾病狀態(tài)下腸道內(nèi)糞便和黏膜相關(guān)細(xì)菌群落構(gòu)成及多樣性發(fā)生改變,但是真菌群落在IBD患者腸道內(nèi)的構(gòu)成及其作用仍知之甚少。有研究證實(shí)IBD患者結(jié)腸黏膜均可檢測(cè)到真菌序列,克隆文庫(kù)中發(fā)現(xiàn)43個(gè)不同的分類(lèi)單元,但其占腸道微生物群落的比重非常低;特別是該研究證實(shí)IBD結(jié)腸黏膜相關(guān)真菌群落多樣性顯著增高。但是,現(xiàn)有研究仍未能發(fā)現(xiàn)CD和UC疾病顯著相關(guān)性真菌種屬。另外,最近有研究通過(guò)凝集素受體家族(CLRs)的Dectin-1將UC和腸道真菌群落聯(lián)系起來(lái),加深了我們對(duì)IBD真菌致病因素的理解。真菌群落是腸道微生物群落的重要組成部分,IBD患者腸道內(nèi)真菌群落構(gòu)成變化明顯,多樣性顯著增高,但是其改變是繼發(fā)于腸道細(xì)菌群落的失衡,還是IBD的獨(dú)立病原學(xué)因素有待進(jìn)一步研究。5調(diào)節(jié)性/免疫調(diào)節(jié)作腸道共棲共生微生物群落在IBD的發(fā)生發(fā)展中扮演重要角色,針對(duì)對(duì)腸道共生微生物群落的宿主免疫應(yīng)答異常激活可能是IBD的其潛在發(fā)病機(jī)制之一;T淋巴細(xì)胞調(diào)節(jié)功能及腸道黏膜免疫對(duì)腸道共生微生物群落免疫應(yīng)答功能受損在慢性腸道炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。IBD遺傳易感個(gè)體可能對(duì)其腸道共棲共生微生物正常的免疫耐受及調(diào)節(jié)功能失調(diào),腸道微生物對(duì)遺傳易感宿主免疫系統(tǒng)提供一個(gè)持續(xù)性的刺激,進(jìn)而導(dǎo)致腸道免疫應(yīng)答反應(yīng)增強(qiáng)。宿主通過(guò)腸道病原模式識(shí)別受體(PRRs)識(shí)別內(nèi)源性或外源性細(xì)菌和真菌,并參與維持宿主腸道黏膜先天性和獲得性免疫系統(tǒng)的平衡。腸道上皮單核吞噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、固有層淋巴細(xì)胞等均參與IBD患者腸道微生物識(shí)別和應(yīng)答。腸道黏膜上皮細(xì)胞持續(xù)與腔內(nèi)菌群接觸,可通過(guò)細(xì)胞外Toll樣受體(TLRs)、NLRs以及CLRs等PRRs識(shí)別內(nèi)源性和/或外源性微生物病原成分。TLRs家族中的TLR1-9可分別或共同識(shí)別細(xì)菌和真菌細(xì)胞組分而激活TLRs信號(hào)傳導(dǎo)通路;TLRs在IBD患者腸道微生物識(shí)別和黏膜免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。NLRs家族中的NOD2基因單核苷酸多態(tài)性可增加西方人群罹患CD的風(fēng)險(xiǎn),并參與調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞功能和腸道上皮通透性,進(jìn)而影響IBD宿主對(duì)腸道微生物的免疫應(yīng)答。CLRs主要識(shí)別病原體或自身抗原的聚糖類(lèi)組分,動(dòng)物模型證實(shí)IBD時(shí)宿主SIGNR3和Dectin-1等CLRs參與識(shí)別腸道共棲共生真菌群落并影響腸道黏膜免疫功能。此外,腸道上皮細(xì)胞PRRs激活后可產(chǎn)生防御素類(lèi)和內(nèi)源性抗菌多肽類(lèi)物質(zhì)等抗微生物肽類(lèi),其具有廣譜抗微生物和免疫調(diào)節(jié)作用,參與宿主抵御微生物的第一道防線,并促進(jìn)中性白細(xì)胞、單核細(xì)胞及T細(xì)胞等募集和致病原的清除。有研究報(bào)道UC活動(dòng)期患者腸道防御素類(lèi)和內(nèi)源性抗菌多肽類(lèi)物質(zhì)水平可下調(diào)。6微生態(tài)制劑的臨床應(yīng)用益生菌制劑是臨床應(yīng)用最為廣泛的微生態(tài)制劑?；趧?dòng)物模型的研究證實(shí)諸多益生菌制劑,如乳桿菌等可通過(guò)增強(qiáng)腸道黏膜屏障功能、調(diào)節(jié)腸道黏膜免疫及恢復(fù)腸道微生物群落構(gòu)成失衡等來(lái)改善結(jié)腸慢性炎癥反應(yīng)。目前關(guān)于微生態(tài)制劑治療和/或預(yù)防IBD的臨床隨機(jī)對(duì)照研究和薈萃分析較多,旨在通過(guò)其改善IBD相關(guān)腸道炎癥及微生態(tài)失衡。常用于IBD治療的益生菌制劑有乳桿菌類(lèi)、多菌株混合制劑及布拉氏酵母菌等。總體上看,UC緩解期患者輔助應(yīng)用微生態(tài)制劑可改善結(jié)腸炎相關(guān)癥狀,并預(yù)防術(shù)后復(fù)發(fā),但針對(duì)活性期UC患者,益生菌制劑對(duì)臨床癥狀、腸道炎癥內(nèi)鏡及組織學(xué)改變等方面的改善并不明顯。另外,在CD患者誘導(dǎo)緩解/維持以及術(shù)后治療中,微生態(tài)制劑的作用也不明確。筆者認(rèn)為,益生菌制劑治療IBD的療效不確切,可能受到益生菌菌株和宿主免疫等因素的影響,未來(lái)需有針對(duì)性的