肠道菌群及其影响因素在非酒精性脂肪性肝病中的研究进展

钱林惠 陈新利 吴 晖

非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是在无饮酒、肝炎病毒感染等的情况下，由于肝脏脂肪沉积过多而引起的一系列代谢性疾病。NAFLD是较常见的肝脏疾病，其与肥胖、2型糖尿病、代谢综合征密切相关，在全球范围内发病率约为25%，并呈逐年升高趋式[1-2]。目前NAFLD的发病机制尚未完全阐明，有学者提出“多重平行打击假说”，其认为人体生理节律紊乱、胰岛素抵抗、肠道菌群失调、胆汁酸代谢紊乱及营养状况不佳等共同促进了NAFLD的发生和进展[3]。目前尚无治疗NAFLD的特效药，改变生活方式、减轻体质量仍是有效的干预方法，然而仅有不足10%的患者能坚持减重干预达标[4]。许多研究发现肠道菌群通过多条途径促进NAFLD的发病，这为治疗NAFLD提供了新思路[5-6]。此外，有荟萃（Meta）分析已证实调节患者的肠道菌群可改善NAFLD相关实验室指标，延缓NAFLD的进展，可有效治疗NAFLD[7]。然而，肠道菌群的影响因素繁多，以肠道菌群为靶点治疗NAFLD仍是研究的难点。本文就肠道菌群的影响因素，肠道菌群紊乱参与NAFLD发病的机制，以及以肠道菌群为靶点的NAFLD治疗方法的研究进展作一综述，以期为NAFLD的治疗提供参考。

1.1 NAFLD患者的肠道菌群特点

健康成人的肠道细菌种类多达1 000种以上[8]，在生理情况下，肠道菌群之间相互制衡，形成动态平衡，共同维持机体的健康。由于“肝-肠轴”的存在，肠道菌群及其代谢产物可通过门静脉进入肝脏，肝脏结构功能改变也会导致肠道菌群改变。NAFLD患者存在不同程度的肠道菌群紊乱，其特点为拟杆菌门数量减少，厚壁菌门数量增加，但随着疾病的进展，肠道菌群改变会有个体差异[9]。Li等[10]的Meta分析纳入了15项NAFLD与肠道菌群的相关研究（n＝1 265），其中NAFLD患者577例，健康对照者688名，结果显示NAFLD组粪便中大肠杆菌、普氏菌、链球菌的丰度较健康对照组升高。然而，Tsai等[11]的研究纳入了50例经肝脏活体组织病理检查确诊为NAFLD的成年患者，16SrRNA测序结果显示，NAFLD患者粪便中拟杆菌门/厚壁菌门比值升高，这与前述研究结论不符，并首次发现NAFLD患者粪便中瘤胃球菌显著减少。研究报道的NAFLD患者的肠道菌群特征存在差异，可能是由于NAFLD患者肠道菌群的变化与BMI、年龄、种族、地域、生活方式等相关，未来还需进行大样本研究揭示其机制。

1.2 肠道菌群紊乱与NAFLD有关

阐明肠道菌群参与NAFLD发病的机制，才能提高NAFLD的疗效。研究表明紊乱的肠道菌群通过自身成分[如脂多糖（LPS）]及其代谢产物[如短链脂肪酸（SCFA）、胆汁酸（BA）、内源性乙醇、胆碱、吲哚等]的改变，共同促进NAFLD的发病[12-13]。大量研究探讨了这些组分参与NAFLD发病的分子机制，结论存在差异，现将相关研究进展简要归纳如下，见表1。

表1 肠道菌群参与NAFLD发病的机制

肠道菌群紊乱在NAFLD发病中的作用提示可通过调节肠道菌群治疗NAFLD。调节肠道菌群的方式包括补充益生菌、益生元和合生元，粪便微生物群移植（FMT），应用抗生素、中草药等[20]。

2.1 益生菌、益生元和合生元

益生菌是对人体有益的活性微生物培养物，目前被研究得较多的益生菌是乳杆菌和双歧杆菌。Xue等[21]的研究显示，益生菌干预组大鼠的血清中LPS和炎性细胞因子水平、肝脏中TLR4表达水平均比NAFLD模型组降低；
此外，益生菌干预组的肝脏脂肪变性和炎性细胞浸润程度也较NAFLD模型组减轻，推测益生菌可能通过抑制LPS/TLR4信号通路降低肠道通透性，抑制内毒素进入肝脏，从而延缓NAFLD的进展。Lee等[22]的研究表明，与西方饮食组（饲喂高脂肪、高果糖和高胆固醇食物）大鼠相比，乳酸乳球菌组大鼠的肝脏湿重/体质量比值有所降低，且乳酸乳球菌可防止鼠伤寒沙门菌诱导的肠黏膜损伤。

益生元是一类可选择性促进肠道内部分有益菌生长且不被消化的物质，具有调节肠道菌群的作用，具有代表性的益生元包括低聚果糖、低聚半乳糖、乳果糖和菊粉等[23]。Bomhof等[24]的随机对照试验纳入14例经肝脏活体组织病理检查诊断为非酒精性脂肪性肝炎（NASH）的患者，试验组给予低聚果糖口服治疗（8 g/d持续治疗12周，随后16 g/d持续治疗24周），结果显示，与接受同等热量饮食的安慰剂组相比，低聚果糖组患者肠道中放线菌门和双歧杆菌属的相对丰度增高，梭菌属占比降低，并且肝脏脂肪变性程度和总体疾病活动评分均明显降低。

合生元是益生菌和益生元的混合制剂，既可发挥益生菌调节菌群的作用，又可增加益生菌的数量，使其调节菌群的作用更持久。Scorletti等[25]的双盲试验纳入了104例NAFLD患者，给予合生元组（n＝55）合生元制剂（口服低聚果糖，每日2次，每次4 g，加动物双歧杆菌亚种乳杆菌BB-12）治疗10～14个月，发现合生元组的粪便样本中双歧杆菌和粪杆菌的比例较安慰剂组升高，但肝脏脂肪含量和肝纤维化无明显变化。由于该研究仅应用了一种益生菌和一种益生元，故该结果并不能确定合生元对NAFLD无效。一项Meta分析纳入了15项随机对照研究，共782例NAFLD患者，发现补充合生元可显著降低NAFLD患者的氨基转移酶和血脂水平[7]。

2.2 FMT

FMT是通过鼻胃管、结肠镜、胶囊或联合这些方法，将健康供体的粪便移植至受体的消化道，移植的有益菌可代谢未吸收的糖或难以消化的碳水化合物，将多糖转化为单糖，最终转化为醋酸盐、丙酸盐和丁酸盐等SCFA，可作为有益菌增殖的调节剂[26]。1958年FMT用于治疗伪膜性结肠炎就显示出较好的疗效[27]，近年来用于治疗NAFLD经济有效，具有较好的临床前景[28]。Craven等[29]的研究纳入了21例NAFLD患者，随机分为同种异体FMT组（n＝15）和自体FMT组（n＝6），使用内镜将供体粪便递送至十二指肠远端，6周后2组稳态模型的胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）和基于磁共振成像（MRI）的肝脏质子密度脂肪分数（PDFF）无明显改善；
但基线时小肠通透性增高（n＝7）的患者在同种异体FMT后6周，其小肠通透性显著降低。由于粪便微生物群中除了有益菌外，可能还包含病毒、真菌等，故理论上FMT存在安全隐患。Defilipp等[30]报道了2例患者接受 FMT后发生产超广谱β-内酰胺酶的大肠杆菌血症，其中1例患者死亡。因此，进行FMT治疗时应注意避免不良事件的发生。

2.3 抗生素及中草药

利福昔明是利福霉素的半合成衍生物，口服不吸收，为肠道广谱抗生素，可杀灭肠道内病原体，抑制肠道菌群过度生长，并可调节胆汁酸等，从而发挥治疗NAFLD的作用[31]。中草药作用于不同的靶点，如修复肠黏膜屏障、促进益生菌定植，清除有害物质等来治疗NAFLD，目前已被研究证实有明确疗效的中草药包括小檗碱、黄连素、白藜芦醇和何首乌等[32-33]。

3.1 饮食

环境（如季节、地域等）驱动的饮食变化会引起肠道菌群改变，其机制是饮食中营养成分改变使肠道菌群的组成发生变化，进而影响NAFLD的发生和发展。NAFLD患者的饮食干预模式包括低脂和低碳水化合物饮食、地中海饮食、控制高血压饮食等。研究表明机体摄入过多脂肪、果糖后，肠道菌群中拟杆菌门数量减少，而厚壁菌门和变形菌门数量增多，使肠道内LPS生成增多，肠道通透性增高，并使进入肝脏的内毒素增多，进而加重NAFLD的病情[34]。长期摄入高蛋白饮食会使链球菌、大肠杆菌、志贺菌和肠球菌数量增多，而有益的粪杆菌和瘤胃球菌数量减少，也会加重NAFLD的病情[35]。Li等[36]采用四氯化碳（CCl4）诱导以制备小鼠肝纤维化模型，经H-E染色发现，与饲喂橄榄油的小鼠相比较，饲喂小麦纤维、抗性麦芽糊精的小鼠的回肠绒毛更长，绒毛结构更完整，肠道拟杆菌门/厚壁菌门比值升高，血清中促炎因子（如TNF-α、IL1-β和IL-6）水平降低，可缓解CCl4诱导的小鼠的肝纤维化。由蔬菜、水果、五谷杂粮、深海鱼类等构成的地中海饮食中含较高比例的膳食纤维，在减少热量摄入的同时，还能调节肠道菌群，目前是欧洲NAFLD指南饮食干预的首选[37]。由此可见，减少脂肪、糖类及蛋白质的摄入，增加膳食纤维的摄入有益于改善NAFLD患者的肠道菌群紊乱。但对于特殊人群（如孕妇、儿童及营养不良者），应根据其自身营养需求给予个体化营养饮食。除调整饮食的营养成分外，进食方式也会影响NAFLD。有研究发现，间歇性断食有利于NAFLD治疗，连续禁食时间＞16 h可明显改善胰岛素抵抗[38]。因此，在合适的时间进食，并且调整膳食结构在NAFLD干预中尤为重要。

3.2 维生素D

维生素D属于甾体激素，在人体内以活性形式1，25（OH）2D3发挥作用，其在调节钙的稳态和新陈代谢中至关重要。维生素D与其受体（VDR）结合后，再与类视黄醇X受体（RXR）结合，形成复合体参与基因转录。VDR在正常肝脏中的表达水平不高，但在小肠远端呈高表达，其与修复肠道紧密连接、维持肠道菌群平衡相关。Arai等[39]的研究纳入了229例经肝脏活体组织病理检查确诊的NAFLD患者，多因素logistic分析结果显示，NAFLD患者的血清1，25（OH）2D3水平与肝纤维化程度呈负相关。Zhang等[40]采用高脂饮食（12周）诱导以制备NAFLD大鼠模型，给予模型大鼠腹腔注射 1，25（OH）2D3（5 μg/kg，每周2次），发现维生素D可通过增高乳杆菌的相对丰度来修复高脂饮食诱导的肠道菌群失调，其机制可能是维生素D抑制了细胞焦亡的发生。目前对于不同的个体需要补充的维生素D剂量尚无标准。未来还需要进行多中心、大样本的临床试验来探究维生素D与NAFLD患者肠道菌群的关系，为NAFLD的治疗提供新思路。

3.3 肠道生物钟

肠道生物钟与肠道菌群相互影响。一项Meta分析结果表明，线粒体是调节两者的枢纽，线粒体起源于细菌，因此细菌产物可能直接与线粒体相互作用，从而改变肠道生物钟，其机制可能是线粒体融合分裂过程依赖于动力相关蛋白1（Drp1）及其磷酸化状态，磷酸化的Drp1可促进线粒体融合，并且Drp1以昼夜节律依赖性方式磷酸化，从而调节昼夜节律[41]。另有研究结果显示，肠道菌群及其代谢产物通过调节组蛋白去乙酰化酶3（HDAC3）而表现出肠道菌群的昼夜节律性[42]。此外，睡眠不足和夜间频繁觉醒均与肠道菌群失调相关，可能会引起小肠细菌过度生长，进而加重NAFLD的病情[43]。2021年韩国的一项针对年轻人群的睡眠与NAFLD关系的前瞻性队列研究（n＝143 306）结果显示，随访4年后睡眠时间缩短（睡眠时间≤7 h）会增高NAFLD的发病风险和加重病情，但该研究未涉及肠道菌群[44]。目前关于生物钟与NAFLD患者肠道菌群关系的研究报道较少，未来需要开展大规模的临床研究。

目前NAFLD的发病机制尚未完全明确，随着宏基因测序技术的发展，现已证实肠道菌群紊乱可促进NAFLD的发生和发展。补充益生菌、益生元或合生元，以及应用FMT、抗生素和中草药等对于NAFLD有一定的疗效。然而，肠道菌群受多种因素（如营养成分、维生素D缺乏及昼夜节律紊乱等）的影响。因此，在外源性调整肠道菌群的同时，还应提高膳食纤维及维生素D的摄入量，并保持规律且充足的睡眠，以提高NAFLD的疗效。未来还需进行临床试验进一步揭示肠道菌群与NAFLD的关系，有助于NAFLD的个体化治疗。

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