益生菌在溃疡性结肠炎维持缓解治疗中的角色

   溃疡性结肠炎(UC)是一种累及结直肠黏膜、黏膜下层的慢性非特异性炎性疾病,其原因和发病机制尚未完全明确,目前认为与免疫、遗传、肠道菌群等因素有关。目前UC的治疗目标包括诱导缓解和维持缓解,长期无激素的缓解可使UC相关的结直肠癌风险最小化。益生菌是一类在摄入足够量后能定植于人体肠道、对宿主有益的活性微生物的总称,它能改变宿主菌群量和活性,可能有益于UC的维持缓解。本文就益生菌在UC维持缓解中的作用作一综述。

  1、UC患者存在肠道菌群紊乱

  应用粪便细菌培养、端片段多态性检测细菌16sRNA等方法研究UC患者的粪便菌群,结果显示与健康人相比,UC患者的粪便菌群多样性降低,菌群构成也发生改变,表现为拟杆菌属和梭状菌属子群比例降低、肠球菌比例升高。在重症UC患儿的粪便中,菌群的丰富度、均匀度和多样性均降低,其中梭状芽胞杆菌减少、变形菌门增多,且糖皮质激素抵抗的UC患儿粪便菌群改变更为明显。为了研究宿主基因与肠道菌群的相互影响,一项针对双胞胎的研究结果显示,与健康的同胞相比,UC患者的肠道共生菌群密度及细菌多样性降低,放线菌门和变形菌门增加;结肠上皮细胞的基因表达与肠道菌群及其代谢产物存在相互影响。

  UC患者的粪便菌群发生变化的同时,细菌特性也可能改变。Thomazini等的研究对直肠黏膜活检标本进行培养,结果发现UC患者肠道黏膜的共生菌不仅在数量上和构成上发生改变,而且细菌特性也发生了变化。体外测定细菌黏附能力、毒力相关基因等证明,UC患者直肠黏膜上的大肠杆菌(E.coli)大部分为侵袭黏附性大肠杆菌。Negroni等也在UC患儿的肠道菌群中检出了侵袭性大肠杆菌的2种菌株EC15和EC10。

  活动期和缓解期UC患者的肠道菌群改变可能不同。Fite等对直肠黏膜活检标本进行培养,发现在UC活动期,肠杆菌、脱磷孤菌属、产气荚膜梭菌、粪肠球菌比例升高,而丁酸梭菌、白色瘤胃球、直肠真杆菌比例降低,这些菌群变化与UC的活动度密切相关。但是,关于缓解期UC患者肠道菌群变化的研究还很少。

  2、益生菌在UC治疗中的可能作用机制

  动物实验结果表明,益生菌能减轻实验动物的结肠炎症状,改善结肠炎的组织病理学,其作用机制尚未完全明确,可能包括:(1)益生菌可竞争性抑制致病菌在肠上皮的定植。体外研究发现,乳酸杆菌可使肠上皮MUC2基因表达上调、黏蛋白分泌增加,抑制致病性大肠杆菌0157:H7在肠上皮的定植。乳酸杆菌干预可使三硝基苯磺酸(TNBS)诱导的结肠炎大鼠肠系膜淋巴结和肝组织中的致病菌数量减少,表明乳酸杆菌可减少肠道细菌的移位、并减轻系统性炎性反应的发生。(2)益生菌能改善肠黏膜上皮屏障功能。通过单层Caco-2上皮细胞培养发现,干酪乳酸杆菌在上调肠上皮细胞MUC基因表达、增加黏蛋白分泌的同时,可增加claudin3、ZO等肠上皮细胞紧密连接蛋白的表达,其表达量与上皮通透性呈负相关。对新生小鼠的研究提示,肠道正常菌群在促进紧密连接蛋白claudin3、claudin7、claudin13的表达以及肠上皮屏障发育成熟的过程中起着重要作用。抗生素干预后无菌小鼠的肠上皮细胞claudin3表达下降、肠上皮通透性增加;经鼠李糖乳杆菌干预后,claudin3的表达增多,并可促进上皮屏障功能成熟。此外,肠道正常菌群对肠上皮细胞亦有营养作用,补充益生菌可使肠腔和粪便中的丁酸和丙酸含量升高。(3)抗氧化应激反应的作用。氧化应激在结肠炎肠上皮损害中发挥着重要的作用,髓过氧化物酶(MPO)主要存在于中性粒细胞,通过检测肠上皮组织中的MPO活性可反映肠上皮中性粒细胞的浸润状态。益生菌可使葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的急性结肠炎SD大鼠肠黏膜组织中的MPO活性下降,其他氧化指标(如谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶活性、超氧化物歧化酶等)水平也降低,而结肠黏膜谷胱甘肽水平升高。(4)益生菌的免疫调节作用。在TNBS诱导的结肠炎小鼠结肠病变组织中,促炎因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平升高、抗炎因子白细胞介素-10(IL-10)降低,经乳酸杆菌干预后结肠炎组织中的促炎因子TNF-α、IL-lβ、IL-6水平降低,抗炎因子IL-10升高,可诱导树突状细胞(DC)分化成熟,调节T细胞向T1亚群分化。

  3、益生菌对UC维持缓解的疗效

  已有研究证实,益生菌或益生菌复合制剂单独使用、或与其他药物(如5-氨基水杨酸)联合治疗轻度至中度UC患者,对诱导缓解有益。然而,益生菌对维持缓解的疗效如何?1997年Kruis等对120例缓解期UC患者进行一项双盲随机对照研究,观察组口服非致病性的尼氏大肠杆菌制剂,对照组口服美沙拉嗪,随访12周,结果发现观察组复发率为16.0%,美沙拉嗉组为11.3%,两者差异无统计学意义,认为尼氏大肠杆菌制剂对维持UC缓解可能与美沙拉嗪等效。但该研究仅随访12周,尚难以明确其长期效果;此外对照组中美沙拉嗪剂量偏低,也影响疗效。此后,Rembacken等的研究也发现,大肠杆菌Nissle1917制剂在UC维持缓解方面与美沙拉嗪等效。但是,上述2项较早期的临床研究均未纳入内镜、病理、炎性反应指标等。2004年,Kruis等随访12个月的随机双盲研究在评估疾病活动度的同时,在病例人选和随访结束时均进行电子结肠镜和病理学检查,结果证实大肠杆菌Nissle1917制剂与标准剂量的美沙拉嗪的维持缓解率相当。对UC患儿的前瞻性、单中心、对照双盲研究也发现,无论对UC诱导缓解或维持缓解,联合应用益生菌VSL#3均能提高疗效,可明显降低内镜评分和病理学评分(P<0.05),降低1年复发率(P=0.014)。

  2011年,Naidoo等纳入4项益生菌对UC维持缓解的随机对照研究进行meta分析,其中3项为益生菌与美沙拉嗪比较,另1项为益生菌与安慰剂比较,随访时间为3~12个月。结果显示益生菌组UC复发率为40.1%、美沙拉嗪组为34.1%,差异无统计学意义(n=555,OR=1.33,95%CI:0.94~1.90)。在小样本安慰剂对照试验中(n=32),益生菌组1年复发率为75%、安慰剂组为92%,差异也无统计学意义(OR=0.27,95%CI:0.03~2.68)。因此,益生菌对UC维持缓解是否有益尚缺乏更有力的证据。但是,这些纳人分析的临床研究存在偏倚(高风险和不明确的偏倚),有的研究数据欠完整和没有明确的盲法实施方法等。此外,疾病活动度判断指标、随访时间、益生菌类型和剂量以及疗程等的不同都可能影响研究结果。因此,仍需多中心、大样本、随机对照等设计良好的试验进一步论证。

  4、益生菌对UC相关性结直肠癌的影响

  慢性UC是结直肠癌的癌前疾病,UC相关性结直肠黏膜上皮内瘤变和癌变是肠道黏膜长期慢性炎性反应的后果,与UC的严重程度、病程等有关。维持UC长期缓解,是预防UC癌变的关键。在结肠癌动物模型中,益生菌可以减少结肠黏膜炎性反应及相关的上皮内瘤变和癌变。Appleyard等评估了VSL#3对炎性反应相关结肠癌小鼠模型的作用,预先接受VSL#3的实验组未发现结肠癌变和高级别的上皮内瘤变,而对照组小鼠中有29%至少在结肠的某一部位出现癌变。益生菌VSL#3似乎与共轭亚油酸一样,可以减少TNBS诱导的结肠炎性反应,并具有抗肿瘤效应。在UC患者结肠炎性组织及癌前病变组织中,碱性鞘磷脂酶水平降低;但UC患者接受益生菌VSL#3干预后,结肠组织中碱性鞘磷脂酶水平升高,并与炎性反应的改善程度相平行。碱性鞘磷脂酶能将鞘磷脂水解为神经酰胺、鞘胺醇和鞘胺醇磷酸盐,可诱导上皮细胞凋亡、防止上皮细胞过度增生。因此,益生菌有可能在UC维持缓解和预防癌变方面发挥积极的作用,但还需要大样本的临床研究进一步证实。

  5、新型益生菌

  传统的益生菌口服或肠道灌肠,主要目的是改善肠道菌群组成,进而调节肠道微环境和肠道局部免疫,其效果受细菌种类、肠道定植及繁殖、宿主等诸多因素影响,治疗的影响因素和不确定性较多。近年来有学者提出基因修饰益生菌的概念,即通过基因工程技术,使某些益生菌更容易定植于肠道,并能产生和分泌抗炎因子,在肠道局部更好地发挥治疗作用。这个概念实际上已跨出传统的益生菌治疗理论,进入了生物靶向治疗领域。

  IL-10是一种抗炎因子,Steidler等将乳酸乳球菌的胸苷酸合成酶基因替换成人类IL-10基因,使其能合成和分泌IL-10,这种细菌可明显改善IL-10基因敲除小鼠和DSS诱导的小鼠结肠炎模型的结肠炎性反应程度。生长因子在肠黏膜上皮细胞修复过程中发挥了重要作用,但常规的给药途径难以在肠道局部达到有效的浓度。Hamady通过基因工程技术,将生长因子基因片段转染人肠道常驻菌椭圆形拟杆菌中,该重组菌可在结肠定植,并可合成分泌生长因子,可阻止DSS诱导的小鼠结肠炎性反应的发展。此技术在患者中的应用效果仍有待进一步临床试验了解。

  综上所述,目前益生菌越来越多应用于UC的治疗。在UC维持缓解上,益生菌可能与水杨酸类药物一样有效,且无明显不良反应,但目前尚缺乏大样本、涉及内镜学和组织学改善方面的临床研究。此外,益生菌的种类、剂型、剂量、疗程、联合用药等诸多具体问题尚不明确,仍需今后继续研究。近年来新出现的基因修饰益生菌,可能使益生菌治疗进人生物靶向治疗的全新时代。


    2014/10/12 23:13:03     访问数:592
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