肠道菌群的病理性改变
(1)肠道菌群失调的原因和一般诊断
随着食物的消化、吸收和排泄,肠道处于不断运动中,而肠道菌群也处于动态变化中。在一定范围内维持稳定,是保证机体健康的重要前提,同时一些生理因素也会引起肠道菌群产生一定程度的生理性变化。这里的生理因素主要包括年龄、饮食习惯等。生理性变化对机体无害,但是一旦造成肠道菌群失衡,破坏与宿主之间的稳定状态,就会导致病理性的菌群失调。
根据菌群失调的严重程度可以将其分为Ⅰ度、Ⅱ度和Ⅲ度失调。Ⅰ度菌群失调是较轻的失调,通常在诱因去除后身体可以自行恢复。Ⅱ度菌群失调属于中度菌群失调,在病因去除后,仍有一段时间为失调状态,表现为慢性病程,临床表现为慢性腹泻或者慢性肠功能紊乱。这种失调需要进行治疗,以协助患者尽快恢复肠道菌群稳态。Ⅲ度菌群失调是较为严重的失调,通常是菌群交替失调或者二次感染造成的。有害菌变为优势菌之后,引起患者严重腹泻和肠功能紊乱,且身体状况较差。常见的临床疾病包括葡萄球菌肠炎、假膜性肠炎及念珠菌肠炎。这种菌群失调需要及时进行治疗,以防危及生命。
一般认为引起菌群失调的主要原因是胃肠道疾病,例如消化道溃疡、肝炎等。抗菌药物的使用也是引起肠道菌群失调的重要原因。药物在抑制致病菌的同时也会抑制肠道的正常生理菌群,对于长期服用抗生素的患者更要注意监测肠道菌群的变化情况。此外,手术和周围环境也会引起肠道菌群失调。
菌群失调的诊断,通常可以通过特定诱因检查,比如对常见致病菌沙门菌、轮状病毒、志贺菌等的直接检测来确定失调原因。另外,通过“粪便涂片”可以快捷检查菌群的种类和分布。此外,还有一种“菌群分析”的方法,通过对粪便的稀释培养和革兰氏染色,明确细菌种类和数量。结合这些方法都可以对肠道菌群的失调作出诊断。
(2)肠道菌群与人类疾病的关系(https://www.daowen.com)
肠道是有大量微生物共生存的复杂生态系统,除了微生物本身,它们的代谢产物在人类疾病中起到重要作用。近来很多集中于肠道菌群的研究表明,肠道菌群失调不仅是消化系统疾病,还可能与人类其他疾病密切相关。例如肠道细菌的异常繁殖可能与肠易激综合征的发生相关,而特定细菌的生长速率与Ⅱ型糖尿病密切相关。
在心血管疾病研究中,科学家发现氧化三甲胺(TMAO)与动脉粥样硬化及心脏疾病的发生直接相关。而这里提到的TMAO是磷酸胆碱的代谢产物,像鸡蛋、牛奶、肝脏和家禽的肉类等都富含磷酸胆碱,在肠道细菌作用下,磷酸胆碱被转化为TMA,然后进一步代谢为TMAO。当前研究指出,从肠道细菌入手,阻断TMA的生成有可能控制动脉粥样硬化症。在肾脏患者中,研究者发现,终末期肾病患者存在肠黏膜的损害,肠道菌群的结构发生重大变化,包括肠杆菌科、盐单胞菌科、莫拉菌科等在内的多个细菌构成发生明显变化。这种变化导致患者炎症反应增加,进一步损害肾脏功能。这提示我们,在肾病治疗中,联合肠道菌群的诊治也是非常必要的。
2014年,中国学者首次建立了肝硬化肠道菌群的基因谱系,阐释了肝硬化患者和健康人群中肠道菌群的种类与含量的变化,并提出28种与肝硬化密切相关的细菌菌属。肝硬化患者的肠道菌群失调与其并发症的产生密切相关。失调的肠道菌群通常会产生细菌易位,引发自发性细菌性腹膜炎。肠道菌群与结肠癌的发生有密切关系,早在1978年,就有研究人员报道,婴儿双歧杆菌可以抑制小鼠体内肿瘤的生长。此后,大量的实验证实了长期食用酸奶酪或发酵乳制品可降低结直肠癌或其他癌症的发生率。而另一方面,一些致癌物前体,经由肠道菌群代谢之后可能释放出活性致癌成分,从而促进癌症发生。
在Ⅰ型糖尿病研究中,科学家发现,补充抗菌肽CRAMP可以调节胰岛细胞抵抗糖尿病表型。研究人员还发现,Ⅰ型糖尿病大鼠体内拟杆菌含量明显高于对照大鼠,当对Ⅰ型糖尿病大鼠加以拟杆菌的抗生素处理和标准饮食治疗后,大鼠的糖尿病表型降低50%。来自俄亥俄州辛辛那提大学的兰迪·西利(Randy Seelev)提出,肠道菌群有可能成为肥胖的一个预测指标。当把肥胖小鼠的肠道菌群注射到苗条小鼠体内后,小鼠的脂肪含量大幅度升高。
在衰老和延长寿命的研究中,科学家从长寿小鼠的肠道中发现了与长寿相关的细菌:克雷伯氏菌和乳杆菌。中国学者吕苏成等也发现肠道菌群中双歧杆菌的多少与寿命的长短密切相关。