人体内栖息大约 1 000 种以上的细菌,被誉为人类的“第二指纹” 及“第二基因组” ,从口腔/胃、十二指肠到小肠结肠都有微生态,肠道是微生态最主要的栖息场所, 在正常情况下,肠道菌群与宿主、外界环境间处于动态平衡状态,菌群结构、种类、数量保持相对稳定的状态。
肠道微生态总重量超过1.5Kg,这些细菌给每个人平均约增加了60万个基因。肠道内大部分细菌定植于人体结肠内。正常情况下,人体选择性地让某些微生物定植于肠道,并为其提供适宜的栖息环境和营养;而这些微生物及其代谢产物在人体内发挥生物屏障功能,参与免疫系统成熟和免疫应答的调节,并对机体内多种生理代谢起着重要作用。人体肠道内有益菌种类和数量的多少,在一定程度上可以反映出人体的健康状态。
肠道微生态有一个发育过程,在婴儿刚出生的时候肠道中氧气浓度较高,肠道菌群以好氧芽孢杆菌,例如枯草芽孢杆菌,还有兼性厌氧菌,例如屎肠球菌、粪肠球菌为主,此时厌氧菌及极端厌氧菌如双歧杆菌、酪酸梭菌等没有存活的环境,因此数量非常少;随着肠腔内氧分压降低,微耐氧的乳杆菌和厌氧的双歧杆菌数量逐步增加,肠道菌群多样性逐渐的增加,肠道微生态系统逐渐建立,不同种类的益生菌共同建立肠道内的健康厌氧环境。
肠道也被称为人体第二大脑,越来越多的研究表明肠道微生态通过多种方式调控人体各个器官功能,不只是胃肠道、还有口腔、眼睛、大脑、心脏、骨骼肌、脂肪组织等等多个器官,因此肠道微生态与人体健康息息相关。
当机体受到年龄、环境、饮食、疾病及用药等因素影响时,就会引起肠道微生态失衡,我们又称为肠道菌群失衡,主要指由于肠道菌群组成改变、细菌代谢活性变化或菌群在局部分布变化,而引起的失衡状态,表现为肠道菌群在种类、数量、比例、定位转移,和生物学特性上的变化。其主要临床表现按照肠道微生态失衡的程度,可以 分为三度:(1)一度失衡,也称潜伏型微生态失衡, 只能从细菌定量检查上发现菌群组成有变化,临床上无或仅有轻微表现,为可逆性改变,去除病因后可自然恢复。(2)二度失衡,又称为局限微生态失衡,不可逆,在临床上可有多种慢性疾病的表现, 例如慢性肠炎、慢性痢疾等。 (3)三度失衡,也称为菌群交替症或二重感染,肠道的原籍菌大部分被抑制,而少数菌过度繁殖,临床表现病情急且重,多发生在长期大量应用抗菌药物、免疫抑制剂、细胞毒性药物、激素、射线照射后,或患者本身患有糖尿病、恶性肿瘤、肝硬化等疾病。
微生态失衡不仅可以引起消化道疾病,还可以引起感染、 肝病、肿瘤、糖尿病、肥胖、自闭症、 阿尔茨海默病、高血压等多种疾病。
微生态调节剂的应用为各类相关疾病提供治疗策略。微生态干预甚至在禽流感及新冠肺炎的综合治疗中也受到了重视,微生态调节剂:包括活菌体、死菌体、菌体成份、代谢物及生长促进物质,包括益生菌、益生元和合生素,我们将益生菌定义为一种活的微生物,在给予足够剂量时,对宿主的健康有益。益生元是一类不可消化的食物成分,可以选择性地刺激一种或几种有益菌的生长,调控肠道菌群,而对宿主产生有益的影响,可以改善宿主健康的,例如果聚糖、菊粉、低聚果糖、低聚木糖等,合生素是益生菌和益生元的有机组合,两者之间具有协同作用。
目前各国益生菌制品的种类非常多,益生菌的菌种主要来源于正常菌群中的生理性优势细菌、非常驻的共生菌和生理性真菌三大类。大致包括7个菌属的上百个菌种,包括乳酸杆菌属、双歧杆菌属、肠球菌属、链球菌属、芽孢杆菌属、梭菌属、酵母菌属。
胃内菌群的代表是幽门螺杆菌,除此以外,还有链球菌属、厚壁菌属、放线菌属等其他菌群。幽门螺杆菌是目前已知的导致慢性胃炎、消化性溃疡、胃黏膜相关淋巴组织淋巴瘤、胃癌等疾病的重要致病微生物,全球范围内约有 50% 的人口都存在不同程度的Hp感染,目前已明确 Hp 感 染与胃癌发生关系密切,流行病学统计显示全球范围内约 80% 的非贲门型,肠型胃癌与Hp感染相关,Hp感染除了直接导致胃黏膜上皮损伤外,现有相关研究表明HP还可通过诱发胃干细胞增殖分化失衡,导致胃癌的发生。Hp感染是与胃癌相关的最具代表性的细菌病原因素,是最重要可控的危险因素,胃癌的细菌学治疗主要为根除Hp。
胃内菌群作为消化道微生态的重要组成部分,越来越多的研究证实其在胃黏膜相关疾病发生中具有重要意义,特别是HP与胃内其他菌群的相互作用,和胃癌发生发展的联系备受关注,HP可以与胃内其他微生物相互作用,参与胃癌的发生与发展,无论在动物体内还是在人体内,HP感染均可改变胃内及十二指肠内微生态结构,主要以菌群的多样性降低为特征,胃内微生物与Hp相互作用,Hp感染可影响胃内其他菌群结构、丰度和活菌活性,能特定上调或下调某些菌群,胃内其他菌群如乳酸杆菌等益生菌可以抑制胃内 Hp 活性。
益生菌在HP根除中的作用主要体现在减少HP定植密度、调节胃内菌群、产生抗HP物质、调节免疫系统、抑制炎症通路,同时可以减少胃肠道副反应,增强胃黏膜屏障、竞争黏膜黏附、减少消化不良症状。
肠道菌群也参与了大肠癌的发生发展,并且和预后也密切相关,随着对肠道菌群研究的深入,饮食等环境因素可以对肠道菌群产生巨大的影响,例如饮食可以重塑肠道菌群结构,还能影响菌群的代谢。有研究表明,高脂饮食可引起肠道厚壁菌门细菌增多,而拟杆菌属、乳酸菌属细菌减少,此外,还发现结直肠癌患者的肠道微生态普遍存在菌群紊乱的特点,菌群构成及其比例和正常健康人群相比,存在明显的差异。
肠道微生态调节剂可以调节肠道代谢产物,益生菌可通过多种途径降低这些酶的活性,与有毒物质结合并导致其生物转化和随后的解毒。益生菌对肿瘤治疗药物的增效减毒的机制,包括保护肠道屏障降解毒素,调 节 结 肠 中 酶 的 活 性,激 活 免 疫 应 答产生短链脂 肪酸等抑制病原体生长的因子与有害微生物竞争黏附和营养。因此调节肠道菌群成为对抗消化道肿瘤的新策略。
(李颖霞 郑州大学第一附属医院 消化内科)
