溃疡性结肠炎患者肠道菌群改变与炎性指标的相关性研究

崔路佳，王裕宣

(海南省人民医院消化内科，海南海口570311)

溃疡性结肠炎患者肠道菌群改变与炎性指标的相关性研究

崔路佳，王裕宣

(海南省人民医院消化内科，海南海口570311)

目的探讨溃疡性结肠炎患者肠道菌群改变与炎性指标的相关性。方法收集自2011年1月至2013年7月我院诊断为溃疡性结肠炎患者94例，并按照入组时疾病状态分为活动期组62例和缓解期组32例，与同期健康查体对照组50例进行大便菌群结构和细菌数量比较，同时检查三组人群中的内毒素、TNF-α、IL-6、IL-10、IL-4水平并分析这些炎性指标与菌群变化的相关性。结果与缓解期组和对照组比较，发作期组双歧杆菌、乳酸杆菌、真杆菌、消化球菌数量明显较少，肠杆菌、肠球菌和小梭菌菌群数量明显增多，差异均有统计学意义(P＜0.05)；三组中酵母菌菌群数量比较，差异无统计学意义(P＞0.05)。溃疡性结肠炎患者活动期组的内毒素、TNF-α、IL-6水平明显高于对照组和缓解期组，而IL-4和IL-10水平明显低于对照组和缓解期组，差异均有统计学意义(P＜0.05)。内毒素及TNF-α与双歧杆菌数量呈负相关，与肠杆菌呈正相关；IL-6与乳酸杆菌、真杆菌呈负相关，与肠球菌呈正相关；IL-4与小梭菌呈负相关，与双歧杆菌呈正相关；IL-10与消化球菌呈正相关。结论溃疡性结肠炎患者正常菌群结构被破坏，体内促炎因子分泌增加，抑炎因子水平下降。

溃疡性结肠炎；肠道菌群；炎症指标；相关性

溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis，UC)是一种以腹泻、腹痛和黏液脓血便为主要症状的慢性疾病，病变主要局限于大肠黏膜和黏膜下层，疾病常反复发作，给患者带来巨大的痛苦和心理压力[1]。研究认为溃疡性结肠炎的发病与遗传因素、环境因素、免疫功能和肠道内菌群有着密切的关系[2]。在人体的肠道内存在着一个数量巨大、种类繁多的细菌群体，它们在肠道的正常生理功能的维持以及抑制疾病的发生发展过程中扮演着重要的角色。正常情况下主要参与肠道内物质的分解、代谢，维持肠道内免疫系统的稳定。当慢性疾病状态下，肠道内的菌群的数量和种类都发生了变化，可能参与内源性肠道感染的启动和免疫系统的抑制等[3]。本文旨在探讨溃疡性结肠炎患者肠道菌群改变与炎性指标的相关性，明确菌群失调与溃疡性结肠炎复发是否有关，为临床治疗提供新的思路。

1 资料与方法

1.1 一般资料随机选择我院2011年1月至2013年7月诊断为溃疡性结肠炎的患者94例，根据入组时疾病状态分为活动期组62例和缓解期组32例，同时随机选择同期健康查体50例作为对照组。活动期组男性39例，女性23例，平均年龄(37.6±6.3)岁；缓解期组男性21例，女性11例，平均年龄(36.8± 5.6)岁；对照组男性31例，女性19例，平均年龄(37.2± 6.1)岁。所有的UC患者均符合2000年成都会议制定的溃疡性结肠炎的诊断标准。排除近期使用抗生素、免疫抑制剂和激素者；排除寄生虫感染、细菌性痢疾、肠结核等感染性结肠炎者。

1.2 方法

1.2.1 菌群分析所有研究对象均取新鲜粪便0.5 g，置入小瓶内加入4.5 ml稀释液，在300 r/min下的斡旋混合器中震荡1 min。按照10倍稀释原则在7个小瓶中分别稀释至10-8。然后取10 μl接种于不同培养基上。其中肠杆菌、肠球菌、酵母菌使用需氧培养基培养，双歧杆菌、乳酸杆菌和消化球菌、真杆菌、小梭菌使用厌氧培养基培养。上述培养基均置于37℃温箱内培养。

1.2.2 炎症相关因子检测方法所有受试者均抽取晨起空腹静脉血，并按照试剂盒说明严格操作。①肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-4(IL-4)、白介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)均采用酶联免疫吸附(ELISA)法检测；②内毒素检测采用鲎试剂三肽显色基质偶氮法检测。

1.3 统计学方法使用SPSS18.0统计学软件对数据进行统计学分析，计量资料以均数±标准差(±S)表示，计数资料以百分比表示，计量资料多组间比较采用方差分析，计数资料采用χ2检验，菌群数量和炎性指标间进行双变量相关性分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组大便菌群培养结果比较与缓解期组和对照组比较，发作期组双歧杆菌、乳酸杆菌、真杆菌、消化球菌数量明显较少，肠杆菌、肠球菌和小梭菌菌群数量明显增多，差异均有统计学意义(P＜0.05)；三组中酵母菌菌群数量比较，差异无统计学意义(P＞0.05)，见表1。

表1 三组大便菌群培养结果比较(个，±S)

表1 三组大便菌群培养结果比较(个，±S)

组别发作期组缓解期组对照组F值P值肠杆菌7.7±2.4 6.9±1.7 6.8±1.7 3.191 0.044肠球菌7.4±2.1 6.5±1.3 6.3±1.1 6.973 0.001酵母菌5.5±1.5 5.4±1.2 5.5±1.7 0.054 0.947双歧杆菌5.2±1.3 7.3±2.3 7.4±2.5 20.297 0.000乳酸杆菌5.4±1.8 6.4±2.2 6.5±2.3 4.639 0.011消化球菌6.1±0.9 7.0±1.2 7.1±1.4 12.164 0.000真杆菌6.5±1.4 7.6±1.1 7.5±1.0 13.106 0.000小梭菌7.7±1.0 6.2±0.7 6.3±0.8 6.973 0.001

2.2 三组炎症相关因子检测结果比较发作期组与缓解期组和对照组比较内毒素、TNF-α、IL-6水平明显升高，IL-4、IL-10水平明显降低，差异有统计学意义(P＜0.05)，见表2。

2.3 溃疡性结肠炎发作期患者大便中细菌和炎症相关因子相关性分析将溃疡性结肠炎发作期组患者大便分析的8种细菌和5种炎症相关因子经直线相关性分析结果显示：内毒素含量与双歧杆菌数量呈负相关(r=-0.276，P=0.049)，与肠杆菌呈正相关(r=0.323，P= 0.020)；TNF-α与双歧杆菌数量呈负相关(r=-0.289，P= 0.041)，与肠杆菌呈正相关(r=0.334，P=0.017)；IL-6与乳酸杆菌、真杆菌呈负相关(r=-0.356、-0.325，P=0.010、0.018)，与肠球菌呈正相关(r=0.281，P=0.046)；IL-4与小梭菌呈负相关(r=-0.319，P=0.021)，与双歧杆菌呈正相关(r=0.279，P=0.048)；IL-10与消化球菌呈正相关(r= 0.352，P=0.010)。

表2 三组炎症相关因子检测水平比较(±S)

表2 三组炎症相关因子检测水平比较(±S)

组别发作期组缓解期组对照组F值P值内毒素(Eu/ml) 0.126±0.009 0.048±0.006 0.043±0.005 2250.023 0.000 TNF-α(ng/L) 126.72±11.23 47.39±14.52 44.74±13.21 716.370 0.000 IL-6(ng/L) 283.45±33.71 129.31±17.34 135.27±14.82 631.207 0.000 IL-4(ng/L) 6.82±2.13 19.18±9.89 20.63±8.61 63.314 0.000 IL-10(ng/L) 154.23±21.31 226.73±31.83 217.42±24.37 127.352 0.000

3 讨论

正常人体肠道有超过500种细菌，菌群数量达1× 1014之多，主要集中在结肠和末端小肠。肠道的菌群主要分为三大类[4]：第一类为与人体共生的细菌，能发挥参与代谢、调节免疫力等作用，如双歧杆菌、类杆菌等，称为肠道的优势菌群；第二类为存在于人体肠道内的机会致病菌，当出现机体免疫功能低下，肠道菌群失衡等情况下，会大量增殖，导致炎症反应等不良事件，如肠球菌和肠杆菌等，也成为肠道非优势菌群；第三类是病原菌，多为过路菌，如变形杆菌，不在肠道内长期定植。各种细菌在消化道的环境中相互依存，维系着消化道大环境的平衡和稳定。研究认为，共生菌群与宿主免疫系统之间的动态平衡，正常肠黏膜免疫系统对肠道内正常菌群处于免疫耐受状态，而在慢性炎症的初期和进程中人体肠道内这些数量巨大的细菌能够影响肠黏膜免疫系统功能，而这一点可以诱发具有遗传易感性的个体肠道产生免疫反应，最终导致溃疡性结肠炎的发生[5-6]。

在本研究中发现，与缓解期组和对照组比较发作期组肠杆菌、肠球菌和小梭菌菌群数量明显增多，双歧杆菌、乳酸杆菌、真杆菌、消化球菌数量明显较少，差异均有统计学意义(P＜0.05)；三组中酵母菌菌群数量比较，差异无统计学意义(P＞0.05)。溃疡性结肠炎发作期肠道菌群呈现一种失衡状态。肠球菌等机会致病菌增多，双歧杆菌、乳酸杆菌等益生菌数量明显减少，打破了肠道原有微生态平衡，机体免疫功能下降，导致肠黏膜屏障作用减弱，从而引起肠道炎症反应。炎症相关因子检测结果显示，发作期组与缓解期组和对照组比较内毒素、TNF-α、IL-6水平明显升高，IL-4、IL-10水平明显降低，差异有统计学意义(P＜0.05)。内毒素是革兰氏阴性杆菌细胞外膜的成分，细菌在不断复制过程中、外膜成分脱落，使得肠内游离的内毒素水平较高。肠黏膜功能紊乱时过多的内毒素能释放入血[7]。TNF-α是炎症的启动因子，在炎症发生过程中有重要的作用。IL-6是一种具有多重免疫调节功能的促炎细胞因子，可以介导炎症反应，在维持机体的生理平衡中起着十分重要的作用[8]。IL-10、IL-4均为抗炎因子，有免疫调节和抗炎性作用，能下调促炎症细胞因子基因的转录和分泌，在肠道免疫中起着重要的作用[9]。本研究就以上8种肠道菌群与5种炎症相关因子进行相关性分析发现，内毒素及TNF-α与双歧杆菌数量呈负相关，与肠杆菌呈正相关；IL-6与乳酸杆菌、真杆菌呈负相关，与肠球菌呈正相关；IL-4与小梭菌呈负相关，与双歧杆菌呈正相关；IL-10与消化球菌呈正相关。

总之，通过本次研究可以得出以下几点结论：①菌群数量和比例的改变造成肠黏膜微生态平衡被打破，继而免疫防御功能下降，导致肠道黏膜的通透性增加，最终影响体内炎症相关因子的产生和分泌，是溃疡性结肠炎发病的机制之一。②肠道菌群对维持人体正常的免疫功能和物质能量代谢起着至关重要的作用。当体内菌群平衡时由于数量少，不会致病；一旦数量超出正常范围则致病。溃疡性结肠炎的产生和反复发作与肠道内正常菌群的平衡打破有密切的相关性。

参考资料：

[1]黄夺夏,陆翠钦,何张平,等.美沙拉嗪与康复新液联合治疗老年溃疡性结肠炎的疗效及对血清炎症细胞因子、凝血指标的影响[J].中国老年学杂志,2013,33(15):3769-3770.

[2]张静,韩英,王继恒,等.炎症性肠病与肠道细菌研究进展[J].世界华人消化杂志,2007,15(12):1406-1410.

[3]刘重阳,陈东风.肠道菌群在炎症性肠病发病中的作用[J].重庆医学,2009,38(10):1251-1253.

[4]徐佰国,王英凯,王策,等.肠道菌群与溃疡性结肠炎[J].中国老年学杂志,2012,32(12):2665-2667.

[5]常有.益生菌制剂在溃疡性结肠炎中的应用及其可能机制[J].安徽医科大学学报,2012,47(2):194-196.

[6]刘统成,赵晓雷.早期微生态肠内营养在胃癌术后的应用[J].海南医学,2009,20(9):21-23.

[7]汪志军,汤永志,燕飞,等.双歧杆菌四联活菌对肝硬化患者血浆内毒素及肠黏膜通透性的影响[J].实用医学杂志,2012,28(7): 1166-1168.

[8]李贞娟,张彩凤,夏永华,等.溃疡性结肠炎患者外周血单个核细胞TLR4的表达及其与TNF-α和IL-6的相关性[J].广东医学, 2011,32(9):1166-1168.

[9]刘彦晶,孟福强.化瘀解毒法对溃疡性结肠炎大鼠血清IL-4和IL-10水平的影响[J].中国老年学杂志,2013,33(18):4504-4506.

Correlation between inflammatory indicators and changes of fecal florain in patients with ulcerative colitis.

CUI Lu-jia,WANG Yu-xuan.Department of Gastroenterology,People's Hospital of Hainan Province,Haikou 570311,Hainan, CHINA

ObjectiveTo investigate the correlation between inflammatory indicators and changes of fecal florain in patients with ulcerative colitis(UC).MethodsFresh fecal specimens from 94 UC patients(including of 62 cases in active period and 32 cases in remission period)and 50 healthy volunteers were collected in our hospital from January 2011 to July 2013.The fecal flora and the levels of inflammatory indicators including of endotoxin,TNF-α, IL-6,IL-10 and IL-4 were examined to analyze the correlation between the fecal flora and the inflammatory indicators.ResultsCompared with those in remission UC patients and healthy controls,the number of Bifidobacterium, Lactobacillus,Eubacterium and Peptococcus significantly decreased(P＜0.05),but the number of Enterrococcus,Enterobacterium and Clostridium significantly increased(P＜0.05),in the active UC patients.The number of Saccharomy-ces was not significantly different among three groups.Compared with remission UC patients and healthy control,the active UC patients had significantly higher levels of endotoxin,TNF-α and IL-6,but lower levels of IL-10 and IL-4 (P＜0.05).Endotoxin and TNF-α was negatively correlated with Bifidobacterium but positively correlated with Enterobacterium.IL-6 was negatively correlated with Lactobacillus and Eubacterium but positively correlated with Enterrococcus.IL-4 was negatively correlated with Clostridium but positively correlated with Bifidobacterium.IL-10 was positively correlated with Peptococcus.ConclusionUC patients have fecal flora imbalance,with the increasing of inflammatory cytokines and decreasing of anti-inflammatory cytokines.

Ulcerative colitis;Intestinal flora;inflammatory indicators;Correlation

R574.62

A

1003—6350（2014）20—3014—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.20.1185

2014-03-05)

崔路佳。E-mail：dfwojfgwq@163.com