尹軍霞 (紹興文理學院生物學系 浙江紹興312000)
林德榮 (紹興第二醫院腫瘤科浙江紹興312000)
摘要一般情況下，腸道菌群與人體和外部環境保持著一個平衡狀態，對人體的健康起著重要作用但在某些情況下，這種平衡可被打破，形成腸道菌群失調，引發疾病或者加重病情，引起併發症甚至發生多器官功能障礙綜合症和多器官功能衰竭。本文對腸道菌群在種類、數量、比例、定位和疾病的關係以及調整腸道菌群失調的措施作了簡單的介紹。
關鍵詞 腸道菌群 腸道菌群失調 微生態製劑
1 腸道菌群一般介紹
剛出生的嬰兒由於在子宮內是處於無菌的環境，所以腸道內是無菌的，出生後。細菌迅速從口及肛門侵入，2 h左右，其腸道內很快有腸球菌、鏈球菌和葡萄球菌等需氧菌植入，以後隨著飲食，腸道就有了更多的不同菌群進駐，3 d後細菌數量接近高峰[1]。而一個健康成人胃腸道細菌大約有1014個，由30屬、500種組成，包括需氧、兼性厭氧菌和厭氧菌。從來源上看，有常住菌和過路菌兩種，前者是並非由El攝入，在腸道內保持穩定的群體：而後者則由口攝人並經胃腸道。常住菌是使過路菌不能定植的一個因素。
人體胃腸道各部位定植的細菌的數量和種類不同：胃內酸度高，含大量消化酶，不適合細菌成長，所以胃內菌數量很少，總菌數0～103個，主要是一些需氧抗酸性細菌，如鏈球菌、乳桿菌等。而小腸是個過渡區，雖然pH值稍偏鹼，但含有消化酶，蠕動強烈，腸液流量大，足以將細菌在繁殖前衝洗到遠端迴腸和結腸，所以．小腸菌量在胃和結腸之間逐漸增多；空腸菌數105個，仍以需氧菌為主：迴腸菌較多，總菌數103-107個。以厭氧菌為主，如擬桿菌、雙歧桿菌等；結腸內菌量最多達1011～1012個，厭氧菌佔絕對優勢，佔98％以上，菌種也達300多種。幹大便的重量近1／3是由細菌組成[2-5]。
同一腸道，不同類菌的空間分布也不相同，總的來說，人體腸道菌群在腸腔內形成3個生物層：深層的緊貼黏膜表面並與黏膜上皮細胞粘連形成細菌生物膜的菌群稱為膜菌群，主要由雙歧桿菌和乳酸桿菌組成,這兩類菌是腸共生菌，是腸道菌中最具生理意義的兩種細菌，對機體有益無害；中層為糞桿菌、消化鏈球菌、韋榮球菌和優桿菌等厭氧菌；表層的細菌可遊動稱為腔菌群。主要是大腸桿菌、腸球菌等好氧和兼性好氧菌[6]。
腸道菌群的種類和數量只是相對穩定的，它們受飲食、生活習慣、地理環境、年齡及衛生條件的影響而變動。
正常情況下,腸道菌群、宿主和外部環境建立起一個動態的生態平衡，對人體的健康起著重要作用。
1.1 防禦病原體的侵犯
1)直接作用 定居在腸黏膜上皮的常住菌。構成機體一道十分重要的屏障，能阻止潛在致病性的需氧菌或外襲菌在黏膜上定植形成感染，如它能使霍亂弧菌難以立足。有些常住菌還會產生抗菌物質和殺菌素，可降低病原體毒素，殺死、抑制外襲菌，如乳酸桿菌能殺滅傷寒桿菌和痢疾桿菌[4]。
因此正常菌群所起的生物拮抗作用，對防治疾病、特別是消化道疾病具有重要意義。實驗發現，以鼠傷寒桿菌攻擊小鼠，需10萬個活菌才能致死。若先給予口服鏈黴素抑制正常菌群，則10個活菌就可引起死亡[1]。
2)間接作用 正常菌群一方面可促進免疫器官的發育成熟，如無菌雞小腸和迴腸部體淋巴結較普通雞小4/5，而暴露於普通條件下飼養2周後，免疫系統就與普通雞相近[7]。另一方面，刺激宿主產生免疫及清除功能，如加強抗體產生．刺激吞噬細胞功能和增加幹擾素產生等[4]。
1.2合成維生素 腸道菌群可以合成多種維生素，如維生素B1、B2、B6、B12、C、K，尼克酸、生物素和葉酸等，其中維生素K主要來源於腸道中大腸桿菌的合成，若使用抗生素殺死大腸桿菌，則可能使該類維生素缺乏。
1.3物質代謝作用腸道菌群能生產若干酶類，參與三大營養物質的代謝合成，產生小分子的酸類和各種氣體以及臭味物質，並具有一定程度的固氮作用[8]。
1.4生長與衰老腸道菌群隨年齡增大有所變化，健康乳兒中，雙歧桿菌約佔腸道菌群的98％，主要為嬰兒雙歧桿菌；成年後不僅雙歧桿菌的菌量減少，菌種也不同，主要為青春雙歧桿菌；進入老年後，有些老年人檢測不出雙歧桿菌，即使檢出，菌數也很少，而產生硫化氫和吲哚的芽孢桿菌類增多，腸道腐敗過程較快，有害物質產生也較多，這些物質被吸收後又加速老化過程[9]。
1.5有一定抑瘤作用有人發現雙歧桿菌的增加有抗癌作用，主要機制是通過降低腸腔pH值。抑制致癌物或輔致癌物的形成[1]，轉化某些致癌物質成非致癌物質，以及激活巨噬細胞等免疫功能[7]。
2菌群與疾病
一般情況下,腸道菌群與人體和外部環境保持著一個平衡狀態，對人體的健康起著重要作用，但是這種平衡在某些情況下，可被打破，形成腸道菌群失調，表現為腸道菌群在種類、數量、比例、定位和生物學特性上的變化。許多原因和疾病能引起腸道菌群失調，引發疾病或者加重病情，從而更加促進菌群失調，形成惡性循環。致使腸道疾病和許多疾病有關係[4]。
2.1小腸淤滯或胃酸缺乏與小腸細菌過度增生正常小腸上段只有很少細菌，由於先天腸道不暢或由於胃腸道手術以及運動因素引起的小腸淤滯時，使腸內有害菌如難辨梭菌、金黃色葡萄球菌等非但不能消除，反而不斷增生，造成小腸細菌過度增生;而胃酸缺乏，如慢性萎縮性胃炎，或強抑酸藥物、手術引起低酸時，胃及上段小腸細菌過度繁殖，結腸及下段小腸細菌上移,必然造成小腸細菌過度。而小腸細菌過度導致結合膽酸分解為游離膽酸，影響脂肪的吸收造成脂肪瀉，同時脂溶性維生素也會吸收不良;由於引起腸黏膜各種寡糖酶和酞酶缺乏。影響糖和蛋白質吸收造成低蛋白血症,加重腹瀉;又由於細菌代謝產生短鏈脂肪酸、H2、CO2，造成腹脹、腹痛；並且由於細菌過度增生，爭奪食物中維生素B12造成大細胞性貧血等[4]。
2.2急慢性腹患者與菌群失調 慢性腹瀉和腸道菌群失調互為因果．慢性腹瀉病人腸道常住菌大量排出，而過路菌(外襲菌)比例異常增加，且腸道蠕動功能減弱或過快影響腸道菌群比例，總的來說是類桿菌、雙歧桿菌、腸桿菌數值顯著減少，有潛在致病性的梭菌，酵母菌量增多[12]，這導致腸道脂肪酸代謝紊亂和膽鹽代謝障礙引起腹瀉[13]，而腹瀉又加重菌群失調，形成惡性循環。
急性腹瀉病人由於腹瀉時常駐菌大量排出，過路菌比例增加也引起菌群失調，不過，腹瀉結束病情恢復後,菌群也逐漸恢復正常。
2.3肝病與腸道菌群失調肝病時消化道運動減弱，抗體、溶菌酶、粘液及酸鹼分泌減少，使環境更有利於細菌增長，腸道細菌上移，進入胃、小腸上段繁殖，出現細菌易位。
肝硬化患者腸道菌群失調尤為典型。肝硬化由於靜脈壓力升高導致胃腸道淤血，黏膜充血，組織水腫，胃腸中蠕動慢，腸道通透性增加，腸道pH值改變，腸道菌叢潛生體的形成[14]，且機體防禦能力低下，同時由於上述原因。常造成腹瀉，諸多因素使腸道細菌特別是G細菌更易過量生長，並且發生細菌易位，而細菌過量生長特別是小腸內擬桿菌和梭菌的定居和繁殖是並發肝性腦病的重要原因，細菌易位又是肝硬化患者常見的併發症——自發性細菌性腹膜炎的主要原因[6]。
2.4應激狀態與腸道菌群失調機體在創傷(如嚴重燙傷[15,16])，手術麻醉，低血壓狀態，缺血再灌注損傷。嚴重感染;長時間禁食等情況時，進入應激狀態。很多研究證明，腸道是機體應激反應的中心器官,應激狀態使腸黏膜損傷。萎縮,屏障功能下降,機體免疫功能受到抑制，導致腸道內細菌、細菌內毒素可通過受損傷的腸黏膜屏障侵入腸外組織,造成腸源性菌血症、內毒素血症。而且損傷的存在導致腸道菌群紊亂，如好氧的腸桿菌過度生長,有利於細菌易位，造成腸腔內更多的細菌內毒素入血循環而損害肝、腎、腸等多器官功能,甚至發生全面多器官功能障礙綜合症和多器官功能衰竭，而細菌易位已被認為是多系統器官功能衰竭的主要誘因[17-20]。
2.5體質、免疫力與腸道菌群失調機體在突然受涼，過度疲勞、患重病，或使用藥物造成免疫機能降低時，外襲菌更易侵入和繁殖，引起菌群失調，而且免疫力低下時更易引起腸內菌向上、向體內移位。向上移位逆向繁殖，甚至可引起肺炎；向體內移位，引起腸源感染和內毒素血症，甚至多系統器官功能衰竭。上面講的肝病以及應激反應腸道菌群失調也有免疫力低下，加速、加重了菌群失調的因素[21]。
2.6抗生素與菌群失調抗生素是引起菌群失調最經常的原因:長期應用廣譜抗生素後，腸道內對藥物敏感的正常菌受到不同程度的抑制,而不敏感的如白色念珠菌或耐藥葡萄球菌和一些外來的機會菌就乘機大量繁殖，引起二重感染。臨床上常見的是葡萄球菌性腸炎,白色念珠菌性腸炎和難辨梭菌引起的偽膜性腸炎。而正常情況下，它們因無法與正常菌群相競爭而難以致病。
2.7癌症與腸道菌群 腸道菌群在腸道腫瘤病因學方面的作用近年來很受人們重視。文獻報導,類桿菌在腸內增加有致癌作用[10]。而大腸癌和腸道菌群的關係尤為密切。傅冷西等證明大腸癌患者類桿菌、梭菌和梭桿菌等較正常人高[22]。而許多研究表明大腸癌高發區與低發區人群在腸道構成方面有很大差異[23]。而腸道菌群構成的不同是由環境因素和飲食習慣決定的，不同飲食習慣的個體患大腸癌的危險性也不同，因此腸道菌群及其代謝產生的代謝物是大腸癌發生的直接因素，而飲食習慣和環境是間接因素[24]。
2.8衰老、長壽和腸道菌群 前面已講過不同年齡人群腸道菌群構成不同,而嚴梅楨等發現衰老動物腸道內雙歧桿菌明顯低於正常動物，腸道菌群的調節能力也弱。田爪正氣等在長壽的老鼠腸道中發現了與長壽有關的細菌：克雷伯氏菌和乳桿菌。而呂蘇成等發現雙歧桿菌的存在與多少對壽命的長短及對疾病的抵抗力具有明顯影響。保持與增加雙歧桿菌的數量將具有抗衰老與抗府癌,保持身體健康,延長壽命的作用[26]。
2.9 「水土不服」和腸道菌群從一種環境到另一種環境容易「水土不服」,表現為腹瀉、腸炎,少數人甚至有肝腫大或神經根炎症狀,這也是腸道菌群不適應新的環境而失調的後果。
除了上述疾病和現象與腸道菌群失調有關外,人的精神狀態和精神疾病也影響腸道菌群。康白等對 14例精神分裂症和8例狂躁型精神患者檢測後發現這些精神病患者都有腸道菌群失調[27]。常見的亞健康狀態,如厭食、營養不良、失眠、疲勞、精神萎靡不振也與腸道菌群失調有關，因為長期的腸道菌群失調影響消化和吸收並產生一些有毒物質，必然導致這些問題。
3 調整腸道菌群失調的措施
腸道菌群失調通常和一些疾病有關,因此要積極治療原發病,對由於抗生素引起的二重感染時要停用原有的抗生素,針對二重感染的致病菌做藥敏試驗,選用敏感的抗生素,同時要增強抵抗力。對於菌群失調的調節主要有微生態製劑調節和中藥調節。微生態製劑是利用微生物及其代謝產物製成的製劑,從功能上看有3種:第1種,優勢種群製劑,常用的是雙歧桿菌和乳酸桿菌製劑;第2種,促優勢種群生長製劑;第3種,優勢種群生長的促進物質製劑。後兩者都起促進雙歧桿菌和(或)乳酸桿菌生長和定植的的作用,前一種主要成分為微生物,後一種主要成分為化學物質。近年來許多科學家還發現食源性核苷酸可增加老鼠、豬及嬰兒腸道中的雙歧桿菌[29],如母乳餵養的嬰兒腸道中的雙歧桿菌佔優勢,因為母乳中核酸的水平比牛乳高數百倍[30]。所以食源性核苷酸也是調整腸道菌群失調的一種有效的成分,具有很大的發展前途。
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本文轉載於生物學通報2004年第39卷第三期