腸道微生態(tài)臨床研究

1、腸道微生態(tài)與微生態(tài)制劑的應(yīng)用,,內(nèi) 容,一、微生態(tài)學(xué)概念二、腸道菌群的建立及其影響因素 三、腸道菌群的分布和構(gòu)成四、腸道菌群的生理功能五、人體微生物組計(jì)劃（HMP）六、微生態(tài)制劑的概念七、微生態(tài)制劑的作用機(jī)制八、微生態(tài)制劑的臨床應(yīng)用,一、微生態(tài)學(xué)（Microecology）概念,研究正常微生物群與其宿主相互關(guān)系的生命科學(xué)，一門(mén)新興的生命科學(xué)分支是“微觀生態(tài)學(xué)”，與宏觀生態(tài)學(xué)相對(duì)應(yīng)與傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)微生物學(xué)不同醫(yī)學(xué)微生物學(xué)

2、主要研究病原微生物對(duì)宿主的致病作用,人體微生態(tài)學(xué),人體有胃腸道、口腔、泌尿生殖道、皮膚和呼吸道五大微生態(tài)系統(tǒng) 胃腸道微生態(tài)對(duì)人體最重要，研究最早、最多腸道是體內(nèi)細(xì)菌定植的主要場(chǎng)所，腸道定植的細(xì)菌具有數(shù)量巨大、多樣化、復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，構(gòu)成了人體的腸道菌群（intestinal microflora）腸道菌群從無(wú)到有，伴隨著人的一生而變化，直至生命結(jié)束,二、腸道菌群的建立及其影響因素,摘自光岡知足博士資料,影響腸道菌群建立及其組

3、成的因素,Current Opinion in Biotechnology 2010, 21:149–156,主要（優(yōu)勢(shì)）菌群（predominant microflora）： 數(shù)量在107-108/g以上，主要為原籍菌（autochthony）或常駐菌(resident flora) ，包括類桿菌屬、優(yōu)桿菌屬、雙歧桿菌屬、瘤胃球菌屬和梭菌屬等專性厭氧菌，是對(duì)宿主發(fā)揮生理功能的菌群次要菌群（subdominant microf

4、lora）： 數(shù)量在107-108/g以下，主要為外籍菌（allochthony）或過(guò)路菌(transient flora),如大腸桿菌和鏈球菌等，流動(dòng)性大，有潛在致病性乳桿菌：數(shù)量上歸次要菌群，但功能上歸優(yōu)勢(shì)菌群,腸道菌群的分類,,腸道中微生物(原籍菌)種類:99.9%是以雙歧桿菌和類桿菌為主的專性厭氧菌 0.1%是以腸桿菌科細(xì)菌為主的兼性厭氧菌,,三、腸道菌群的分布和構(gòu)成,占專性厭氧菌98%，是最占優(yōu)勢(shì)的原籍菌,,

5、胃腸道微生態(tài)系統(tǒng),胃PH2分泌酸（HCl)對(duì)大分子物質(zhì)進(jìn)行消化乳酸菌屬,,,小腸PH4-7連續(xù)的消化吸收單糖、氨基酸、脂肪酸、水腸道球菌屬、乳酸糖屬,,大腸PH7儲(chǔ)存、運(yùn)輸食物殘?jiān)?，吸收膽酸、維生素B12雙岐桿菌屬、乳酸菌屬消化球菌屬、腸道細(xì)菌等,人體腸道定居的幾種重要的菌群,,腸道菌群的分類,四、腸道菌群的生理功能,腸道菌群與宿主處于共生的狀態(tài),是進(jìn)化的結(jié)果宿主為腸道菌群提供其生命活動(dòng)的場(chǎng)所，并且對(duì)腸道菌群不引起強(qiáng)烈

6、的免疫反應(yīng)（免疫耐受狀態(tài)）腸道菌群對(duì)宿主發(fā)揮著必要的生理功能： ① 防御感染與增強(qiáng)腸道屏障功能 ② 促進(jìn)免疫系統(tǒng)發(fā)育成熟，并參與免疫應(yīng)答調(diào)節(jié) ③ 參與營(yíng)養(yǎng)吸收及代謝 ④ 延緩衰老 ⑤ 抗腫瘤,腸道微生態(tài)系統(tǒng)的重要性,EMBO Report 2006;7:688-93,腸道微生態(tài)是對(duì)健康狀態(tài)的積極評(píng)價(jià)，根本 性影響?zhàn)つっ庖呦到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能 微生態(tài)改變能成為各種小腸功能失調(diào)的致病

7、 原因（包括IBD），控制微生態(tài)能成為有效治 療措施,微生態(tài)具有聚集代謝能力等同于器官中重要器官, 受細(xì)菌對(duì)黏膜體內(nèi)平衡和免疫反應(yīng)擴(kuò)散的條件性影響更好地理解這個(gè)隱藏的器官將揭示人類健康和感染、炎癥及新生物形成的奧秘,腸道微生態(tài)系統(tǒng)的重要性,（五）人體微生物組計(jì)劃,隨著人類基因組計(jì)劃(HGP)完成以后， 2007年正式啟動(dòng)人體微生物組計(jì)劃 (Human Microbiome Project,HMP) 人體微生

8、物組或宏基因組(metagenome)是人體的第二個(gè)基因組，其編碼的基因是人體自身基因數(shù)目的50-100倍 人類基因組與微生物組共同作用，影響人體的免疫、營(yíng)養(yǎng)和代謝過(guò)程,人體微生物組計(jì)劃,人類是一個(gè)超級(jí)生物體(superorganism),由細(xì)菌和人體細(xì)胞共同組成，這對(duì)許多人類疾病的臨床診斷和治療有深遠(yuǎn)的意義 （Metagenomic analysis of the human distal gut microbiome. Sci

9、ence. 2006;312(5778):1355-9.）微生物組被2010年《自然》雜志預(yù)測(cè)為未來(lái)十年科學(xué)的走向之一HMP：腸道菌群研究進(jìn)入了基因時(shí)代,六、微生態(tài)制劑概念,益生菌（Probiotics): 指給予一定數(shù)量的、能夠?qū)λ拗鹘】诞a(chǎn)生有益作用的活的微生物。常用菌種有雙歧桿菌、乳桿菌、糞鏈球菌、酪酸梭菌、芽孢桿菌和布拉酵母菌。益生原(元)（Prebiotics): 能夠選擇性地刺激宿主腸道內(nèi)一種或幾種有益菌的活性或生長(zhǎng)繁殖

10、，又不能被宿主消化和吸收的物質(zhì)。目前主要指非消化性低聚糖（NDO），包括菊糖、低聚果糖（FOS）、低聚半乳糖（GOS）、大豆低聚糖、乳果糖等。合生原(元)（Synbiotics): 益生菌與益生元的復(fù)合制劑。 目前在臨床使用的微生態(tài)藥物主要為益生菌。,微生態(tài)制劑應(yīng)滿足以下標(biāo)準(zhǔn),來(lái)源于人體的常居微生物 具有耐酸和耐膽汁 能黏附在人的消化道黏膜細(xì)胞上 能在人消化道定殖能影響新陳代謝(如膽固醇吸收、乳糖酶活性、維生素產(chǎn)生),能調(diào)

11、節(jié)免疫應(yīng)答能在生產(chǎn)加工和保存過(guò)程中成活并具有一定數(shù)量的細(xì)菌能產(chǎn)生抗微生物的物質(zhì)無(wú)副作用和安全無(wú)害的食品或藥品,七、益生菌在機(jī)體內(nèi)的作用機(jī)制,1）拮抗腸道病原菌 與致病菌競(jìng)爭(zhēng)粘附于IEC，阻止其入侵、定植和生長(zhǎng)，促進(jìn)腸蠕動(dòng)，易于排出其酸性代謝產(chǎn)物能使腸道pH及氧化還原電勢(shì)（Eh）下降，抑制不耐酸的腸道致病菌生長(zhǎng)與腸道潛在致病菌競(jìng)爭(zhēng)有限的細(xì)菌生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)成分，抑制潛在病原菌的生長(zhǎng)繁殖代謝產(chǎn)生一些抑制或殺傷病原菌的成分，如雙歧

12、桿菌產(chǎn)生的Bifilong和Bifidin，有一定的抗菌作用,能維護(hù)由腸粘膜和粘液層構(gòu)成的機(jī)械性屏障 保護(hù)腸粘膜緊密連接蛋白的作用，免受侵襲性大腸桿菌的影響，降低腸道通透性保護(hù)上皮生長(zhǎng)因子受體，使其發(fā)揮受損腸粘膜的修復(fù)作用,,2）維護(hù)腸粘膜屏障完整性,刺激腸粘膜相關(guān)淋巴組織分泌SIgA，激活單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)等調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能 對(duì)于自身免疫性因素參與的炎癥性腸病，如潰瘍性結(jié)腸炎，應(yīng)用益生菌制劑能大大降低復(fù)發(fā)率,3）調(diào)節(jié)免疫,以氨為

13、氮源，在腸道內(nèi)合成氨基酸和尿素，減少腸道內(nèi)氨的吸收，降低血氨濃度參與了多種維生素的合成吸收和利用 有利于維生素D，鈣和鐵離子的吸收 降低血清膽固醇和甘油二酯 增加血SOD的含量和活性,4）合成營(yíng)養(yǎng)成分，拮抗毒素吸收,根據(jù)微生態(tài)變化選擇根據(jù)病理生理變化選擇 如維生素缺乏用干酵母、枯草桿菌制劑根據(jù)聯(lián)合用藥選擇 抗菌藥物＋死菌或提取物,1）微生態(tài)制劑的選擇原則,八、微生

14、態(tài)制劑的應(yīng)用,根據(jù)制劑特點(diǎn)選擇 單一菌種 制劑純、量大、易保存、作用相對(duì)狹 多菌種 作用譜廣、比例設(shè)計(jì)、生產(chǎn)保存難 合生元 國(guó)內(nèi)尚無(wú)理想制劑，開(kāi)發(fā)前景廣,,對(duì)人、動(dòng)物無(wú)致病性能被抗生素滅活不會(huì)對(duì)人、動(dòng)物所用抗生素產(chǎn)生抵抗不產(chǎn)生抗生素不會(huì)從腸腔易位無(wú)基因轉(zhuǎn)移,2)微生態(tài)制劑安全性要求,應(yīng)用于下列病因所致輕中型急慢性腹瀉： 抗菌藥物相關(guān)性腹瀉、旅游者腹瀉 部分感染性

15、腹瀉等,八、微生態(tài)制劑的臨床應(yīng)用,Sunil 等統(tǒng)計(jì)截至 2006.2 嚴(yán)格采用隨機(jī)雙盲對(duì)照研究 有關(guān)益生菌治療急性腹瀉的文章34篇發(fā)現(xiàn)： 抗生素相關(guān)腹瀉的有效率 52％ 旅行者腹瀉的有效率 8% 其他原因腹瀉的有效率 34％ 預(yù)防腹瀉發(fā)生 兒童 57％ 成人 26％,Lancet Infect Dis

16、 2006,6:374–382,微生態(tài)制劑的臨床應(yīng)用,IBS：一種以腹痛或腹部不適伴排便習(xí)慣改變?yōu)樘卣鞯墓δ苄阅c病。該病缺乏可解釋癥狀的形態(tài)學(xué)改變和生化異常分類： 腹瀉型 便秘型 腹瀉便秘交替型,Peter J, et al.American Journal of Gastroenterology.2006;101:1581–1590,腹痛/不適,腹脹,各種不適組合分?jǐn)?shù),陽(yáng)性應(yīng)答率,微生態(tài)與IBS,胃腸脹氣,腹

17、脹,腹痛,Hoveyda N et al BMC Gastroenterology 2009, 9:15,一組服用含乳酸菌（Lactobacillus salivarius UCC4331，1×1010 ）的麥乳精飲料；一組服用雙歧桿菌（Bifidobacterium infantis 35624， 1×1010 ）的麥乳精飲料；一組為安慰劑對(duì)照。,臨床研究——乳酸菌、雙歧桿菌對(duì)IBS癥狀的作用及其與細(xì)胞因子的關(guān)

18、系,研究方法：77例IBS患者隨機(jī)分成三組,服用8周，每日記錄IBS患者的主要癥狀，評(píng)估生活質(zhì)量、糞便微生物、外周單核細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子白介素-10和白介素-12。,試驗(yàn)結(jié)果,雙歧桿菌可以有效降低IBS患者癥狀積分，但乳酸菌和安慰劑則不明顯,試驗(yàn)結(jié)果,雙歧桿菌可以有效改善IBS患者腹痛、腹脹癥狀積分，乳酸菌在第2周時(shí)改善腹痛癥狀積分,雙歧桿菌可以有效降低IBS患者排便困難癥狀積分,雙歧桿菌可以改變IL-10/IL-12的比值,試驗(yàn)結(jié)

19、果,IBD益生菌輔助治療IBD的主要機(jī)制： 1、與腸粘膜上皮細(xì)胞緊密結(jié)合形成生物屏障，通過(guò)其代謝產(chǎn)物阻止致病菌的定植和入侵，保護(hù)宿主免受致病菌的侵害。 2、可促進(jìn)腸上皮細(xì)胞分泌粘蛋白，既提供益生菌合適的生長(zhǎng)環(huán)境，又能抑制致病菌的定植。 3、抑制巨噬細(xì)胞釋放TNF的同時(shí)，可能還通過(guò)誘導(dǎo)免疫耐受而起到治療炎癥性腸病的作用。,微生態(tài)制劑的臨床應(yīng)用,Sheil B,et al.J. Nutr. 137: 819S–824S

20、, 2007.,,,,,,,,,,減輕炎癥,降低復(fù)發(fā),保護(hù)腸道屏障,,Sheil B,et al.J. Nutr. 137: 819S–824S, 2007.,,,,,,,,,,,,維持緩解,降低復(fù)發(fā),調(diào)節(jié)免疫,改善腸道通透性,BALFOUR- SARTOR R,et al. GASTROENTEROLOGY 2004;126:1620–1633,,,,,,,,,,,,肝硬化 研究對(duì)象：24例肝硬化患者，child-pugh

21、 B或C級(jí) 實(shí)驗(yàn)分組：培菲康，3粒，tid，療程3周 觀察指標(biāo)：治療前后測(cè)下列指標(biāo)糞便中的7種常見(jiàn)厭氧菌及需氧菌定量分析外周血內(nèi)毒素水平外周血IL-6水平 正常對(duì)照：健康成人18例,益生菌的臨床應(yīng)用,治療前后腸道菌群的變化,上海市消化疾病研究所,治療前后內(nèi)毒素、IL-6的變化,上海市消化疾病研究所,治療后其他情況改善,腹瀉、便秘、腹脹：明顯減輕或消失，大便成形總有效率：89%血漿白蛋白升高(P<

22、;0.05)：治療前：27.60 ± 4.33治療后：32.68 ± 5.97,上海市消化疾病研究所,搜索PubMed, Scopus, Web of Science, and Cochrane 分析關(guān)于腹部手術(shù)圍手術(shù)期使用微生態(tài)制劑RCTs結(jié)果 9個(gè)RCTs 研究涉及733患者，術(shù)后肺炎，膽管炎，任何感染以及術(shù)后住院時(shí)間和抗生素治療時(shí)間在接受微生態(tài)制劑治療組明顯降低；但術(shù)后傷口感染率，尿路感染率，腹內(nèi)膿腫和死

23、亡率無(wú)顯著差異 結(jié)論  微生態(tài)制劑能降低腹部手術(shù)后的手術(shù)后感染率,益生菌的臨床應(yīng)用,手術(shù)后感染,根除Hp 作用機(jī)制： 1、益生菌通過(guò)活化幽門(mén)螺桿菌感染中細(xì)胞因子信號(hào)抑制物(SOCS)的表達(dá)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來(lái)發(fā)揮抗炎作用。 2、通過(guò)STAT-1/STAT-3的活化和JAK2的失活來(lái)發(fā)揮作用的SOCS抗炎信號(hào)可能是益生菌關(guān)鍵的抗炎機(jī)制，使其成為幽門(mén)螺桿菌感染的非微生物策略。 3、占位機(jī)制：乳酸桿菌

24、定植于胃粘膜，通過(guò)占位效應(yīng)與HP競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合位點(diǎn)，抑制HP粘附。 4、營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)與HP競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不利于HP繁殖,微生態(tài)制劑的臨床應(yīng)用,培菲康四聯(lián)療法提高Hp根除率臨床初步研究,三聯(lián)療法：雷貝拉唑20mg bid +阿莫西林1000mg bid +克拉霉素500 mg bid 培菲康：630mg bid,治療后Hp轉(zhuǎn)陰率 比較,三聯(lián)療法7天,培菲康14天三聯(lián)療法7天,三聯(lián)療法7天培菲康14天,培菲康14天三聯(lián)療法7天培菲康

25、14天,,研究結(jié)果提示： 經(jīng)典三聯(lián)＋益生菌療法可減少治療所產(chǎn)生的作用，提高HP根除率，但依然需要基礎(chǔ)研究理論的支持，以及更多臨床研究的論證。,討論,微生態(tài)制劑個(gè)體化用藥 益生菌糾正腸道菌群紊亂，調(diào)整腸道微生態(tài)平衡，視個(gè)人不同而有差異，并且這種差異較大，理論上應(yīng)是根據(jù)個(gè)體的實(shí)際情況采用個(gè)體化的干預(yù),微生態(tài)制劑應(yīng)用時(shí)間 臨床上習(xí)慣于在病情需要時(shí)用藥，往往忽視了益生菌的應(yīng)用是一個(gè)相對(duì)較為長(zhǎng)期過(guò)程，而非短