腸道微生物(gut microbiota, GM)是人體重要的 “器官”，與人體存在互惠共生、相互制約的關(guān)系。

◆ GM與腸肝軸學(xué)說

GM是一個高度多樣化的生態(tài)系統(tǒng)，它們能夠?yàn)樗拗魈峁I養(yǎng)，參與機(jī)體代謝與免疫防御。GM種類達(dá)1000種以上，數(shù)量高達(dá)1014~1015個，其包含的基因數(shù)目約是人類基因組的150倍。當(dāng)宿主處于健康狀態(tài)時，腸道菌群結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為多樣性，以厚壁菌門(Firmicutes)和擬桿菌門(Bacteroidetes)為主要優(yōu)勢菌群，腸道微生態(tài)保持平衡。

術(shù)語“腸-肝軸”的概念是由Marshal等于1998年提出，意指源于同一胚層的腸道與肝臟在結(jié)構(gòu)及功能上存在的密切聯(lián)系。來自腸系膜靜脈的門靜脈供血構(gòu)成肝總血流量的約75％，門靜脈在攜帶營養(yǎng)物質(zhì)的同時，也可以轉(zhuǎn)移微生物和細(xì)菌，為肝臟提供廣譜抗原。肝臟獨(dú)特的解剖位置和血管系統(tǒng)，使其容易暴露于GM的產(chǎn)物［如脂多糖（LPS）］中。雖然大量的微生物定植于腸道，腸屏障功能和肝臟解毒功能可以防止GM移位，但在肝硬化等病理狀態(tài)下，此種防御機(jī)制被破壞，腸-肝軸功能失調(diào)，腸道通透性增加，LPS進(jìn)入肝臟和全身血液循環(huán)誘導(dǎo)疾病。

◆ GM與肝硬化及相關(guān)并發(fā)癥的關(guān)系

在肝硬化等病理狀態(tài)下，GM可發(fā)生定量和定性變化，菌群多樣性下降，條件致病菌如葡萄球菌科（Staphylococcaceae）、腸桿菌科（Enterobacteriaceae）和腸球菌科（Enterococcaceae）過度生長，而益生菌雙歧桿菌(Bifidobacterium)、乳桿菌 (Lactobacilus)等明顯減少，擬桿菌屬與厚壁菌門的比例隨之增加，腸道微生態(tài)平衡被打破。在肝硬化疾病進(jìn)展過程中，菌群結(jié)構(gòu)亦隨之變化。與代償期肝硬化患者相比，腸桿菌科在失代償期肝硬化患者中的豐度更高。此外研究還發(fā)現(xiàn)，肝硬化MELD評分與條件致病菌豐度呈正相關(guān)，與隸屬于厚壁菌門的毛螺菌科（Lachnospiraceae）、瘤胃菌科(Ruminococcaceae)呈負(fù)相關(guān)。

門靜脈高壓(PH)

PH的主要發(fā)病機(jī)制為外周血管擴(kuò)張、肝內(nèi)血管收縮、門靜脈血流增加引起的高動力循環(huán)狀態(tài)和血液系統(tǒng)紊亂。一項(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)比較了GM定植小鼠與無菌小鼠在門靜脈結(jié)扎后門靜脈壓力（portal pressure, PP）水平的變化，發(fā)現(xiàn)與無菌小鼠相比，GM定植小鼠具有明顯高水平的PP，更易發(fā)生PH，初步表明GM對PH的發(fā)生具有直接影響。來自Nature的一項(xiàng)臨床研究發(fā)現(xiàn)肝硬化患者體內(nèi)具有維持腸道完整性的糞球菌屬（Coprococcus）豐度明顯降低，進(jìn)一步揭示出GM構(gòu)成改變與PH之間的關(guān)系。近期研究證實(shí)普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）能夠分泌具有抗炎特性的15 kD蛋白質(zhì)，反映肝硬化患者的血清內(nèi)毒素水平，并與PH程度明顯相關(guān)。

肝性腦?。℉E）

氨是肝硬化患者發(fā)生HE的關(guān)鍵因素。腸道尿素酶水解尿素產(chǎn)氨是HE發(fā)病的重要機(jī)制。Kang等發(fā)現(xiàn)與肝硬化無菌小鼠相比，肝硬化普通小鼠的血清氨水平更高，神經(jīng)和系統(tǒng)炎癥也更為明顯。其中，共生菌與炎癥、血氨水平呈負(fù)相關(guān)，而腸桿菌科與血清炎性細(xì)胞因子呈正相關(guān)，認(rèn)為GM變化可以驅(qū)動肝硬化小鼠發(fā)生HE。在一項(xiàng)包括147例肝硬化患者和40例健康對照者的臨床研究中，發(fā)現(xiàn)與健康對照者和肝硬化不伴HE患者相比，肝硬化伴HE患者的葡萄球菌科、腸球菌科、紫單胞菌科（Porphyromonadaceae）和乳桿菌科的豐度更高，且特異的微生物群(共生菌，腸桿菌)與磁共振波譜的改變（谷氨酸和谷氨酰胺增加，肌醇與膽堿減少）以及高血氨相關(guān)的星形細(xì)胞變化均呈現(xiàn)相關(guān)性。另一方面，紫單胞菌科僅與神經(jīng)元變化相關(guān)，而與氨水平無關(guān)，首次證實(shí)了GM改變與HE患者大腦特定神經(jīng)元和星形細(xì)胞改變具有相關(guān)性。此外，HE患者常發(fā)生細(xì)菌移位（bacterial translocation，BT），如口腔微生物唾液鏈球菌可在腸道下段過表達(dá)，并與HE疾病進(jìn)程和嚴(yán)重程度相關(guān)。色氨酸經(jīng)腸道和肝臟作用，代謝為吲哚及羥吲哚，Riggio等發(fā)現(xiàn)HE患者血清吲哚與羥吲哚水平升高，Montagnese等證實(shí)其與氨水平具有明顯相關(guān)性，共同揭示出腸-肝-腦軸在HE發(fā)病機(jī)制中的作用。

自發(fā)性細(xì)菌性腹膜炎（SBP）

SBP是指在沒有明確腹腔內(nèi)直接細(xì)菌感染來源的情況下，原本無菌的腹水發(fā)生感染，常見于失代償期肝硬化患者，病死率高。其發(fā)生機(jī)制與PH側(cè)支循環(huán)建立、腸道BT以及肝臟Kupffer細(xì)胞吞噬能力下降有關(guān)。在GM進(jìn)入腹水誘發(fā)SBP的過程中，BT是其核心環(huán)節(jié)。來自腸道革蘭陰性菌，尤其是大腸桿菌和肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）的移位，導(dǎo)致LPS釋放增加，造成內(nèi)毒素血癥。加之失代償期肝硬化患者免疫功能降低，大量LPS入血，機(jī)體分泌一系列炎性細(xì)胞因子，促進(jìn)腸道BT，加劇感染及SBP，形成惡性循環(huán)。

肝細(xì)胞癌（HCC）

肝臟炎癥纖維化微環(huán)境是導(dǎo)致HCC發(fā)生的重要機(jī)制之一。腸道中革蘭陰性菌產(chǎn)生大量LPS，通過Toll樣受體（TLR）4介導(dǎo)的胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑激活核因子NF-κB，增加促炎因子(TNFα、IL-6)釋放，刺激腫瘤生長因子活化，表明GM-LPS-TLR4軸引起的肝細(xì)胞損傷和炎癥反應(yīng)能夠促進(jìn)HCC發(fā)生。此外，小鼠HCC模型中GM代謝產(chǎn)物脫氧膽酸增多，和肥胖誘導(dǎo)的革蘭陽性菌成分磷脂壁酸協(xié)同增強(qiáng)肝星狀細(xì)胞（HSC）的衰老相關(guān)分泌表型，并通過TLR2途徑上調(diào)COX2表達(dá)，介導(dǎo)前列腺素E2抑制抗腫瘤免疫，誘導(dǎo)HCC發(fā)生。國內(nèi)一項(xiàng)臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與單純肝硬化患者相比，肝硬化合并HCC患者的GM發(fā)生顯著變化。其中雙歧桿菌屬(Bifidobacterium)和梭菌屬(Clostridium)所占比例顯著降低，理研菌科(Rikenellaceae)豐度明顯增加。

◆ GM失調(diào)導(dǎo)致肝硬化及相關(guān)并發(fā)癥的機(jī)制

肝硬化患者腸蠕動減弱，對細(xì)菌的機(jī)械排空作用下降，膽汁分泌減少，加之低蛋白血癥等因素，在一定程度上影響腸道微環(huán)境，使得腸系膜缺血水腫、腸道通透性增加，引起B(yǎng)T以及各種并發(fā)癥的產(chǎn)生，如內(nèi)毒素血癥、細(xì)菌感染等，加重肝損傷。在肝硬化小鼠模型中，BT引起肝臟中的IFN表達(dá)上調(diào)，導(dǎo)致髓樣細(xì)胞產(chǎn)生IL-10增多，破壞小鼠抗菌免疫系統(tǒng)。在肝硬化患者中亦是如此。肝硬化患者常伴血清因子Ⅷ水平升高，門靜脈和體循環(huán)血栓形成，近期研究表明正是來源于大腸桿菌的LPS有助于內(nèi)皮細(xì)胞釋放因子Ⅷ。 

腸道屏障功能破壞

腸道屏障構(gòu)筑人體的第一道防線，例如腸道緊密連接的上皮細(xì)胞形成腸道機(jī)械屏障，能夠阻止細(xì)菌、毒素及一些大分子進(jìn)入人體；腸道化學(xué)屏障的主要組成成分膽汁酸(bile acids, BA)可以抑制BT；腸道生物屏障中，GM通過分泌抗菌肽物質(zhì)或通過營養(yǎng)競爭來抑制外源致病菌的生長。在正常情況下，只有少量細(xì)菌產(chǎn)物（如LPS）能夠通過腸道屏障進(jìn)入肝臟，且LPS迅速被免疫細(xì)胞清除，有效防止炎癥損傷。而肝硬化患者由于腸道屏障已被破壞，大量LPS到達(dá)肝臟，并通過與模式識別受體，如TLR和NOD樣受體(nucleotide binding oligomerization domain-like receptors,NLR)結(jié)合，激活肝臟免疫細(xì)胞，尤其Kupffer細(xì)胞，誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子（如TNFα和IL-6）釋放和內(nèi)毒素血癥。LPS也可與HSC表面TLR4結(jié)合促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)合成，促進(jìn)肝纖維化。動物實(shí)驗(yàn)證實(shí)腹腔內(nèi)注射LPS能夠顯著增加PP，機(jī)制與LPS誘導(dǎo)KCs活化并產(chǎn)生縮血管物質(zhì)半胱氨酰白三烯和血栓素有關(guān)。

肝臟免疫功能受損

肝臟固有免疫系統(tǒng)則為人體提供第二道防線。肝血竇中含有多種免疫活性細(xì)胞，通過表達(dá)LPS受體清除LPS，保護(hù)機(jī)體免受內(nèi)毒素血癥的影響。正常情況下，肝臟的TLR和NLR信號通路處于抑制狀態(tài)，當(dāng)病原微生物及其產(chǎn)物到達(dá)肝臟時，通路可被激活，若通路被持續(xù)強(qiáng)烈地激活可能造成肝臟炎癥損傷。如革蘭陰性桿菌的外毒素LPS通過借助受體CD14或髓樣分化2因子與TLR4結(jié)合，激活TLR4下游骨髓分化因子88依賴和非依賴兩信號軸，促進(jìn)炎癥因子釋放。革蘭陽性細(xì)菌壁成分如肽多糖、脂磷等主要通過TLR2介導(dǎo)機(jī)體炎性反應(yīng)。TLR9可被細(xì)菌DNA激活，介導(dǎo)KCs產(chǎn)生IL-1，促進(jìn)肝臟炎癥和纖維化。NLR信號激活促使炎癥因子（如IL-1β和IL-18）表達(dá)上調(diào)。發(fā)表于《Cell》的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)微生物群相關(guān)代謝物?；撬帷⒔M胺和精胺均能調(diào)節(jié)Nod樣受體蛋白6炎癥小體信號。因此，GM能夠通過調(diào)節(jié)TLR/NLR信號通路，從而在必要時激活宿主防御，同時又避免過度的炎癥損傷。

細(xì)菌移位(BT)

生理性BT見于正常人群，與宿主免疫相關(guān)；而肝硬化患者常發(fā)生病理性BT，誘發(fā)局部與全身感染。BT是炎癥和全身血管功能障礙的主要原因。作為BT的替代指標(biāo)，血清細(xì)菌DNA水平和促炎因子與肝硬化患者的全身循環(huán)異常及肝內(nèi)皮功能障礙有關(guān)。有研究者觀察到肝硬化患者的小腸中常常定植發(fā)生BT并造成感染的大腸菌群。據(jù)統(tǒng)計，病理性BT在終末期肝硬化患者中的發(fā)生率高達(dá)40%，其中Child C級患者的病理性BT發(fā)生率是Child A和Child B級患者的5~6倍。研究還發(fā)現(xiàn)由Paneth細(xì)胞防御素缺陷介導(dǎo)的腸道屏障破壞容易導(dǎo)致小腸細(xì)菌過度生長并促進(jìn)BT發(fā)生。

3.4BA的作用由膽汁酸介導(dǎo)的腸肝軸對調(diào)節(jié)基礎(chǔ)代謝、腸道激素釋放及免疫反應(yīng)是必不可少的，主要通過法尼烯X受體（farnesoid X receptor , FXR）和跨膜G蛋白偶聯(lián)受體、發(fā)揮作用，其中FXR軸起關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用。膽汁酸通過FXR軸誘導(dǎo)產(chǎn)生抗菌肽物質(zhì)，抑制細(xì)菌增殖，保持上皮完整性。而肝硬化患者由于膽汁酸分泌減少，則容易誘發(fā)BT和慢性炎癥。一些關(guān)于無菌和FXR缺陷小鼠的研究表明，膽汁酸的組成和生物轉(zhuǎn)化很大程度上受GM調(diào)控，GM改變通過FXR軸對膽汁酸的合成產(chǎn)生直接或間接影響。

◆ 以調(diào)節(jié)GM為靶標(biāo)的治療方法

目前臨床通過調(diào)節(jié)GM防治肝硬化及相關(guān)并發(fā)癥的方法主要有抗生素、益生元、益生菌、糞菌移植以及FXR激動劑等。此外，非選擇性β受體阻滯劑已被證明有益于肝硬化患者增加腸蠕動，減少腸道細(xì)菌過度生長，降低BT發(fā)生率。

抗生素

利福昔明是利福霉素的半合成衍生物，對腸源性毒素有效，有助于控制GM失調(diào)。事實(shí)上，利福昔明可以通過抑制脫氧膽酸產(chǎn)生和調(diào)節(jié)GM來降低血清內(nèi)毒素的水平。動物實(shí)驗(yàn)揭示利福昔明減輕肝臟炎癥和PH的機(jī)制與LPS-TLR4通路下調(diào)，革蘭陰性菌群減少有關(guān)。一項(xiàng)回顧性研究顯示，利福昔明通過控制小腸細(xì)菌過度生長降低HE發(fā)病風(fēng)險，延長肝硬化患者的總體生存率。3代頭孢菌素類抗生素（頭孢噻肟）和喹諾酮類抗生素（諾氟沙星）用于控制SBP感染，糾正GM失衡，取得一定臨床療效，但長期應(yīng)用可增加細(xì)菌耐藥和二重感染風(fēng)險。

益生菌

主要包括乳酸桿菌和雙歧桿菌，可通過競爭營養(yǎng)素、競爭性抑制對上皮細(xì)胞的黏附、降低腸道pH、分泌抗菌化合物抑制有害病原微生物生長，同時提高腸道黏膜屏障功能。此外，含有細(xì)菌糖脂抗原的益生菌具有直接調(diào)節(jié)肝臟自然殺傷T淋巴細(xì)胞的功能。有研究報道益生菌制劑VSL＃3(含8種益生菌，3種雙歧桿菌和5種乳桿菌)）能夠減少BT，有效預(yù)防HE的發(fā)生，但有待更大樣本的隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)加以驗(yàn)證。

益生元

益生元能選擇性地促進(jìn)腸道有益菌的生長并提高其定植力，抑制潛在致病菌產(chǎn)生，從而減少腸源性內(nèi)毒素。作為臨床廣泛使用的益生元，乳果糖通過增加糞便體積，酸化和修飾結(jié)腸菌群，促進(jìn)腸蠕動，加快腸道細(xì)菌及其毒素排出等機(jī)制防治HE。然而，研究并未表明乳果糖能夠引起GM組成和功能發(fā)生顯著變化。

糞菌移植

糞菌移植是近年來較為熱門的治療胃腸道疾病以及部分腸道外疾病的新型方法，尤其適用于治療艱難梭狀芽胞桿菌感染，比萬古霉素更有效，且對于老年人的治療依然有效，已于2013年列入美國治療艱難梭狀芽胞桿菌感染的臨床指南中。一項(xiàng)動物實(shí)驗(yàn)通過糞菌移植重建PH大鼠腸道正常菌群，發(fā)現(xiàn)PH程度因此得到改善。然而目前尚缺乏關(guān)于糞菌移植治療肝硬化及PH的大樣本前瞻性臨床研究。

FXR激動劑

在正常肝臟和腸道中高度表達(dá)的FXR，在維持BA穩(wěn)態(tài)，改善肝臟和腸道炎癥，以及肝纖維化和心血管疾病的治療中發(fā)揮作用。FXR激動劑可以阻止HSC活化并改善血管內(nèi)皮舒張功能。奧貝膽酸已被證明可通過降低膽汁淤積性肝硬化動物模型的肝內(nèi)血管阻力來糾正肝內(nèi)血流動力學(xué)紊亂和PH。