微生物感染与炎症性肠病关系的研究进展

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微生物感染与炎症性肠病关系的研究进展
原创 2016  申晓婷 陈洁

本文刊于:中华儿科杂志, 2016,54(07): 546-549

炎症性肠病(IBD)是一组肠道慢性非特异性炎症性疾病，常见为克罗恩病与溃疡性结肠炎(UC)，部分为炎症性肠病未定型(IBDU)。约25%的IBD患者在20岁之前发病[1]。在欧美国家，儿童IBD的发病率为1/10 000[1,2]，在我国也呈逐年上升的趋势。儿童IBD往往病程迁延，表现为慢性腹泻以及黏液脓血便、吸收功能障碍、生长发育迟缓[3]。随着对IBD病因与发病机制研究的深入，普遍认为难以用单一机制解释所有现象，遗传、环境、感染和免疫等因素共同影响着其发病[4]。一般认为IBD的发病机制是环境、感染因素作为始动因子作用于遗传易感者，引起异常的肠道免疫反应，从而导致肠道持续的炎症和组织破坏[5]。感染因素方面，多种微生物可能与IBD病程有关，现就近年来发现的各种致病微生物在IBD发病机制中的作用及其与IBD的关系综述如下。


一、IBD与细菌感染
1．难辨梭状芽孢杆菌(Cd)：
Cd是一种革兰阳性产芽孢厌氧杆菌，可引起无症状定植、腹泻、伪膜性肠炎、中毒性巨结肠[6]。近年来，Cd被认为是与IBD关系最密切的致病菌，但是Cd感染(CDI)是IBD的致病因素还是结局并不清楚[7]。美国儿科学会(AAP)发表指南显示，Cd在婴儿肠道内为无症状定植，0～1月龄婴儿带菌率为37%，1～6月龄为30%，6～12月龄为14%，而3岁以上儿童带菌率为0～3%，与健康成人的检出率相同[8]。Hourigan等[9]研究显示IBD患儿发生CDI的概率是非IBD组的12倍，且在1993至2012年，IBD患儿合并CDI呈逐年上升的趋势。Sandberg等[10]研究显示1997至2011年，IBD患儿合并CDI的住院治疗呈增长趋势，这与成人IBD患者合并CDI的趋势相同。另一项前瞻性多中心对照研究通过对211例IBD患儿进行为期1年的随访后发现，Cd检出率为7.5%，而对照组仅有0.8%，且Cd在活动性IBD患儿的检出率高达71.4%，合并CDI的IBD患儿中85.7%均有结肠受累[11]。IBD患者发生CDI主要是通过社区获得性感染，酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测Cd毒素A和B，敏感度低而特异度高，相对便宜且2～6 h可回报结果。国内外学者对于合并CDI的IBD患者在治疗方案上尚未达成共识，是单纯采用抗生素疗法还是联合使用抗生素加强免疫抑制治疗仍存在争议[12]。研究表明IBD可能会因Cd感染而加重，使上述情况变得更为复杂。这些问题还需要进一步的随访研究。总之，尽早对活动期IBD患者进行Cd检测，可能会降低患者不必要的激素和(或)免疫抑制剂暴露。

2．副结核分枝杆菌(MAP)：

MAP作为致病菌感染反刍动物引起Johne病，这种疾病在临床表现及病理学表现上与人类克罗恩病极为相似。这种相似性使得陆续有大量研究试图寻找克罗恩病患者中MAP以及其他分枝杆菌感染的证据[13,14]。检测组织中MAP常用的方法有PCR、免疫组织化学法、血清免疫学和细菌的分离培养技术。Naser等[13]综合分析了60多项研究数据，肯定了MAP感染在30%～50%的克罗恩病患者中发挥重要作用。IS900是MAP的一段特异性DNA片段，且IS900可作为MAP区分其他结核分枝杆菌的标志。在Lee等[14]的研究中，采用了IS900巢式PCR技术检测了63例患儿(其中克罗恩病患儿22例，UC患儿20例)结肠和末端回肠组织中的MAP。结果表明，所有末端回肠的标本中，IS900在克罗恩病的检出率为35%，明显高于UC(5.0%)以及对照组(5.2%)；在结肠标本中，IS900在克罗恩病和UC的检出率分别为26.3%和5.2%，而对照组患儿未检出IS900。Kirkwood等[15]采用了142例患儿(62例克罗恩病，26例UC)的黏膜和外周血单核细胞(PBMC)标本进行检测，结果显示IS900在克罗恩病患儿的黏膜组织和PBMC的检出率分别为39%和16%，而对照组检出率分别是15%和0。此外，黏膜组织的体外培养结果显示，40%克罗恩病患儿的黏膜标本可培养出有活性的MAP，而UC组和对照组均未培养出MAP。值得一提的是，这项研究纳入的患儿均为新发IBD且均未接受任何治疗，这在已知的儿童IBD与MAP相关性的研究中是首次。随后，研究人员又进行了纵向研究，对13例克罗恩病患儿6年的追踪调查发现，MAP感染并不仅仅是机会感染，至少在一部分患儿中MAP感染在肠黏膜中持续存在，且药物治疗不能消除，这为MAP在克罗恩病发病机制中的作用提供了证据[16]。尽管已发现了许多在克罗恩病患者中存在MAP感染的证据，但由于这些结果尚缺乏较好的重复性、敏感度和特异度，且存在较多的干扰因素，仍需要后续研究继续补充和证实。

3．黏附性/侵袭性大肠杆菌(AIEC)：

大肠杆菌是一种革兰阴性需氧菌，一般不会致病，是肠道微生态的重要组成部分。近年来，AIEC被认为可能与IBD发病机制有关。AIEC通过1型菌毛和鞭毛与宿主高表达的癌胚抗原相关细胞黏附分子6(CEACAM6)受体结合而黏附于肠上皮细胞(IECs)，并通过单菌丝肌动蛋白及微管依赖机制侵入上皮细胞层并在巨噬细胞内**，诱导TNF-α分泌而不诱导细胞凋亡[4,17]。已有多个AIEC菌株的报道，主要包括E.coli LF82、EC15和EC10等。Negroni等[18]通过黏附侵袭测试试验分析了24例克罗恩病、10例UC与23例对照组儿童的黏膜活组织标本，从1例克罗恩病患儿和1例UC患儿组织中分别分离出两种AIEC菌株：EC15和EC10。这是第一次以儿童作为研究对象证实AIEC在IBD发病中的核心作用。目前已有多个国家报道IBD患者肠道中AIEC明显多于健康对照，但是AIEC在IBD发生发展中的作用和机制尚未阐明，尤其是否与机体的某些免疫异常状态存在协同作用共同促进IBD的发病尚不清楚。

4．简明弯曲菌：

近年来，弯曲菌属在IBD发病机制中的作用受到广泛的重视[19,20,21]。大量证据表明，弯曲菌属中的简明弯曲菌可能是IBD发病的诱因。一项Meta分析显示，弯曲菌属在IBD组和非IBD组的检出率分别为39%和13%，其中简明弯曲菌与IBD的相关性最高[22]。Kaakoush等[21]采用定量分析的方法对克罗恩病患儿和对照组患儿的粪便进行检测，结果显示克罗恩病患儿粪便中简明弯曲菌和exotoxin 9的检出率显著升高且两者相关性一致。这说明对于克罗恩病患儿来说，简明弯曲菌的检出率不但升高而且毒力更强。研究还发现克罗恩病患儿的年龄与exotoxin 9呈负相关，表明年龄越小的患儿体内简明弯曲菌的毒力越强，这与Nielsen等[23]的研究结果一致。因此，对于遗传易感宿主而言，简明弯曲菌很可能是IBD发病的启动因子。

5．幽门螺杆菌(Hp)感染：

Hp是胃内一种常见的革兰阴性微需氧菌，可诱发自身免疫反应[24]。Hp感染是慢性胃炎和消化性溃疡公认的主要致病因素，而且是胃癌最重要的危险因子，但是大量的流行病学研究及Meta分析显示，Hp感染与IBD发病呈负相关[22,25,26]。Roka等[27]回顾分析了2002至2011年儿童IBD与Hp胃炎的相关性。结果显示，Hp胃炎在IBD患儿中所占比例为3.8%，而在非IBD患儿中占13.2%，且在IBD组患儿中，Hp阴性率是Hp阳性率的3.3倍。Genta和Sonnenberg[28]的研究显示，Hp阴性的慢性活动性胃炎在非IBD组和IBD组所占比例分别为2%和20%，Hp阴性十二指肠炎在两组中分别占2%和17%。这两项研究结果均提示Hp感染与儿童IBD的低相关性。Engler等[25]研究人员针对Hp感染对IBD的保护性机制展开研究，结果表明不论是Hp活菌感染还是Hp提取物常规剂量处理均可减轻和改善葡聚糖硫酸钠(DSS)肠炎模型小鼠和T细胞移植诱导肠炎模型小鼠的临床症状和组织病理学特征。Hp感染对DSS诱导的结肠炎的保护作用取决于NLRP3炎性小体和IL-18信号通路的激活，NLRP3和IL-18基因敲除小鼠由于缺乏下游衔接蛋白MyD88而导致Hp提取物对IBD的治疗无效。利用病原菌感染与IBD风险的负相关性将有可能产生一种安全面极具成本效益的治疗手段，这将为IBD的治疗提供新的思路。

二、炎症性肠病与病毒感染
1．巨细胞病毒(CMV)：
CMV为DNA双螺旋病毒，是一种疱疹病毒组DNA病毒，可在机体内终生潜伏，当宿主免疫功能不全时可再次活化[29]。IBD感染CMV的患者其临床表现无明显特异性，其确诊依赖于实验室检查，最常采用的是血清CMV特异性抗体或CMV pp65检测、组织病理学及PCR检测。大多学者认为，CMV是导致激素抵抗或IBD病情复发的重要因素。据报道，在急性重度结肠炎患者中CMV阳性率为21%～34%，激素抵抗者的CMV阳性率为33%～36%，而在活动性UC患者中CMV感染率为10%[30]。由于IBD患者自身营养状况不良，且常使用免疫抑制剂治疗，加上CMV对炎性组织的黏附侵袭性，使得IBD患者合并CMV感染的风险增加，这在激素抵抗患者或IBD病情加重时更为明显[31]。近期的一项Meta分析纳入了11项研究的867例IBD患者，结果显示激素抵抗型患者的CMV阳性率为70%，远远高于CMV阴性组[32]。当IBD患者感染CMV时出现发热、病毒水平升高等显性感染征象时，应采用抗病毒治疗，但激素或免疫抑制剂是应该持续、减量还是终止尚存在争议。

2．EB病毒(EBV)：

EBV与CMV同为机会致病病毒，可引起胃肠道出血和溃疡形成。Love等[33]研究结果显示，自2011年11月至2013年10月被初步诊断为IBD的60例患儿(40例克罗恩病、15例UC、5例IBDU)中，40%患儿EBV血清反应阳性。最近一项研究结果显示，在IBD患儿的血清学检测中，EBV感染率占64%[34]。由于Love等的研究纳入的患儿还未接受过任何治疗，因此上述两项研究结果差异的原因可能与硫唑嘌呤的使用有关，而硫唑嘌呤被认为是早期EBV血清反应阳性的一个危险因素。血清学测定存在一定的局限性，因为使用免疫抑制剂和(或)免疫调节剂治疗的患者有时会出现假阴性的结果，而使用定量PCR的方法直接测定肠黏膜病毒载量更加精确，更具有临床指导意义。此外，区别是EBV累及胃肠道还是IBD本身的病情加重意义重大，若EBV导致IBD的病情加重，需减少免疫抑制剂的使用，同时行抗病毒治疗。

3．麻疹病毒：

麻疹病毒传染力极强，感染人体后可引起麻疹及多器官并发症甚至死亡。流行病学调查发现，怀孕期间曾患麻疹的母亲所生的儿童、在麻疹流行时出生的儿童、9岁前感染过麻疹病毒者以及接受过麻疹疫苗免疫的儿童，罹患克罗恩病的风险增加。随后很多学者试图利用PCR和免疫组织化学的方法探寻两者之间的关系，却并无所获。最近，Polymeros等[35]利用生物信息学和免疫学方法，通过分子拟态的机制否定了麻疹病毒在克罗恩病发病机制中的作用。另外，Shaw等[36]的一项基于人口的病例对照研究发现儿童在出生后2年内接种麻疹疫苗并没有增加IBD发病的风险。尽管还没有确切的研究推翻麻疹病毒相关的病因假设，但是利用分子拟态机制从生物信息学角度验证病原微生物在IBD发病机制中的作用可能会有新的发现。

三、炎症性肠病与真菌感染
1．荚膜组织胞浆菌：
荚膜组织胞浆菌是一种双相真菌，多生长于温暖潮湿的环境中，可引起组织胞浆菌病。IBD患者在治疗过程中采用生物制剂和免疫调节剂等药物，部分患者可能由于肠道内真菌的分布受到影响而发生机会性真菌感染[37]。近日，美国食品和药物管理局(FDA)向广大医护人员发出警告，在采取TNF-α阻滞剂治疗时应特别注意组织胞浆菌病的发生，一旦治疗实施延迟，可能导致患者死亡[38]。IBD患儿接受TNF-α单克隆抗体(以下简称单抗)时，组织胞浆菌感染的几率大大提高。Dotson等[38]报道了5例克罗恩病患儿在接受TNF-α单抗治疗时发生组织胞浆菌病，均伴随发热、腹痛、食欲下降及精神萎靡等非特异性症状，其中4例患儿伴有轻微呼吸道症状。5例患儿均接受抗真菌治疗并好转，其中2例患儿在确诊大约2年后重新恢复TNF-α单抗治疗。值得注意的是，组织胞浆菌病的临床症状与IBD难以区分，当可疑或确诊时，应停止使用TNF-α阻滞剂。检测组织胞浆菌感染的方法包括组织病理学评估、真菌血培养和组织培养、尿液和血液抗原检测和血清学检测。

2．布拉酵母菌：

布拉酵母菌是一种对人体有益的肠道真菌，在临床上被广泛地应用于儿童急性感染性腹泻、抗生素相关性腹泻及肠易激综合征等疾病的治疗中[39]。在动物实验中已证实布拉酵母菌能改善实验性肠炎小鼠的肠道炎性反应，临床上也有相关文献表明其能够缓解UC患者的临床症状，降低克罗恩病复发率，改善克罗恩病缓解期患者的肠黏膜通透性。布拉酵母菌对于儿童IBD的治疗缺乏足够的临床证据，有待儿科医师进一步的观察和研究。

IBD发病机制一直以来都是消化领域的研究热点和难点。感染因素与IBD的发病关系密切，微生物感染可能是启动IBD肠道炎症的触发因素。另外，受限于致病原检测水平，感染在诱发及加重IBD的作用往往被低估。由于可能与IBD发病及复发有关的致病微生物种类繁多，有时仅在小部分IBD患者可发现特定致病原，因此，只有通过前瞻性研究才能获得最可靠的证据。随着研究手段的不断更新，新的致病原不断被发现，未来可以采取分子拟态机制从生物信息学角度探求各种病原微生物在IBD的发病机制中的作用。

赵*宗

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