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胃内菌群与胃部疾病关系研究现状及展望

2014-05-24 23:27 阅读:2498 来源:中华消化杂志 责任编辑:潘乐乐
[导读] 胃是消化道微生态系统中一个特别的区域,由于胃酸分泌而构成了其独特的生态环境和特征性的微生物群落。目前大部分研究主要针对肠道微生物群落,而关注消化道微生态与胃部疾病关系者少见。因此,现就目前胃内菌群与胃部疾病(胃炎、胃癌及胃息肉)关系的研究现

    胃是消化道微生态系统中一个特别的区域,由于胃酸分泌而构成了其独特的生态环境和特征性的微生物群落。目前大部分研究主要针对肠道微生物群落,而关注消化道微生态与胃部疾病关系者少见。因此,现就目前胃内菌群与胃部疾病(胃炎、胃癌及胃息肉)关系的研究现状及前景进行概述。

    一、胃内微生态研究历史和现状

    由于胃上通食管、口腔,下接十二指肠,因此,口、咽、鼻、呼吸道、食管以及小肠等部位的细菌均可进入胃内。早先认为胃内环境并不适宜细菌的定植。随后一些研究证实胃内仍有大量耐酸菌种存在,主要是来源于口腔和食物的过路菌,含量一般在1×103菌落形成单位(colony forming unit,CFU)/mL 以下,主要是链球菌、奈瑟球菌和乳酸菌等。1984年,Marshall和Warren在胃内分离出H.pylori由此揭开了H.pylori与消化疾病研究的新纪元。随着分子生物学技术和细菌16S rDNA鉴定技术的发展,逐渐开始通过新的分子生物学手段对胃内菌群构成进行研究。Monstein等使用PCR扩增细菌16S rDNA和温度梯度凝胶电泳技术证实胃黏膜上存在着肠球菌属、假单胞菌属、葡萄球菌属和口腔球菌属等其他菌属。

    宏基因组学研究的兴起和高通量测序技术的发展使胃内菌群鉴定水平大大提高。Bik等对23例胃疾病患者的胃内菌群进行了16S rDNA高通量测序分析,鉴定出了8个门的128个种系型,得到1056个非H.pylori克隆。Li等对H.pylori阴性和未使用过NSAID的胃炎患者进行了胃黏膜相关菌群的16S rDNA高通量测序分析,共得到1223个非细菌克隆,分属8个门的133个种系型。上述两项研究虽然计对不同地域和种族的人群,但是胃内菌群构成极其相似;两项研究中77.4%和79.8%的克隆片段是共享的;两个丰度最高的种属,即链球菌属和普利沃菌属是相同的。Andersson等对6名健康人胃体黏膜相关菌群进行了焦磷酸测序分析,共得到262个种系型,分属13个门,其中包含其他研究未证实的菌种,如衣原体属和氰基细菌属等。Steams等对4名健康人的口腔相关菌群,胃、十二指肠和结肠黏膜相关菌群,以及粪便相关菌群进行了16S rDNA高通量测序分析,获得胃内菌群构成较Bik等的研究更为详尽。

    消化道菌群分布及构成不但具有空间特异性,从食管、胃至结肠的菌群构成及菌量存在差异,而且消化道局部(如胃液与胃黏膜)的菌群构成及数量也不尽相同。胃液相关菌群容易受到饮食和其他因素的影响而出现较大变异;胃黏膜相关菌群较为稳定,受干扰因素影响少,特别是胃黏膜菌群对宿主胃部疾病的影响更为直接,与疾病发生、发展及治疗关系更为密切。采用严格的洗涤步骤对胃黏膜活组织检查样本进行处理,并进行胃黏膜菌群的16S rDNA高通量测序发现胃黏膜菌群构成并无变化,证实其与胃黏膜作用紧密,不容易洗脱。目前基于宏基因组学的胃内菌群研究多利用胃黏膜菌群进行测序分析。

    二、胃内菌群与H.pylori

    作为胃内菌群的代表,对H.pylori的研究远较胃内其他菌种透彻。H.pylori在全世界约一半人的胃内定植。胃内其他菌群对H.pylori的胃内定植存在影响,无特定病原体动物模型即使经口灌输数周后,胃内H.pylori定植仍为阴性,但是无菌动物模型却常定植成功;基于动物模型的体内和体外研究发现乳杆菌、双歧杆菌和酵母菌属等益生菌种可以阻止H.pylori在胃黏膜的定植黏附和生长。Zaman等证实某些种类乳杆菌可阻止H.pylori在蒙古沙土鼠胃内的定植,但是淤泥真杆菌可促进H.pylori的定植。Yin等发现H.pylori在胃内长期定植影响胃和十二指肠菌群的分布和数量,如不适宜乳酸杆菌的繁殖,但是肠球菌属、金黄色葡萄球菌属、双歧杆菌属和拟杆菌属却表现出较好的适应性。Sun等认为某些种类乳杆菌是蒙古沙鼠胃内的优势菌种,不受H.pylori感染的影响;如加氏乳杆菌和罗伊乳杆菌在沙鼠胃内存在并抑制H.pylori的定植和生长。

    基于人体的研究也证实H.pylori与胃内其他菌群间相互影响。H.pylori感染人群胃内常伴随其他非H.pylori细菌定植。Garcia等对197例胃疾病患者的胃黏膜相关菌群进行了基于传统培养方法的检测,认为某些种属乳杆菌与H.pylori间存在竞争性定植模式。Hu等对103例阳性患者的胃黏膜活组织检查样本进行了细菌培养,结果从67例患者中培养出201株非H.pylori菌株,其中优势菌属主要为上呼吸道来源,包括链球菌属、奈瑟球菌属、罗氏菌属和葡萄球菌属等,非H.pylori细菌在胃部疾病中发挥作用,胃内非H.pylori细菌及其产物可以作为抗原性**持续存在,增强感染导致的免疫应答,两者共感染可以促进萎缩性胃炎的发展。临床试验也初步证实益生菌治疗可以降低胃内H.pylori定植的密度,益生菌可以作为H.pylori根除治疗的有效补充,如增加根除率,降低复发率和减少抗生素应用带来的不良反应等。

    三、胃内菌群与胃癌

    胃癌的病因研究虽历经数十年,但仍无明确定论,通常认为环境因素、饮食因素、H.pylori感染以及遗传因素等参与了胃癌的发病机制。世界卫生组织把H.pylori怍为人类I类致癌因子。虽然与慢性胃炎、消化性溃疡、胃黏膜相关淋巴组织淋巴瘤和胃癌等疾病之间有着非常密切的关系,但仍有很多的谜团尚未解开,将感染作为胃疾病唯一的致病因素进行研究并不全面。但胃内其他菌群对于H.pylori参与胃癌发病机制是起协同作用,还是抑制作用,目前仍不淸楚。肠道菌群和结直肠癌的关系研究提示胃内常驻菌群也有可能参与了胃癌的发病;但目前深入分析和挖掘胃内菌群构成、建立胃癌早期预警和早期诊断的研究报道很少,主要原因在于菌群网络庞大并且复杂,基于培养方法的研究无法得到全面、详实的菌群构成,从微生态角度探讨胃内其他菌群参与胃癌发病的具体机制更无从谈起。近年Dicksved等对10例胃癌患者胃内菌群构成进行了限制性酶切片段长度多态性技术联合细菌16S rDNA测序分析,发现胃癌患者与胃黏膜正常的消化不良患者胃内菌群构成无明显差异。但该研究纳入样本量太少,且并未采用新一代的高通量测序技术。截至目前,采用基于宏基因组学策略的高通量测序技术开展胃内菌群与胃癌关系的研究仍鲜见报道。

    四、胃内菌群与胃息肉

    胃息肉多指胃黏膜上皮局限性隆起性病变。临床上常见的组织学类型有胃底腺息肉、增生**肉及腺瘤**肉。现阶段对胃息肉的系统研究不多,主要集中于胃息肉与癌变的关系以及H.pylori在其发生中的作用。与胃息肉发生、发展有关的可能因素有遗传性因素、胆汁反流和H.pylori感染等,但都缺乏直接证据;胃息肉的病因、生物学特征及其对机体的远期影响目前尚不清楚。有关胃息肉的研究远没有结肠息肉深入。基于细菌16S rDNA测序的研究发现,结直肠肿瘤患者群肠道菌群构成及其代谢产物较健康人群存在差异。但通过细菌16S rDNA高通量测序方法探讨胃内菌群构成与胃息肉发病机制的研究鲜见报道。

    五、结论及展望

    从消化道微生态学角度出发,采用基于宏基因组学策略的细菌16S rDNA高通量测序方法,有望更加深入地揭示胃部不同疾病状态下胃内菌群构成和多样性,H.pylori与胃内其他菌群间的相互影响及作用机制,以及胃内菌群在各种胃部疾病发病机制中的作用。


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