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为探究铋四联疗法(BQT)对酒精性肝病(ALD)的影响,研究人员对无症状幽门螺杆菌携带者进行 BQT 前后肠道菌群分析,并通过粪菌移植(FMT)在 ALD 小鼠模型中验证。发现 BQT 致菌群失调,经 LPS 激活肝炎症通路加剧 ALD,提示临床需谨慎应用 BQT。
在酒精性肝病(ALD)患者中,幽门螺杆菌感染较为常见,而铋四联疗法(BQT)是广泛应用的幽门螺杆菌根除方案,但其对 ALD 的影响尚不清楚。当前,ALD 作为全球主要健康问题,其发病机制与肠道菌群失调及肠 - 肝轴功能紊乱密切相关。同时,BQT 可能引起肠道菌群改变,这使得探究两者在 ALD 中的相互作用变得尤为重要。为填补这一知识空白,南开大学等机构的研究人员开展了相关研究,旨在明确 BQT 诱导的肠道菌群变化及其对 ALD 的影响,该研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》。
研究人员选取了天津第三中心医院的幽门螺杆菌阳性无症状携带者作为研究对象,进行 14 天的 BQT 治疗,收集治疗前后的粪便样本进行宏基因组测序。同时,构建 ALD 小鼠模型,将治疗前后的粪便微生物悬液(FMS)通过口服灌胃的方式移植到小鼠体内,利用 16S rRNA 测序分析小鼠肠道菌群,并通过 Western blot、RT-qPCR、组织病理学、ELISA、流式细胞术等技术评估肝肠参数。
BQT 导致幽门螺杆菌携带者肠道菌群失调
对 4 名幽门螺杆菌携带者 BQT 前后的粪便样本进行宏基因组测序分析。结果显示,BQT 治疗后,肠道菌群的 α 多样性显著降低,香农指数和辛普森指数均明显下降,检测到的肠道细菌物种总数也显著减少。主坐标分析(PCoA)显示,治疗前后的微生物群落组成存在明显差异。在门水平上,拟杆菌门和厚壁菌门的相对丰度显著降低,而变形菌门大幅增加。在属水平上,埃希氏菌属、罗氏菌属和克雷伯菌属显著升高,而双歧杆菌属、优杆菌属、拟杆菌属等有益菌属明显减少。在物种水平上,肺炎克雷伯菌、大肠杆菌等机会致病菌显著富集。
FMT 来自 BQT 治疗后的供体加剧 ALD 小鼠肠道菌群失调
将 BQT 治疗前后的粪便微生物移植到 ALD 小鼠模型中。16S rRNA 测序分析显示,FMT-BQT 组小鼠肠道菌群的 α 多样性显著低于其他组,主坐标分析显示其肠道微生物结构与其他组存在明显差异。在门水平上,FMT-BQT 组变形菌门的丰度显著增加。线性判别分析效应量(LEfSe)和 STAMP 分析表明,FMT-BQT 组中肠杆菌目、肠杆菌科和埃希氏菌 - 志贺氏菌属显著富集,而参与短链脂肪酸(SCFA)生产的瘤胃球菌科丰度呈下降趋势。预测功能分析显示,FMT-BQT 组肠道细菌的致病潜力显著升高,移动遗传元件也明显增加。
FMT 来自 BQT 治疗后的供体通过 LPS 激活 NF-κB 信号增加肠道通透性
检测小鼠粪便中脂多糖(LPS)水平及结肠中 TLR4/NF-κB 信号通路相关蛋白表达。结果显示,FMT-BQT 组小鼠粪便 LPS 水平显著高于其他组,TLR4 及下游蛋白 MyD88、p-IκBα/IκBα、p-p65/p65 的表达显著上调,表明 LPS 诱导的 TLR4/NF-κB 信号通路被激活。组织病理学分析显示,FMT-BQT 组小鼠结肠长度缩短,隐窝结构破坏,组织学评分升高,杯状细胞减少,紧密连接蛋白(Claudin2、Occludin、ZO1 等)和抗菌肽(Reg3β、Reg3γ)的表达显著降低,肠道屏障完整性受损。 Spearman 相关分析表明,肠杆菌科和埃希氏菌 - 志贺氏菌属的相对丰度与肠道屏障健康参数呈负相关。
FMT 来自 BQT 治疗后的供体加剧 ALD 小鼠结肠免疫失调
流式细胞术分析显示,FMT-BQT 组小鼠结肠固有层中调节性 T 细胞(Treg 细胞)的比例显著降低,而辅助性 T 细胞 17(Th17 细胞)和辅助性 T 细胞 1(Th1 细胞)的比例显著升高,Th17/Treg 细胞比例增加。血清中促炎细胞因子(IL-8、IL-18、IL-1β、IL-23 等)水平显著升高,而抗炎细胞因子 IL-10 水平显著降低。Spearman 相关分析表明,肠杆菌科和埃希氏菌 - 志贺氏菌属的相对丰度与 Treg 细胞比例呈负相关,与 Th17 和 Th1 细胞比例呈正相关。
FMT 来自 BQT 治疗后的供体通过 LPS 诱导 NLRP3 炎症小体激活加剧肝脏免疫失调和肝功能障碍
检测小鼠血清 LPS 水平及肝脏中 NLRP3 炎症小体信号通路相关蛋白表达。结果显示,FMT-BQT 组小鼠血清 LPS 水平显著升高,肝脏中 TLR4、p-IκBα/IκBα、p-p65/p65、ASC、NLRP3 等蛋白的表达显著增加,免疫荧光染色显示 ASC 和 NLRP3 的共定位增加,表明 NLRP3 炎症小体被激活。成熟 IL-1β 和 IL-18 水平显著升高,肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)及趋化因子(Mcp-1、Cxcl2)的表达也升高,肝脏炎症加剧。同时,FMT-BQT 组小鼠肝脏中 Treg 细胞比例降低,巨噬细胞比例升高,氧化应激标志物(MDA、GSSG/GSH ratio、SOD)水平升高,肝脂肪生成基因(Srebf1、Acly、Acaca、Fasn)的表达上调,组织病理学显示肝脂肪沉积增加,血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天冬氨酸氨基转移酶(AST)水平显著升高,肝功能严重受损。
益生菌减轻 BQT 诱导的菌群重塑对 ALD 小鼠的负面影响
给 FMT-BQT 小鼠补充双歧三联活菌胶囊(FMT-BQT-PRO 组)。结果显示,FMT-BQT-PRO 组小鼠体重下降趋势缓解,肝 / 体重比降低,结肠组织损伤减轻,肠杆菌科和大肠杆菌的相对水平降低,血清 LPS 水平下降,肝脏中 NLRP3 炎症小体信号通路相关蛋白表达及血清促炎细胞因子水平降低,抗炎细胞因子 IL-10 水平升高,肝脏脂肪沉积减少,ALT 和 AST 水平降低,氧化应激减轻。
本研究表明,BQT 显著改变幽门螺杆菌携带者的肠道菌群,促进菌群失调,通过 LPS 介导的肝脏炎症通路激活加剧 ALD 小鼠的结肠损伤、免疫失调和肝功能障碍。这一发现揭示了 BQT 在 ALD 患者中应用的潜在风险,为临床谨慎使用 BQT 提供了理论依据。同时,益生菌补充可有效减轻 BQT 诱导的肠道菌群重塑对 ALD 的负面影响,为 ALD 的治疗提供了新的思路。未来需要进一步开展大规模、长期的临床研究,验证本研究结果,并探索个性化的幽门螺杆菌根除方案,以平衡根除治疗的益处与加重肝脏疾病的风险。