肠道菌群与肾脏疾病关系的研究进展

发表时间:2019/5/15   来源:《中国医学人文》2019年2月2期   作者:李苏瑶 梁景岩
[导读] 人类肠道中的肠道菌群种类丰富、数量众多。肠道菌群与宿主间是相互依存共生的关系,同时也对宿主健康起着至关重要的作用。
  李苏瑶  梁景岩通讯作者
  (扬州大学医学;江苏扬州225000)
  【摘要】人类肠道中的肠道菌群种类丰富、数量众多。肠道菌群与宿主间是相互依存共生的关系,同时也对宿主健康起着至关重要的作用。多年以来,随着不断深入的研究肠道菌群调控作用,菌群与肾脏疾病的内在联系已经被揭示,例如慢性肾病、终末期肾病、急性肾损伤和肾脏移植等,均会导致肠道菌群的改变。而肠道菌群又会对这些肾脏疾病产生潜在的影响,例如菌群产生的短链脂肪酸对缺血-再灌注引起的急性肾损伤可以起到保护作用。本综述就近些年肠道菌群与肾脏疾病关系的研究进展做一归纳总结,希望对肾脏疾病的研究提供新的思路。
  【关键词】肠道菌群 肾脏疾病 急性肾损伤 慢性肾病 肾脏移植
  【中图分类号】R2    【文献标号】A    【文章编号】2095-9753(2019)02-0098-01
  
  
  肠道菌群是存在于人类肠道中的一类种类丰富、数量巨大、广泛参与到人体生理活动中的微生物,其与人体的健康状况密切相关(1-4)。肠道菌群对于正常的生理活动,例如对食物中大分子复合多糖进行分解、维持肠上皮屏障的完整性、参与营养物质的吸收与消化、维护并促进免疫系统的活动与正常发育、调节肠道分泌与运动等,起至关重要的作用(5)。并且人体与这种超微生物体是互相促进,互相影响的,人体健康的状态由它们一起维护,一旦打破这种平衡,就会发生肠外疾病或胃肠道疾病。同时发生某些场外疾病,那么也相应发生改变肠道的菌群,如慢性肾脏病等。近些年来,除了发现肠道菌群与消化、免疫、神经系统的相互关系,其与肾脏疾病的关系也被日益研究、证实(3, 6)。
  1.肠道菌群的构成
  肠道菌群对于人体来说是一个极其复杂的微生态系统,有100万亿以上的微生物定居在人体的肠道中,其中包含纤维状真菌与细菌古菌酵母等很多种微生物,它们维持人体的生理平衡,和人体形成共生关系。肠道菌群数量是人体细胞数量的10倍,每个人至少有160种优势菌群,所编码的基因至少是人类基因组的150倍(7)。对于人体有益的微生物群就包含在肠道菌群中,例如占主导位置的双歧杆菌(大于细菌总数的85% )与革兰氏阳性的乳酸杆菌等;同时也存在着的致病菌,例如大肠杆菌、变形杆菌和铜绿假单胞菌等,它们以共生的状态下存在。人体众多正常生理功能的发挥和维护都离不开肠道微生态,而一些肠内外疾病的发生,就是因为肠道微生态系统遭到破坏所致,肠道微生态发生改变,甚至肠道菌群的失调,也与很多肠外疾病有关。
  2.肠道菌群与肾脏疾病
  2.1肠道菌群与慢性肾病(CKD)
  现如今CKD(慢性肾病,Chronic Renal Disease)已成为不可回避的全球性社会问题,2014年美国肾病数据系统显示:CKD患病率已经达13.6%,而终末期肾病(ESRD)在2012年新发病例达114813例,接受ESRD的患者总数达636905人次,用于肾脏疾病治疗的全年费用共计870亿美元。
  由于CKD是一类可以引起全身代谢和血液动力学改变的疾病,与肠道菌群的生态失调和生理功能改变有密切关系,目前已经有资料证实,CKD状态下可以改变肠道菌群的组成和功能。
  慢性肾病也受肠道菌群失调的影响,肠道菌群发生数量、分布、结构、种类的改变和饮食等因素有关,使致病菌过度增多,益生菌变少,从而肠道微生态发生改变,诱发一系列病理过程,这些变化使肠黏膜机械屏障遭到破坏,黏膜通透性增大,当肠黏膜通透性增大到某种程度时,毒素与肠道细菌大量移位入血,导致单核巨噬细胞系统被激活,单核巨噬细胞系统将大量释放炎症因子、氧自由基、细胞因子等有毒细胞物质,肠黏膜屏障本身的炎性损伤二次增加。这种循环导致系统炎症发生长期菌群失调引发持续的系统炎症状态,持久的系统炎症状态又是预示 患者恶性生存的独立因素之一。由报道显示,结肠细菌易诱发α-苯乙酰谷氨酰胺等尿毒生成,而且也会增加CKD的发生率。
  慢性肾病患者亦受肠道益生菌改变的影响,例如患者肠道微生态结构可以由双歧杆菌调节,可显著减小肠源性毒素量与尿素氮量,有利于改善患者临床表现总体状况和营养状况,尿毒症毒素也可能受乳酸菌的影响而减少,但是机制和原因尚不明确,仍需研究与发现。
  2.2肠道菌群与急性肾损伤(AKI)
  AKI(急性肾损伤)是临床一种常见的综合征,主要特征是代谢废物的蓄积和肾功能的快速下降。急性肾损伤发病率高,而且呈现出来的趋势是逐年增加。国外报道称最近10年急性肾损伤发病率从0.65‰增加到5‰,其中急性肾损伤需要透析的发病率为0.295‰。但目前尚没有治疗AKI的特效药物,重症患者需要肾脏替代治疗。
  近些年,随着对肠道菌群研究的迅速进展,一些研究发现,人体肠道菌群的代谢产物对于急性肾损伤可以起到较好的保护和治疗效果。例如,应用肠道益生菌酵解多糖类物质所产生的短链脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸)可有效保护由缺血-再灌注所引起的急性肾损伤。
  2.3肠道菌群与肾脏移植
  肾移植术需要大量免疫抑制药物给患者调节免疫,为预防各种感染需要大剂量的广谱抗生素,肠道感染严重的患者,患者生命将直接受到威胁,不同时期肾移植术在移植失败后,一定数量患者会出现不同程度的肠道感染症状。肠道感染和肠道菌群失调关系密切。研究发现,肾移植术后排斥反应患者肠道菌群发生了显著改变,排斥患者粪便中类杆菌含量明显少于未排斥患者,双歧杆菌数量、肠球菌数量与肾移植患者尿素水平相关,类杆菌数量与肾移植患者尿素、肌酐、胱抑素C相关,说明肠道菌群的改变与肾功能指标密切相关,并且一些特定的菌群可以作为肾移植后预后的诊断标记物,为提高肾脏移植的预后效果起到作用。
  
  近年来发表的肠道菌群与肾脏疾病关系的论文(13)
  参考文献
  1. Qin J, et al. (2010) A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature 464(7285):59-65.
  2. Gill SR, et al. (2006) Metagenomic analysis of the human distal gut microbiome. Science 312(5778):1355-1359.
  3. Sekirov I, Russell SL, Antunes LC, & Finlay BB (2010) Gut microbiota in health and disease. Physiological reviews 90(3):859-904.
  4. Clemente JC, Ursell LK, Parfrey LW, & Knight R (2012) The impact of the gut microbiota on human health: an integrative view. Cell 148(6):1258-1270.
  5. Bercik P, Collins SM, & Verdu EF (2012) Microbes and the gut-brain axis. Neurogastroenterology and motility : the official journal of the European Gastrointestinal Motility Society 24(5):405-413.
  6. Cebra JJ, Periwal SB, Lee G, Lee F, & Shroff KE (1998) Development and maintenance of the gut-associated lymphoid tissue (GALT): the roles of enteric bacteria and viruses. Developmental immunology 6(1-2):13-18.
  
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