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胃是消化道微生態(tài)系統(tǒng)中一個特別的區(qū)域,由于胃酸分泌而構(gòu)成了其獨特的生態(tài)環(huán)境和特征性的微生物群落。目前大部分研究主要針對腸道微生物群落,而關(guān)注消化道微生態(tài)與胃部疾病關(guān)系者少見。因此,現(xiàn)就目前胃內(nèi)菌群與胃部疾?。ㄎ秆?、胃癌及胃息肉)關(guān)系的研究現(xiàn)狀及前景進行概述。
一、胃內(nèi)微生態(tài)研究歷史和現(xiàn)狀
由于胃上通食管、口腔,下接十二指腸,因此,口、咽、鼻、呼吸道、食管以及小腸等部位的細菌均可進入胃內(nèi)。早先認(rèn)為胃內(nèi)環(huán)境并不適宜細菌的定植。隨后一些研究證實胃內(nèi)仍有大量耐酸菌種存在,主要是來源于口腔和食物的過路菌,含量一般在1×103菌落形成單位(colony forming unit,CFU)/mL 以下,主要是鏈球菌、奈瑟球菌和乳酸菌等。1984年,Marshall和Warren在胃內(nèi)分離出H.pylori由此揭開了H.pylori與消化疾病研究的新紀(jì)元。隨著分子生物學(xué)技術(shù)和細菌16S rDNA鑒定技術(shù)的發(fā)展,逐漸開始通過新的分子生物學(xué)手段對胃內(nèi)菌群構(gòu)成進行研究。Monstein等使用PCR擴增細菌16S rDNA和溫度梯度凝膠電泳技術(shù)證實胃黏膜上存在著腸球菌屬、假單胞菌屬、葡萄球菌屬和口腔球菌屬等其他菌屬。
宏基因組學(xué)研究的興起和高通量測序技術(shù)的發(fā)展使胃內(nèi)菌群鑒定水平大大提高。Bik等對23例胃疾病患者的胃內(nèi)菌群進行了16S rDNA高通量測序分析,鑒定出了8個門的128個種系型,得到1056個非H.pylori克隆。Li等對H.pylori陰性和未使用過NSAID的胃炎患者進行了胃黏膜相關(guān)菌群的16S rDNA高通量測序分析,共得到1223個非細菌克隆,分屬8個門的133個種系型。上述兩項研究雖然計對不同地域和種族的人群,但是胃內(nèi)菌群構(gòu)成極其相似;兩項研究中77.4%和79.8%的克隆片段是共享的;兩個豐度最高的種屬,即鏈球菌屬和普利沃菌屬是相同的。Andersson等對6名健康人胃體黏膜相關(guān)菌群進行了焦磷酸測序分析,共得到262個種系型,分屬13個門,其中包含其他研究未證實的菌種,如衣原體屬和氰基細菌屬等。Steams等對4名健康人的口腔相關(guān)菌群,胃、十二指腸和結(jié)腸黏膜相關(guān)菌群,以及糞便相關(guān)菌群進行了16S rDNA高通量測序分析,獲得胃內(nèi)菌群構(gòu)成較Bik等的研究更為詳盡。
消化道菌群分布及構(gòu)成不但具有空間特異性,從食管、胃至結(jié)腸的菌群構(gòu)成及菌量存在差異,而且消化道局部(如胃液與胃黏膜)的菌群構(gòu)成及數(shù)量也不盡相同。胃液相關(guān)菌群容易受到飲食和其他因素的影響而出現(xiàn)較大變異;胃黏膜相關(guān)菌群較為穩(wěn)定,受干擾因素影響少,特別是胃黏膜菌群對宿主胃部疾病的影響更為直接,與疾病發(fā)生、發(fā)展及治療關(guān)系更為密切。采用嚴(yán)格的洗滌步驟對胃黏膜活組織檢查樣本進行處理,并進行胃黏膜菌群的16S rDNA高通量測序發(fā)現(xiàn)胃黏膜菌群構(gòu)成并無變化,證實其與胃黏膜作用緊密,不容易洗脫。目前基于宏基因組學(xué)的胃內(nèi)菌群研究多利用胃黏膜菌群進行測序分析。
二、胃內(nèi)菌群與H.pylori
作為胃內(nèi)菌群的代表,對H.pylori的研究遠較胃內(nèi)其他菌種透徹。H.pylori在全世界約一半人的胃內(nèi)定植。胃內(nèi)其他菌群對H.pylori的胃內(nèi)定植存在影響,無特定病原體動物模型即使經(jīng)口灌輸數(shù)周后,胃內(nèi)H.pylori定植仍為陰性,但是無菌動物模型卻常定植成功;基于動物模型的體內(nèi)和體外研究發(fā)現(xiàn)乳桿菌、雙歧桿菌和酵母菌屬等益生菌種可以阻止H.pylori在胃黏膜的定植黏附和生長。Zaman等證實某些種類乳桿菌可阻止H.pylori在蒙古沙土鼠胃內(nèi)的定植,但是淤泥真桿菌可促進H.pylori的定植。Yin等發(fā)現(xiàn)H.pylori在胃內(nèi)長期定植影響胃和十二指腸菌群的分布和數(shù)量,如不適宜乳酸桿菌的繁殖,但是腸球菌屬、金黃色葡萄球菌屬、雙歧桿菌屬和擬桿菌屬卻表現(xiàn)出較好的適應(yīng)性。Sun等認(rèn)為某些種類乳桿菌是蒙古沙鼠胃內(nèi)的優(yōu)勢菌種,不受H.pylori感染的影響;如加氏乳桿菌和羅伊乳桿菌在沙鼠胃內(nèi)存在并抑制H.pylori的定植和生長。
基于人體的研究也證實H.pylori與胃內(nèi)其他菌群間相互影響。H.pylori感染人群胃內(nèi)常伴隨其他非H.pylori細菌定植。Garcia等對197例胃疾病患者的胃黏膜相關(guān)菌群進行了基于傳統(tǒng)培養(yǎng)方法的檢測,認(rèn)為某些種屬乳桿菌與H.pylori間存在競爭性定植模式。Hu等對103例陽性患者的胃黏膜活組織檢查樣本進行了細菌培養(yǎng),結(jié)果從67例患者中培養(yǎng)出201株非H.pylori菌株,其中優(yōu)勢菌屬主要為上呼吸道來源,包括鏈球菌屬、奈瑟球菌屬、羅氏菌屬和葡萄球菌屬等,非H.pylori細菌在胃部疾病中發(fā)揮作用,胃內(nèi)非H.pylori細菌及其產(chǎn)物可以作為抗原性**持續(xù)存在,增強感染導(dǎo)致的免疫應(yīng)答,兩者共感染可以促進萎縮性胃炎的發(fā)展。臨床試驗也初步證實益生菌治療可以降低胃內(nèi)H.pylori定植的密度,益生菌可以作為H.pylori根除治療的有效補充,如增加根除率,降低復(fù)發(fā)率和減少抗生素應(yīng)用帶來的不良反應(yīng)等。
三、胃內(nèi)菌群與胃癌
胃癌的病因研究雖歷經(jīng)數(shù)十年,但仍無明確定論,通常認(rèn)為環(huán)境因素、飲食因素、H.pylori感染以及遺傳因素等參與了胃癌的發(fā)病機制。世界衛(wèi)生組織把H.pylori怍為人類I類致癌因子。雖然與慢性胃炎、消化性潰瘍、胃黏膜相關(guān)淋巴組織淋巴瘤和胃癌等疾病之間有著非常密切的關(guān)系,但仍有很多的謎團尚未解開,將感染作為胃疾病唯一的致病因素進行研究并不全面。但胃內(nèi)其他菌群對于H.pylori參與胃癌發(fā)病機制是起協(xié)同作用,還是抑制作用,目前仍不淸楚。腸道菌群和結(jié)直腸癌的關(guān)系研究提示胃內(nèi)常駐菌群也有可能參與了胃癌的發(fā)??;但目前深入分析和挖掘胃內(nèi)菌群構(gòu)成、建立胃癌早期預(yù)警和早期診斷的研究報道很少,主要原因在于菌群網(wǎng)絡(luò)龐大并且復(fù)雜,基于培養(yǎng)方法的研究無法得到全面、詳實的菌群構(gòu)成,從微生態(tài)角度探討胃內(nèi)其他菌群參與胃癌發(fā)病的具體機制更無從談起。近年Dicksved等對10例胃癌患者胃內(nèi)菌群構(gòu)成進行了限制性酶切片段長度多態(tài)性技術(shù)聯(lián)合細菌16S rDNA測序分析,發(fā)現(xiàn)胃癌患者與胃黏膜正常的消化不良患者胃內(nèi)菌群構(gòu)成無明顯差異。但該研究納入樣本量太少,且并未采用新一代的高通量測序技術(shù)。截至目前,采用基于宏基因組學(xué)策略的高通量測序技術(shù)開展胃內(nèi)菌群與胃癌關(guān)系的研究仍鮮見報道。
四、胃內(nèi)菌群與胃息肉
胃息肉多指胃黏膜上皮局限性隆起性病變。臨床上常見的組織學(xué)類型有胃底腺息肉、增生**肉及腺瘤**肉?,F(xiàn)階段對胃息肉的系統(tǒng)研究不多,主要集中于胃息肉與癌變的關(guān)系以及H.pylori在其發(fā)生中的作用。與胃息肉發(fā)生、發(fā)展有關(guān)的可能因素有遺傳性因素、膽汁反流和H.pylori感染等,但都缺乏直接證據(jù);胃息肉的病因、生物學(xué)特征及其對機體的遠期影響目前尚不清楚。有關(guān)胃息肉的研究遠沒有結(jié)腸息肉深入?;诩毦?6S rDNA測序的研究發(fā)現(xiàn),結(jié)直腸腫瘤患者群腸道菌群構(gòu)成及其代謝產(chǎn)物較健康人群存在差異。但通過細菌16S rDNA高通量測序方法探討胃內(nèi)菌群構(gòu)成與胃息肉發(fā)病機制的研究鮮見報道。
五、結(jié)論及展望
從消化道微生態(tài)學(xué)角度出發(fā),采用基于宏基因組學(xué)策略的細菌16S rDNA高通量測序方法,有望更加深入地揭示胃部不同疾病狀態(tài)下胃內(nèi)菌群構(gòu)成和多樣性,H.pylori與胃內(nèi)其他菌群間的相互影響及作用機制,以及胃內(nèi)菌群在各種胃部疾病發(fā)病機制中的作用。
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