吴星星，吴 静，单兆伟

(1.南京中医药大学附属医院 消化科，江苏 南京 210029; 2.南京大学中医研究院 南京鼓楼医院 南京中医药大学鼓楼临床医学院，江苏 南京 210008)

乳糜泻(celiac disease, CD)是一种由麦胶蛋白介导的慢性多器官自身免疫性疾病，主要累及儿童和成人的小肠，具有遗传倾向。常见的发病因素主要包括：环境因素、遗传因素、免疫失衡，因其多病因致病，故临床症状亦呈多样性[1]：主要包括腹泻、腹胀、腹痛等肠内症状及贫血、疱疹样皮肤炎、骨质减少、周围神经病变等肠外症状。CD主要依据血清抗肌内膜抗体IgA-EMA或抗组织转谷氨酰胺酶抗体tTG阳性，及十二指肠病理(黏膜绒毛部分或完全萎缩、隐窝增生、上皮内淋巴细胞或浆细胞浸润)，经去麦胶饮食临床症状缓解等综合诊断[2]。

CD患者携带特定易感基因(HLA-DQ2、HLA-DQ8)，但它们的存在并不足以导致CD的发生，需环境因素——麦胶的参与[3]。随着含麦胶食物消耗增加，相关自身免疫性疾病的发病率亦逐渐上升(如CD、小麦过敏性疾病)[4]。在遗传易感个体中，麦胶是诱发CD必要条件之一。麦胶是一种主要存在于小麦、大麦、黑麦中的蛋白质，约占小麦总蛋白的80%～85%[5]。它是一种由数百种单体、低聚物、聚合物组成的蛋白质混合物，主要包括醇溶蛋白(gliadin)和谷蛋白(glutenin)；
其中导致CD的主要抗原蛋白——富含谷氨酰胺和脯氨酸的醇溶蛋白，且其分解后的33肽不被人体消化酶、刷状缘肽酶消化[6-7]。部分麦胶在口腔中被微生物蛋白酶水解，进而降低其免疫毒性。然而大多数麦胶在胃内由胃蛋白酶水解为高分子大肽，从胃进入小肠内的肽段，因其富含脯氨酸不易被完全降解，长时间滞留于肠道，增加触发免疫反应的机率[8-9]。肠腔内聚集的大量免疫原性高分子肽段，主要包括免疫显性肽段(如α-醇溶蛋白中57～89肽和33肽)和非免疫显性肽段(如P31～P43)，分别触发由CD4+Th1细胞介导的适应性免疫反应和由上皮内淋巴细胞介导的固有免疫反应，导致肠道上皮炎症细胞浸润、绒毛萎缩和隐窝增生[10]，肠上皮细胞破坏、肠道通透性增加，出现腹泻、腹胀、腹痛、消瘦、疱疹性皮肤炎等多种临床症状。

坚持无麦胶饮食(gluten free diet, GFD)是有效治疗CD的方法，GFD虽可明显改善CD患者临床症状，但无麦胶饮食费用高且产品少，坚持无麦胶饮食不仅给社会及财政带来负担，而且给患者带来社会和心理影响[11]。饮食对肠道菌群组成和功能有很大影响，麦胶又可调节肠道菌群稳态。除麦胶之外，消化道菌群紊乱可能是诱发CD的另一环境因素。研究证实，CD患者存在消化道菌群紊乱，且有益菌丰度及多样性下降，致病菌增加[12-13]。本文重点对消化道菌群与麦胶之间相互作用，及其在乳糜泻中的作用机制进行综述。

1.1 口腔菌群

迄今为止，口腔中有1 000多种细菌分别栖息于唾液、牙齿、牙龈等不同的部位，每克牙斑约有1 011个牙斑细菌，每毫升唾液中含有108个细菌，因此使口腔成为消化道第二个微生物密集定植的场所[14-15]。最新研究表明，口腔共生菌群可增加口腔黏膜免疫功能，从而使口腔免受病原微生物入侵。例如，口腔韦荣球菌属、链球菌属促进抗菌肽(anti-microbial peptide，AMP)产生，增加上皮屏障功能和黏膜厚度[16]。但另有研究发现，口腔微生物中的一些致病菌，不仅与龋齿、牙周炎、口腔溃疡等口腔疾病相关[17]，而且与感染性心内膜炎[18]、冠状动脉粥样硬化[19]、肺炎[20]、肥胖[21]、肠道疾病等有一定相关性。口腔菌群可被大量运输到消化道远端，某些口腔微生物在遗传易感个体中可能会诱发肠道疾病，如Atarashi等[22-23]发现口源性克雷伯氏菌通过定植于结肠，诱导Th1细胞分化促进肠黏膜炎症反应。

1.2 口腔菌群降低麦胶蛋白的免疫原性

目前大多数研究局限于微生物与肠道疾病之间的关系，而口腔是第一个与食物接触的消化器官，且与消化系统疾病有直接关系。因此，在大量研究十二指肠菌群、结肠菌群的基础上，应当对口腔菌群进一步分析，完善对消化道菌群特征的描述。CD患者存在口腔菌群紊乱，例如CD患儿唾液菌群紊乱，其中拟杆菌门(卟啉单胞菌属、牙髓卟啉单胞菌属和南希普雷沃杆菌)、血链球菌的丰度平均高于健康对照组, 且放线菌门、厚壁菌门(尤其是乳酸杆菌属、嗜热链球菌)水平显著降低[24]。进食含麦胶食物在口腔中虽短暂停留，但唾液中菌群数量和种类明显多于定植在胃和十二指肠内的菌群，口腔中存在与麦胶代谢相关的菌群。国外学者发现，麦胶蛋白在口腔中的初步代谢可能与定植于口腔中的罗氏菌属、放线菌属、耐瑟氏菌属、轻链球菌属相关[25]。CD患者与健康者相比，唾液中含有丰富的能够降解麦胶的菌群，且对麦胶的降解率较高，其中显著增加的乳杆菌属可能是其原因之一。另外抗蛋白酶、高免疫原性的33肽聚醇溶蛋白可被菌斑菌完全降解,以降低其免疫原性[26-27]。由此可知，麦胶代谢可能是导致口腔菌群紊乱的原因之一。

2.1 肠道菌群

消化道内第一个微生物密集定植的场所当属肠道。肠道内定居1 000多种微生物，与人体细胞比为1.3∶1。健康者肠道菌群主要包括厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、放线菌门[28-29]。根据与宿主之间的相互作用，肠道菌群分为3类：益生菌(如乳酸杆菌、双歧杆菌等)、致病菌(如梭状芽孢菌、粪肠球菌等)、机会致病菌。健康者肠道菌群具有保护维持肠道屏障功能、促进营养物质代谢吸收、调节免疫、抗衰老、防癌和抑癌等作用[30]。菌群与宿主之间存在互利共生的关系，宿主为其提供营养物质及生存微环境，菌群通过参与宿主体内的一系列生理作用协助维持人体肠道稳态平衡。国内外已有大量研究表明，肠道微生物与人体之间的平衡一旦被打破，则会通过胆汁酸代谢、脑-肠轴、肠道屏障、免疫等多种途径，导致肥胖、糖尿病、冠状动脉粥样硬化、肠易激综合征、炎症性肠病、乳糜泻等多系统疾病的发生[31]。

2.2 麦胶蛋白直接诱导肠道菌群紊乱

在乳糜泻患者中，肠道微生物与人体之间的平衡可以被麦胶打破。大量未被降解的麦胶蛋白从口腔、胃中被推送致小肠、大肠内，为肠腔内不同细菌提供丰富的底物，从而促进降解麦胶蛋白细菌的繁殖，打破肠道菌群稳态[32-33]。目前主要通过检测十二指肠菌群丰度和多样性，评估小肠菌群组成结构。D"Argenio等[34]通过检测活动性CD患者十二指肠黏膜菌群，发现变形菌门丰度增加，而厚壁菌门、放线菌门丰度减小，且与GFD患者及健康者相比，奈瑟氏菌属的成员明显多于其他两组(P=0.03)，其中金黄奈瑟氏球菌丰度较大。Snchez E等[35]发现活动性CD患儿十二指肠黏膜菌群(正常含麦胶食物饮食)与GFD患儿、健康儿童相比，在门水平上，变形菌门丰度增加、厚壁菌门丰度降低；
科水平中肠杆菌科、葡萄球菌科丰度增加，链球菌科丰度减少。在CD动物实验中亦发现肠道菌群失调，如麦胶敏感性猕猴与健康猕猴对比，发现麦胶敏感性猕猴的粪便菌群α多样性及丰度降低，且在前8个细菌科水平中，链球菌科和乳酸菌科在麦胶敏感性猕猴中更为丰富[36]。由此推断，未被降解的麦胶蛋白是导致乳糜泻患者肠道菌群紊乱的其中一个因素。

2.3 麦胶蛋白联合肠道菌群诱导肠道炎症反应

麦胶蛋白中的醇溶蛋白通过激活固有免疫和适应性免疫，通过诱导产生细胞因子及趋化因子，激活肠道炎症反应。尤其是醇溶蛋白在小肠固有层被组织转谷氨酰胺酶去酰胺化，并与抗原呈递细胞的HLA Ⅱ类DQ2/8分子结合，活化T细胞、巨噬细胞和树突状细胞，分泌促炎性细胞因子；
另可通过B细胞产生抗肌内膜抗体、抗醇溶蛋白抗体和抗谷氨酰胺转胺酶抗体激活适应性免疫，从而增加肠黏膜通透性[37]。诱发CD患者肠黏膜炎症反应的因子中，除醇溶蛋白之外，肠道微生物亦有不可或缺的作用。众所周知，免疫因素是CD病因之一，适应性免疫在CD的发病机制中起重要作用。研究发现，肠道菌群与适应性免疫密切相关，肠道微生物对宿主适应性免疫B细胞与T细胞这两大分支有重要调控作用。肠道菌群可通过调节B细胞的应答以促进肠道中IgA的产生；
也可通过调节肠道诱导Th17、Treg细胞的分化来维持肠道炎症反应与免疫耐受之间的平衡[38]。醇溶蛋白诱导肠道屏障功能障碍从而使肠道致病菌过度生长和易位，发生肠道微生态失衡；
微生态失衡通过调节B细胞与T细途径，激活免疫炎症反应, 炎症因子通过破坏肠上皮细胞，可进一步增加肠道黏膜通透性，加重乳糜泻[39]。CD中肠黏膜免疫反应可能会直接破坏生物屏障，进而影响微生物稳态，菌群失衡作为致病因素反作用于CD，如此形成恶性循环，使炎症持续存在。

2.4 肠道菌群促进麦胶蛋白水解

人体缺乏能够完全消化麦胶的蛋白酶，肠道菌群在此类蛋白质代谢过程中的作用不容忽视。未被降解的麦胶蛋白由小肠传输至大肠，一旦进入大肠则与肠道内大量微生物密切接触，因大肠菌群基因的多样性，使其具有不同于人体生化途径，从而使某些肠道微生物具有代谢麦胶蛋白能力[40]。已有学者发现人体肠道存在与麦胶蛋白代谢相关的菌群(如乳杆菌属、链球菌属、葡萄球菌属、梭状芽孢杆菌属、双歧杆菌属)[41]。不仅大肠内存在此类微生物，小肠内亦存在代谢麦胶的微生物。Camino等[42]表明，与健康组相比，食用含麦胶饮食的CD小鼠十二指肠黏膜菌群具有较高的麦胶蛋白水解活性，且与变形菌门(包括假单胞菌)的丰度有关。Herrán等[43]通过研究健康者及CD患者分解麦胶蛋白的小肠菌群，从十二指肠黏膜中分离出隶属于32个细菌菌种的114个菌株，其中85个菌株生长在含有麦胶作为唯一氮源的培养基中，31个菌株具有细胞外水解麦胶蛋白活性，27个菌株具有水解对CD患者有免疫原性的33肽活性。

CD患者存在消化道菌群的紊乱，但经过GFD治疗后，CD患者消化道菌群是否能得到明显的改善？研究发现，经过GFD治疗的CD患者消化道菌群仍然处于一种失衡状态。一项关于儿童的研究证实，GFD患儿(n=13)，与相同数量的健康儿童相比，唾液中类杆菌属、拟杆菌增加，放线杆菌及热链球菌减少[44]。Reddel及Di Cagno等[37,45]发现经过2年的GFD治疗后，CD患者十二指肠黏膜菌群尚未完全恢复，且菌群丰度仍持续下降，尽管致病菌的丰度下降，但有益菌的丰度依然较低。De Palma等[46]研究表明，健康成人坚持GFD后，双歧杆菌属、乳杆菌属、粪杆菌属丰度下降，然而肠杆菌属丰度增加。GFD是影响肠道菌群组成的一个重要因素，GFD不仅不能完全恢复CD患者消化道菌群，还可影响健康者菌群稳态[47]。去麦胶饮食能够影响几种菌群的丰度，特别是涉及碳水化合物及淀粉代谢的菌群(梭状芽孢杆菌科)。饮食是影响菌群丰度、多样性及功能的重要因素。在生理状态下，饮食模式和营养状况对肠道菌群均有一定影响[48-49]。在不同膳食成分中，纤维对肠道微生物和相关代谢物有积极的影响。与标准饮食相比，GFD中纤维含量较少[50-52]。因此，可以初步推断，含少量纤维的GFD，是导致肠道菌群紊乱的一个因素。

严格的无麦胶饮食是目前唯一有效治疗CD的方法，长期GFD虽改善CD患者症状，但仍存在肠道菌群紊乱。目前在GFD的基础上采用益生菌干预CD患者研究较少，但有限的研究结果表明益生菌制剂联合GFD可恢复CD患者肠道菌群。研究证实，与健康者相比，CD患儿厚壁菌门与拟杆菌门的比例及放线菌门丰度下降，GFD患儿口服3个月含2种双歧杆菌菌株(B632和BR03)的益生菌制剂，与未补充益生菌制剂的GFD患儿相比，厚壁菌门与拟杆菌门的比例、放线菌门下降较前增加，且与健康儿童粪便菌群组成基本相似[53]。

综上所述，乳糜泻、麦胶、消化道微生物三者之间存在复杂的互交关系。CD患者不仅存在肠道菌群紊乱，而且亦伴随口腔微生物生态失调。目前研究尚未确定与CD相关的确切微生物模式，且消化道菌群失衡与CD之间的因果关系亦尚无定论。麦胶蛋白与消化道菌群作为诱发CD环境因素，两者之间存在密切联系。在CD肠黏膜免疫应答过程中，麦胶蛋白与菌群发挥着协同作用，从而使肠道免疫反应处于持续激活的状态, 引起CD的临床症状。另进食含麦胶食物为消化道菌群提供了丰富的物质能量，进一步导致菌群失调。然而，哺乳动物体内虽缺乏消化麦胶蛋白酶，但消化道中的某些特定细菌或一些细菌代谢产物均可降解麦胶蛋白。一方面麦胶蛋白与菌群失衡之间存在互为因果的关系，另一方面在诱导CD肠道免疫应答过程中表现出协同关系。

未来应对菌群与麦胶诱导CD发病机制进行深入研究, 以阐明肠道微生态、麦胶在CD发病机制中的共同作用。益生菌(特别是麦胶蛋白代谢相关的双歧杆菌、乳酸杆菌)有望成为CD患者的辅助制剂，并尽可能减少严格GFD带来的相关不良反应。当然，这不是绝对的预测，毕竟动物实验曾表明CD动物模型中肠道乳酸杆菌增加，不能排除乳酸杆菌此时并不能充当益生菌的角色。

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