引用本文: 戢曉, 曾楊林, 郭雅梵, 孔凌祥, 楊家印. 肝臟疾病與口腔菌群相互關系的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2020, 27(9): 1163-1168. doi: 10.7507/1007-9424.202001065 復制
病毒性肝炎是我國最主要的感染性肝臟疾病(簡稱“肝病”),2015 年我國病毒性肝炎患者占全球的 26.8%,非感染性肝病占全球的 41.23%[1],提示我國肝病負擔沉重。近年來有研究[2-4]發現,肝病患者的口腔菌群存在失衡表現,如肝癌患者口腔菌群多樣性增加、菌群組成改變;肝硬化患者口腔正常菌群豐度減少,腸桿菌科、腸球菌科等條件致病菌豐度增高。口腔微生物組是僅次于胃腸道的第二豐富的微生物群[5-6],其在糖尿病、惡性腫瘤、自身免疫性疾病等全身性疾病中的改變均可被觀察到[7-10],提示不同肝病患者的口腔菌群特異性分布有望作為肝病診斷及預后的生物標志物;同時這些細菌在口咽部定植、移行和易位的風險較高,易引起口腔、呼吸道乃至全身感染[11]。這些表現與口腔菌群和腸道菌群之間的關系及腸道菌群與肝病的相互影響(口-腸-肝軸[12-13])有關。腸道菌群與肝臟炎癥反應、脂肪變性及肝纖維化密切相關,可對病毒性肝炎、酒精性肝病、非酒精性肝病、肝硬化和肝癌的發生發展產生影響[14];而口腔菌群可通過唾液吞咽方式進入腸道[15],影響腸道菌群的組成,從而與肝病也密切相關[16]。因此,肝病患者需注意口腔衛生,加強口腔疾病防治。筆者對研究肝病與口腔菌群之間的相互影響的相關文獻進行總結分析,為肝病患者防治口腔疾病提供科學依據,有助于改善晚期肝病患者的生活質量,同時也為尋找肝病無創性輔助診斷生物標志物提供思路。
1 乙型肝炎(簡稱“乙肝”)與口腔菌群
肝炎包括急性肝炎和慢性肝炎,前者可以自行好轉或發展為慢性肝炎或少數導致急性肝功能衰竭[17],后者可發展為肝硬化、肝功能衰竭和肝癌[18]。
肝臟參與了免疫細胞的產生和對人體非特異性免疫的控制,慢性肝炎降低了人體的防御能力[19-20],同時對牙周病原菌的防御也相應減弱,口腔的生態平衡被破壞,口腔細菌種類隨之改變[21]。
乙肝病毒相關的慢性肝病包括慢性乙肝、肝硬化、肝細胞癌等。研究[22]顯示,乙肝病毒相關的慢性肝病患者口腔細菌多樣性降低,厚壁菌門與擬桿菌門比例顯著增加,這一現象可能參與了乙肝病毒相關的慢性肝病的發生。
乙肝病毒感染時,梭桿菌屬、產線菌屬、真桿菌屬、微單胞菌屬、密螺旋體屬等可產生巰基和硫化氫的微生物增加,可能導致口臭加劇[22]。慢性乙肝患者舌苔微生物群的豐度和多樣性與健康對照組相比沒有明顯差異,但微生物群相對組成和代謝產物差異明顯。與慢性乙肝白舌苔患者相比,慢性乙肝黃舌苔患者的乙肝病毒 DNA(HBV-DNA)滴度更高;慢性乙肝白舌苔患者細菌中擬桿菌目含量較高,而黃舌苔患者奈瑟球菌含量較高且其豐度與 HBV-DNA 水平呈正相關[23]。
總之,乙肝病毒感染時,梭桿菌屬、產線菌屬、真桿菌屬、微單胞菌誘發的肝硬化患者口腔微生物群的變化模式與慢性乙肝患者基本一致[22]。乙肝病毒相關的慢性肝病患者特定的口腔微生物群失調可能作為機會性病原體侵入腸道而改變腸道菌群,是乙肝病毒相關的慢性肝病患者的靶向治療的可能方向,也是潛在的無創性鑒別診斷指標。
2 酒精性肝病與口腔菌群
酒精性肝病是因長期大量飲酒導致的,包括一系列肝臟病理學變化,其特征性改變為脂肪變性、肝炎、肝纖維化或肝硬化。其中脂肪變性是對大量飲酒的最早反應,其特征是肝細胞內脂肪沉積,其可發展為脂肪肝,從而進一步導致肝纖維化和肝硬化,最終進展為肝功能衰竭[24]。脂肪肝可導致腸道菌群紊亂。Acharya 等[25]發現,長期飲酒會通過肝臟氧化應激增加腸道通透性,且腸道通透性增加與腸道細菌總數呈負相關;酒精的腸氧化產生較高濃度的乙醛可改變腸道通透性和微生物平衡,且有直接的肝損傷作用[26];有研究[27]顯示,酒精攝入及其引起的肝損傷會導致腸道細菌顯著減少、變形桿菌和放線桿菌增加。腸道功能正常時,膳食纖維如寡糖、非淀粉多糖等被腸道中的益生菌(雙歧桿菌、乳酸桿菌)酵解并產生短鏈脂肪酸[28]。短鏈脂肪酸一部分在腸道中被利用,另一部分經循環進入唾液或經循環至肺部后隨呼吸作用到達口腔而進入唾液[29],唾液中的短鏈脂肪酸參與了口腔偏酸性環境的維持,幫助抑制致病菌的繁殖[30]。脂肪肝患者腸道益生菌減少,相應的代謝產物短鏈脂肪酸也減少,可間接導致口腔菌群紊亂、有害菌大量滋生并生成大量揮發性硫化物而引起口臭[31]。有研究[32]報道了酒精中毒患者牙周病、冠齲和根齲患病率的增加。以上研究結果提示,口腔菌群的特異性變化可能成為酒精性肝病潛在的診斷及預后指標。
3 非酒精性脂肪肝病與口腔菌群
非酒精性脂肪肝病包括單純性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎及其相關肝硬化,是代謝綜合征的肝臟表現,為非過量飲酒引起的肝臟脂肪的沉積。成年人中非酒精性脂肪肝病的患病率為 20%~30%[33],在工業化國家中患病率更高。目前,“多次命中”假說較準確地解釋了非酒精性脂肪肝病的發病機理,包括胰島素抵抗、脂肪組織分泌的激素、營養因素、腸道菌群以及遺傳和表觀遺傳因素[33]。
牙齦卟啉單胞菌是位于口腔的 G-厭氧菌,被認為是牙周炎的主要病原體,有許多研究表明其可以促進非酒精性脂肪肝病的發生及發展,如 Yoneda 等[34]發現非酒精性脂肪肝病患者中牙齦卟啉單胞菌的檢出頻率高于非酒精性脂肪肝病受試者,通過對高脂飲食的小鼠模型頸靜脈注射牙齦卟啉單胞菌后可導致小鼠肝臟脂質積累、重量增加,還進一步發現Ⅱ型牙齦卟啉單胞菌對小鼠非酒精性脂肪肝病模型的感染可以加速肝纖維化和脂肪變性。Nakahara 等[35]在 52.5% 肝組織中檢測到牙齦卟啉單胞菌,通過 ELISA 法測定非酒精性脂肪肝病患者的抗牙齦卟啉單胞菌菌毛(fimA)的抗體滴度并與組織學結果進行比較,結果表明,纖維化進展與抗 fimA Ⅳ型牙齦卟啉單胞菌的抗體滴度之間存在顯著相關性(P=0.008 1)。對于牙齦卟啉單胞菌促進非酒精性脂肪肝病的機制,其可能的解釋是因齦卟啉單胞菌引發的脂多糖通過激活核因子-κB 和 c-Jun 氨基末端激酶信號通路而促進細胞內脂質蓄積和 HepG2 細胞的炎癥反應,誘導并加重胰島素抵抗,從而導致非酒精性脂肪肝病的發生發展[33, 35-38]。口腔菌群與腸道菌群關系密切,而腸道菌群與非酒精性脂肪肝病明顯相關[14]。有研究[39]發現,給予小鼠口服牙齦卟啉單胞菌后腸道菌群改變引起了內毒素升高,隨后激活了血管、脂肪組織和肝臟中的促炎基因,從而增加了非酒精性脂肪肝病的風險,結果提示,牙齦卟啉單胞菌感染可影響腸道菌群,從而促進非酒精性脂肪肝病的病理進展。
除了牙齦卟啉單胞菌外,Komazaki 等[40]報道了抗伴聚集放線桿菌和抗具核梭桿菌血清抗體滴度與非酒精性脂肪肝病臨床和生化數據之間也有顯著相關性,還發現了放線桿菌感染通過改變腸道菌群和葡萄糖代謝來影響非酒精性脂肪肝病。國內一項研究[41]表明,非酒精性脂肪肝病組唾液菌群厚壁菌門豐度增加,擬桿菌門的比例減少,厚壁菌門與擬桿菌門的比例失調,腸道菌群與非酒精性脂肪肝病的關系也有類似的報道,這種特定菌種的豐度及比例改變有望作為非酒精性脂肪肝病的輔助性診斷指標。Yoneda 等[34]對非酒精性脂肪肝病牙周炎患者進行了 3 個月的牙周治療后,發現血清天冬氨酸轉氨酶和丙氨酸轉氨酶水平顯著下降。類似地,Komazaki 等[40]用諾氟沙星治療放線桿菌感染的小鼠,發現諾氟沙星治療可以部分改善葡萄糖耐量和胰島素抵抗并且能在一定程度上抑制脂肪的蓄積。
以上研究結果表明,積極的牙科治療,預防或消除牙周病原菌對非酒精性脂肪肝病患者的病情控制有很大幫助。
4 肝硬化與口腔菌群
4.1 肝硬化對口腔菌群的影響
肝硬化是因長期肝損害導致肝功能下降、以瘢痕組織替代正常肝組織為特征的慢性疾病[42]。2015 年,我國乙肝病毒感染率高達 7.18%[43]。有文獻[44]報道,有 10%~20% 的慢性乙肝可發展為肝硬化。有研究[45-47]顯示,肝硬化患者口腔菌群出現失衡現象,優勢菌群結構與健康人間的差異有統計學意義。肝硬化患者的唾液中存在特征性的菌群失調,包括原生細菌減少、腸桿菌(如唾液腸桿菌)和腸球菌豐度增加等[12, 45];終末期肝病患者的口腔健康情況明顯下降[48],口腔念珠菌檢出率增加[49];處于肝硬化失代償期的住院患者唾液菌群失調率高達 38%[12]。此外,在肝硬化患者中,伴輕微型肝性腦病患者的唾液中腸道產氨細菌唾液鏈球菌較無肝性腦病者豐度明顯上升并導致氨的累積,是肝硬化伴輕微型肝性腦病患者降氨治療的潛在生物標志物[46]。出現這些變化是因受肝病患者肝功能下降、免疫功能低下,加之進食限制、機械通氣、抗生素運用、移植后免疫抑制劑的使用等因素影響所致。
由于取樣方便,操作無創,信息量大,口腔微生物群被認為是肝硬化輔助診斷和預后的一個潛在的生物標志物[2-3],但國內外在這一方面的研究較少,仍存在較大理論和實踐空白。
4.2 口腔菌群對肝硬化的影響
口腔菌群不僅在一定程度上反映肝硬化的情況,還可能影響肝硬化的發展[13, 50-52]。口-腸-肝軸是口腔菌群影響肝硬化的重要途徑之一。已有大量研究[3, 53-60]表明,腸道微生物群與肝硬化發生之間關系密切。腸道屏障受損,腸道細菌失調與移位可導致全身性炎癥,促進肝硬化的進展[13, 61-62]。而口腔微生物可發生移位入侵腸道[58]。據估計,每天約有 1 g 細菌(約1011個細胞)隨著 500~1 500 mL 唾液被吞咽[15]。因此,口腔菌群會影響腸道菌群的組成,兩者構成相似,口腔菌群構成與糞便菌群構成直接相關[12]。Qin 等[58]的研究發現,肝硬化患者的腸道菌群中富集了大量口腔來源的微生物,包括韋榮球菌屬、鏈球菌屬、普氏菌屬、嗜血桿菌屬、乳桿菌屬、梭菌屬等。結果提示,移位到腸道的口腔菌群對腸道微生物的干擾是口腔疾病促進肝硬化的重要機制[63-64]。肝硬化患者腸道內入侵的口腔微生物如唾液鏈球菌等可發生過度增殖,可誘發肝硬化及并發肝性腦病[46]。另有研究[2-3, 12]也發現,牙齦卟啉單胞菌可入侵腸道,使腸道菌群失調,血清內毒素水平上升,破壞腸黏膜屏障并干擾肝臟脂肪代謝。除此之外,Hyv?rinen 等[65]研究顯示,小鼠血液中的伴放線放線桿菌可進入肝中并可能誘發中度肝炎。
目前,在口-腸-肝軸機制的研究中,腸道菌群與肝硬化方面的研究較多,但口腔菌群與肝硬化之間的關聯仍不清晰,還需進一步研究。
5 肝癌與口腔菌群
肝癌通常是肝臟慢性疾病的結果,在無肝病情況下幾乎從不自發發生[47]。肝癌的惡性程度高、異質性強,對肝癌預后的判斷能夠有效指導其治療[66-67]。
一般來說,肝病患者呼吸中的口腔異味,主要是因硫化氫(H2S)、甲硫醇(CH3SH)和二甲基硫化物 [(CH3)2S] 產生菌的存在。研究[22]發現,在肝癌患者的口腔菌群標本中,梭桿菌、真桿菌、細小單胞菌、假單胞菌、絲狀因子等潛在的 H2S 和 CH3SH 產生者的成員普遍存在。在一由致癌物 7,12-二甲基苯并(a)蒽(DMBA)和高脂飲食聯合引發的 NASH 誘導的肝癌小鼠模型中發現,革蘭陽性細菌株特別是特異性梭狀芽胞桿菌群增加較多[47]。
不同的多樣性指數(Shannon、Simpson、invSimp-son、Obs、Chao 1 和基于發病率的覆蓋度估計量 ICE)都表明,肝癌患者舌苔微生物組群的多樣性明顯高于健康人。失代償性肝癌患者的并發癥可顯著改變腸-肝軸微粒體并最終導致口腔微生物群組成的改變[22]。有研究[2]在 54% 的肝硬化患者中發現,腸道富集的微生物基因在分類學上屬于口腔來源,這表明來自口腔的微生物入侵了腸道,而肝硬化的存在是肝癌發生的重要危險因素。
因患者口腔微生物群的失調,口腔微生物群衍生的細菌如梭桿菌和密螺旋體極易突破受損的口腔防御系統,作為機會性病原體侵入腸道[22],從而使腸道菌群失調。在慢性肝病中,腸道屏障的破壞和腸道微生物群的改變會導致慢性炎癥和肝病的進展,從而使最終發展為肝細胞癌的風險增加[2, 47]。致癌物的代謝活化或失活(如亞硝胺的生成和酒精轉化為乙醛的過程)、膳食植物化學物質的代謝活化或失活、激素代謝與腫瘤生成促進繼發性膽汁酸等這些由口腔和腸道微生物群產生的代謝活動,可能通過調節肥胖和肥胖引起的炎癥而影響致癌過程[68]。
6 其他肝病與口腔菌群
原發性膽汁性膽管炎是一進行性自身免疫性肝病,其特征為門靜脈炎癥、免疫介導的肝內膽管破壞及血清中存在高度特異性的抗線粒體抗體。與健康對照組相比,原發性膽汁性膽管炎患者口腔中的真桿菌屬和韋榮球菌屬顯著增加,梭桿菌屬顯著下降;此外,唾液中韋榮球菌屬、普雷沃菌屬和卟啉單胞菌屬的相對豐度與 IgA 水平呈正相關;奈瑟氏球菌、真桿菌屬、產線菌屬和鏈球菌的相對豐度也與原發性膽汁性膽管炎患者唾液細胞因子水平呈正相關[69]。原發性膽汁性膽管炎患者的口腔菌群還與糞便菌群存在關聯,患者糞便中雙歧桿菌的相對豐度與唾液中韋榮球菌屬的相對豐度呈負相關[70]。
自身免疫性肝炎表現為原因不明的慢性肝炎,常影響青年到中年的女性且與自身抗體和高丙種球蛋白血癥有關。有研究[69]表明,患有自身免疫性肝炎患者的口腔中韋榮球菌屬的豐度顯著增加、鏈球菌減少,且唾液中韋榮球菌屬的豐度與促炎細胞因子(如 IL-1?、IL-6、IL-8 和 IL-12p70)水平呈正相關;還有研究[70-72]表明,自身免疫性肝炎患者糞便中乳酸桿菌的相對豐度與唾液中韋榮球菌屬的相對豐度呈正相關,而乳酸桿菌可誘導全身性炎癥。
原發性膽汁性膽管炎和自身免疫性肝炎都屬于自身免疫性肝病。在一項橫斷面研究[73]中發現,自身免疫性肝病(原發性膽汁性膽管炎+自身免疫性肝炎)患者的舌生物膜上總細菌量顯著高于健康對照組(P<0.000 1),且不受肝硬化、治療反應和免疫抑制劑的影響,同時口腔揮發性硫化物陽性率在自身免疫性肝炎組(45%)要高于原發性膽汁性膽管炎組(27%)和健康組(20%),差異均有統計學意義(P<0.001),結果提示,口腔菌群與自身免疫性肝病間可能存在關聯,需口服微生物組分析等進一步研究以評估患者與健康人微生物群中的潛在差異。
急性肝損傷時小鼠口腔菌群豐度增加,多樣性下降,優勢菌群改變,其中 TM7 和乳桿菌目差異存在統計學意義,這可能是口腔 pH 值、消化酶系統、口腔菌群移位等變化所致,TM7 是潛在的牙周病原體,因此,急性肝損傷乃至肝功能衰竭增加了口腔機會性感染的風險[74]。
7 肝移植與口腔菌群
近年來,隨著醫學技術的不斷發展,接受肝移植患者的數量逐漸增加[75]。肝移植患者在術后感染細菌、真菌及病毒的風險較高,嚴重的感染是肝移植患者術后發生并發癥和死亡的常見原因[76-79]。
口腔作為人體的主要通道入口,位于此生態位的微生物很可能擴展到身體其他部位,如牙齒感染被認為可增加全身的炎癥負擔,口腔細菌通過將代謝產物釋放入血引起宿主的炎癥和免疫反應,造成一些全身疾病。因器官移植受者處于免疫抑制狀態下,口腔存在的潛在感染灶更易被激活,從而引起全身感染[77-78, 80]。Guggenheimer 等[81]對器官移植受者研究發現,9% 發生牙源性敗血癥,11% 在移植前因口腔感染而取消或推遲手術。Helenius-Hietala 等[77]的回顧性研究發現,在肝移植前未接受牙科治療者移植后感染發生率明顯高于接受治療者。故了解肝移植術后口腔菌群的組成對預防肝移植患者術后感染和提高其生存率非常重要。
口腔菌群組成與腸道菌群組成密切相關。有研究[13, 82-83]結果顯示,肝移植等待者的腸道菌群與接受肝移植術后患者和健康者有明顯差異,而接受肝移植術后患者的腸道菌群組成與健康者更相似;同時口腔菌群組成也有相應的變化,如 Ziebolz 等[84]發現肝移植術后患者口腔中的彎曲桿菌減少;Sheehy 等[85]發現兒童肝移植術后 3 d 口腔中唾液鏈球菌、格式鏈球菌、血鏈球菌明顯減少,而口腔鏈球菌和緩癥鏈球菌無明顯變化,肝移植術后持續存在的口腔鏈球菌和緩癥鏈球菌很可能成為肝移植術后感染的潛在原因;Kauffels 等[86]發現,肝移植前、后白色念珠菌的流行率都很高,移植前、后比較差異無統計學意義,而白色念珠菌的口腔感染為機會性感染,與個體免疫功能低下有關,由于肝移植患者長期服用免疫抑制劑,白色念珠菌感染的風險極高,類似的結果在 Santos 等[79]的研究中也被發現。
以上研究結果提示,肝移植患者術后感染風險很高,嚴重感染會給患者帶來不良預后。口腔作為一潛在感染灶,增加了肝移植患者術后感染風險,影響其預后,必須引起足夠重視。故對器官移植等待者,通常建議在術前需對牙科疾病進行治療,以消除口腔感染源,從而降低因牙科疾病導致的感染和敗血癥風險,提高肝移植的成功率[81, 87-88]。
8 小結與展望
目前,雖然關于肝病與菌群關系研究較多的是腸道菌群,但是口腔菌群作為第二豐富的細菌群,其與肝病密切相關,且其取樣方便,已逐漸引起了研究者們的重視。不同肝病患者口腔菌群的表現可能有一定的特異性,這或許可作為肝病的一種無創輔助診斷方法,但其敏感性與特異性仍需深入研究;同時口腔菌群也可影響肝病的發生及發展,因此,重視口腔健康,做好口腔保健,防止口腔菌群失調對改善肝病也有重要意義。然而目前口腔菌群與肝病之間的研究還比較有限,兩者之間相互作用的機制還不太明了,未來還需要進一步的研究來更全面、更準確地反映口腔菌群與肝病之間的關系。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,沒有任何利益沖突。
作者貢獻聲明:戢曉、曾楊林和郭雅梵完成文獻檢索、信息收集和論文撰寫;孔凌祥在論文完成過程中提供指導與幫助;楊家印審校論文。
病毒性肝炎是我國最主要的感染性肝臟疾病(簡稱“肝病”),2015 年我國病毒性肝炎患者占全球的 26.8%,非感染性肝病占全球的 41.23%[1],提示我國肝病負擔沉重。近年來有研究[2-4]發現,肝病患者的口腔菌群存在失衡表現,如肝癌患者口腔菌群多樣性增加、菌群組成改變;肝硬化患者口腔正常菌群豐度減少,腸桿菌科、腸球菌科等條件致病菌豐度增高。口腔微生物組是僅次于胃腸道的第二豐富的微生物群[5-6],其在糖尿病、惡性腫瘤、自身免疫性疾病等全身性疾病中的改變均可被觀察到[7-10],提示不同肝病患者的口腔菌群特異性分布有望作為肝病診斷及預后的生物標志物;同時這些細菌在口咽部定植、移行和易位的風險較高,易引起口腔、呼吸道乃至全身感染[11]。這些表現與口腔菌群和腸道菌群之間的關系及腸道菌群與肝病的相互影響(口-腸-肝軸[12-13])有關。腸道菌群與肝臟炎癥反應、脂肪變性及肝纖維化密切相關,可對病毒性肝炎、酒精性肝病、非酒精性肝病、肝硬化和肝癌的發生發展產生影響[14];而口腔菌群可通過唾液吞咽方式進入腸道[15],影響腸道菌群的組成,從而與肝病也密切相關[16]。因此,肝病患者需注意口腔衛生,加強口腔疾病防治。筆者對研究肝病與口腔菌群之間的相互影響的相關文獻進行總結分析,為肝病患者防治口腔疾病提供科學依據,有助于改善晚期肝病患者的生活質量,同時也為尋找肝病無創性輔助診斷生物標志物提供思路。
1 乙型肝炎(簡稱“乙肝”)與口腔菌群
肝炎包括急性肝炎和慢性肝炎,前者可以自行好轉或發展為慢性肝炎或少數導致急性肝功能衰竭[17],后者可發展為肝硬化、肝功能衰竭和肝癌[18]。
肝臟參與了免疫細胞的產生和對人體非特異性免疫的控制,慢性肝炎降低了人體的防御能力[19-20],同時對牙周病原菌的防御也相應減弱,口腔的生態平衡被破壞,口腔細菌種類隨之改變[21]。
乙肝病毒相關的慢性肝病包括慢性乙肝、肝硬化、肝細胞癌等。研究[22]顯示,乙肝病毒相關的慢性肝病患者口腔細菌多樣性降低,厚壁菌門與擬桿菌門比例顯著增加,這一現象可能參與了乙肝病毒相關的慢性肝病的發生。
乙肝病毒感染時,梭桿菌屬、產線菌屬、真桿菌屬、微單胞菌屬、密螺旋體屬等可產生巰基和硫化氫的微生物增加,可能導致口臭加劇[22]。慢性乙肝患者舌苔微生物群的豐度和多樣性與健康對照組相比沒有明顯差異,但微生物群相對組成和代謝產物差異明顯。與慢性乙肝白舌苔患者相比,慢性乙肝黃舌苔患者的乙肝病毒 DNA(HBV-DNA)滴度更高;慢性乙肝白舌苔患者細菌中擬桿菌目含量較高,而黃舌苔患者奈瑟球菌含量較高且其豐度與 HBV-DNA 水平呈正相關[23]。
總之,乙肝病毒感染時,梭桿菌屬、產線菌屬、真桿菌屬、微單胞菌誘發的肝硬化患者口腔微生物群的變化模式與慢性乙肝患者基本一致[22]。乙肝病毒相關的慢性肝病患者特定的口腔微生物群失調可能作為機會性病原體侵入腸道而改變腸道菌群,是乙肝病毒相關的慢性肝病患者的靶向治療的可能方向,也是潛在的無創性鑒別診斷指標。
2 酒精性肝病與口腔菌群
酒精性肝病是因長期大量飲酒導致的,包括一系列肝臟病理學變化,其特征性改變為脂肪變性、肝炎、肝纖維化或肝硬化。其中脂肪變性是對大量飲酒的最早反應,其特征是肝細胞內脂肪沉積,其可發展為脂肪肝,從而進一步導致肝纖維化和肝硬化,最終進展為肝功能衰竭[24]。脂肪肝可導致腸道菌群紊亂。Acharya 等[25]發現,長期飲酒會通過肝臟氧化應激增加腸道通透性,且腸道通透性增加與腸道細菌總數呈負相關;酒精的腸氧化產生較高濃度的乙醛可改變腸道通透性和微生物平衡,且有直接的肝損傷作用[26];有研究[27]顯示,酒精攝入及其引起的肝損傷會導致腸道細菌顯著減少、變形桿菌和放線桿菌增加。腸道功能正常時,膳食纖維如寡糖、非淀粉多糖等被腸道中的益生菌(雙歧桿菌、乳酸桿菌)酵解并產生短鏈脂肪酸[28]。短鏈脂肪酸一部分在腸道中被利用,另一部分經循環進入唾液或經循環至肺部后隨呼吸作用到達口腔而進入唾液[29],唾液中的短鏈脂肪酸參與了口腔偏酸性環境的維持,幫助抑制致病菌的繁殖[30]。脂肪肝患者腸道益生菌減少,相應的代謝產物短鏈脂肪酸也減少,可間接導致口腔菌群紊亂、有害菌大量滋生并生成大量揮發性硫化物而引起口臭[31]。有研究[32]報道了酒精中毒患者牙周病、冠齲和根齲患病率的增加。以上研究結果提示,口腔菌群的特異性變化可能成為酒精性肝病潛在的診斷及預后指標。
3 非酒精性脂肪肝病與口腔菌群
非酒精性脂肪肝病包括單純性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎及其相關肝硬化,是代謝綜合征的肝臟表現,為非過量飲酒引起的肝臟脂肪的沉積。成年人中非酒精性脂肪肝病的患病率為 20%~30%[33],在工業化國家中患病率更高。目前,“多次命中”假說較準確地解釋了非酒精性脂肪肝病的發病機理,包括胰島素抵抗、脂肪組織分泌的激素、營養因素、腸道菌群以及遺傳和表觀遺傳因素[33]。
牙齦卟啉單胞菌是位于口腔的 G-厭氧菌,被認為是牙周炎的主要病原體,有許多研究表明其可以促進非酒精性脂肪肝病的發生及發展,如 Yoneda 等[34]發現非酒精性脂肪肝病患者中牙齦卟啉單胞菌的檢出頻率高于非酒精性脂肪肝病受試者,通過對高脂飲食的小鼠模型頸靜脈注射牙齦卟啉單胞菌后可導致小鼠肝臟脂質積累、重量增加,還進一步發現Ⅱ型牙齦卟啉單胞菌對小鼠非酒精性脂肪肝病模型的感染可以加速肝纖維化和脂肪變性。Nakahara 等[35]在 52.5% 肝組織中檢測到牙齦卟啉單胞菌,通過 ELISA 法測定非酒精性脂肪肝病患者的抗牙齦卟啉單胞菌菌毛(fimA)的抗體滴度并與組織學結果進行比較,結果表明,纖維化進展與抗 fimA Ⅳ型牙齦卟啉單胞菌的抗體滴度之間存在顯著相關性(P=0.008 1)。對于牙齦卟啉單胞菌促進非酒精性脂肪肝病的機制,其可能的解釋是因齦卟啉單胞菌引發的脂多糖通過激活核因子-κB 和 c-Jun 氨基末端激酶信號通路而促進細胞內脂質蓄積和 HepG2 細胞的炎癥反應,誘導并加重胰島素抵抗,從而導致非酒精性脂肪肝病的發生發展[33, 35-38]。口腔菌群與腸道菌群關系密切,而腸道菌群與非酒精性脂肪肝病明顯相關[14]。有研究[39]發現,給予小鼠口服牙齦卟啉單胞菌后腸道菌群改變引起了內毒素升高,隨后激活了血管、脂肪組織和肝臟中的促炎基因,從而增加了非酒精性脂肪肝病的風險,結果提示,牙齦卟啉單胞菌感染可影響腸道菌群,從而促進非酒精性脂肪肝病的病理進展。
除了牙齦卟啉單胞菌外,Komazaki 等[40]報道了抗伴聚集放線桿菌和抗具核梭桿菌血清抗體滴度與非酒精性脂肪肝病臨床和生化數據之間也有顯著相關性,還發現了放線桿菌感染通過改變腸道菌群和葡萄糖代謝來影響非酒精性脂肪肝病。國內一項研究[41]表明,非酒精性脂肪肝病組唾液菌群厚壁菌門豐度增加,擬桿菌門的比例減少,厚壁菌門與擬桿菌門的比例失調,腸道菌群與非酒精性脂肪肝病的關系也有類似的報道,這種特定菌種的豐度及比例改變有望作為非酒精性脂肪肝病的輔助性診斷指標。Yoneda 等[34]對非酒精性脂肪肝病牙周炎患者進行了 3 個月的牙周治療后,發現血清天冬氨酸轉氨酶和丙氨酸轉氨酶水平顯著下降。類似地,Komazaki 等[40]用諾氟沙星治療放線桿菌感染的小鼠,發現諾氟沙星治療可以部分改善葡萄糖耐量和胰島素抵抗并且能在一定程度上抑制脂肪的蓄積。
以上研究結果表明,積極的牙科治療,預防或消除牙周病原菌對非酒精性脂肪肝病患者的病情控制有很大幫助。
4 肝硬化與口腔菌群
4.1 肝硬化對口腔菌群的影響
肝硬化是因長期肝損害導致肝功能下降、以瘢痕組織替代正常肝組織為特征的慢性疾病[42]。2015 年,我國乙肝病毒感染率高達 7.18%[43]。有文獻[44]報道,有 10%~20% 的慢性乙肝可發展為肝硬化。有研究[45-47]顯示,肝硬化患者口腔菌群出現失衡現象,優勢菌群結構與健康人間的差異有統計學意義。肝硬化患者的唾液中存在特征性的菌群失調,包括原生細菌減少、腸桿菌(如唾液腸桿菌)和腸球菌豐度增加等[12, 45];終末期肝病患者的口腔健康情況明顯下降[48],口腔念珠菌檢出率增加[49];處于肝硬化失代償期的住院患者唾液菌群失調率高達 38%[12]。此外,在肝硬化患者中,伴輕微型肝性腦病患者的唾液中腸道產氨細菌唾液鏈球菌較無肝性腦病者豐度明顯上升并導致氨的累積,是肝硬化伴輕微型肝性腦病患者降氨治療的潛在生物標志物[46]。出現這些變化是因受肝病患者肝功能下降、免疫功能低下,加之進食限制、機械通氣、抗生素運用、移植后免疫抑制劑的使用等因素影響所致。
由于取樣方便,操作無創,信息量大,口腔微生物群被認為是肝硬化輔助診斷和預后的一個潛在的生物標志物[2-3],但國內外在這一方面的研究較少,仍存在較大理論和實踐空白。
4.2 口腔菌群對肝硬化的影響
口腔菌群不僅在一定程度上反映肝硬化的情況,還可能影響肝硬化的發展[13, 50-52]。口-腸-肝軸是口腔菌群影響肝硬化的重要途徑之一。已有大量研究[3, 53-60]表明,腸道微生物群與肝硬化發生之間關系密切。腸道屏障受損,腸道細菌失調與移位可導致全身性炎癥,促進肝硬化的進展[13, 61-62]。而口腔微生物可發生移位入侵腸道[58]。據估計,每天約有 1 g 細菌(約1011個細胞)隨著 500~1 500 mL 唾液被吞咽[15]。因此,口腔菌群會影響腸道菌群的組成,兩者構成相似,口腔菌群構成與糞便菌群構成直接相關[12]。Qin 等[58]的研究發現,肝硬化患者的腸道菌群中富集了大量口腔來源的微生物,包括韋榮球菌屬、鏈球菌屬、普氏菌屬、嗜血桿菌屬、乳桿菌屬、梭菌屬等。結果提示,移位到腸道的口腔菌群對腸道微生物的干擾是口腔疾病促進肝硬化的重要機制[63-64]。肝硬化患者腸道內入侵的口腔微生物如唾液鏈球菌等可發生過度增殖,可誘發肝硬化及并發肝性腦病[46]。另有研究[2-3, 12]也發現,牙齦卟啉單胞菌可入侵腸道,使腸道菌群失調,血清內毒素水平上升,破壞腸黏膜屏障并干擾肝臟脂肪代謝。除此之外,Hyv?rinen 等[65]研究顯示,小鼠血液中的伴放線放線桿菌可進入肝中并可能誘發中度肝炎。
目前,在口-腸-肝軸機制的研究中,腸道菌群與肝硬化方面的研究較多,但口腔菌群與肝硬化之間的關聯仍不清晰,還需進一步研究。
5 肝癌與口腔菌群
肝癌通常是肝臟慢性疾病的結果,在無肝病情況下幾乎從不自發發生[47]。肝癌的惡性程度高、異質性強,對肝癌預后的判斷能夠有效指導其治療[66-67]。
一般來說,肝病患者呼吸中的口腔異味,主要是因硫化氫(H2S)、甲硫醇(CH3SH)和二甲基硫化物 [(CH3)2S] 產生菌的存在。研究[22]發現,在肝癌患者的口腔菌群標本中,梭桿菌、真桿菌、細小單胞菌、假單胞菌、絲狀因子等潛在的 H2S 和 CH3SH 產生者的成員普遍存在。在一由致癌物 7,12-二甲基苯并(a)蒽(DMBA)和高脂飲食聯合引發的 NASH 誘導的肝癌小鼠模型中發現,革蘭陽性細菌株特別是特異性梭狀芽胞桿菌群增加較多[47]。
不同的多樣性指數(Shannon、Simpson、invSimp-son、Obs、Chao 1 和基于發病率的覆蓋度估計量 ICE)都表明,肝癌患者舌苔微生物組群的多樣性明顯高于健康人。失代償性肝癌患者的并發癥可顯著改變腸-肝軸微粒體并最終導致口腔微生物群組成的改變[22]。有研究[2]在 54% 的肝硬化患者中發現,腸道富集的微生物基因在分類學上屬于口腔來源,這表明來自口腔的微生物入侵了腸道,而肝硬化的存在是肝癌發生的重要危險因素。
因患者口腔微生物群的失調,口腔微生物群衍生的細菌如梭桿菌和密螺旋體極易突破受損的口腔防御系統,作為機會性病原體侵入腸道[22],從而使腸道菌群失調。在慢性肝病中,腸道屏障的破壞和腸道微生物群的改變會導致慢性炎癥和肝病的進展,從而使最終發展為肝細胞癌的風險增加[2, 47]。致癌物的代謝活化或失活(如亞硝胺的生成和酒精轉化為乙醛的過程)、膳食植物化學物質的代謝活化或失活、激素代謝與腫瘤生成促進繼發性膽汁酸等這些由口腔和腸道微生物群產生的代謝活動,可能通過調節肥胖和肥胖引起的炎癥而影響致癌過程[68]。
6 其他肝病與口腔菌群
原發性膽汁性膽管炎是一進行性自身免疫性肝病,其特征為門靜脈炎癥、免疫介導的肝內膽管破壞及血清中存在高度特異性的抗線粒體抗體。與健康對照組相比,原發性膽汁性膽管炎患者口腔中的真桿菌屬和韋榮球菌屬顯著增加,梭桿菌屬顯著下降;此外,唾液中韋榮球菌屬、普雷沃菌屬和卟啉單胞菌屬的相對豐度與 IgA 水平呈正相關;奈瑟氏球菌、真桿菌屬、產線菌屬和鏈球菌的相對豐度也與原發性膽汁性膽管炎患者唾液細胞因子水平呈正相關[69]。原發性膽汁性膽管炎患者的口腔菌群還與糞便菌群存在關聯,患者糞便中雙歧桿菌的相對豐度與唾液中韋榮球菌屬的相對豐度呈負相關[70]。
自身免疫性肝炎表現為原因不明的慢性肝炎,常影響青年到中年的女性且與自身抗體和高丙種球蛋白血癥有關。有研究[69]表明,患有自身免疫性肝炎患者的口腔中韋榮球菌屬的豐度顯著增加、鏈球菌減少,且唾液中韋榮球菌屬的豐度與促炎細胞因子(如 IL-1?、IL-6、IL-8 和 IL-12p70)水平呈正相關;還有研究[70-72]表明,自身免疫性肝炎患者糞便中乳酸桿菌的相對豐度與唾液中韋榮球菌屬的相對豐度呈正相關,而乳酸桿菌可誘導全身性炎癥。
原發性膽汁性膽管炎和自身免疫性肝炎都屬于自身免疫性肝病。在一項橫斷面研究[73]中發現,自身免疫性肝病(原發性膽汁性膽管炎+自身免疫性肝炎)患者的舌生物膜上總細菌量顯著高于健康對照組(P<0.000 1),且不受肝硬化、治療反應和免疫抑制劑的影響,同時口腔揮發性硫化物陽性率在自身免疫性肝炎組(45%)要高于原發性膽汁性膽管炎組(27%)和健康組(20%),差異均有統計學意義(P<0.001),結果提示,口腔菌群與自身免疫性肝病間可能存在關聯,需口服微生物組分析等進一步研究以評估患者與健康人微生物群中的潛在差異。
急性肝損傷時小鼠口腔菌群豐度增加,多樣性下降,優勢菌群改變,其中 TM7 和乳桿菌目差異存在統計學意義,這可能是口腔 pH 值、消化酶系統、口腔菌群移位等變化所致,TM7 是潛在的牙周病原體,因此,急性肝損傷乃至肝功能衰竭增加了口腔機會性感染的風險[74]。
7 肝移植與口腔菌群
近年來,隨著醫學技術的不斷發展,接受肝移植患者的數量逐漸增加[75]。肝移植患者在術后感染細菌、真菌及病毒的風險較高,嚴重的感染是肝移植患者術后發生并發癥和死亡的常見原因[76-79]。
口腔作為人體的主要通道入口,位于此生態位的微生物很可能擴展到身體其他部位,如牙齒感染被認為可增加全身的炎癥負擔,口腔細菌通過將代謝產物釋放入血引起宿主的炎癥和免疫反應,造成一些全身疾病。因器官移植受者處于免疫抑制狀態下,口腔存在的潛在感染灶更易被激活,從而引起全身感染[77-78, 80]。Guggenheimer 等[81]對器官移植受者研究發現,9% 發生牙源性敗血癥,11% 在移植前因口腔感染而取消或推遲手術。Helenius-Hietala 等[77]的回顧性研究發現,在肝移植前未接受牙科治療者移植后感染發生率明顯高于接受治療者。故了解肝移植術后口腔菌群的組成對預防肝移植患者術后感染和提高其生存率非常重要。
口腔菌群組成與腸道菌群組成密切相關。有研究[13, 82-83]結果顯示,肝移植等待者的腸道菌群與接受肝移植術后患者和健康者有明顯差異,而接受肝移植術后患者的腸道菌群組成與健康者更相似;同時口腔菌群組成也有相應的變化,如 Ziebolz 等[84]發現肝移植術后患者口腔中的彎曲桿菌減少;Sheehy 等[85]發現兒童肝移植術后 3 d 口腔中唾液鏈球菌、格式鏈球菌、血鏈球菌明顯減少,而口腔鏈球菌和緩癥鏈球菌無明顯變化,肝移植術后持續存在的口腔鏈球菌和緩癥鏈球菌很可能成為肝移植術后感染的潛在原因;Kauffels 等[86]發現,肝移植前、后白色念珠菌的流行率都很高,移植前、后比較差異無統計學意義,而白色念珠菌的口腔感染為機會性感染,與個體免疫功能低下有關,由于肝移植患者長期服用免疫抑制劑,白色念珠菌感染的風險極高,類似的結果在 Santos 等[79]的研究中也被發現。
以上研究結果提示,肝移植患者術后感染風險很高,嚴重感染會給患者帶來不良預后。口腔作為一潛在感染灶,增加了肝移植患者術后感染風險,影響其預后,必須引起足夠重視。故對器官移植等待者,通常建議在術前需對牙科疾病進行治療,以消除口腔感染源,從而降低因牙科疾病導致的感染和敗血癥風險,提高肝移植的成功率[81, 87-88]。
8 小結與展望
目前,雖然關于肝病與菌群關系研究較多的是腸道菌群,但是口腔菌群作為第二豐富的細菌群,其與肝病密切相關,且其取樣方便,已逐漸引起了研究者們的重視。不同肝病患者口腔菌群的表現可能有一定的特異性,這或許可作為肝病的一種無創輔助診斷方法,但其敏感性與特異性仍需深入研究;同時口腔菌群也可影響肝病的發生及發展,因此,重視口腔健康,做好口腔保健,防止口腔菌群失調對改善肝病也有重要意義。然而目前口腔菌群與肝病之間的研究還比較有限,兩者之間相互作用的機制還不太明了,未來還需要進一步的研究來更全面、更準確地反映口腔菌群與肝病之間的關系。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,沒有任何利益沖突。
作者貢獻聲明:戢曉、曾楊林和郭雅梵完成文獻檢索、信息收集和論文撰寫;孔凌祥在論文完成過程中提供指導與幫助;楊家印審校論文。