引用本文： 葉佳怡, 馮金華, 李卡. 膽囊切除術后患者腸道微生物群改變的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2022, 29(12): 1653-1659. doi: 10.7507/1007-9424.202206065 復制
2009年的文獻[1]報道，膽石癥在西方國家的發病率為10%～30%，在中國2020年報道為6.83%[2]，其高發病率和高治療成本給許多國家的醫療保健系統帶來巨大負擔[3]。癥狀性膽石癥采用膽囊切除術是治療的黃金標準[4]。但是膽囊切除術后改變了患者的肝臟-膽汁酸-腸道菌群軸，腸道微生物群的組成和多樣性會發生變化，與宿主的共生平衡被打破，這種腸道微生物群的改變會導致如結直腸癌（colorectal cancer，CRC）、非酒精性脂肪性肝臟疾病（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）等和膽囊切除術后綜合征（post-cholecystestomy syndrome，PCS）的發生，一旦發生則嚴重影響患者的生活質量。筆者現就膽囊切除術后腸道微生物群的變化、變化機制以及它與CRC、NAFLD和PCS的相關性研究進行綜述，旨在為膽囊切除術后相關疾病和癥狀的預防及治療提供新的思路。
1 腸道微生物群的概況
微生物群中的95%在腸道內定植[5]。健康個體的腸道微生物群以厭氧菌占主導地位，兼性厭氧菌和需氧菌僅以中度密度存在[6]，并且這一總體特征保持相對穩定，但是其分布、組成和多樣性會受到健康個體的年齡、飲食、抗生素應用等[7]多種因素的影響。腸道微生物主要從膳食碳水化合物中獲取能量并對膽汁進行生物轉化，初級膽汁酸經厭氧菌脫離生成次級膽汁酸（次級膽汁酸還有抑制需氧桿菌生長的作用）[8]。在腸道保護方面，腸道微生物群及其代謝產物通過誘導局部免疫球蛋白來控制致病菌的過度生長[9]，同時還可以消耗致病細菌的可用營養素或細菌素以抑制病細菌的生長[7]。此外，還有研究[10]證實，共生細菌及其代謝產物在調節先天和適應性免疫細胞的發育、穩態以及功能方面也發揮著重要的作用。腸道微生物群作為正常人體微生態的重要組成部分之一，具有物種多樣性、菌群結構穩定性和微生態平衡性的特點，與多個組織器官存在著密切的相互作用[10]。腸道微生群及其代謝產物與宿主之間的正常交流有助于維持宿主的健康狀態。腸道微生物失調是指與健康個體相比，腸道微生物的組成和豐度發生了改變[11]。現已發現高血壓、糖尿病、腫瘤等的發生和發展與腸道微生物群失調有關[12]。
2 膽囊切除術后腸道微生物群的改變及原因
2.1 腸道微生物群豐度及物種多樣性改變
有研究[13]證明，膽汁酸可以改變腸道微生物群，腸道微生物群也能夠改變膽汁酸池。膽囊切除術改變了患者的肝臟-膽汁酸-腸道菌群軸，誘導腸道微生態發生變化，腸道微生物群的物種多樣性下降，微生物群的組成和功能發生了變化，有益菌群的豐度降低，有害菌群的豐度升高。文獻[13-22]報道的膽囊切除術后腸道微生物群的變化見表1。Frost等[15]對比了無癥狀膽結石攜帶者、膽囊切除術后患者和健康人群的腸道菌群組成以及多樣性，結果發現膽囊切除術后患者的腸道微生物群的α多樣性降低，該指標旨在描述微生物群落的異質性即樣本內多樣性，其多樣性降低與健康狀態下降或疾病如肥胖[23]、腹瀉[24]、骨折相關性感染[25]等的發生有關，膽囊切除術后患者腸道微生物群多樣性減少可能導致患者的腸道微生物組成紊亂和腹腔感染的風險增加[15]。
表1
文獻報道的膽囊切除術后患者腸道菌群的改變
在門層面上，梭桿菌門的豐度增加，變形桿菌門的豐度降低，厚壁菌門、擬桿菌門和放線菌門的豐度在不同研究中的變化不同，但在同一研究中厚壁菌門和放線菌門的豐度變化總是一致的。梭桿菌屬于口腔菌群，在正常腸道菌群內出現的概率較小，有研究[26]報道，梭桿菌會引起機會性感染或加重高脂肪飲食引起的代謝紊亂，還與CRC的發生有關。
在屬層面上，目前的研究尚未在屬水平上的豐度變化達成一致。豐度增加的屬主要包括梭菌屬XIVa、梭桿菌屬、埃希菌屬、志賀菌屬等，豐度降低的屬主要包括梭菌屬ⅩⅤⅢ 、白色桿菌屬、巴恩斯菌屬、Paludibacters等。有害菌屬在膽囊切除術后患者中的豐度增加，如埃希菌屬、志賀菌屬、嗜膽菌屬等，在急性膽囊炎或膽管炎的患者中大腸桿菌是最常見的分離菌[27]，在膽囊切除術后患者的腸道微生物群中監測到埃希菌屬和志賀菌屬的豐度增加，這可能會增加患者感染的風險[15]；嗜膽菌屬可促進高水平的炎癥并誘發腸道的代謝功能障礙[28]。有益菌屬如另枝菌屬和糞桿菌屬可以產生活性代謝物，如丁酸和葉酸，在膽囊切除術后它們的豐度明顯降低[18, 20]。
少有研究關注物種水平，物種變化的研究[16, 20]發現，奧博菌、小韋榮球菌、大腸桿菌TOP291等物種增加，柔嫩梭菌、糞便羅斯拜瑞菌、直腸真桿菌等減少。在宏基因譜上，有研究[15]發現，膽囊切除術后的患者有59種微生物預測途徑豐度有明顯的變化，其中包括了退化/利用/同化（25種）、生物合成（20種）、產生前體代謝物和能量（11種）以及其他途徑（3種）。
2.2 腸道微生物群變化存在差異的原因
膽囊切除術后患者腸道菌群的變化在以上不同研究中存在差異的原因可能為：① 實驗設計不同（樣本容量不足）[29]；② 16S rRNA靶區引物的選擇、DNA提取技術和測序平臺不同；③ 膽囊切除術后患者的糞便收集時間不同；④ 研究選擇的對照組不同，所納入對照組包括健康人群、無癥狀膽結石患者和接受膽囊切除術的術前患者作為對照；⑤ 研究納入的人群生活環境、地域不同，不同的生活方式、飲食習慣等也會造成腸道微生物的差異。之后的研究可以在多中心收集患者膽囊切除術前、術后1、3、12個月等不同時間點的糞便，以了解不同地區、不同國家的膽囊切除術后患者腸道微生物群的動態變化。
2.3 腸道微生物群改變的原因
膽囊切除術后腸道微生物群改變的原因包括：① 膽囊切除術使膽汁流向小腸的動力學發生了改變，膽汁直接進入小腸，與進餐時間無關，這種變化有利于參與膽汁酸代謝或依賴膽汁的脂肪分解產物而生存的細菌的生長，但對其他細菌的生長不利，從而重塑了膽囊切除術后患者的腸道微生物群，如高濃度的疏水性膽汁酸可以通過損傷腸道微生物的細胞膜發揮直接的抗微生物活性，還可以通過法尼醇受體的間接作用重塑腸道微生物群的組成[30]。② 膽囊切除術通過改變結腸的生物物理特性、液體含量和pH值來改變腸道運動，從而為某些細菌的生長提供有利或有害條件，如膽囊切除術后持續分泌呈堿性的膽汁，增加了腸道的pH值，抑制了適應酸性的細菌生長，如乳酸桿菌和雙歧桿菌的生長[31]。③ 膽囊切除術改變了腸道內的免疫平衡。在膽囊中合成的表面活性劑蛋白D被輸送到腸腔中，與腸道共生細菌選擇性地結合，促進腸道T細胞的合成，而膽囊切除后則降低了腸道中表面活性劑蛋白D的濃度，擾亂了宿主與腸道共生菌的相互作用，致腸道T細胞明顯減少，導致腸道微生物群失調[32]。
3 膽囊切除術后腸道微生物群改變與疾病或術后癥狀的相關性
3.1 腸道微生物群改變與CRC的相關性
腸道微生物群可能是促成許多病理過程發展的關鍵因素，包括癌癥。對CRC患者微生物組的研究[33-36]顯示，腸道微生物群組成和功能的變化可能導致CRC的啟動、促進和發展。膽囊切除術后CRC的發病風險增加，可能與膽囊切除術后腸道微生物群的改變有關[31]。
Frost等[15]發現，膽囊切除術患者的腸道微生物群中大腸桿菌菌株豐度增加，糞桿菌屬的豐度下降，這種變化可能代表了一種促炎癥的腸道狀態。炎癥是致癌的一個既定因素，糞桿菌屬通過產生抗炎蛋白表現出抗炎特點，同時大腸桿菌通過激活Wnt有絲分裂信號、DNA損傷、干擾DNA修復過程以及導致鈣黏著蛋白質的功能障礙，增加黏膜通透性，誘發CRC的發展[37]。對腸道微生物群基因功能層面的研究發現，膽囊切除術患者脂多糖生物合成的遺傳微生物潛力增加[15]，脂多糖是已知的促癌因素，在CRC患者中脂多糖的含量增加[38]。在Ren等[20]的研究中發現，負責丁酸鹽代謝的糞桿菌屬和糞便羅斯拜瑞菌豐度在膽囊切除術后下降。膳食成分的代謝是宿主和微生物群相互作用的一個重要過程，腸道微生物群產生的一系列代謝產物如次級膽汁酸、硫化物、氨、亞硝胺和短鏈脂肪酸都參與了CRC的發生發展，飲食中的大部分纖維素被分解成短鏈脂肪酸，主要是乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽，它通過抗炎和抗擴散影響CRC的發展[39]，丁酸鹽含量下降可能是膽囊切除術后CRC發病風險增加的原因。膽囊切除術的特性改變了進入腸道的膽汁流量，初級膽汁酸富集，卵形擬桿菌、狄氏副擬桿菌等細菌豐度增加[19]，將初級膽汁酸代謝為次級膽汁酸，次級膽汁酸通過參與細胞增殖、DNA損傷及分子信號通路促進CRC的發生[40]。在膽囊切除術患者的腸道微生物群中還觀察到奧博菌和小韋榮球菌豐度增高[16]，有研究者[41]報道奧博菌、小韋榮球菌表現出偶氮還原酶活性，此與CRC發生風險升高有關。Wang等[18]對膽囊切除術后與衰老相關的糞便微生物群進行了研究，發現膽囊切除術患者失去了與衰老相關的糞便微生物群，這可能是膽囊切除術后患者CRC發病的主要原因，為膽囊切除術改變的腸道微生物群與CRC之間的聯系提供了新的見解。
上述的研究結果表明，膽囊切除術后腸道微生物群的改變可能促進CRC的發生，但是具體的機制尚未闡明。對特定菌種及其機制的進一步研究將為今后預防CRC的發生提供新的方向。隨著研究的深入，用益生菌干預腸道微生物群以促進腸道微生物群的平衡，有可能成為未來預防CRC發生的有效方法。
3.2 腸道微生物群改變與NAFLD的相關性
NAFLD已成為全球慢性肝臟疾病和肝移植的主要原因[42]，明確與NAFLD發生有關的危險因素以及預防NAFLD的發生至關重要。一項對亞洲患者進行的橫斷面研究[43]結果顯示，膽囊切除術是NAFLD的獨立危險因素；一項關于美國成人膽囊切除術與肝纖維化和肝硬化關系的研究[44]也顯示，膽囊切除術與美國成人肝纖維化和肝硬化呈正相關。有研究[45]表明，腸道微生物群-肝臟軸在NAFLD中發揮關鍵作用，其潛在機制是通過破壞腸道屏障、改變脂多糖在肝臟的門戶運輸、改變膽汁酸譜以及降低短鏈脂肪酸濃度參與NAFLD的發生。因此，膽囊切除術后NAFLD的發生可能與膽囊切除術后腸道微生物群的改變有關。
在一項大型人類研究中發現，較低的微生物多樣性，糞球菌屬和瘤胃球菌屬的存在與脂肪肝變性有關[46]，膽囊切除術后患者的腸道菌群也呈現出相似的變化[15-16, 20]。Wang等[42]在喂食高脂肪飲食的膽囊切除術后小鼠中觀察到嚴重的NAFLD，膽囊切除術引起的異桿菌屬的減少和副細菌屬的高豐度與NAFLD患者腸道菌群的變化一致，提示膽囊切除術后腸道微生物群的改變與NAFLD的形成有關。膽囊切除術后患者腸道微生物群合成脂多糖的潛力增加[15]，脂多糖可以通過庫普弗細胞產生腫瘤壞死因子-α引起胰島素抵抗[47]，從而促進甘油三酯合成和肝臟吸收游離脂肪酸誘導NAFLD的發生[48]。同時，膽囊切除術后患者腸道微生物群呈現一種促炎狀態[15]，積累的證據表明炎癥因子在NAFLD的進展中發揮了重要作用[49]。膽囊切除術后產生短鏈脂肪酸的菌群減少[20]，短鏈脂肪酸可以通過促進腸道上皮細胞的生長、加強腸道緊密連接、調節腸道微生物群和免疫細胞的活動來維持腸道屏障，預防NAFLD的發生[50]。
腸道微生物群與NAFLD的相關性提示益生菌可能對治療NAFLD有效，明確膽囊切術后腸道微生物群的改變導致NAFLD發生的具體機制對于未來開發具有高效性和特異性的益生菌具有重要意義。
3.3 腸道微生物群改變與PCS的相關性
PCS包括膽囊切除術后未緩解的原有癥狀和術后新產生的癥狀兩個部分，是消化道癥狀和膽道癥狀的癥候群，包括腹痛、腹脹、腹瀉等[51]，10%～40%的患者在膽囊切除術后幾周或幾個月內會發生PCS[52]。PCS發病率高，嚴重影響患者的生活質量，增加患者的疾病負擔[53]。膽囊切除術改變了患者的肝臟-膽汁酸-腸道菌群軸，破壞了腸道的微生態環境，腸道微生物群有助于維持正常的胃腸功能，其改變會導致一些胃腸道癥狀的發生[54]。
① PCS患者的變形菌門的豐度相較健康人群顯著升高，這可能是PCS患者慢性腹痛和腹瀉的高致病風險因素[55]。變形桿菌是革蘭陰性菌，與炎癥反應相關，它通過脫落促炎脂多糖引起炎癥反應[56]。② 在PCS患者的癥狀中，膽囊切除術后腹瀉（post-cholecystectomy diarrhea，PCD）的發生率最高[57]，其原因可能與腸道微生物群物種多樣性下降、細菌豐度改變以及脂質代謝通路明顯減少有關。Xu等[58]的研究發現，PCD患者的腸道微生物群多樣性顯著降低，且在布里斯托大便評分為5分或 >6分患者中的腸道微生物群多樣性顯著低于評分為3或4分的患者，[Ruminococcus]_gnavus_group、Erysipelotrichaceae_UCG-003、普氏菌屬及腸球菌屬在PCD患者腸道微生物群中富集且與腹瀉相關臨床表型（排便頻率、排便量、布里斯托大便評分）呈正相關。③ 膽汁酸性腹瀉（bile-acid diarrhoea，BAD）是PCD的主要原因，62.85%的PCD患者通過75Se-牛磺膽酸潴留試驗被診斷為BAD[57]。PCD患者的糞便中膽汁酸濃度和含量顯著升高，與健康人群和非PCD患者相比，PCD患者的α多樣性明顯下降，過多的糞便膽汁酸不利于細菌的生長，這是與PCD相關的直接（抗菌）和間接（腹瀉）效應的某種組合[58]。④ PCD患者的擬桿菌門的豐度明顯高于非PCD患者，擬桿菌門的增加可能與腹瀉有關，并且PCD患者的擬桿菌屬下降[14]，這與抗生素相關腹瀉的調查結果一致。⑤ PCD患者的乳球菌屬的豐度下降，乳球菌屬是一種有益菌，可以通過發酵產生乳酸，促進腸道蠕動，預防便秘和腹瀉[57]。補充益生菌制劑重建PCD患者的腸道微生物群屏障可能是治療PCD的重要方法。⑥ 腸道微生物群失調導致的腸道免疫防御功能下降也可能導致PCD的發生。周超等[21]對PCD患者的腸道微生物群進行了檢測，結果發現與非PCD患者相比，PCD患者的大腸桿菌和腸球菌數量明顯增多，而且血清白細胞介素-8含量也明顯升高，其作為炎癥因子參與腸道的炎癥反應，提示PCD患者腸道免疫防御功能下降。
現有研究已經證明了膽囊切除術后腸道微生物群的改變與PCS的發生有關，但尚未揭示腸道微生物導致PCS發生相關的基因功能，而這些基因功能則是進一步說明腸道微生物群在PCS發生機制中作用的關鍵，明確腸道微生物群在PCS發生機制中的作用可能為未來PCS的預防和治療開辟新的研究視角和機會。
4 小結與展望
膽囊切除術后患者的腸道微生物群的組成和多樣性會發生變化，有益菌的豐度降低，有害菌的豐度升高，這種變化與膽囊切除術后CRC、NAFLD和PCS的發生相關。但現有研究多為單中心、小樣本的臨床研究，很難從現有的結果中推斷出因果關系，僅能解釋為相關關系。膽囊切除術后誘發CRC、NAFLD和PCS的具體機制仍不清晰，而且目前膽石癥的首選治療方法仍是膽囊切除術，越來越多的患者接受了膽囊切除術，膽囊切除術雖緩解了膽石癥患者的部分臨床癥狀，消除了它發展為膽囊癌的風險，但可能導致CRC、NAFLD和PCS的發生。因此，臨床醫生應重新審視并嚴格把握行膽囊切除術的指征，重視膽囊功能，對于確需行膽囊切除術的患者應加強圍術期的管理，檢測患者圍術期的糞便以監測腸道微生物群的變化，及時發現與疾病狀態和術后癥狀相關的靶向菌群，提前預防、精準干預。想要深入了解膽囊切除術后患者腸道微生物的變化影響患者健康的機制，就必須超越相關關系而找到因果關系，未來需要大樣本、多中心和縱向的前瞻性研究來闡述不同人群膽囊切除術后腸道菌群的動態變化，利用元基因組學、代謝組學等先進組學技術探討膽囊切除術后患者腸道菌群的變化導致疾病和術后癥狀發生的機制，為膽囊切除術后CRC、NAFLD和PCS的治療提供新方法。
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，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：葉佳怡負責文章的構思和設計、文獻的收集和整理以及論文的撰寫；葉佳怡和馮金華負責論文的修訂；馮金華和李卡負責文章的質量控制和審校并對文章整體負責、監督管理。
2009年的文獻[1]報道，膽石癥在西方國家的發病率為10%～30%，在中國2020年報道為6.83%[2]，其高發病率和高治療成本給許多國家的醫療保健系統帶來巨大負擔[3]。癥狀性膽石癥采用膽囊切除術是治療的黃金標準[4]。但是膽囊切除術后改變了患者的肝臟-膽汁酸-腸道菌群軸，腸道微生物群的組成和多樣性會發生變化，與宿主的共生平衡被打破，這種腸道微生物群的改變會導致如結直腸癌（colorectal cancer，CRC）、非酒精性脂肪性肝臟疾病（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）等和膽囊切除術后綜合征（post-cholecystestomy syndrome，PCS）的發生，一旦發生則嚴重影響患者的生活質量。筆者現就膽囊切除術后腸道微生物群的變化、變化機制以及它與CRC、NAFLD和PCS的相關性研究進行綜述，旨在為膽囊切除術后相關疾病和癥狀的預防及治療提供新的思路。
1 腸道微生物群的概況
微生物群中的95%在腸道內定植[5]。健康個體的腸道微生物群以厭氧菌占主導地位，兼性厭氧菌和需氧菌僅以中度密度存在[6]，并且這一總體特征保持相對穩定，但是其分布、組成和多樣性會受到健康個體的年齡、飲食、抗生素應用等[7]多種因素的影響。腸道微生物主要從膳食碳水化合物中獲取能量并對膽汁進行生物轉化，初級膽汁酸經厭氧菌脫離生成次級膽汁酸（次級膽汁酸還有抑制需氧桿菌生長的作用）[8]。在腸道保護方面，腸道微生物群及其代謝產物通過誘導局部免疫球蛋白來控制致病菌的過度生長[9]，同時還可以消耗致病細菌的可用營養素或細菌素以抑制病細菌的生長[7]。此外，還有研究[10]證實，共生細菌及其代謝產物在調節先天和適應性免疫細胞的發育、穩態以及功能方面也發揮著重要的作用。腸道微生物群作為正常人體微生態的重要組成部分之一，具有物種多樣性、菌群結構穩定性和微生態平衡性的特點，與多個組織器官存在著密切的相互作用[10]。腸道微生群及其代謝產物與宿主之間的正常交流有助于維持宿主的健康狀態。腸道微生物失調是指與健康個體相比，腸道微生物的組成和豐度發生了改變[11]。現已發現高血壓、糖尿病、腫瘤等的發生和發展與腸道微生物群失調有關[12]。
2 膽囊切除術后腸道微生物群的改變及原因
2.1 腸道微生物群豐度及物種多樣性改變
有研究[13]證明，膽汁酸可以改變腸道微生物群，腸道微生物群也能夠改變膽汁酸池。膽囊切除術改變了患者的肝臟-膽汁酸-腸道菌群軸，誘導腸道微生態發生變化，腸道微生物群的物種多樣性下降，微生物群的組成和功能發生了變化，有益菌群的豐度降低，有害菌群的豐度升高。文獻[13-22]報道的膽囊切除術后腸道微生物群的變化見表1。Frost等[15]對比了無癥狀膽結石攜帶者、膽囊切除術后患者和健康人群的腸道菌群組成以及多樣性，結果發現膽囊切除術后患者的腸道微生物群的α多樣性降低，該指標旨在描述微生物群落的異質性即樣本內多樣性，其多樣性降低與健康狀態下降或疾病如肥胖[23]、腹瀉[24]、骨折相關性感染[25]等的發生有關，膽囊切除術后患者腸道微生物群多樣性減少可能導致患者的腸道微生物組成紊亂和腹腔感染的風險增加[15]。
表1
文獻報道的膽囊切除術后患者腸道菌群的改變
在門層面上，梭桿菌門的豐度增加，變形桿菌門的豐度降低，厚壁菌門、擬桿菌門和放線菌門的豐度在不同研究中的變化不同，但在同一研究中厚壁菌門和放線菌門的豐度變化總是一致的。梭桿菌屬于口腔菌群，在正常腸道菌群內出現的概率較小，有研究[26]報道，梭桿菌會引起機會性感染或加重高脂肪飲食引起的代謝紊亂，還與CRC的發生有關。
在屬層面上，目前的研究尚未在屬水平上的豐度變化達成一致。豐度增加的屬主要包括梭菌屬XIVa、梭桿菌屬、埃希菌屬、志賀菌屬等，豐度降低的屬主要包括梭菌屬ⅩⅤⅢ 、白色桿菌屬、巴恩斯菌屬、Paludibacters等。有害菌屬在膽囊切除術后患者中的豐度增加，如埃希菌屬、志賀菌屬、嗜膽菌屬等，在急性膽囊炎或膽管炎的患者中大腸桿菌是最常見的分離菌[27]，在膽囊切除術后患者的腸道微生物群中監測到埃希菌屬和志賀菌屬的豐度增加，這可能會增加患者感染的風險[15]；嗜膽菌屬可促進高水平的炎癥并誘發腸道的代謝功能障礙[28]。有益菌屬如另枝菌屬和糞桿菌屬可以產生活性代謝物，如丁酸和葉酸，在膽囊切除術后它們的豐度明顯降低[18, 20]。
少有研究關注物種水平，物種變化的研究[16, 20]發現，奧博菌、小韋榮球菌、大腸桿菌TOP291等物種增加，柔嫩梭菌、糞便羅斯拜瑞菌、直腸真桿菌等減少。在宏基因譜上，有研究[15]發現，膽囊切除術后的患者有59種微生物預測途徑豐度有明顯的變化，其中包括了退化/利用/同化（25種）、生物合成（20種）、產生前體代謝物和能量（11種）以及其他途徑（3種）。
2.2 腸道微生物群變化存在差異的原因
膽囊切除術后患者腸道菌群的變化在以上不同研究中存在差異的原因可能為：① 實驗設計不同（樣本容量不足）[29]；② 16S rRNA靶區引物的選擇、DNA提取技術和測序平臺不同；③ 膽囊切除術后患者的糞便收集時間不同；④ 研究選擇的對照組不同，所納入對照組包括健康人群、無癥狀膽結石患者和接受膽囊切除術的術前患者作為對照；⑤ 研究納入的人群生活環境、地域不同，不同的生活方式、飲食習慣等也會造成腸道微生物的差異。之后的研究可以在多中心收集患者膽囊切除術前、術后1、3、12個月等不同時間點的糞便，以了解不同地區、不同國家的膽囊切除術后患者腸道微生物群的動態變化。
2.3 腸道微生物群改變的原因
膽囊切除術后腸道微生物群改變的原因包括：① 膽囊切除術使膽汁流向小腸的動力學發生了改變，膽汁直接進入小腸，與進餐時間無關，這種變化有利于參與膽汁酸代謝或依賴膽汁的脂肪分解產物而生存的細菌的生長，但對其他細菌的生長不利，從而重塑了膽囊切除術后患者的腸道微生物群，如高濃度的疏水性膽汁酸可以通過損傷腸道微生物的細胞膜發揮直接的抗微生物活性，還可以通過法尼醇受體的間接作用重塑腸道微生物群的組成[30]。② 膽囊切除術通過改變結腸的生物物理特性、液體含量和pH值來改變腸道運動，從而為某些細菌的生長提供有利或有害條件，如膽囊切除術后持續分泌呈堿性的膽汁，增加了腸道的pH值，抑制了適應酸性的細菌生長，如乳酸桿菌和雙歧桿菌的生長[31]。③ 膽囊切除術改變了腸道內的免疫平衡。在膽囊中合成的表面活性劑蛋白D被輸送到腸腔中，與腸道共生細菌選擇性地結合，促進腸道T細胞的合成，而膽囊切除后則降低了腸道中表面活性劑蛋白D的濃度，擾亂了宿主與腸道共生菌的相互作用，致腸道T細胞明顯減少，導致腸道微生物群失調[32]。
3 膽囊切除術后腸道微生物群改變與疾病或術后癥狀的相關性
3.1 腸道微生物群改變與CRC的相關性
腸道微生物群可能是促成許多病理過程發展的關鍵因素，包括癌癥。對CRC患者微生物組的研究[33-36]顯示，腸道微生物群組成和功能的變化可能導致CRC的啟動、促進和發展。膽囊切除術后CRC的發病風險增加，可能與膽囊切除術后腸道微生物群的改變有關[31]。
Frost等[15]發現，膽囊切除術患者的腸道微生物群中大腸桿菌菌株豐度增加，糞桿菌屬的豐度下降，這種變化可能代表了一種促炎癥的腸道狀態。炎癥是致癌的一個既定因素，糞桿菌屬通過產生抗炎蛋白表現出抗炎特點，同時大腸桿菌通過激活Wnt有絲分裂信號、DNA損傷、干擾DNA修復過程以及導致鈣黏著蛋白質的功能障礙，增加黏膜通透性，誘發CRC的發展[37]。對腸道微生物群基因功能層面的研究發現，膽囊切除術患者脂多糖生物合成的遺傳微生物潛力增加[15]，脂多糖是已知的促癌因素，在CRC患者中脂多糖的含量增加[38]。在Ren等[20]的研究中發現，負責丁酸鹽代謝的糞桿菌屬和糞便羅斯拜瑞菌豐度在膽囊切除術后下降。膳食成分的代謝是宿主和微生物群相互作用的一個重要過程，腸道微生物群產生的一系列代謝產物如次級膽汁酸、硫化物、氨、亞硝胺和短鏈脂肪酸都參與了CRC的發生發展，飲食中的大部分纖維素被分解成短鏈脂肪酸，主要是乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽，它通過抗炎和抗擴散影響CRC的發展[39]，丁酸鹽含量下降可能是膽囊切除術后CRC發病風險增加的原因。膽囊切除術的特性改變了進入腸道的膽汁流量，初級膽汁酸富集，卵形擬桿菌、狄氏副擬桿菌等細菌豐度增加[19]，將初級膽汁酸代謝為次級膽汁酸，次級膽汁酸通過參與細胞增殖、DNA損傷及分子信號通路促進CRC的發生[40]。在膽囊切除術患者的腸道微生物群中還觀察到奧博菌和小韋榮球菌豐度增高[16]，有研究者[41]報道奧博菌、小韋榮球菌表現出偶氮還原酶活性，此與CRC發生風險升高有關。Wang等[18]對膽囊切除術后與衰老相關的糞便微生物群進行了研究，發現膽囊切除術患者失去了與衰老相關的糞便微生物群，這可能是膽囊切除術后患者CRC發病的主要原因，為膽囊切除術改變的腸道微生物群與CRC之間的聯系提供了新的見解。
上述的研究結果表明，膽囊切除術后腸道微生物群的改變可能促進CRC的發生，但是具體的機制尚未闡明。對特定菌種及其機制的進一步研究將為今后預防CRC的發生提供新的方向。隨著研究的深入，用益生菌干預腸道微生物群以促進腸道微生物群的平衡，有可能成為未來預防CRC發生的有效方法。
3.2 腸道微生物群改變與NAFLD的相關性
NAFLD已成為全球慢性肝臟疾病和肝移植的主要原因[42]，明確與NAFLD發生有關的危險因素以及預防NAFLD的發生至關重要。一項對亞洲患者進行的橫斷面研究[43]結果顯示，膽囊切除術是NAFLD的獨立危險因素；一項關于美國成人膽囊切除術與肝纖維化和肝硬化關系的研究[44]也顯示，膽囊切除術與美國成人肝纖維化和肝硬化呈正相關。有研究[45]表明，腸道微生物群-肝臟軸在NAFLD中發揮關鍵作用，其潛在機制是通過破壞腸道屏障、改變脂多糖在肝臟的門戶運輸、改變膽汁酸譜以及降低短鏈脂肪酸濃度參與NAFLD的發生。因此，膽囊切除術后NAFLD的發生可能與膽囊切除術后腸道微生物群的改變有關。
在一項大型人類研究中發現，較低的微生物多樣性，糞球菌屬和瘤胃球菌屬的存在與脂肪肝變性有關[46]，膽囊切除術后患者的腸道菌群也呈現出相似的變化[15-16, 20]。Wang等[42]在喂食高脂肪飲食的膽囊切除術后小鼠中觀察到嚴重的NAFLD，膽囊切除術引起的異桿菌屬的減少和副細菌屬的高豐度與NAFLD患者腸道菌群的變化一致，提示膽囊切除術后腸道微生物群的改變與NAFLD的形成有關。膽囊切除術后患者腸道微生物群合成脂多糖的潛力增加[15]，脂多糖可以通過庫普弗細胞產生腫瘤壞死因子-α引起胰島素抵抗[47]，從而促進甘油三酯合成和肝臟吸收游離脂肪酸誘導NAFLD的發生[48]。同時，膽囊切除術后患者腸道微生物群呈現一種促炎狀態[15]，積累的證據表明炎癥因子在NAFLD的進展中發揮了重要作用[49]。膽囊切除術后產生短鏈脂肪酸的菌群減少[20]，短鏈脂肪酸可以通過促進腸道上皮細胞的生長、加強腸道緊密連接、調節腸道微生物群和免疫細胞的活動來維持腸道屏障，預防NAFLD的發生[50]。
腸道微生物群與NAFLD的相關性提示益生菌可能對治療NAFLD有效，明確膽囊切術后腸道微生物群的改變導致NAFLD發生的具體機制對于未來開發具有高效性和特異性的益生菌具有重要意義。
3.3 腸道微生物群改變與PCS的相關性
PCS包括膽囊切除術后未緩解的原有癥狀和術后新產生的癥狀兩個部分，是消化道癥狀和膽道癥狀的癥候群，包括腹痛、腹脹、腹瀉等[51]，10%～40%的患者在膽囊切除術后幾周或幾個月內會發生PCS[52]。PCS發病率高，嚴重影響患者的生活質量，增加患者的疾病負擔[53]。膽囊切除術改變了患者的肝臟-膽汁酸-腸道菌群軸，破壞了腸道的微生態環境，腸道微生物群有助于維持正常的胃腸功能，其改變會導致一些胃腸道癥狀的發生[54]。
① PCS患者的變形菌門的豐度相較健康人群顯著升高，這可能是PCS患者慢性腹痛和腹瀉的高致病風險因素[55]。變形桿菌是革蘭陰性菌，與炎癥反應相關，它通過脫落促炎脂多糖引起炎癥反應[56]。② 在PCS患者的癥狀中，膽囊切除術后腹瀉（post-cholecystectomy diarrhea，PCD）的發生率最高[57]，其原因可能與腸道微生物群物種多樣性下降、細菌豐度改變以及脂質代謝通路明顯減少有關。Xu等[58]的研究發現，PCD患者的腸道微生物群多樣性顯著降低，且在布里斯托大便評分為5分或 >6分患者中的腸道微生物群多樣性顯著低于評分為3或4分的患者，[Ruminococcus]_gnavus_group、Erysipelotrichaceae_UCG-003、普氏菌屬及腸球菌屬在PCD患者腸道微生物群中富集且與腹瀉相關臨床表型（排便頻率、排便量、布里斯托大便評分）呈正相關。③ 膽汁酸性腹瀉（bile-acid diarrhoea，BAD）是PCD的主要原因，62.85%的PCD患者通過75Se-牛磺膽酸潴留試驗被診斷為BAD[57]。PCD患者的糞便中膽汁酸濃度和含量顯著升高，與健康人群和非PCD患者相比，PCD患者的α多樣性明顯下降，過多的糞便膽汁酸不利于細菌的生長，這是與PCD相關的直接（抗菌）和間接（腹瀉）效應的某種組合[58]。④ PCD患者的擬桿菌門的豐度明顯高于非PCD患者，擬桿菌門的增加可能與腹瀉有關，并且PCD患者的擬桿菌屬下降[14]，這與抗生素相關腹瀉的調查結果一致。⑤ PCD患者的乳球菌屬的豐度下降，乳球菌屬是一種有益菌，可以通過發酵產生乳酸，促進腸道蠕動，預防便秘和腹瀉[57]。補充益生菌制劑重建PCD患者的腸道微生物群屏障可能是治療PCD的重要方法。⑥ 腸道微生物群失調導致的腸道免疫防御功能下降也可能導致PCD的發生。周超等[21]對PCD患者的腸道微生物群進行了檢測，結果發現與非PCD患者相比，PCD患者的大腸桿菌和腸球菌數量明顯增多，而且血清白細胞介素-8含量也明顯升高，其作為炎癥因子參與腸道的炎癥反應，提示PCD患者腸道免疫防御功能下降。
現有研究已經證明了膽囊切除術后腸道微生物群的改變與PCS的發生有關，但尚未揭示腸道微生物導致PCS發生相關的基因功能，而這些基因功能則是進一步說明腸道微生物群在PCS發生機制中作用的關鍵，明確腸道微生物群在PCS發生機制中的作用可能為未來PCS的預防和治療開辟新的研究視角和機會。
4 小結與展望
膽囊切除術后患者的腸道微生物群的組成和多樣性會發生變化，有益菌的豐度降低，有害菌的豐度升高，這種變化與膽囊切除術后CRC、NAFLD和PCS的發生相關。但現有研究多為單中心、小樣本的臨床研究，很難從現有的結果中推斷出因果關系，僅能解釋為相關關系。膽囊切除術后誘發CRC、NAFLD和PCS的具體機制仍不清晰，而且目前膽石癥的首選治療方法仍是膽囊切除術，越來越多的患者接受了膽囊切除術，膽囊切除術雖緩解了膽石癥患者的部分臨床癥狀，消除了它發展為膽囊癌的風險，但可能導致CRC、NAFLD和PCS的發生。因此，臨床醫生應重新審視并嚴格把握行膽囊切除術的指征，重視膽囊功能，對于確需行膽囊切除術的患者應加強圍術期的管理，檢測患者圍術期的糞便以監測腸道微生物群的變化，及時發現與疾病狀態和術后癥狀相關的靶向菌群，提前預防、精準干預。想要深入了解膽囊切除術后患者腸道微生物的變化影響患者健康的機制，就必須超越相關關系而找到因果關系，未來需要大樣本、多中心和縱向的前瞻性研究來闡述不同人群膽囊切除術后腸道菌群的動態變化，利用元基因組學、代謝組學等先進組學技術探討膽囊切除術后患者腸道菌群的變化導致疾病和術后癥狀發生的機制，為膽囊切除術后CRC、NAFLD和PCS的治療提供新方法。
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