炎症性肠病合并艰难梭菌感染的研究进展

王 莉， 黄海辉

艰难梭菌是医院获得性腹泻最主要的病原菌之一，抗生素相关性腹泻25%～33%以及假膜性肠炎90%由艰难梭菌所致，统称为艰难梭菌感染（Clostridium difficileinfection， CDI）[1]。使用抗菌药物、免疫抑制剂、化疗等药物，老龄（＞ 65岁）、住院和近期胃肠道手术会增加CDI风险[2-3]，推测CDI与肠道菌群失调密切相关。炎症性肠病（inflammatory bowel disease， IBD）发病机制亦可能主要与肠道菌群失调以及肠黏膜免疫异常相关。IBD合并CDI，病情重，预后差。多项临床研究结果显示IBD是CDI的独立危险因素之一[1，4]，同时CDI亦已被证实是IBD病情加重或复发的危险因素，但其机制仍尚未明确[5-8]。本文就IBD合并CDI的有关研究做一综述。

1 IBD合并CDI的流行病学

近二三十年，全球IBD合并CDI的发生率在不断增加，可高达16.7%[9]，且IBD患者较非IBD患者更易发生CDI。Ananthakrishnan等[10]对1998年、2004年和2007年三个年度的美国全国住院患者样本（nationwide inpatient sample，NIS）数据进行分析，显示所有IBD住院患者中CDI的发病率分别为1.4%、2.3%和2.9%，呈增长趋势，且IBD合并CDI的死亡率从5.9%增长至7.2%。一项根据美国马里兰州卫生数据库的研究纳入了1993－2012年的12 218 429例住院病例，该研究显示CDI的发生率从1993年的19.9/1 000 IBD住院患者增长至2012年的67.0/1 000 IBD住院患者，成人CDI在IBD患者中的发生率为非IBD患者中的4倍（33/1 000 IBD住院患者比9.6/1 000非IBD住院患者），儿童为13倍（28.6/1 000 IBD住院患儿比2.2/1 000非IBD住院患儿），且成人CDI在溃疡性结肠炎（ulcerative colitis）患者中的发生率显著高于在克罗恩病（Crohn's disease）者中（60.4/1 000溃疡性结肠炎住院患者比19.8/1 000克罗恩病住院患者，P＜0.000 1），儿童则无明显差别[11]。加拿大一项研究显示IBD患者较非IBD患者CDI发生风险更高[风险比（HR）4.79，95%CI：3.95～5.80]，尤其是年轻患者，但溃疡性结肠炎患者和克罗恩病患者的CDI发生风险无差别（HR分别为4.88和4.73），此外在患者确诊IBD的第一年CDI的检出率最高，为21%，值得注意的是，IBD合并CDI患者死亡风险增加（HR2.28，95%CI：1.61～3.23），但低于非IBD者（HR4.83，95%CI：4.02～5.80）[12]。此外，IBD合并CDI患者的复发率显著高于非IBD者（32% 比24%）[3]。

在国内，有研究显示IBD患者的CDI发生率明显高于健康人群[13]。报道在IBD患者中CDI的检出率为13.5%（30/222）[14]，毒素类型以艰难梭菌毒素A（TcdA）和艰难梭菌毒素B（TcdB）为主，同时携带2种毒素者占72.7%（16/22）。此外，2014年中国大陆首次报道在IBD患者中检出027型艰难梭菌菌株[15]，值得重视。

2 IBD合并 CDI 的肠道菌群改变

肠道菌群有多种重要功能，如分解代谢、吸收营养物质、调节肠道免疫、病原体定植抵抗等。一旦发生紊乱，易造成持续、过度的炎性反应，与多种疾病密切相关，包括IBD和CDI。

IBD发病与肠道菌群失调密切相关。IBD患者菌群组成和结构发生改变，侵袭性菌类如变形菌门、梭杆菌属、瘤胃球菌属细菌增加，保护性菌类如毛螺菌科、益生菌双歧杆菌属，重要丁酸盐产生菌罗氏菌属和萨特菌属减少[16]，亦有研究报道溃疡性结肠炎患者疣微菌门细菌减少[17]，醋酸盐和乳酸盐产生菌明串珠门细菌也减少[18]，克罗恩病患者中巴斯德菌科和肠杆菌科细菌增加[1]。近期一项研究结果显示IBD患者肠道黏膜表面定植菌群的变化较粪便菌群更有鉴别意义，其中活检的肠道组织中拟杆菌属的显著增加有可能成为诊断IBD的生物标志物之一[19]。

CDI患者肠道菌群多样性减少伴丰度下降。在健康人群中占有重要组成的厚壁菌门和拟杆菌科等细菌在CDI患者中显著减少[20]。除此之外，CDI患者中双歧杆菌和梭状芽孢杆菌属ⅪⅤa类菌（如普拉梭菌、肠道罗斯拜瑞菌）减少，肠杆菌科细菌和肠球菌增加[20-21]。

在IBD患者中，肠道菌群失调会导致机会性致病菌尤其是艰难梭菌的定植及感染，进一步加重肠道菌群失调，病情加重[1]。Sokol等[22]采用16S rRNA基因测序发现相比于健康志愿者，IBD患者的α多样性显著降低，尤其是活动期IBD患者。同时，相较于IBD患者，IBD合并CDI患者肠球菌等的丰度升高，而对维持和恢复肠道稳态起重要作用的细菌Blautia和Dorea的丰度下降，提示肠道菌群更为紊乱。此外，在儿童中，合并CDI的IBD患儿表现为数种另枝菌属细菌和双歧杆菌等的减 少[23]。

3 肠道共生菌在IBD合并CDI中的免疫调节作用

肠道共生菌可通过多种方式调节T辅助17细胞（T-helper 17 cell，Th17）/调节性T细胞（regulatory T cell， Treg ）分化，对IBD发病起重要作用[24]。一项研究发现来源于溃疡性结肠炎患者菌群构建的人源化小鼠，对比来源于健康供者的小鼠，其Th17细胞增加且对右旋糖酐硫酸酯钠（dextran sodium sulfate，DSS）诱导结肠炎更为敏感[25]。Saleh等[26]建立的IBD合并CDI小鼠模型表明先前IBD小鼠合并CDI后CD4+T和Th17细胞较单纯CDI小鼠均显著增加，也证实CD4+T和Th17细胞会加重CDI病情，增加CDI相关的死亡率。共生菌分节丝状菌（segmented filamentous bacteria，SFB）黏附于小肠上皮，诱导血清淀粉样蛋白A（serum amyloid A，SAA）释放，SAA可促进白介素（IL）-1β和IL-23分泌，后两者又协同促进IL-22分泌，IL-22反过来促进SAA介导的IL-1β的分泌，最终上调CD4+T细胞分泌IL-17水平，加强Th17细胞分化，导致肠道炎症，加重IBD[27]。脆弱拟杆菌所含的多糖A通过Toll样受体2（ TLR2）信号通路诱导Treg分化并分泌IL-10，抑制炎性反应[28]。此外，拟杆菌、梭杆菌属等细菌代谢产物短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFA）也可促进Treg分化，下调炎性反应。在无菌小鼠体内定植人源梭杆菌属，肠腔内SCFA产生水平增加，包括醋酸盐、丁酸盐等，促进肿瘤生长因子β（tumor growth factor-β，TGF β）的产生，诱导Treg分化[29]。SCFA减少会促进艰难梭菌的定植，导致CDI，这可能与肠道pH值改变及丁酸盐的减少导致抗炎作用减弱有关[30]。

4 治疗

4.1 常规治疗与管理

IBD的常规治疗药物有氨基水杨酸、糖皮质激素和免疫抑制剂等。CDI治疗首选万古霉素，对有复发风险者可优先考虑非达霉素[31]。由于IBD发作期的临床表现与CDI难以区分，因此对急性发作或者病情突然加重的IBD患者均应先进行艰难梭菌毒素检测。指南推荐对轻中度IBD患者，若仅IBD发作且无特定CDI危险因素（如近期住院、抗生素使用），则治疗IBD，若艰难梭菌检测阳性，则先治疗CDI；对重度IBD患者，在等待艰难梭菌

检测结果的同时，可能需要同时抗CDI和IBD的治疗。在IBD合并CDI患者中，免疫抑制剂可以现有剂量持续治疗，在开始抗CDI治疗72 h内不应增加糖皮质激素剂量或开始抗TNF-α治疗，若抗CDI治疗后仍存在腹泻，则可能需要再次进行艰难梭菌检测，如果为阴性，则可加强免疫抑制疗法治疗 IBD[32]。

4.2 粪菌移植（fecal microbiota transplantation，FMT）

目前，FMT是恢复肠道微生态的研究热点之一，欧美指南及国内专家共识推荐反复发作性或难治性CDI应考虑FMT[33]。FMT也用于治疗IBD，近期一项荟萃分析纳入53项FMT治疗IBD的研究，结果表明36%（201/555）的溃疡性结肠炎患者和50.5% （42/83）克罗恩病患者获得了临床缓解，微生物组学分析发现FMT受者菌群多样性增加，菌群分布向FMT供者转变[34]。

诸多研究认为FMT治疗IBD合并CDI同样有效。一项纳入9项研究的荟萃分析显示IBD合并CDI患者首次FMT的治愈率为81%，部分患者接受了多次FMT，FMT的总体治愈率为89%，接受一次FMT后患者CDI复发率为19%。FMT疗效显著，是治疗IBD合并CDI及复发性CDI十分有效的手段，不良反应少见，如不规则的胃肠运动和胃肠胀气等消化道症状。但亦有报道FMT诱发IBD，可能与FMT引入的新菌群加重了免疫反应，降低了黏膜的完整性相关[35]。

尽管很多研究采用FMT治疗IBD合并CDI的患者，但目前仍推荐仅在IBD合并反复性CDI（≥3次）时可考虑FMT[9]。同时目前FMT尚无统一的规范标准，供受体的选择、粪便的制备和移植流程等均有待标准化。FMT的衍生产品如冷冻粪便胶囊、关键菌群胶囊等均还在临床研究中，尚未面市。

4.3 益生菌

益生菌可以调节肠道菌群分布，减少炎症介质产生，从而起到治疗作用。一项随机双盲试验显示VSL#3益生菌混合制剂作为辅助治疗可降低复发性轻至中度溃疡性结肠炎患者的疾病活动指数，改善临床症状[36]。Kato等[37]使用双歧杆菌发酵乳（含短双歧杆菌、双歧杆菌和嗜酸乳杆菌，100亿个细菌/d）辅助治疗20例轻至中度活动型溃疡性结肠炎患者，12周后，临床和内镜活动指数均有显著改善。益生菌也可使CDI高危人群发病风险减少50%，克劳芽孢杆菌和罗伊乳杆菌分泌的化合物对艰难梭菌有直接抑制作用，但是其安全性和有效性仍有待证实[38]。有研究报道布拉酵母对CDI及IBD均有保护作用。一项荟萃分析显示布拉酵母可促进IBD的缓解，改善肠屏障功能[39]；另有研究给以1 389例住院患者布拉酵母制剂预防使用，相较于对照组降低了CDI的发生风险[比值比（OR）0.06，95%CI：0.02-0.16][40]。然而，也有研究报道益生菌治疗无效。Allen等[41]共筛选17 420例患者，认为与对照组相比，益生菌如乳杆菌和双歧杆菌对预防抗生素相关性腹泻[159例比153例，相对危险度（RR）1.04， 95%CI：0.84～1.28，P=0.71]或艰难梭菌腹泻（12例比17例，RR0.71， 95%CI：0.34～1.47，P=0.35）无效。目前尚不推荐将益生菌作为CDI的一级预防方法[42]，益生菌治疗IBD的疗效也有待证实[43]。

近年已有研究通过基因改造益生菌使之成为表达目的蛋白的载体用于治疗消化道疾病。有研究报道口服表达IL-10的益生菌Lactococcus lactis可用于治疗 IBD[39]。表达mTNF-α单抗的乳酸乳球菌可减低DSS诱导的肠炎小鼠的炎性反应[44]。

4.4 疫苗和抗体

疫苗和抗体的研发是目前治疗CDI的研发热点。当前尚无疫苗上市，但针对TcdB的单克隆抗体bezlotoxumab已于2016年在美国上市。两大全球性的Ⅲ期临床试验MODIFY Ⅰ和MODIFYⅡ结果显示bezlotoxumab组相较于安慰剂组显著降低CDI的复发（MODIFYⅠ：17% 比28%，MODIFYⅡ：16% 比26%；P＜0.001）[45]，同时也可降低IBD合并CDI患者的CDI复发率（使用比未使用bezlotoxumab为26.7%比53.8%）[46]。

IBD患者罹患CDI者较前明显增多，病情加重，根治困难。针对其可能的发病机制，对与肠道共生菌相关的免疫炎性反应进行研究，并提出相应的治疗策略并进行临床验证，将为IBD合并CDI的治疗提供新思路新方法，改善预后。