噬菌体在酒精性肝病治疗中的应用进展

孟方园 孙悦 苑广菲 高沿航

据世界卫生组织报道，过量饮酒每年大约造成330万人死亡，相当于全球范围内所有死亡人数的6%[1]。酒精性肝炎(AH)是酒精相关疾病中最严重的一种形式，重症酒精性肝炎(sAH)患者短期死亡率超过30%，糖皮质激素疗效不佳[2]，除肝移植外，尚无有效的治疗手段，为社会和家庭带来沉重的负担。已有多项研究表明，肠道微生物在酒精性肝炎的发生、发展中发挥重要作用，噬菌体作为肠道微生物的一部分，可直接靶向作用于其敏感细菌，同时导致对其他菌种的级联效应，并对肠道代谢组学产生影响[3]。新近的一项研究利用噬菌体靶向酒精性肝病小鼠有关的特定细菌，减少了酒精诱导的肝损伤，为临床治疗酒精性肝病提供了创新性治疗方案, 展示了噬菌体对疾病治疗的巨大潜力[4]。

针对现存噬菌体在临床应用，特别是酒精性肝病治疗中的诸多进展，本文就其在酒精性肝病治疗中的机制与作用、应用现状与不足及未来的发展方向等问题进行总结及评述。

一、肠道微生物在酒精性肝病发生、发展中的作用

(一)改变肠道微生物的种类及数量 同为酗酒者，发生sAH与未发生酒精性肝炎(noAH)的患者相比，肠道微生物的组成和数量存在显著差异。与noAH患者相比，sAH患者双歧杆菌和链球菌数量较多,奇异菌属较少；某些具有促炎作用的细菌在sAH小鼠中过度表达，而有益菌如嗜粘蛋白-艾克曼菌、普氏粪杆菌则在noAH小鼠中更为丰富[5]。同样,其他研究小组亦观察到AH患者中肠球菌属显著增加[4]。

(二)肠道通透性和细菌移位增加 将酗酒患者体内的微生物移植给无菌小鼠，发现接受sAH患者微生物移植的小鼠(sAH小鼠)具有更高的肠道通透性及显著的细菌易位。肠道完整性破坏可能是由于mucin2(Muc2)产量降低，也与sAH小鼠肠道黏膜的炎症有关[5]。

(三)炎症反应 研究发现，sAH小鼠肝脏炎症比noAH小鼠更严重，且炎症在sAH小鼠中更明显地从初始定植位置延伸到远端位置，noAH小鼠浸润的CD45+淋巴细胞与更高比例的CD3+、CD4+、CD8+和NKT细胞相关[5]。

(四)肠道微生物代谢物的改变 粪肠球菌产生的溶血素与AH患者死亡率增加相关，89%溶血素阳性的AH患者在入院后180 d内死亡[4]。大量繁殖的革兰氏阴性菌可产生大量内毒素(LPS)，可与肝脏库普弗细胞表面的CD14结合，导致核转录因子κB (NF-κB)的激活并诱导促炎介质的释放，最终引发肝脏炎症[6]。胆汁酸代谢受肠道微生物群的显著影响，研究发现，在noAH小鼠中熊去氧胆酸(UDCA)更为丰富。UDCA具有抗氧化作用，在预防肝细胞死亡中发挥重要作用。此外，它还用于改善原发性胆汁性肝硬化或妊娠期肝内胆汁淤积症患者的预后，这表明肠道微生物可能通过调节胆汁酸代谢和产生保护性的代谢物(如UDCA)发挥作用[5]。因此，调节肠道微生物群有助于控制酒精性肝病的发生和发展。

二、噬菌体在酒精性肝病治疗中的研究进展

(一)噬菌体疗法的探索 噬菌体是感染细菌细胞并破坏细菌代谢使细菌裂解的病毒，每种噬菌体只针对特定的细菌作为宿主[7]。噬菌体疗法已有一个多世纪的探索历史，随着各种生物学技术的提高，噬菌体以其获取的方便性、靶向特定细菌的独特机制，在临床应用特别是治疗耐药细菌感染等方面展现出良好的临床应用潜力。多重耐药鲍曼不动杆菌感染的危重症患者，经各种现有临床治疗无效，静脉注射噬菌体后病情发生改善[8]。Dedrick等[9]通过基因工程和正向遗传学的方法，开发出高效裂解感染性脓肿分枝杆菌的噬菌体衍生物，能够有效地杀灭脓肿分枝杆菌感染株，成功治疗1例15岁囊性纤维化伴播散性脓肿分枝杆菌感染的患者，这是首次使用噬菌体治疗人类分枝杆菌感染，也是首次使用工程化噬菌体。粪便菌群移植(FMT)是公认的治疗复发性艰难梭菌感染(CDI)的有效方法。研究发现，转移供体粪便的无菌滤液(FFT)而非完整的粪便微生物群，足以恢复CDI患者的正常排便习惯和消除腹泻等症状，细菌成分、代谢物，特别是微生物群中的噬菌体介导FMT的诸多作用[10]。一项针对CDI患者FMT与万古霉素随机对照试验研究发现，作为供体病毒组一部分的尾病毒噬菌体相对丰度较高时，CDI更可能被治愈，进一步突出噬菌体可能是FMT的关键成分[11]。

(二)噬菌体治疗酒精性肝病的机制 溶细胞素是粪肠球菌产生的一种细菌外毒素(细菌素)，不仅可溶解革兰氏阳性球菌，同时对真核细胞也具有溶解活性[12]。AH患者中，5.59%的粪便细菌是粪肠球菌，通过定量PCR(qPCR)检测发现，AH患者粪便样本中粪肠球菌的数量是对照样本的2 700倍，约80%的AH患者粪便中粪肠球菌呈阳性[4]。89%溶血素阳性的AH患者在入院后180 d内死亡，仅3.8%的溶血素阴性患者死亡，表明AH患者疾病严重程度及短期死亡率与存在产溶细胞素的粪肠球菌密切相关，而非粪肠球菌数量或其他因素[4]。

利用粪肠球菌噬菌体可显著降低肝脏溶细胞素水平及粪便中肠球菌数量，消除乙醇诱导的肝损伤和脂肪变性，且并未影响肠道微生物群的整体组成及乙醇在肠道的吸收和肝脏的代谢。用抗非溶细胞素粪肠球菌的噬菌体治疗定植了溶细胞素阴性的AH患者的粪便时，尽管粪肠球菌减少，并未减轻乙醇诱导的肝损伤，进一步证明噬菌体治疗的效果是通过靶向溶血素阳性的粪肠球菌，而非减少溶血素阴性的粪肠球菌。溶细胞素并不影响肠道的屏障功能，但增加了溶细胞粪肠球菌向肝脏的易位，溶血素诱导的肝细胞死亡与乙醇无关，溶细胞素的细胞毒性作用可能通过形成孔洞介导细胞溶解[13]。

噬菌体可诱导微生物群级联效应，不仅限于目标细菌。噬菌体亦具有免疫调节作用，对癌症和感染的局部免疫有潜在的正向调节作用，在肠道中的潜在作用还可能涉及抗炎作用[14]。

三、噬菌体在酒精性肝病治疗中的问题与展望

噬菌体通过靶向肠道微生物在小鼠酒精性肝病的发生及发展过程中表现出明确疗效，但目前的研究尚未在AH患者中展开。虽然噬菌体疗法在针对多重耐药菌感染的患者治疗中未观察到明显不良反应，但长期的安全性及疗效仍有待观察。其次，关于噬菌体治疗酒精性肝病的方法尚缺乏统一标准。对于定植溶细胞素阴性AH患者粪便的小鼠，用抗非溶细胞素粪肠球菌的噬菌体治疗时，疾病未能得到缓解[4]，表明对溶细胞素阴性的患者，此方法疗效可能欠佳，未来临床治疗适应证人群的选择具有挑战性。噬菌体疗法的出现，可能会成为酒精性肝病治疗探索中的巨大转折点。同时，溶细胞素可作为严重AH的预测生物标志物，甚至可能比终末期肝病模型(MELD)评分、年龄、血清胆红素、INR和血清肌酐(ABIC)评分等能更准确地预测死亡率[4]。

在未来的研究中，仍需要大规模的前瞻性临床试验将噬菌体疗法运用到人类患者，并总结出相关标准。同时，溶细胞素作为sAH的预测生物标志物，仍需要独立的前瞻性队列进行验证。