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迄今为止，全球有超过2.5亿人长期感染HBV[1]。虽然积极的抗病毒治疗可以显著降低慢性乙型肝炎（CHB）患者的疾病进展风险，然而临床上仍有部分患者发展为肝硬化、甚至肝癌。因此，CHB患者的定期随访复查是预防疾病进展和肝癌早诊早治的必要举措。 HBV相关性肝硬化（HBV-RC）的发生主要有以下三个因素：基因（如单核苷酸多态性）、病毒（血清型、基因型、基因亚型、准种等）和环境因素[2]。众所周知，肝脏和肠道密切相关。肠道依靠肝脏分泌的胆汁进行正常消化和吸收。肝脏70%的血液供应来自肠道。肝脏和肠道微生物群之间也有很强的联系。肠道微生物群包含的基因是人类基因组的100-150倍，携带的微生物超过100万亿，在肠道和肠外疾病的病理生理学的许多方面发挥着至关重要的作用，包括免疫、神经生理学和代谢，以及肝纤维化和肝硬化[3]。 作为一个解毒器官，肝脏可以清除肠道中的毒素、有害肠道细菌和真菌。正常的肠道菌群有助于各种营养物质的吸收、分解和代谢，是保证肝脏正常运转的重要因素。当肝功能受损时，如肝炎和肝硬化，肠道微生物组发生显著变化，由肠道菌群和肠道免疫细胞组成的肠道黏膜免疫系统将受损，导致细菌失调[4,5]。 越来越多的证据表明，近年来肠道微生物群在肝脏疾病的发病机制中发挥了重要作用[3,6]。一些研究发现了HBV感染对肠道微生物群的影响，以及肝硬化进展与肠道微生物群改变之间的关系[7]。然而，关于肠道菌群失调与HBV感染诱导的肝硬化患者之间相互作用的研究很少。 近日，我国福建医科大学第一附属医院欧启水教授团队完成了一项研究，他们采用高通量16s rDNA基因测序，比较分析了失代偿期及代偿期的肝硬化患者与健康人群的肠道微生物群的分布[8]。结果表明，在HBV-RC的不同阶段，肠道微生物群的组成均有变化，提示肠道微生物群的转化可能是肝硬化进展的一个重要的生物学因素。  （文章发表封图） 研究方法 该研究于2019年2月1日至2020年12月30日在福建医科大学第一附属医院进行，HBV-RC患者来自福建医科大学第一附属医院肝病中心，健康受试者来自福建医科大学的在校学生和福建医科大学第一附属医院体检中心的健康志愿者。 HBV-RC患者纳入标准为：HBsAg阳性至少6个月；失代偿性肝硬化和代偿性肝硬化的诊断依据《肝硬化诊断和治疗指南（2020年版）》；Child-Turcotte-Pugh（CTP）评分A级患者为代偿性肝硬化（CC）组，CTP-B、C级患者为失代偿性肝硬化（DC）组。 排除标准包括：（1）接受抗生素治疗的患者；（2）治疗前1年内合并感染丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、人类免疫缺陷病毒或失代偿性肝病、妊娠和酗酒；（3）有使用全身皮质类固醇、抗肿瘤或免疫调节剂药物的治疗史。 研究结果 最终，研究共招募了30名健康受试者和50例HBV-RC患者，其中DC组32例，CC组18例。所有参与者的临床特征如表1所示。HBV-RC患者血清ALT、AST水平显著升高，TG浓度显著降低。 表1. 患者和健康受试者的人口统计学和临床特征表  研究者通过粪便样本的16s rRNA测序和宏基因组测序，分析了HBV-RC患者和健康受试者的肠道微生物群，共有113属，85科，57目，44纲，21门。 图1显示了不同水平上优势菌的细菌丰度和分布（相对丰度>总序列的1%）。其中最丰富的门包括厚壁菌门（57.0%）、拟杆菌门（28.6%）、变形菌门（9.7%）、放线菌门（3.5%）、梭杆菌门（0.8%）和疣状菌门（0.3%），共占总序列的92.1%。  图1. 肠道微生物群在不同分类水平上的丰度 A-E分别显示了优势细菌在门、纲、目、科和属水平上的分布 研究者使用MEGAN软件，将每个样本中包含的OTU丰度信息和分类组成数据映射到微生物澄清排名树（NCBI分类法），结果显示，与健康对照组相比，肝硬化患者有益双歧杆菌和乳酸杆菌的数量减少，有害肠杆菌科的数量增加。失代偿期肝硬化患者体内有害链球菌和瘤胃球菌的丰度高于代偿期肝硬化患者，这表明这些患者的肠道菌群平衡受到严重破坏。 β-多样性分析表明，HBV-RC患者的肠道菌群变化很大，而健康个体的肠道菌群变化更为一致。通过线性判别分析（LDA）效应大小（LEfSe）模型，研究者进一步识别了与肝硬化不同阶段相关的特定细菌分类群（见图2）。  图2. 肝硬化不同阶段相关的特定细菌分类群 上述分析侧重于微生物区系的组成和结构，而对于微生物生态学的研究来说，最重要的问题无疑是菌群的代谢功能。因此，研究者进一步将16S rRNA基因测序数据与微生物参考基因组数据库进行比较，进行PICRUSt分析，共考察了39种不同的代谢功能。分析结果表明，代偿性肝硬化组患者的肠道菌群在转运、分解代谢、聚糖生物的合成和代谢等细菌功能基因的表达均有别于失代偿组（图5，P值均<0.05）。   图5. 利用PICRUSt分析预测微生物功能成分 A–G，分别代表健康组和肝硬化组在细胞过程、环境信息处理、遗传信息处理、人类疾病、代谢、组织系统和未分类水平上的差异；H、 代表微生物代谢功能的所有统计差异。 研究结论 以上结果表明，在肝硬化早期，肠道微生物群的组成即发生了变化。PICRUSt分析表明，细菌成分的变化可导致肠道菌群基因功能方面的显著变化，这可能是肝硬化的原因之一。该项研究结果提示，肠道微生物群转化可能是肝硬化进展的一个重要的生物学因素。 参考文献： [1] H.W. Lee, J.S. Lee, S.H. Ahn，et al. Hepatitis B virus cure: targets and future therapies. Int J Mol Sci, 22 (1) (2020) [2] S. Wu, J. Lin, Y. Fu, Q. Ou, et al. RIG-I enhances interferon-α response by promoting antiviral protein expression in patients with chronic hepatitis B Antivir Ther, 23 (7) (2018), pp. 575-583 [3] R. Wang, R. Tang, B. Li, et al. Gut microbiome, liver immunology, and liver diseases. Cell Mol Immunol, 18 (1) (2021), pp. 4-17 [4] C. Acharya, J.S. Bajaj. Gut microbiota and complications of liver disease Gastroenterol Clin North Am, 46 (1) (2017), pp. 155-169 [5] N.Y. Lee, K.T. Suk. The role of the gut microbiome in liver cirrhosis treatment Int J Mol Sci, 22 (1) (2020) [6] T.H. Tranah, L.A. Edwards, B. Schnabl, et al. Targeting the gut-liver-immune axis to treat cirrhosis. Gut, 70 (5) (2021), pp. 982-994 [7] Y. Zeng, S. Chen, Y. Fu, et al. Gut microbiota dysbiosis in patients with hepatitis B virus-induced chronic liver disease covering chronic hepatitis, liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma. J Viral Hepat, 27 (2) (2020), pp. 143-155 [8] Shu W, Shanjian C, Jinpiao L, Qishui O. Gut microbiota dysbiosis in patients with hepatitis B virus-related cirrhosis. Ann Hepatol. 2022 Jan 28;27(2):100676. Epub ahead of print.迄今为止，全球有超过2.5亿人长期感染HBV[1]。虽然积极的抗病毒治疗可以显著降低慢性乙型肝炎（CHB）患者的疾病进展风险，然而临床上仍有部分患者发展为肝硬化、甚至肝癌。因此，CHB患者的定期随访复查是预防疾病进展和肝癌早诊早治的必要举措。 HBV相关性肝硬化（HBV-RC）的发生主要有以下三个因素：基因（如单核苷酸多态性）、病毒（血清型、基因型、基因亚型、准种等）和环境因素[2]。众所周知，肝脏和肠道密切相关。肠道依靠肝脏分泌的胆汁进行正常消化和吸收。肝脏70%的血液供应来自肠道。肝脏和肠道微生物群之间也有很强的联系。肠道微生物群包含的基因是人类基因组的100-150倍，携带的微生物超过100万亿，在肠道和肠外疾病的病理生理学的许多方面发挥着至关重要的作用，包括免疫、神经生理学和代谢，以及肝纤维化和肝硬化[3]。 作为一个解毒器官，肝脏可以清除肠道中的毒素、有害肠道细菌和真菌。正常的肠道菌群有助于各种营养物质的吸收、分解和代谢，是保证肝脏正常运转的重要因素。当肝功能受损时，如肝炎和肝硬化，肠道微生物组发生显著变化，由肠道菌群和肠道免疫细胞组成的肠道黏膜免疫系统将受损，导致细菌失调[4,5]。 越来越多的证据表明，近年来肠道微生物群在肝脏疾病的发病机制中发挥了重要作用[3,6]。一些研究发现了HBV感染对肠道微生物群的影响，以及肝硬化进展与肠道微生物群改变之间的关系[7]。然而，关于肠道菌群失调与HBV感染诱导的肝硬化患者之间相互作用的研究很少。 近日，我国福建医科大学第一附属医院欧启水教授团队完成了一项研究，他们采用高通量16s rDNA基因测序，比较分析了失代偿期及代偿期的肝硬化患者与健康人群的肠道微生物群的分布[8]。结果表明，在HBV-RC的不同阶段，肠道微生物群的组成均有变化，提示肠道微生物群的转化可能是肝硬化进展的一个重要的生物学因素。 （文章发表封图） 研究方法 该研究于2019年2月1日至2020年12月30日在福建医科大学第一附属医院进行，HBV-RC患者来自福建医科大学第一附属医院肝病中心，健康受试者来自福建医科大学的在校学生和福建医科大学第一附属医院体检中心的健康志愿者。 HBV-RC患者纳入标准为：HBsAg阳性至少6个月；失代偿性肝硬化和代偿性肝硬化的诊断依据《肝硬化诊断和治疗指南（2020年版）》；Child-Turcotte-Pugh（CTP）评分A级患者为代偿性肝硬化（CC）组，CTP-B、C级患者为失代偿性肝硬化（DC）组。 排除标准包括：（1）接受抗生素治疗的患者；（2）治疗前1年内合并感染丙型肝炎病毒、丁型肝炎病毒、人类免疫缺陷病毒或失代偿性肝病、妊娠和酗酒；（3）有使用全身皮质类固醇、抗肿瘤或免疫调节剂药物的治疗史。 研究结果 最终，研究共招募了30名健康受试者和50例HBV-RC患者，其中DC组32例，CC组18例。所有参与者的临床特征如表1所示。HBV-RC患者血清ALT、AST水平显著升高，TG浓度显著降低。 表1. 患者和健康受试者的人口统计学和临床特征表 研究者通过粪便样本的16s rRNA测序和宏基因组测序，分析了HBV-RC患者和健康受试者的肠道微生物群，共有113属，85科，57目，44纲，21门。 图1显示了不同水平上优势菌的细菌丰度和分布（相对丰度>总序列的1%）。其中最丰富的门包括厚壁菌门（57.0%）、拟杆菌门（28.6%）、变形菌门（9.7%）、放线菌门（3.5%）、梭杆菌门（0.8%）和疣状菌门（0.3%），共占总序列的92.1%。 图1. 肠道微生物群在不同分类水平上的丰度 A-E分别显示了优势细菌在门、纲、目、科和属水平上的分布 研究者使用MEGAN软件，将每个样本中包含的OTU丰度信息和分类组成数据映射到微生物澄清排名树（NCBI分类法），结果显示，与健康对照组相比，肝硬化患者有益双歧杆菌和乳酸杆菌的数量减少，有害肠杆菌科的数量增加。失代偿期肝硬化患者体内有害链球菌和瘤胃球菌的丰度高于代偿期肝硬化患者，这表明这些患者的肠道菌群平衡受到严重破坏。 β-多样性分析表明，HBV-RC患者的肠道菌群变化很大，而健康个体的肠道菌群变化更为一致。通过线性判别分析（LDA）效应大小（LEfSe）模型，研究者进一步识别了与肝硬化不同阶段相关的特定细菌分类群（见图2）。 图2. 肝硬化不同阶段相关的特定细菌分类群 上述分析侧重于微生物区系的组成和结构，而对于微生物生态学的研究来说，最重要的问题无疑是菌群的代谢功能。因此，研究者进一步将16S rRNA基因测序数据与微生物参考基因组数据库进行比较，进行PICRUSt分析，共考察了39种不同的代谢功能。分析结果表明，代偿性肝硬化组患者的肠道菌群在转运、分解代谢、聚糖生物的合成和代谢等细菌功能基因的表达均有别于失代偿组（图5，P值均<0.05）。  图5. 利用PICRUSt分析预测微生物功能成分 A–G，分别代表健康组和肝硬化组在细胞过程、环境信息处理、遗传信息处理、人类疾病、代谢、组织系统和未分类水平上的差异；H、 代表微生物代谢功能的所有统计差异。 研究结论 以上结果表明，在肝硬化早期，肠道微生物群的组成即发生了变化。PICRUSt分析表明，细菌成分的变化可导致肠道菌群基因功能方面的显著变化，这可能是肝硬化的原因之一。该项研究结果提示，肠道微生物群转化可能是肝硬化进展的一个重要的生物学因素。 参考文献： [1] H.W. Lee, J.S. Lee, S.H. Ahn，et al. Hepatitis B virus cure: targets and future therapies. Int J Mol Sci, 22 (1) (2020) [2] S. Wu, J. Lin, Y. Fu, Q. Ou, et al. RIG-I enhances interferon-α response by promoting antiviral protein expression in patients with chronic hepatitis B Antivir Ther, 23 (7) (2018), pp. 575-583 [3] R. Wang, R. Tang, B. Li, et al. Gut microbiome, liver immunology, and liver diseases. Cell Mol Immunol, 18 (1) (2021), pp. 4-17 [4] C. Acharya, J.S. Bajaj. Gut microbiota and complications of liver disease Gastroenterol Clin North Am, 46 (1) (2017), pp. 155-169 [5] N.Y. Lee, K.T. Suk. The role of the gut microbiome in liver cirrhosis treatment Int J Mol Sci, 22 (1) (2020) [6] T.H. Tranah, L.A. Edwards, B. Schnabl, et al. Targeting the gut-liver-immune axis to treat cirrhosis. Gut, 70 (5) (2021), pp. 982-994 [7] Y. Zeng, S. Chen, Y. Fu, et al. Gut microbiota dysbiosis in patients with hepatitis B virus-induced chronic liver disease covering chronic hepatitis, liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma. J Viral Hepat, 27 (2) (2020), pp. 143-155 [8] Shu W, Shanjian C, Jinpiao L, Qishui O. Gut microbiota dysbiosis in patients with hepatitis B virus-related cirrhosis. Ann Hepatol. 2022 Jan 28;27(2):100676. Epub ahead of print. |
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