肠道微生物与慢性肝脏炎症、肝细胞癌

（一）慢性肝纤维化

肝纤维化是肝创伤愈合反应的一部分，是所有类型的晚期慢性肝损伤的共同特点。值得注意的是，肝纤维化与肝癌的发生密切相关，80%～90%的HCC病例发生在纤维化肝脏中。因此，纤维化是肝癌发展的一个危险因素。Cirera等发现了大约10%的肝硬化患者出现肠道细菌易位，在肠系膜淋巴结中可见肠道生物。与肝硬化早期患者（Child-Pugh A级）相比，晚期疾病患者中，细菌易位的频率也较高（Child-Pugh C级）。随着时间的推进，慢性炎症的损害加深，肝脏实质细胞、血管、胆管正常排列结构的紊乱，肝纤维化会演进为肝硬化。Wang等研究慢性HBV患者和健康人肠道菌群的变化，表明CHB患者肠道多形杆状菌群水平明显低于健康人。

LPS的炎症刺激可能是一种潜在的分子联系。Seki等发现，肠道菌群作为肝内LPS的主要来源，是慢性肝损伤肝纤维化发生的重要前提。在169例慢性肝病患者中，LPS水平升高分别占慢性肝炎、慢性肝炎急性加重和肝硬化患者的27%、85%和41%。此外，根据Child-Pugh评分，血浆LPS浓度与肝功能损害程度相关，说明慢性肝病患者内毒素血症发展是肝损伤进展的驱动力。

肠源性LPS对参与肝纤维化发生发展的免疫过程有重要影响。有研究发现，在慢性肝损伤过程中，与肠道菌群完整的小鼠相比，经混合抗生素处理的胆管结扎小鼠血浆LPS水平明显减低，并可避免肝纤维化和（或）肝硬化的发生。TLR-4突变小鼠与野生型小鼠比较，胆管结扎手术后纤维化明显减轻。有趣的是，这种效应可归因于HSC中TLR-4的敲除，而野生型HSC和TLR-4突变型的小鼠对胆道结扎的反应正常。在分子水平上，LPS可导致静止HSC激活为aHSC。TLR-4下游NF-κB的激活，进而导致TGF-β受体的下调。这反过来又与这些细胞在炎症刺激（如LPS）反应中的活化增加有关，并最终导致肝纤维化的发展。值得注意的是，最近的一项研究进一步支持了这样一种假说，即细菌源性LPS是肝纤维化发生的重要介质，LPS结合蛋白缺乏的小鼠肝纤维化发生减少。此外，最近发现aHSC对低浓度的LPS有高度反应，为肠源性LPS与肝纤维化提供了潜在的细胞联系。综上数据均提示慢性肝病过程中门静脉和全身LPS水平的升高与TLR-4/TGF-β介导的HSC活化有关，并有助于胶原和其他细胞外基质蛋白的过度分泌和沉积，导致肝硬化的发生。

（二）非酒精性脂肪性肝病

近年，NAFLD逐渐成为慢性肝损伤和HCC发展的主要因素，与其他原因所导致的慢性肝病相比，NAFLD具有较低的个体肝癌发展的相对风险，但由于其高发病率，人口基数大，所以NAFLD继发的HCC人数逐年增加。(www.xing528.com)

NAFLD的发生与肠道微生物群的改变有关。无菌小鼠对高脂饮食引起的NAFLD具有抵抗力，然而，当用肠道微生物干预无菌小鼠后，小鼠体内脂肪含量和肝脏三酰甘油迅速增加，反过来，当高脂肪饮食诱发NAFLD时，它也会导致肠道微生物区系失调。肠道菌群的比例受饮食结构的影响，肠道菌群的丰富度和比例影响高脂饮食的抵抗力，举例而言，Liu等将30只雄性SD大鼠随机分成5组（每组6只大鼠）：对照饮食（CON）组喂食正常饮食，游离高脂肪饮食组喂食高脂肪无限制饮食，限制性高脂饮食组喂食高脂限制性饮食，限制性高糖饮食组喂食高糖限制性饮食和高蛋白饮食组喂食高蛋白限制性饮食。游离高脂肪饮食组体重、内脏脂肪指数、肝脏指数、外周胰岛素抵抗、门静脉LPS、血清转氨酶和肝脏甘油三酯均较高。与高蛋白饮食组组相比，限制性高脂饮食组和限制性高糖饮食组摄入相同的卡路里时，体重、内脏脂肪指数、血清甘油三酯水平均增加更明显，外周胰岛素抵抗更明显；与高蛋白饮食组相比，限制性高脂饮食组门静脉LPS增加也更明显。进一步比较发现，与CON组相比，游离高脂肪饮食组的厚壁菌、罗氏菌Roseburia和颤螺菌属Oscillospira丰度增加，拟杆菌Bacteroidetes、副拟杆菌Parabacteroides和多形杆状菌Bacteroides的丰度减少；限制性高脂饮食组显示厚壁菌的丰度增加，Parabacteroides的丰度减少；而限制性高糖饮食组显示出拟杆菌和Sutterella的丰度增加，拟杆菌与厚壁菌门的比例增加，厚壁菌门的丰度降低；高蛋白饮食组则显示拟杆菌、普氏菌、Oscillospira和Sutterella细菌丰度增加，厚壁菌门丰度减少。反过来，不同的粪便肠道菌群的丰富度可作为判断和预示抵抗血清三酰甘油水平升高的指标，举例而言，NAFLD患者粪便微生物群中的Faecalibacterium和Anaerosporobacter的丰富度较低，但有较高的Parabacteroides和阿里松菌属Allisonella的丰富度。

肠道通透性的改变促进了肠道菌群的损伤作用。NAFLD患者肠道通透性增加，细菌过度生长，特别是革兰阴性细菌，增加了肝毒性产物如LPS的产生。肠道完整性的破坏增加了肠道的通透性，导致细菌易位，细菌内毒素进入门静脉，通过激活肝炎症细胞增加NAFLD发展的风险。细菌内毒素是由肝细胞上的TLR识别的，它能识别微生物的多种成分并启动免疫应答，当细菌LPS通过TLR-4信号时，信号最终激活NF-κB和促炎细胞因子。大量细菌内毒素进入门静脉，然后肝脏必须处理大量的内毒素，从而导致异常和破坏性的炎症反应，促进NAFLD的进展。肠道微生物群参与NAFLD发展的另一个机制可能是增加产生乙醇的细菌数量。这些细菌产生乙醇，可参与破坏肠道通透性，产生活性氧，从而导致肝脏炎症。

（三）病毒性肝炎

慢性乙型肝炎是非肝硬化环境下肝细胞癌发生的主要危险因素，慢性乙型肝炎患者肠道菌群结构与严重肝损伤前相比有明显变化，肠道菌群结构改变在慢性乙肝病毒感染中起着潜在的致病作用，慢性乙型肝炎和肝硬化患者肠内细菌群的结构和丰度有明显差异，肠道双歧杆菌和乳酸菌水平显著下降，而肠球菌和肠杆菌水平则显著高于健康人。慢性乙肝病毒携带者的肠道菌群也发生了同样的变化。Chou等发现无肠道菌群的HBV感染成年小鼠经抗病毒治疗6周后不能检出HBV，而含有60%肠道菌群的成年小鼠仍存在HBV，这些数据表明肠道微生物在乙肝病毒免疫中起着至关重要的作用。慢性HBV肝衰竭患者血液中有较高水平的LPS，提示LPS可能与疾病的严重程度有关。LPS诱导KC释放免疫抑制介质，如IL-10，抑制单核巨噬细胞炎症介质的释放和乙肝特异性免疫应答，进而抑制细菌和乙肝病毒的有效清除。此外，HSC还表达TLR-4，并能以LPS-TLR-4途径依赖的方式释放大量细胞外基质蛋白。这些蛋白质参与纤维化过程，也可能是导致慢性乙肝病毒感染发展成肝纤维化的因素之一。

在HCV患者中，有两种不同的损害方式导致从CHV到HCC的进展。一方面，HCV直接损伤肝脏内的肝细胞、KC和HSC，导致纤维化沉积。另一方面，与免疫激活相关的病毒感染导致肝脏受损，改变肠道微生物组成，使这种慢性炎症状态持续下去，进而主要通过激活TLR和在HSC中发育衰老相关的分泌表型来增加纤维化和HCC的发生。对第4期丙型肝炎患者的研究表明，与健康对照组相比，丙型肝炎患者在门静脉水平上存在大量的细菌，而在正常人中数量略有增加。HCV患者与不动杆菌、球菌（Veillonella）、考拉杆菌属（Phascolarcto）和普氏菌（Faecalium Prevotella）的丰富度具有相关关系。有研究发现，尽管丙型肝炎病毒已被根除，但是患者已经显示出一种慢性炎症状态，肠道微生物群的改变触发和维持了这种状态，这种慢性炎症的状态极易导致肝硬化。HIV并发HCV一定程度对加速肝硬化进程具有重要作用，当HIV改变肠道微生物区系、肠道通透性以及先天和适应性免疫反应，使革兰阴性细菌或其抗原通过累进性损害进入血液循环至肝脏时，丙型肝炎病毒直接激活KC和HSC，导致炎症和纤维化反应增强，由于TLR-4过度表达，肝细胞对LPS更敏感。