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本文系统综述了肠道微生物群与肝脏疾病之间的相互作用,重点探讨了肠道-肝脏轴和肠肝屏障在维持健康中的重要性,并分析了微生物群失调如何通过多种机制导致不同类型的肝脏疾病。研究还总结了基于微生物群的治疗策略,包括粪便微生物移植、噬菌体、益生菌、益生元等方法的应用及其潜在疗效。该研究强调了肠道微生物群在肝脏疾病发生和发展中的关键作用,为开发新型诊断和治疗方法提供了理论依据和方向
中文标题:从“肝病肠致”到“肝病肠治”——肠道菌群在肝脏疾病中的作用
英文原题:Gut microbiome and liver diseases
通讯作者:
刘玉兰,北京大学人民医院
李 舟, 中国科学院北京纳米能源与系统研究所
第一作者:
徐 俊, 北京大学人民医院
陈 宁, 北京大学人民医院
关键词:肠肝轴;肠道菌群;肠肝屏障; 肝脏病;治疗策略
背景介绍
肝脏作为人体最大的代谢器官,不仅负责解毒、合成蛋白质等重要功能,还通过肠肝轴与肠道菌群紧密相连。近年来,越来越多的研究表明,肠道菌群及其代谢产物对肝脏健康有着深远影响。传统观念认为,肝脏疾病主要是由于病毒感染、酒精摄入或代谢紊乱等因素引起的。然而,随着研究的深入,科学家们逐渐认识到,许多肝脏疾病的起源和发展都与肠道菌群密切相关,甚至提出了“肝病肠致”的新概念。
研究成果
1. 肠肝轴与肠肝屏障
肠肝轴是指肠道与肝脏之间的双向交流网络,通过门静脉、胆汁系统和循环系统实现。肠道菌群通过代谢产物、免疫信号等多种途径影响肝脏功能。例如,肠道菌群产生的短链脂肪酸(SCFAs)可以通过门静脉进入肝脏,调节肝脏的代谢和免疫反应。同时,肠肝屏障在维持肠道菌群与肝脏之间的平衡中起着至关重要的作用。肠肝屏障包括肠道屏障和肝窦内皮细胞(LSECs)构成的肝屏障,这些屏障可以防止有害物质和病原体进入血液循环,从而保护肝脏免受损害(图1)。
2. 肠源性致病因素
研究表明,肠道菌群及其代谢产物可以直接或间接地影响肝脏健康。例如,肠道菌群产生的乙醇、胆汁酸、短链脂肪酸、色氨酸衍生物、三甲胺/氧化三甲胺代谢物、肠道来源的微生物/病原体相关分子模式(MAMPs和PAMPs)、甚至是肠道菌源宿主同工酶等物质,可以通过肠肝轴进入肝脏,引发或加重肝脏疾病。此外,肠道菌群失调还会导致肠道通透性增加,使细菌及其代谢产物更容易进入肝脏,进而引发炎症反应,加剧肝脏损伤(图2)。
3. 肝脏疾病与肠道菌群
肠道菌群与多种肝脏疾病密切相关,如非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、酒精性脂肪性肝病(AFLD)、原发性硬化性胆管炎(PSC)、原发性胆汁性胆管炎(PBC)、肝硬化和肝细胞癌(HCC)。NAFLD患者肠道菌群中变形杆菌门的比例增加,而拟杆菌门和厚壁菌门的比例减少;AFLD患者的肠道菌群多样性降低,有益菌如阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)减少,而致病菌如肠球菌增多;PSC患者的肠道菌群多样性也显著降低,且某些菌群如韦永氏球菌属(Veillonella)和链球菌属(Streptococcus)增加。这些变化不仅反映了肠道菌群与肝脏疾病之间的密切关系,也为治疗提供了新的思路。
未来方向
随着对肠肝轴和肠道菌群在肝脏疾病中作用的深入了解,未来的治疗策略将更加注重从肠道入手,实现“肝病肠治”。粪便微生物移植(FMT)作为一种新兴疗法,已在治疗复发性艰难梭菌感染(rCDI)和其他肠道疾病方面取得显著成效。目前,FMT也被用于治疗肝性脑病、酒精性肝炎、肝硬化、NAFLD和NASH等肝脏疾病,显示出良好的应用前景。此外,噬菌体疗法、益生菌、益生元、后生元以及工程化细菌等微生物干预手段也在不断发展中,有望为肝脏疾病的治疗带来更多选择(图3)。
未来的研究还将进一步揭示肠道菌群与肝脏疾病之间的复杂机制,开发更加精准的诊断和治疗方法。例如,通过分析个体化的肠道菌群特征,制定个性化的治疗方案;利用基因编辑技术改造肠道菌群,增强其有益功能;开发新型药物或疗法,调控肠道菌群代谢产物,改善肝脏健康。总之,随着研究的不断深入和技术的进步,“肝病肠治”将成为未来肝脏疾病治疗的重要方向。
综上所述,肠肝轴和肠道菌群在肝脏疾病的发生和发展中扮演着关键角色。未来,通过深入研究和创新治疗手段的应用,我们有望实现从“肝病肠致”到“肝病肠治”的转变,为肝脏疾病的防治开辟新的道路。
作者简介
刘玉兰 北京大学人民医院消化内科,主任医师、教授,世界卫生组织ICD11专家组成员,任中国老年医学会消化分会会长等职。研究方向为“肠肝轴”——消化系统疾病中的“肝肠对话”机制。主持包括国家自然科学基金(NSFC)重点项目/面上项目、科技部重点研发项目、科技支撑计划项目等五十多项基金。先后获得“敬佑生命·荣耀医者”专科精英奖、“国之名医盛典”卓越建树奖及五洲女子科技奖等荣誉。
李 舟 中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员,博士生导师,中国科学院大学教授。主持国家自然科学基金青年科学基金项目(A类)、北京市杰出青年基金、国家青年拔尖等项目。主要从事新型生物电子器件和医疗器件的研究。已发表包括 Nature 和Science 的子刊在内的论文260余篇,其中 3 篇 ESI 前1‰热点文章和29篇ESI前1%高被引论文。材料科学领域论文数、H指数、能源领域论文被引数排名全球前1%。
徐 俊 北京大学人民医院消化内科,副教授,副研究员。研究方向为胃肠道疾病中黏膜免疫系统功能重塑机制。主持国家自然科学基金面上/青年项目、首都卫生发展基金“青年优才”项目以及北京市自然科学基金等项目。在Fundamental Research, Gut Microbes期刊发表14篇SCI论文,入选北京市科学技术协会“青年人才托举工程”(BAST)。
陈 宁 北京大学人民医院消化内科主任,主任医师、教授。任中华医学会消化分会青年委员,中华医学会消化分会炎症性肠病学组委员,中华医学会消化病学分会疑难重症协作组秘书等职。研究方向为口腔微生物组与炎症性肠病之间的相互作用。主持国家自然科学基金面上项目、首都卫生发展基金等项目。在Protein & Cell, iMeta等期刊发表多篇文章。
引用本文
Jun Xu, Ning Chen, Zhou Li, et al., Gut microbiome and liver diseases. Fundamental Research, 5(2) (2025) 890-901.
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325824003650
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