前沿科研：肠道菌群可能在全肠内营养治疗儿童克罗恩病过程中扮演重要作用
近日，浙江大学医学院附属儿童医院-陈洁/倪艳科研团队完成了一项全肠内营养对儿童克罗恩病肠道微生物群和胆汁酸代谢影响的临床研究，相关结果发表在 Clinical Nutrition 期刊。
该研究结果证实了：厚壁菌与胆汁酸之间的密切相互作用可能有助于全肠内营养治疗后克罗恩病的缓解。以下为文献解读内容。
克罗恩病（Crohn’s disease，CD）是消化内科的常见疾病之一，其本质是一种慢性非特异性炎性疾病。CD 可累及整个胃肠道，从而引起肠外表现，以及免疫反应受损。CD 可见于任何年龄段，但主要集中在 15～25 岁，近些年其在成人和儿童中的患病率都呈上升趋势[1]。
全肠内营养治疗（EEN）是一种由聚合物或元素配方组成的完全流质饮食，目前是诱导轻至中度小儿 CD 缓解的一线治疗方法。小儿 CD 患者临床常规给予全肠内营养 6～12 周，除水外不加任何其他饮食[2]。相关研究报道，全肠内营养治疗的 CD 缓解率约为 80%[3]。
然而，全肠内营养如何减轻 CD 患者的炎症和诱导肠粘膜愈合的，目前仍不完全清楚。为了弄清这一个过程，浙江大学医学院附属儿童医院陈洁-倪艳团队设计并进行了以下研究。
靶向代谢组学联合宏基因组学分析粪便肠道菌群[2]
团队在 2019 年 9 月至 2021 年 1 月间，共招募了 27 名新发的小儿 CD 患者和 27 名健康对照入组。通过对粪便，进行靶向代谢组学分析和宏基因组学分析，研究 CD 患者在全肠内营养治疗 2 个月前后肠道微生物组（GM）和胆汁酸（BAs）的变化。对于小儿 CD 患者严重程度和黏膜炎症的评价，本研究采用小儿克罗恩病活性指数（PCDAI）和粪便钙卫蛋白（calprotectin）。具体研究过程详见下图（图 1）。
图 1. CD 患儿和健康对照组的研究概况[2]
全肠内营养治疗 CD——与 BAs 谱和 GM 结构有关[2]
通过对 CD 患者和对照组的粪便进行研究分析，发现患者 GM 结构和次级胆汁酸代谢均明显受损。经全肠内营养治疗后可部分恢复正常水平，其中厚壁菌门（Firmicutes）和 11 个 BAs 与 PCDAI 评分和粪便钙卫蛋白密切相关。同时，厚壁菌与 BAs 之间的密切相互作用可能有助于全肠内营养治疗后 CD 的缓解。
全肠内营养改善了 CD 患者初级和次级 BA 代谢失衡
研究分析了 CD 患者经全肠内营养诱导前后粪便 BAs 谱，并与健康对照进行比较，发现三组 BAs 组成不同（图 2 A）。在健康对照（HC）组中，次级非共轭 BAs 占主导地位。然而，BA 在 CD 患者中有明显的变化，主要由初级和次级非共轭 BA 组成。
在全肠内营养治疗后，次级非共轭 BAs 水平向健康对照组水平上升（图 2 B）。偏最小二乘法判别分析（Partial least squares discrimination analysis，PLS-DA）也表明，活动性或缓解期 CD 患者在全肠内营养治疗前后 BAs 的代谢谱不同（图 2 C）。其中，在全肠内营养诱导治疗后 CD 缓解患者中，石胆酸（LCA）、熊胆酸（UCA）、3 β-胆酸（βCA）等次级胆汁酸浓度均显著升高（图 2 D）。
图 2. 三组间 BAs 的变化情况[2]
厚壁菌门最丰富的群与 PCDAI 评分和钙卫蛋白密切相关
为了进一步分析 GM 与 CD 疾病状态和结肠炎症相关性，研究团队采用 Spearman 相关法评价细菌分类类群丰度与 PCDAI 评分和钙卫蛋白的相关性。
结果显示：PCDAI 评分和钙卫蛋白与变形菌门（Proteobacteria）、毛霉门（Mucoromycota）和担子菌门（Basidionycota）类群呈正相关，与厚壁菌门（Firmicutes）、广古菌门（Euryarchaeota）、热袍菌门（Thermotogae）等 10 个门呈负相关（图 3 A～B）。在属水平上的差异细菌与 PCDAI 评分和钙卫蛋白的相关性网络分析（p < 0.01）表明，有 300 多个差异微生物类群属于厚壁菌门（Firmicutes）（图 3 C～F）。
图 3. 厚壁菌门与 PCDAI 评分及钙卫蛋白的相关性分析[2]
BA 谱改变与 PCDAI 评分及钙卫蛋白密切相关
为了进一步评估 BAs 谱改变是否与 CD 疾病状态和结肠炎症相关，研究团队将 BAs 谱与 PCDAI 评分和钙卫蛋白做了相关性分析。
结果显示：12 个 BAs , isoLCA、HDCA、LCA、βCDCA、NorCA、ωMCA、βUCA、dehydroLCA、βUDCA、6-ketoLCA、βCA、UCA 与 PCDAI 评分及钙卫蛋白呈负相关。其中 11 个 BAs（即 isoLCA、HDCA、LCA、βCDCA、NorCA、ωMCA、βUCA、dehydroLCA、 βUDCA、βCA、UCA）在缓解后也有明显变化（图 4 A～B）。
图 4. BAs 浓度与 PCDAI 评分和钙卫蛋白的相关性分析[2]
CD 患者不同 BA 谱与肠道微生物特征在全肠内营养治疗反应中的相关性
根据上述两项相关性分析结果，可以发现全肠内营养治疗 CD 可能分别与 BAs 谱和 GM 结构相关。
因此，研究团队假设厚壁菌门最丰富的类群（图 3）与 11 个相关度最高的 BAs（即 isoLCA、HDCA、LCA、βCDCA、NorCA、ωMCA、βUCA、dehydroLCA、βUDCA、βCA 和 UCA）（图 5 A）之间存在一定的关系。结果显示（如图 5 A～B 所示）：BA 中 isoLCA、HDCA、LCA、βCDCA、NorCA、ωMCA、βUCA、dehydroLCA、βUDCA、βCA、UCA 在门水平上与厚壁菌门类群呈正相关。后分别在门、纲、目、科、属、种水平上探讨了相关性最高的 9 个 BAs（即 isoLCA、HDCA、LCA、βCDCA、ωMCA、βUCA、dehydroLCA、βUDCA、UCA）与厚壁菌门的关系。
图 5. 11 个相关度最高的 BAs 浓度与厚壁菌门的相关性分析[2]
全肠内营养治疗 CD 的关键——肠道菌群[2]
本研究旨在探究全肠内营养对 CD 患儿 GM 和 BAs 代谢的影响。研究发现全肠内营养诱导后 CD 缓解的患者的肠道微生物多样性增加，初级 BAs 减少，次级 BAs 增加。通过 PCDAI 评分和粪便钙卫蛋白检测显示，厚壁菌门和肠道中初级和次级 BAs 成分的平衡与 CD 疾病的健康状况密切相关。（图 6）
图 6. 全肠内营养治疗前后 CD 患儿肠道微生物群和胆汁酸代谢变化示意图[2]
总结
全肠内营养是目前儿童克罗恩病诱导缓解的一线治疗方式之一，其优势在于其具有与激素相当的诱导临床缓解率、更优的黏膜愈合率以及更小的不良反应发生率。浙江大学医学院附属儿童医院陈洁-倪艳研究团队对全肠内营养治疗克罗恩病的机制进行探讨，研究发现全肠内营养诱导克罗恩病缓解的机制可能与其对肠道菌群的调节和胆汁酸代谢有关。了解肠道微生物群和胆汁酸代谢的恢复过程将有助于我们探索全肠内营养治疗的潜在过程。
本次解读专家为福建医科大学附属福州市第一医院消化内科住院医师 蔡筱蕾，感谢蔡老师
本文仅供医疗卫生等专业人士参考
内容策划：Niki
项目审核：大K
题图来源：站酷海洛
参考文献
[1] Veauthier Brian,Hornecker Jaime R,Crohn's Disease: Diagnosis and Management.[J] .Am Fam Physician, 2018, 98: 661-669.
[2] Lv Yao,Lou Yue,Liu Ana et al. The impact of exclusive enteral nutrition on the gut microbiome and bile acid metabolism in pediatric Crohn's disease.[J] .Clin Nutr, 2023, 42: 116-128.
[3] Ashton James J,Gavin Joan,Beattie R Mark,Exclusive enteral nutrition in Crohn's disease: Evidence and practicalities.[J] .Clin Nutr, 2019, 38: 80-89.
微信扫码关注该文公众号作者