生物膜与炎性肠病：溃疡性结肠炎
炎症性肠病包括两种最常见的特发性类型，溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD）。UC只影响大肠和直肠的粘膜表面。CD可发生在消化道的任何地方，通常炎性病变会扩散到受影响组织的深层。UC、CD和急性自限性结肠炎（ASLC）都会引起腹泻，伴有或不伴有出血。然而，UC和CD是慢性炎症性疾病，与ASLC（主要是传染源）和IBS不同，后者不伴有明显炎症。
对肠易激综合征患者肠道微生物群的研究发现微生物菌群多样性下降和有产甲烷菌，以及真菌多样性增加。对IBD患者和健康对照者的病变组织和正常组织的不同肠道活检做rRNA序列分析，数据显示厚共生门和拟杆菌的消耗。研究者建议可以通过靶向抗菌化疗治疗某些类型的IBD。利用基于Illumina的细菌分析可以确定健康个体和IBD患者之间的微生物群差异。患者的微生物特征可以清楚地将IBD患者与健康个体以及UC患者与CD患者分开。
由于炎性肠病的症状可能与许多疾病状态相似，其症状往往难以区分，微生物群落组成也将具有相似的多样性。因此，任何试图用单一策略治疗多样性疾病状态的尝试都可能失败。
溃疡性结肠炎
UC是一种慢性复发性IBD，其确切病因尚不清楚。在UC，炎症反应主要位于结肠粘膜内，特别是结肠远端，并且疾病通常从远端肠道的起始位置向近端大肠发展。根据病情的严重程度，UC会严重影响生活质量，如果药物治疗无效，需要手术切除全部或大部分结肠。自20世纪70年代初以来，提出了共生肠道细菌在UC发病的作用。有证据表明肠壁上的细菌生物膜在UC中起着重要作用，因为细菌生物膜与宿主组织紧密结合，并能与宿主免疫和神经内分泌系统相互作用。
有趣的是，肠腔内浮游的细菌与肠粘膜表面的细菌种类不同。肠粘膜定植的细菌以类杆菌和梭杆菌占主导地位，但其它微生物，如真细菌、梭状芽孢杆菌和厌氧革兰氏阳性球菌可同时存在于肠腔和粘膜。目前对寄生在结肠粘膜上的细菌的研究还相对较少，这主要是由于两个因素：第一，从肠腔中获取粪便和其他类型的物质比从肠壁获取组织样本更容易；第二，在大多数研究中，参与研究的个体都接受了预防性治疗。使用抗生素和其他类型的药物（如消炎药和类固醇），或在结肠镜检查前清洗肠道。第三、过去对肠腔细菌和肠粘膜细菌不同缺少认识。
在肠粘膜粘液层中生长的细菌生物膜在UC发病机制中很可能起重要作用。因为：第一、粘膜细菌已经在UC患者的结肠粘膜中形成定植；第二、抗生素很难治疗溃疡性结肠炎。有研究表明，虽然在抗生素治疗期间粘膜上的细菌生物膜数量受到抑制，但它们在停止治疗后还会恢复到以前的水平。在这项研究中，当停止治疗4周后测量抗生素治疗个体的细菌数量时，观察到“反弹效应”。细菌数量大约是未接受治疗者的25倍。随着时间的推移，这种反弹效应逐渐减弱，但在停止抗菌治疗36周后仍然存在。“反弹效应”似乎会导致抗生素治疗的目标细菌类型增加，例如类杆菌（以甲硝唑为目标）和肠道细菌（以环丙沙星为目标）。
口服益生菌加益生元，又称合生元，是一个治疗炎性肠病的方法。益生菌被定义为当被人类宿主摄入或以其他方式给予人类宿主时具有明显健康益处的活微生物；益生元是有选择地刺激具有促进健康特性的肠道细菌生长和/或活动的食品成分。目前，常用的益生元是人不能消化的低聚糖（NDO），其中半乳低聚糖（GOS）、乳果糖、菊粉及其低聚果糖（FOS）的衍生物等。肠道中的细菌能够利用益生元的多糖作为能源。益生菌和益生元之间的一个关键区别是益生菌是异源微生物，而益生元只能影响那些已经存在于患者肠道的细菌。因此，服用的益生菌必须克服寄居微生物群中的细菌所提供的定殖阻力，这些细菌已经在靠近肠壁或肠壁的代谢和空间微环境中建立了自己。合生元是益生元和益生元在一种物质中的结合；这两种物质在一起使用时，将有可能克服对定植的抵抗；可能对宿主产生协同作用。
在一项双盲随机对照试验，有18名患者参与了这项研究。选择接受合生元治疗的患者每天服两次，每次用6克益生元（富含低聚果糖的菊粉）和2×10的11次方的活长双歧杆菌。一个月后，接受联合生物治疗的受试者直肠粘膜上的双歧杆菌数量增加了40倍以上，并且粘膜促炎细胞因子（TNF-α，IL-1β）和可诱导人β-防御素2、3和4的显著降低。β-防御素是肠道上皮细胞在炎症过程中产生的抗菌短链肽，而对照组直肠粘膜上的双歧杆菌数量只增加了4倍。与其他免疫系统介质如TNF-α和IL-1β不同，β-防御素不是由免疫炎症细胞浸润粘膜形成的。因此，β-防御素是上皮表面愈合的有用标志物。组织学评估显示，接受合生素治疗的患者的炎症细胞和隐窝脓肿以及正常组织的再生显著减少，而这些患者的乙状结肠镜评分和临床活动指数也有所改善。这项短期试验性研究提供了初步数据，支持联合用药有可能发展成可接受的治疗活动性UC患者的观点，但需要进一步研究联合用药诱导和维持缓解的长期疗效。
北美医学教育基金会（北京爱博思医疗科技）
项目负责人：赵经理
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