噬菌體在酒精性肝病治療中的應(yīng)用進(jìn)展

孟方園 孫悅 苑廣菲 高沿航

據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)道，過量飲酒每年大約造成330萬人死亡，相當(dāng)于全球范圍內(nèi)所有死亡人數(shù)的6%[1]。酒精性肝炎(AH)是酒精相關(guān)疾病中最嚴(yán)重的一種形式，重癥酒精性肝炎(sAH)患者短期死亡率超過30%，糖皮質(zhì)激素療效不佳[2]，除肝移植外，尚無有效的治療手段，為社會(huì)和家庭帶來沉重的負(fù)擔(dān)。已有多項(xiàng)研究表明，腸道微生物在酒精性肝炎的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用，噬菌體作為腸道微生物的一部分，可直接靶向作用于其敏感細(xì)菌，同時(shí)導(dǎo)致對(duì)其他菌種的級(jí)聯(lián)效應(yīng)，并對(duì)腸道代謝組學(xué)產(chǎn)生影響[3]。新近的一項(xiàng)研究利用噬菌體靶向酒精性肝病小鼠有關(guān)的特定細(xì)菌，減少了酒精誘導(dǎo)的肝損傷，為臨床治療酒精性肝病提供了創(chuàng)新性治療方案, 展示了噬菌體對(duì)疾病治療的巨大潛力[4]。

針對(duì)現(xiàn)存噬菌體在臨床應(yīng)用，特別是酒精性肝病治療中的諸多進(jìn)展，本文就其在酒精性肝病治療中的機(jī)制與作用、應(yīng)用現(xiàn)狀與不足及未來的發(fā)展方向等問題進(jìn)行總結(jié)及評(píng)述。

一、腸道微生物在酒精性肝病發(fā)生、發(fā)展中的作用

(一)改變腸道微生物的種類及數(shù)量 同為酗酒者，發(fā)生sAH與未發(fā)生酒精性肝炎(noAH)的患者相比，腸道微生物的組成和數(shù)量存在顯著差異。與noAH患者相比，sAH患者雙歧桿菌和鏈球菌數(shù)量較多,奇異菌屬較少；某些具有促炎作用的細(xì)菌在sAH小鼠中過度表達(dá)，而有益菌如嗜粘蛋白-艾克曼菌、普氏糞桿菌則在noAH小鼠中更為豐富[5]。同樣,其他研究小組亦觀察到AH患者中腸球菌屬顯著增加[4]。

(二)腸道通透性和細(xì)菌移位增加 將酗酒患者體內(nèi)的微生物移植給無菌小鼠，發(fā)現(xiàn)接受sAH患者微生物移植的小鼠(sAH小鼠)具有更高的腸道通透性及顯著的細(xì)菌易位。腸道完整性破壞可能是由于mucin2(Muc2)產(chǎn)量降低，也與sAH小鼠腸道黏膜的炎癥有關(guān)[5]。

(三)炎癥反應(yīng) 研究發(fā)現(xiàn)，sAH小鼠肝臟炎癥比noAH小鼠更嚴(yán)重，且炎癥在sAH小鼠中更明顯地從初始定植位置延伸到遠(yuǎn)端位置，noAH小鼠浸潤(rùn)的CD45+淋巴細(xì)胞與更高比例的CD3+、CD4+、CD8+和NKT細(xì)胞相關(guān)[5]。

(四)腸道微生物代謝物的改變 糞腸球菌產(chǎn)生的溶血素與AH患者死亡率增加相關(guān)，89%溶血素陽性的AH患者在入院后180 d內(nèi)死亡[4]。大量繁殖的革蘭氏陰性菌可產(chǎn)生大量?jī)?nèi)毒素(LPS)，可與肝臟庫普弗細(xì)胞表面的CD14結(jié)合，導(dǎo)致核轉(zhuǎn)錄因子κB (NF-κB)的激活并誘導(dǎo)促炎介質(zhì)的釋放，最終引發(fā)肝臟炎癥[6]。膽汁酸代謝受腸道微生物群的顯著影響，研究發(fā)現(xiàn)，在noAH小鼠中熊去氧膽酸(UDCA)更為豐富。UDCA具有抗氧化作用，在預(yù)防肝細(xì)胞死亡中發(fā)揮重要作用。此外，它還用于改善原發(fā)性膽汁性肝硬化或妊娠期肝內(nèi)膽汁淤積癥患者的預(yù)后，這表明腸道微生物可能通過調(diào)節(jié)膽汁酸代謝和產(chǎn)生保護(hù)性的代謝物(如UDCA)發(fā)揮作用[5]。因此，調(diào)節(jié)腸道微生物群有助于控制酒精性肝病的發(fā)生和發(fā)展。

二、噬菌體在酒精性肝病治療中的研究進(jìn)展

(一)噬菌體療法的探索 噬菌體是感染細(xì)菌細(xì)胞并破壞細(xì)菌代謝使細(xì)菌裂解的病毒，每種噬菌體只針對(duì)特定的細(xì)菌作為宿主[7]。噬菌體療法已有一個(gè)多世紀(jì)的探索歷史，隨著各種生物學(xué)技術(shù)的提高，噬菌體以其獲取的方便性、靶向特定細(xì)菌的獨(dú)特機(jī)制，在臨床應(yīng)用特別是治療耐藥細(xì)菌感染等方面展現(xiàn)出良好的臨床應(yīng)用潛力。多重耐藥鮑曼不動(dòng)桿菌感染的危重癥患者，經(jīng)各種現(xiàn)有臨床治療無效，靜脈注射噬菌體后病情發(fā)生改善[8]。Dedrick等[9]通過基因工程和正向遺傳學(xué)的方法，開發(fā)出高效裂解感染性膿腫分枝桿菌的噬菌體衍生物，能夠有效地殺滅膿腫分枝桿菌感染株，成功治療1例15歲囊性纖維化伴播散性膿腫分枝桿菌感染的患者，這是首次使用噬菌體治療人類分枝桿菌感染，也是首次使用工程化噬菌體。糞便菌群移植(FMT)是公認(rèn)的治療復(fù)發(fā)性艱難梭菌感染(CDI)的有效方法。研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)移供體糞便的無菌濾液(FFT)而非完整的糞便微生物群，足以恢復(fù)CDI患者的正常排便習(xí)慣和消除腹瀉等癥狀，細(xì)菌成分、代謝物，特別是微生物群中的噬菌體介導(dǎo)FMT的諸多作用[10]。一項(xiàng)針對(duì)CDI患者FMT與萬古霉素隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，作為供體病毒組一部分的尾病毒噬菌體相對(duì)豐度較高時(shí)，CDI更可能被治愈，進(jìn)一步突出噬菌體可能是FMT的關(guān)鍵成分[11]。

(二)噬菌體治療酒精性肝病的機(jī)制 溶細(xì)胞素是糞腸球菌產(chǎn)生的一種細(xì)菌外毒素(細(xì)菌素)，不僅可溶解革蘭氏陽性球菌，同時(shí)對(duì)真核細(xì)胞也具有溶解活性[12]。AH患者中，5.59%的糞便細(xì)菌是糞腸球菌，通過定量PCR(qPCR)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，AH患者糞便樣本中糞腸球菌的數(shù)量是對(duì)照樣本的2 700倍，約80%的AH患者糞便中糞腸球菌呈陽性[4]。89%溶血素陽性的AH患者在入院后180 d內(nèi)死亡，僅3.8%的溶血素陰性患者死亡，表明AH患者疾病嚴(yán)重程度及短期死亡率與存在產(chǎn)溶細(xì)胞素的糞腸球菌密切相關(guān)，而非糞腸球菌數(shù)量或其他因素[4]。

利用糞腸球菌噬菌體可顯著降低肝臟溶細(xì)胞素水平及糞便中腸球菌數(shù)量，消除乙醇誘導(dǎo)的肝損傷和脂肪變性，且并未影響腸道微生物群的整體組成及乙醇在腸道的吸收和肝臟的代謝。用抗非溶細(xì)胞素糞腸球菌的噬菌體治療定植了溶細(xì)胞素陰性的AH患者的糞便時(shí)，盡管糞腸球菌減少，并未減輕乙醇誘導(dǎo)的肝損傷，進(jìn)一步證明噬菌體治療的效果是通過靶向溶血素陽性的糞腸球菌，而非減少溶血素陰性的糞腸球菌。溶細(xì)胞素并不影響腸道的屏障功能，但增加了溶細(xì)胞糞腸球菌向肝臟的易位，溶血素誘導(dǎo)的肝細(xì)胞死亡與乙醇無關(guān)，溶細(xì)胞素的細(xì)胞毒性作用可能通過形成孔洞介導(dǎo)細(xì)胞溶解[13]。

噬菌體可誘導(dǎo)微生物群級(jí)聯(lián)效應(yīng)，不僅限于目標(biāo)細(xì)菌。噬菌體亦具有免疫調(diào)節(jié)作用，對(duì)癌癥和感染的局部免疫有潛在的正向調(diào)節(jié)作用，在腸道中的潛在作用還可能涉及抗炎作用[14]。

三、噬菌體在酒精性肝病治療中的問題與展望

噬菌體通過靶向腸道微生物在小鼠酒精性肝病的發(fā)生及發(fā)展過程中表現(xiàn)出明確療效，但目前的研究尚未在AH患者中展開。雖然噬菌體療法在針對(duì)多重耐藥菌感染的患者治療中未觀察到明顯不良反應(yīng)，但長(zhǎng)期的安全性及療效仍有待觀察。其次，關(guān)于噬菌體治療酒精性肝病的方法尚缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于定植溶細(xì)胞素陰性AH患者糞便的小鼠，用抗非溶細(xì)胞素糞腸球菌的噬菌體治療時(shí)，疾病未能得到緩解[4]，表明對(duì)溶細(xì)胞素陰性的患者，此方法療效可能欠佳，未來臨床治療適應(yīng)證人群的選擇具有挑戰(zhàn)性。噬菌體療法的出現(xiàn)，可能會(huì)成為酒精性肝病治療探索中的巨大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。同時(shí)，溶細(xì)胞素可作為嚴(yán)重AH的預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物，甚至可能比終末期肝病模型(MELD)評(píng)分、年齡、血清膽紅素、INR和血清肌酐(ABIC)評(píng)分等能更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)死亡率[4]。

在未來的研究中，仍需要大規(guī)模的前瞻性臨床試驗(yàn)將噬菌體療法運(yùn)用到人類患者，并總結(jié)出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，溶細(xì)胞素作為sAH的預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物，仍需要獨(dú)立的前瞻性隊(duì)列進(jìn)行驗(yàn)證。