- 實用兒童微生態學
- 黃志華 鄭躍杰 武慶斌
- 4154字
- 2020-08-27 16:57:50
第二節 微生態失衡
微生態失衡(dysbiosis)是正常的微生物群之間,正常微生物群與宿主之間的微生態平衡,在外環境影響下,由生理性組合轉變為病理性組合狀態。簡單說就是體內菌與菌的失衡,或是菌與宿主的失衡,或是菌和宿主的統一體與外環境失衡。
一、微生態失衡的分類
目前對微生態失衡的分類有三種,即生態學分類,臨床分類及綜合分類,其中依據生態學分類分為菌群失調、定位轉移、血行感染和易位病灶;依據臨床表現分為潛伏型(亞臨床型)、局限型(相當菌群比例失調)和彌漫型(包括血行感染和易位病灶);綜合分類即生態分類與臨床分類的結合。但是以上分類中僅考慮了菌群的改變,而沒有涉及宿主的異常。微生態失衡的本質是正常菌群與宿主的相互關系發生了改變,因此更為全面的分類方法應該從菌群和宿主兩方面考慮,臨床分類應該是這兩方面結合的結果,為此本書提出以下分類:
(一) 依據菌群改變分類
1. 菌群比例失調
即所稱的菌群失調(dysbacteriosis),是指菌群在原定植部位發生的種類、數量及比例上的改變,特別是原籍菌的數量和密度下降,外籍菌和環境菌的數量和密度升高。這種變化是量的變化,依據其失調程度,可分為以下三度:
一度失調(輕度):為潛伏型,只能從細菌定量上發現變化,臨床上往往沒有表現或只有輕微的反應。這種失調往往是可逆的,在誘因去除后如停用抗生素或其他化療藥物等,可自然恢復。
二度失調(中度):這種失調是不可逆的,即使誘因去除后,菌群仍然保持原來的失調狀態。臨床上表現為慢性過程和疾病,如慢性腸炎、慢性腎盂腎炎、慢性口腔炎等。
三度失調(重度):表現為原來正常菌群大部分被抑制,只有少數菌種占優勢的狀態,又稱菌群交替癥(microbial selection and substitution)或二重感染(superinfection)。三度失調常常為急性表現,如艱難梭菌腸炎(嚴重者表現為偽膜性腸炎),葡萄球菌腸炎,銅綠假單胞菌腸炎,念珠菌腸炎等。嚴重者可以伴發菌群移位,引起全身侵襲性感染,如血流感染、肺炎、多發膿腫等。
2. 菌群移位
菌群移位或易位又稱細菌定位轉移(bacterial translocation,BT),指正常菌群離開原來特定的生存空間,轉移到其他部位,細菌移位又可分為橫向移位和縱向移位。
(1) 橫向移位:
是指菌群由原來的生存部位向周圍轉移,如下消化道細菌向上消化道轉移,下消化道細菌向膽道轉移,下消化道細菌轉移到呼吸道,上呼吸道細菌轉移到下呼吸道,下泌尿道細菌轉移到腎盂等。
(2) 縱向移位:
是指菌群由黏膜表面突破黏膜層及黏膜下層向縱深轉移,或皮膚表面的細菌侵入到深層,如腸道內細菌突破腸道黏膜屏障進入腸系膜淋巴結或門靜脈系統,進一步到達遠離腸道的其他器官。腸道細菌移位可以引起各種內源性感染,腸道內毒素移位至血液,則引起腸源性內毒素血癥(intestinal endotoxemia)。腸道細菌和(或)內毒素移位存在于許多嚴重疾病的病理生理過程中,如膿毒癥、多器官功能障礙綜合征(MODS)、重型胰腺炎、嚴重肝病、嚴重創傷和燒傷等。
(3) 血流感染:
正常血流系統處于封閉狀態,沒有微生物的定植,如果皮膚黏膜定植的菌群發生縱向移位,進入血液,則引起血流感染(blood stream infection,BSI),包括菌血癥、敗血癥和膿毒癥。如果侵入血流的細菌隨著血液循環,在遠離的部位引起感染形成病灶,則稱為易位病灶,如腦、肝、腎、腹腔、盆腔等處的膿腫。血流感染和易位病灶實際上是細菌移位傳播的一種途徑和方式。
(二) 依據宿主改變分類
1. 免疫功能完整或免疫功能受損
免疫功能完整的宿主(immunocompetent host,IH)具有完整的皮膚黏膜屏障功能、完整的非特異性(固有)和特異性(適應性)免疫功能,具有不斷糾正菌群失衡的能力,維持著機體的微生態平衡。即使出現一定程度的菌群失調或菌群移位,機體仍然能夠調整和控制,保持健康。一旦以上參與免疫功能的因素出現障礙,成為免疫受損宿主(immuno compromised host,ICH),即使正常菌群本身沒有改變,也可能會造成微生態失衡,從而引起疾病。
免疫受損宿主包括宿主有先天或后天免疫功能缺陷,患有慢性消耗性疾病(如肝硬化、結核病、糖尿病、腫瘤等),燒傷或燙傷,接受介入性診治操作、外科手術、放療、化療和器官移植,使用免疫抑制劑等。
2. 宿主轉換
正常菌群與特定宿主的共生關系是經過漫長的進化形成的,在這一過程中,宿主對其正常菌群產生免疫耐受或只產生低度的免疫反應,容忍了它們的存在。不同種屬的宿主都有各自獨特的正常微生物群,宿主轉換(host transversion)是指正常微生物群由特定種屬的宿主轉移到其他種屬宿主的現象,也稱為移(易)主。被轉換的宿主可以由于被新的菌群侵入而影響原來的微生態平衡。宿主轉換是宿主感染的重要途徑之一,因為對一個種屬宿主是正常的菌群,對另外種屬的宿主可能是致病的。
(三) 臨床分類
從微生態失衡與人體健康與疾病的關系方面考慮,宿主的功能改變,即臨床表現才是微生態失衡最終的落腳點,所以臨床分類應該是綜合的,是菌群異常與宿主異常相互作用的結果,可以分為:
1. 亞臨床型
即隱性型,僅有菌群異常或(和)宿主異常的因素,而沒有臨床表現。
2. 臨床型
即顯性型,既有菌群異常或(和)宿主異常因素,又有臨床表現,可分為急性和慢性。急性包括菌群失調和菌群移位,或宿主免疫、屏障功能受損,引起的各種感染性疾病。慢性則是長期的微生態失衡造成的宿主出現代謝性和免疫性疾病,如肥胖、糖尿病、慢性炎癥性腸病、過敏性疾病等。
二、引起微生態失衡的因素
(一) 宿主因素
年齡及正常生理活動對微生態平衡的影響屬正常的生理波動范圍,對宿主而言,屏障功能障礙、免疫功能受損和疾病是引起微生態失衡的主要的因素,其中免疫功能受損特別重要,正常人具有的非特異性免疫和特異性免疫功能不僅能夠防御各種外來病原體的入侵,而且可以控制自身正常菌群的移位和失調,這些患者,即使正常菌群本身沒有改變,但仍然存在微生態失衡,可以引起感染。
1. 正常皮膚黏膜屏障破壞
開放性外傷和燒傷可以造成皮膚屏障的破壞;黏膜部位的手術如胃腸道手術可以改變胃腸道生態環境而造成腸道菌群紊亂或失調,如胃腸切除、吻合等較大手術。
2. 免疫缺陷疾病
免疫缺陷病指各種因素導致免疫系統功能障礙,出現免疫功能低下的狀態,包括原發性免疫缺陷(PID)和繼發性免疫缺陷(SID)。原發性免疫缺陷病指因免疫活性細胞和免疫活性分子發生缺陷引起的免疫反應缺如或低下,導致機體抗感染免疫功能低下的一組臨床綜合征,又稱為先天性免疫缺陷病。繼發性免疫缺陷原因主要包括營養紊亂、腫瘤和血液病、使用免疫抑制劑等。
3. 獲得性免疫缺陷病
又稱為艾滋病(acquired immune deficiency syndrome,AIDS),是由人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)感染后導致免疫缺陷,并發一系列機會性感染及腫瘤。
4. 免疫功能受抑制
接受免疫抑制治療,包括使用免疫抑制藥物、腎上腺糖皮質激素和接受同位素等放射治療的人群,其免疫功能下降,可引起微生態平衡失衡。
5. 感染性疾病
許多外源性感染性疾病可以造成感染部位的正常菌群改變,引起微生態失衡,如大量的臨床和實驗研究證實,各種急性腹瀉病包括輪狀病毒等病毒性腸炎,細菌或真菌感染性腸炎,以及肺炎繼發性腹瀉時存在腸道菌群紊亂或失調。這是由于引起腹瀉的病毒、細菌及其毒素損害腸黏膜,導致腸道菌群失調。同樣呼吸道病毒感染也可引起局部黏膜病變,造成細菌移位入侵,發生繼發性細菌感染。
6. 其他疾病
肝硬化時由于門脈高壓導致腸道淤血、組織水腫和胃腸蠕動減慢;另外肝功能損害致使膽汁和膽酸分泌減少,這些因素均可以造成腸道菌群紊亂或失調。膽道閉鎖和嬰兒肝炎綜合征是嬰兒膽汁淤積的常見原因,動物實驗和臨床觀察表明,膽汁淤積時,進入腸道的膽汁減少或缺乏,對腸道細菌的抑制減弱,容易造成腸道菌群紊亂或失調,并且膽汁淤積與腸道菌群紊亂具有相關性,兩者互為因果,形成惡性循環。
(二) 微生物因素
在由微生物本身因素引起的微生態失衡中,抗菌藥物是最主要和最重要的因素。抗菌藥物是人類近幾十年來對付感染性疾病的主要武器,但隨著抗菌藥物的廣泛使用,其造成的微生態失衡日益突出,包括人類和動物。抗菌藥物對微生態的影響包括:①在消滅致病菌的同時,也殺滅了大量的正常菌群,造成菌群失調;②在消滅敏感性細菌的同時,選擇出耐藥性細菌,使其大量增殖和傳播;③抗菌藥物對宿主免疫功能的長期影響,目前大量的實驗室及流行病學調查已經證實,抗菌藥物可以通過改變正常菌群,進一步改變宿主的免疫反應,增加許多疾病的風險。
使用抗菌藥物是目前引起腸道菌群失調的最常見的原因,抗生素對腸道菌群的影響取決于抗生素的種類和抗菌譜、給藥途徑、使用時間及患者年齡和病情等。使用的抗生素種類越多,抗菌譜越廣,使用時間越長,患者年齡越小,越容易出現腸道菌群失調;口服給藥比胃腸道外給藥更容易出現腸道菌群失調。
此外微生態失衡造成的自身感染或內源性感染既是微生態失衡的結果,又可以影響宿主,成為加重微生態失衡的原因。
(三) 環境因素
飲食習慣及食物成分的改變,如高熱量、高蛋白飲食,加工食品的增加,食物中農藥和防腐劑殘留等均可以影響腸道正常菌群。水源、土壤等污染可以直接或間接影響腸道菌群,造成腸道菌群變化。環境中空氣污染可以影響呼吸道菌群。
目前認為,現代生活方式的改變,包括工業化、城市化帶來的許多問題,如剖宮產增加、配方奶喂養增加、環境的過度衛生、普遍使用抗菌藥物、食用加工食品的增加、生活節奏的加快和精神緊張等,均可以影響人體的微生態平衡,造成肥胖、糖尿病、自身免疫病、過敏性疾病等的增加。
三、微生態失衡引起的疾病
人們認識微生態失衡引起的疾病最早是從抗菌藥物引起的腸道菌群失調,造成腹瀉病和二重感染開始的,隨著微生態學的深入,目前已經確定許多疾病與正常微生物群有關,最近提出了“微生物群疾病”(microbial diseases)或微生態疾病(microecological disease)的新概念,以下列出了最新的與微生態失衡相關的疾病。
1. 新生兒疾病
新生兒感染性疾病,壞死性小腸結腸炎,新生兒黃疸和母乳性黃疸。
2. 消化系統疾病
各種腹瀉病,腸道菌群失調癥,抗生素相關性腹瀉病,腸易激綜合征(IBS),炎癥性腸病(IBD),小腸細菌過度生長,肝膽疾病,重型胰腺炎,結腸腫瘤。
3. 呼吸系統疾病
呼吸道感染,過敏性哮喘。
4. 感染性疾病
各個部位內源性感染,醫院內感染,圍術期感染,艱難梭菌感染,念珠菌感染。
5. 過敏性疾病及自身免疫疾病
特應性皮炎,食物過敏,過敏性鼻炎等。
6. 代謝疾病
7. 腸道菌群及內毒素移位相關疾病
肥胖,糖尿病,動脈粥樣硬化。
膿毒癥,多器官功能障礙綜合征(MODS),嚴重創傷和燒傷等。
8. 神經系統疾病
孤獨癥,抑郁癥等。
9. 口腔相關疾病。
10. 皮膚相關疾病。