肠内微生态营养支持与结直肠癌的治疗
【关键词】 双歧杆菌
1899年法国巴斯德研究院的TISSIER发现双歧杆菌以来,人们对双歧杆菌进行了广泛的研究,各方面的研究结果证实:双歧杆菌是人体中很重要的益生菌,是健康人肠道内定植且数量占优势的一种细菌,具有免疫调节、抗肿瘤、抗感染等一系列特殊生理功能。随着 80 年代对肠道功能认识的逐步深入，以及对危重.手术病人代谢、免疫变化的逐步阐释，微生态免疫营养也越来越多的得到临床医生的重视。本文回顾就结直肠外科中应用肠内微生态营养的目的，意义及目前情况作一综述。
1 益生菌（LGG）的概述
益生菌又称微生态调节剂、生态制品、活菌制剂,能够起到调节肠道微生态平衡从而对人产生有利影响的微生物.通过促进机体的有益菌的生长发育,间接抑制有害菌,达到调节正常微生物群、保持生态平衡的目的。1907年，俄国生物学家metchnikoff最先发现了乳酸菌抑制腐败菌生长和增强机体免疫力的功效，并引起了各国家的广泛关注。微生态制剂是在微生态学理论的指导下,将一些能提高宿主健康水平的生理性活菌(微生物)及其代谢产物以及促进这些生理菌群生长繁殖的物质组合,用于胃肠道微生物失调的患者,重建胃肠道微生态平衡,维持胃肠黏膜屏障,减少菌群移位和内毒素血症,促进对肠内营养的耐受。人体肠道内含有大量的专性和兼性厌氧菌，共有超过400种细菌。而其中的30～40种占总数的99%以上。这些微生物共同构成了人体肠道的微生态环境。
2 肠道微生态失调与肠癌
肠道中的正常菌群以厌氧菌组成为主，正常时与机体处于相对的平衡状态，当外界环境因素、饮食等发生改变，肠道微生态平衡就可能被打破。大规模流行病学调查发现肠癌高发区与低发区人群在肠道菌群组成方面有很大的差别[1]。微生态失调时，肠道细菌及其代谢产物作用于基因易感性宿主，使之产生免疫应答，三者在肠癌的开始和持续发展中起了重要的协同作用，即“扳机”样作用[2]。支持这一假说的证据有：①细菌是肠癌的始发因素，KADO等利用抑癌基因TCR和P53敲除小鼠作为结肠癌动物模型，小鼠自7周龄分别给予正常饲养和无菌处理，研究发现，当小鼠4月龄时70％未处理小鼠结肠存在癌前病变——肠息肉瘤，而无菌处理小鼠肠黏膜病变不明显，未发现明显的肠息肉瘤，进一步研究发现无菌小鼠不能诱发与肠癌患者类似的炎症[3] ；改变宿主肠道内菌群分布即可改变其肠道黏膜的炎症反应和免疫反应过程，调节肠癌的发生发展；②临床流行病学调查证实，腺瘤性息肉与绒毛状息肉均为结直肠癌的癌前病变。结直肠癌与结直肠息肉患者肠道膜菌群明显改变，突出表现为双歧杆菌与乳杆菌数量的减少，同时肠球菌、肠杆菌与酵母菌数量增加，尤以双歧杆菌的减少更为明显[4]；③致癌物质主要由肠道细菌的酶将肠道中的前致癌物转化而形成的：a.7?α?脱羟基酶：REDDY研究证实，肠道厌氧菌能将残留在肠道内的胆汁酸分解转化成致癌物，其中7?α?脱羟基酶能在结肠中将胆汁酸形成脱氧胆酸和石胆酸，两者均为结肠癌的辅助诱变物[5]；b.β?葡萄糖醛酸酶：KIM等研究发现，肠道菌群中β?葡萄糖醛酸酶介导的葡糖醛酸化作用是人体内脱毒的主要途径，肠癌患者肠道内菌群中β?葡萄糖醛酸酶活性明显低于正常人群[6]。c.β?葡萄糖苷酶和偶氮还原酶：肠道中某些细菌具有β?葡萄糖苷酶和偶氮还原酶等能促进致癌物质如二甲基肼和亚硝酸盐的形成，诱导肠道肿瘤的发生[7]。④菌群失调导致抗肿瘤免疫下降：肿瘤是一种由于免疫缺陷而引起的局部发病危及整体的疾病。体内正常菌群能激活机体免疫系统中的巨噬细胞和NK细胞，使之分泌多种细胞因子，如IL?1、IL?6、TNF?α、IFN?r以及NO等，防止肠癌的发生与发展，益生菌减少导致机体免疫力下降，肿瘤细胞逃离机体免疫监控的机会增大[8,9]；⑤平衡肠道菌群可抑制肠癌发展：ROLLER等利用微生态制剂调节肠道菌群发现，双歧杆菌和乳酸联合能明显缓解致癌物质氯化偶氮甲烷诱导大鼠肠道黏膜损伤，治疗33周后，大鼠肠黏膜受损面积减少，脓点数目减少[10]。这些研究都提示，肠道菌群失衡是导致肠癌发生的重要因素。
3 益生菌的作用
3.1 平衡肠道菌群，改善肠道功能 细胞培养实验表明：LGG能够减少鼠伤寒沙门氏菌对细胞的侵入。动物实验表明：LGG可以改善定殖抵抗力，保护肠道免受有害菌的入侵。与对照组相比，摄入LGG 的老鼠的肠道中沙门氏菌的数量明显少得多。而且，被沙门氏菌感染的老鼠摄入LGG后，可以活更长的时间。在实验室的研究中，人们发现LGG可以抑制结直肠菌群在肠黏膜和肠细胞上的粘附。其机制可能是与LGG分泌的黏液素有关。研究证实,生态营养中的肠道微生态制剂可分解淀粉和非淀粉多糖产生短链脂肪酸供结肠黏膜细胞利用[11],促进肠道黏膜形态恢复正常,并降低肠道的pH值,刺激肠道蠕动;肠道微生态制剂亦可调节肠道的神经肌肉活性,从而调节肠道的蠕动,改善肠道的功能[12]。这些可加速胃肠道功能恢复,促进患者对肠内营养的耐受,改善预后。
3.2 预防和治疗腹泻 结直肠术后患者常使用广谱抗生素,导致肠道正常菌群减少,造成菌群失调和二重感染,引起抗生素相关性腹泻[13]。试验表明乳酸杆菌和双歧杆菌的益生元联合抗生素治疗,能有效降低难辨梭状芽孢杆菌相关毒素的阳性率[14]。结直肠术后患者使用内营养后由于不耐受低温、高渗,肠腔内益生菌减少,肠腔内乳糖酶活性降低,这些均可致肠道痉挛,乳糖不耐受,容量性腹泻[15]。生态营养中的肠道微生态制剂可刺激肠黏膜乳糖酶活性,保加利亚乳酸杆菌、嗜热链球菌和嗜酸乳杆菌含有乳糖酶,有利于减轻乳糖不耐受和容量性腹泻。结直肠术后腹泻发生的又一原因是感染性腹泻,术后免疫功能下降,肠道致病菌生长等。生态营养肠道微生态制剂通过菌膜屏障产生亲脂分子抑制致病菌和条件致病菌对肠上皮的粘附、定植[16],这可以维持肠道有益菌(乳酸杆菌、双歧杆菌、嗜热链球菌)的优势地位，减轻感染性腹泻。
3.3 提高机体免疫力 LGG可以增加非特异性免疫反应，明显地降低因过敏而产生的炎症。一方面，LGG可以增加免疫防御能力，促进免疫反应，另一方面，LGG还可以减少过敏反应中的过度活性免疫反应。在腹膜炎动物模型中，植物乳杆菌能阻止内毒素进入血液[[17]。Rayes等[18]将含植物乳杆菌299的合生元加入到腹部手术患者术后的肠内营养液中，与肠外营养组比较，其感染发生率和抗生素使用时间显著下降。在肝移植患者中，肠道去污染组、灭活乳酸菌合生元组和乳酸菌合生元组的术后感染率分别为48%, 34%和13%[19]。 另外,有研究表明,LGG可以通过增加黏液素的分泌而减少大肠杆菌在Caco?2和HT?29细胞模型中的粘附[20]，而且可以减少大肠杆菌在Caco?2单细胞模型中的迁移率，且LGG浓度越高,大肠杆菌的迁移率就越低[21]。
3.4 乳酸菌制剂的抗癌作用 大量国内外研究报道，微生态制剂对肠癌具有明显的预防及治疗效果。人体内的双歧杆菌能够产生抗癌的脂肪酸cis?9和共扼亚油酸。Rao 等[22]通过动物实验证实了通过膳食补充不同剂量的L. acidophilus，能够相应的减少结肠癌细胞的含量，而且患结肠癌的动物在摄入LGG后，能够有效的降低肿瘤的发病率。Matsuzaki等[23]的实验证实了L.casei对癌症患者体内肿瘤的抑制作用，并且通过大量的动物实验表明益生菌能够调节前TH 1(pro?TH 1)细胞因子的分泌。
据报道，双歧杆菌的一些菌株与抗癌基因、抗诱变剂、抗肿瘤活性有关。这种效果没有人体试验来证明。但对一些动物的研究发现双歧杆菌可抑制肿瘤基因。经用由甲基胆蕙诱发的肿瘤细胞状态下存在于试验大鼠皮下，数日后再于同一部位注射以婴儿双歧杆菌的死菌之后出现了肿瘤的消失，说明双歧杆菌菌体细胞具有抗癌作用[24]。微生态制剂的4种进入体内的方式均可达到抑制和杀灭肿瘤细胞的目的：①口服微生态制剂防治肠癌：SANDERS等人观察到健康人在服用含嗜酸乳杆菌N2和NCFM株的牛奶期间，粪便中具有催化前致癌原转化为致癌物的β?葡萄糖醛酸酶、硝基还原酶、偶氮还原酶的活性至少下降50％，停服后4周，活性恢复如前[25]；YAMAZAKI等对在2周内切除肿瘤的患者在不给予抗肿瘤药物的情下，口服Shirota株活菌，1年后，口服Shirota活菌者肿瘤复发率为25.7％，而对照组为37.9％，表明口服干酪乳杆菌Shirota株活菌对预防肿瘤复发有一定的作用[26]。②腹腔注射微生态制剂防治肠癌：王立生等以结直肠癌裸鼠移植瘤为动物模型，用透射电镜观察青春双歧杆菌腹腔注射对移植瘤超微结构的影响，结果表明可诱导结直肠癌凋亡。用原位末端标记法观察移植瘤组织凋亡细胞百分率，腹腔注射青春双歧杆菌后，结直肠癌移植瘤的凋亡细胞百分率为(64.48±18.62)％，而对照组仅为(20.62±8.80)％(P<0.001) [27]。③静脉注射微生态制剂的防治肠癌实验：BERT VOGELSTEIN等研究发现厌氧菌能够在肿瘤内部的环境中生长, 通过静脉注射厌氧菌细菌还能够在肿瘤中扩散，破坏肿瘤中心死区域附近的活肿瘤细胞。此外给实验动物鼠注射细菌后，再给予裸鼠化疗.发现肠癌组织广泛坏死发生在24 h以内。结果是使细菌对肠癌的抑制作用加强，作用时间延长[28]。④肿瘤内注射微生态制刺的防治肠癌实验：早期TAUYUKI等将Meth?A纤维肉瘤与完整肽聚糖混台接种带菌小鼠，肿瘤发生率为6％～10％，而无菌小鼠肿瘤发生率为50％～78％。该实验表明肠道菌群影响肿瘤发生率。MATSUZAKI等报道，小鼠和肠鼠植入3LL和B16?BI6肿瘤，于3、5、7、9等不同天数，多次将干酪乳杆菌9018株注入植入肠瘤部位，可抑制肿瘤生长和转移[29]。
4 展 望
肠道微生态系统与肠癌的研究已有多年的时间，人们也已初步认识到益生菌在肠癌患者抑制肿瘤生长、维护肠道以及整个机体稳定起了很大的作用，为肿瘤手术患者的营养支持及辅助提供了新的策略和研究方向，为研究肠癌的发病机制和防治肠癌提供新的思路。但是益生菌在术前中的应用报道尚少，更未见与肠内免疫营养联合应用的报道，有待于进一步研究。同时其他药物是否会影响益生菌的作用，尤其是术前使用的抗生素，尚待评价。
【】
[1]Gorbach SL.The intestina1 microflora and its coIon cancer connection[J]. Injection，1982，10(6)：379?384.
[2]Goldin B R. In situ bacterial metabolism and colon mutagens[J].Ann Rex Microbiol，I986，40(1)：367?393.
[3]Kako S.Uchida K ,Funabashi H,et al.Intestinal microflora are necessary for development of spontaneous adenocarcinoma of thelarge intestine in T?cell receptor beta chain and p53 double?knockout mice[J].Cancer Res，2001，61(6)：2395?2398.
[4]Maclennan R，Jensen OM.Dietary fibre，transit?time.faecal bacteria，steroids,and colon cancer in two Scandinavian populations.Report from the International Agency for Research on Cancer Intestinal Microecology Group[J].Lancet，1977，2(8031)：207?211.
[5]Reddy BS，Simi B，Patel N，et al.Effect of amount and types of dietary fat on intestinal bacterial 7 alpha?dehydroxylase and phosphate?dylinositol?specific phospholipase C and colonic mucosal diacylglycerol kinase and PKC activities during stages of colon tumor promotion[J].Cancer Res，1996，56(10)：2314?2320.
[6]Kim DH，Jin YH.Intestlnal bacterial beta?glucuronidase activity of patients with colon cancer[J].J Mol Microbiol Biotechnol，2005，10(1)：22?25.
[7]Nalini N，Manju V，Menon VP.Efect of coconut cake on the bacterial enzyme activity in 1，2?dimethyl hydrazine induced colon cancer[J].Clin Chim Acta，2004，342(1?2)：203?210.
[8]Iwashita J，Sato Y，Sugaya H，et al.mRNA of MUC2 is stimulated by IL?4.IL?13 or TNF?alpha through a mitogen?activated protein kinase pathway in human colon cancer cells[J].Immunol Cell Biol，2003，81(4)：275?282.
[9]Waidmann M，Allemand Y，Lehmann J，et al.Microflora reactive IL?I0 producing regulatory T cells ale present in the colon of IL?2 deficient mice but lack efficacious inhibition of IFN?gamma and TNF?alpha production[J].Gut，2002，50：170?179.
[10]Roller M,Pietro Femia A，Caderni G，et al.Intestinal immunity of rats with colon cancer is modulated by oligofructose?enriched inulin combined with La ctobacillus rhamnosus and Bifidobacterium lactis[J].Br J Nutr，2004，92(6)：931?938.
[11]Donohue DC，Deighton M，Ahokas Jr,et al.Toxicity oflactic acid bacteria,1993,307?313.
[12]EI?Nezami，H，et al.1998 a Ability of dairy sllrains of lacticacidbacteriatobinda commonfoodcarcinogen，aflatoxinBI.Food Chem.T0xico 1.36：321.326.
[13]Plummer S, Weaver MA, Harris JC,et al.Clostridiumdifficilepilot study: effects of probiotic supplementation on the incidence ofC.difficilediarrhoea. Int Microbiol,2004,7(1):59?62.
[14]Lievin V,Peiffer I, Hudault S,et al.Bifidobacterium strains from resident infant human gatrointestinal microflora exert antimicrobial activity[J].Gut,2000,47(5):646?652.
[15]Kien CL, Chang JC, Cooper JR,et al. Effects of prefeeding a prebiotic on diarrhea and colonic cell proliferation in piglets fed lactulose[J].JPEN J Parenter Enteral Nutr,2004,28(1):22?26.
[16]Alvarez?Olmos, Oberhelman RA. Probiotic agentes and infectious disease: a morden prespective on a traditional thearpy[J].Clin Infect Dis,2001,32(11):1567?1576.
[17]Thorlacius H, Nobaek S, Wang XD, etal. Lactobacilli attenuate bacteremia and endotoxemia associated with severe intra?abdominal infection[J].(J) Surgery, 2003,134: 467?473.
[18]Rayes N, Hansen S, Boucsein KR, et al. Early supply of fibre and lactobacilliversus conventional nutrition: a controlled trial in major abdominal surgery patients. [J] Nutrition, 2002. 18: 609?615.
[19]Gill HS, Rutherfurd KJ, Cross ML, et al. Enhancement of immunity in the elderly by dietary suppletrlentation with the proliotic Clin Nutr, 2001,74(6):833?839.
[20]Mattar AF,Teitelbaum DH，Drongowski RA，Yongyi F,Harmon CM，Coran AG (2002) Probiotics up?regulate MUC?2mucin gene expressionin a Caco?2cell?culturemode1[M].Pediatr Surg Int l 8：586?90.
[21]Mattar AF,Drongowski RA ,Coran AG.Effect of probitics on enterocyte bacterial traslocation in vitro[M].Pediatr Surg lnt 17:265?268.
[22]Rao CV, Sanders ME, Indranie C.Prevention of colonic preneoplastic lesions by the probiotic Lactobacillus acidophilus NCFMTM in F344 rats[J]. Int. Oncol,1999,14(5):939?944.
[23]Matsuzaki T, Chin J. 2000. Modulating immune responses with probiotic bacteria[J]. Immunol Cell Biol, '78(1):67?73.
[24]Daniel J.O'Sullivan. Screening of intestinal microflora for effective probiotic bacteria[J].Agric.Food Chem,2001, 49:1751?1760.
[25]Sanders ME，Klaenhammer TR.Invited review：the scientific basis of Lactobacillus acidophilus NCFM functionality as a probiotic[J].J Dairy Sci，2001，84(2)：319?331.
[26]Yamazaki K，Tsunoda A，Sibusawa M，et al.The efect of anoral admmstration of La ctobacillus casei strain shirota on azoxymethane induced colonic aberrant crypt foci and colon cancer in the ratl [J ].0n.col Rep，2000，7(5)：977?982.
[27]王立生，潘令嘉，施理，等.双歧杆菌对实验性大肠癌的预防及诱导细胞凋亡的作用[J].中华预防医学杂志，1999，33：337?339.
[28]Ragfer J.Probiotics and colon cancer[J].Best Pract Res Clin Gstroenterol，2003，17(5)：849?859.
[29]Matsuzaki K，Date M，Furukawa F，et al.Regulatory mechanisms for transforming growth factor beta as an autocrine inhibitor in human hepatocellular carcinoma;implications for roles of smads in itsgrowth[J].Hepatology，2000，32(2)：218?227.
