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病原生物學(xué)出版教材-文字教材:高級(jí)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)(主編)第7章 正常菌群與微生態(tài)失調(diào)

病原生物學(xué)出版教材文字教材:高級(jí)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)(主編)第7章 正常菌群與微生態(tài)失調(diào):第7章正常微生物群與微生態(tài)失調(diào)由于對(duì)人體微生態(tài)平衡的重要性認(rèn)識(shí)不足,臨床上泛用、濫用抗菌藥物而誘發(fā)的各種微生態(tài)失調(diào)或感染屢見不鮮,如抗生素相關(guān)性腹瀉、假膜性腸炎、腸源性感染、敗血癥、醫(yī)院獲得性肺炎等,對(duì)病人、醫(yī)院和社會(huì)均造成不同程度的損害或負(fù)擔(dān)。許多微生態(tài)學(xué)和臨床微生物學(xué)專家呼吁,為了維護(hù)人類的健康,不僅要保護(hù)宏觀生態(tài)平衡,而且要保護(hù)人體微生態(tài)平衡。因此,了解人體正常微生物群與其宿主的相互關(guān)系對(duì)

第7章  正常微生物群與微生態(tài)失調(diào)

由于對(duì)人體微生態(tài)平衡的重要性認(rèn)識(shí)不足,臨床上泛用、濫用抗菌藥物而誘發(fā)的各種微生態(tài)失調(diào)或感染屢見不鮮,如抗生素相關(guān)性腹瀉、假膜性腸炎、腸源性感染、敗血癥、醫(yī)院獲得性肺炎等,對(duì)病人、醫(yī)院和社會(huì)均造成不同程度的損害或負(fù)擔(dān)。許多微生態(tài)學(xué)和臨床微生物學(xué)專家呼吁,為了維護(hù)人類的健康,不僅要保護(hù)宏觀生態(tài)平衡,而且要保護(hù)人體微生態(tài)平衡。因此,了解人體正常微生物群與其宿主的相互關(guān)系對(duì)臨床上防治微生態(tài)失調(diào)具有重要意義。

第一節(jié)  微生態(tài)學(xué)基本概念

一、微生態(tài)學(xué)定義

生態(tài)學(xué)(ecology)是一門研究有機(jī)體與環(huán)境相互關(guān)系的學(xué)科,最早由德國(guó)生物學(xué)家Haeckel于1866年提出。之后,有關(guān)生態(tài)學(xué)的研究不斷深入和普及,發(fā)展成為一個(gè)龐大的學(xué)科群,研究領(lǐng)域逐步從宏觀層次向微觀層次發(fā)展,因而出現(xiàn)微生態(tài)學(xué)(microecology)。

關(guān)于微生態(tài)學(xué)的定義,由于各個(gè)時(shí)期研究的著眼點(diǎn)不同,曾經(jīng)出現(xiàn)過多種解釋。1977年,德國(guó)Rush博士首次將微生態(tài)學(xué)定義為“研究正常微生物群生態(tài)規(guī)律的科學(xué)”,1985年他又提出微生態(tài)學(xué)是細(xì)胞水平或分子水平的生態(tài)學(xué)。目前,多數(shù)微生態(tài)學(xué)者認(rèn)為微生態(tài)學(xué)是一門研究正常微生物群的結(jié)構(gòu)、功能,以及與其宿主相互關(guān)系的一門新興學(xué)科,研究范疇包括微生物與微生物、微生物與宿主,以及微生物和宿主與外界環(huán)境的相互關(guān)系,側(cè)重研究正常微生物群的生態(tài)平衡、生態(tài)失調(diào)和生態(tài)調(diào)整。

二、微生態(tài)空間

微生態(tài)空間  是指生物個(gè)體(宿主)內(nèi)部的各系統(tǒng)、器官、組織、細(xì)胞等各個(gè)層次的微環(huán)境,其結(jié)構(gòu)比宏觀生態(tài)空間更為復(fù)雜,按層次的不同,可將微生態(tài)空間分為宿主個(gè)體、微生態(tài)區(qū)、微生境、微生態(tài)點(diǎn)、微生態(tài)位。人體不同部位的物質(zhì)條件不同,適合不同的微生物定植。

宿主個(gè)體  是最大的微生態(tài)空間,包括許多亞結(jié)構(gòu)。

微生態(tài)區(qū)(microbiotic area)  是宿主體內(nèi)區(qū)域相近而功能相異的亞結(jié)構(gòu),如皮膚、口腔、呼吸道、消化道、泌尿生殖道等系統(tǒng)或器官。

微生境(microhabitat)  又稱微生物的棲息地,是微生物與宿主相互選擇、相互依賴的不斷生物進(jìn)化過程中逐步形成的微小環(huán)境,即各個(gè)系統(tǒng)或器官中的某一位置,如口腔內(nèi)的牙齦、舌、口腔粘膜。

微生態(tài)點(diǎn)(microbiotope)  是微生境的亞結(jié)構(gòu),如回腸作為一個(gè)生境,但不同的腸段,甚至同一腸段中腸腔、腸粘膜表面或腸隱窩內(nèi)所形成的微環(huán)境是有差別的,所棲息的微生物也不一樣,因而構(gòu)成了不同的微生態(tài)點(diǎn)。

微生態(tài)位(microniche)  是一個(gè)比微生境、微生態(tài)點(diǎn)更為復(fù)雜的概念,不僅包括空間結(jié)構(gòu),而且包括空間結(jié)構(gòu)與各種微生物群之間相互作用,也就是說,微生態(tài)位是微生物群與微生境的統(tǒng)一體。

三、微生態(tài)系統(tǒng)

微生態(tài)系統(tǒng)是指宿主個(gè)體與其所攜帶的正常微生物群的統(tǒng)一體,也可稱為有規(guī)律的復(fù)合體,或者說有序的整體。在這統(tǒng)一體內(nèi),彼此間相互作用、相互依賴,不可分割,達(dá)到一種和諧的微生態(tài)平衡狀態(tài)。

人體微生態(tài)系統(tǒng)十分龐大、復(fù)雜,包含著若干個(gè)層次,每個(gè)層次在生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上具有相對(duì)獨(dú)立性。我國(guó)微生態(tài)學(xué)家康白教授認(rèn)為,微生態(tài)系統(tǒng)可分為總微生態(tài)系、大微生態(tài)系、小微生態(tài)系、微群落及微種群五個(gè)層次。

微生態(tài)系(microecosystem)  是指在宿主一定結(jié)構(gòu)的空間內(nèi),正常微生物群以宿主組織和細(xì)胞及其代謝產(chǎn)物為環(huán)境,在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的能獨(dú)立進(jìn)行物質(zhì)、能量及基因相互交流的統(tǒng)一的生物系統(tǒng)。因此,臨床上防治某一系統(tǒng)或器官的疾病時(shí),應(yīng)考慮到該部位微生態(tài)系的結(jié)構(gòu)和功能,采取必要的保護(hù)措施,否則就可能出現(xiàn)微生態(tài)失調(diào)。

微群落(microcommunity)  是隸屬于宿主體內(nèi)特定微生態(tài)系的亞結(jié)構(gòu),它具有特異的空間位置(微生境)。各個(gè)微群落之間互有聯(lián)系,但一般互不侵犯,各自保持相對(duì)的獨(dú)立性和穩(wěn)定性。

微種群(micropopulation)  是指一定數(shù)量同種微生物與其所占據(jù)的生態(tài)位所組成的統(tǒng)一體。微種群數(shù)量受到極其復(fù)雜的因素控制。

四、微生態(tài)動(dòng)力學(xué)

微生態(tài)空間和微生態(tài)組織構(gòu)成不同層次的微生態(tài)系,而微生態(tài)系又必須與微生態(tài)時(shí)間構(gòu)成統(tǒng)一體,才能形成微生態(tài)系的動(dòng)象或動(dòng)態(tài)平衡。在自然或人工因素影響下,正常微生物群在宿主一定解剖部位的微生態(tài)空間中發(fā)生、發(fā)展和消亡,這一過程稱為微生態(tài)演替(microecological succession),包括初級(jí)演替、演替峰頂和次級(jí)演替三個(gè)階段。

微生物定植按一定的先后順序的過程稱為初級(jí)演替。例如,新生兒出生時(shí),腸道是無菌的,但出生后1~2h很快從母親及外環(huán)境獲得細(xì)菌,開始以需氧菌和兼性厭氧菌為優(yōu)勢(shì)菌群,這些菌在生長(zhǎng)過程中消耗氧氣,創(chuàng)造了一個(gè)高度還原狀態(tài),有利于厭氧菌的定植和生長(zhǎng),4d后厭氧菌成為優(yōu)勢(shì)菌群,從而完成初級(jí)演替。某一微生境內(nèi)菌群的數(shù)量和種類基本穩(wěn)定后,其功能也達(dá)到較佳狀態(tài),稱為峰頂(climax)。次級(jí)演替是指因疾病、用藥、各種物理、化學(xué)、生理因素等引起的微生態(tài)的演變。

正常微生物群在正常情況下,易在其原籍生境定居,不易在外籍生境定居,從而保持機(jī)體的自穩(wěn)狀態(tài)。但可發(fā)生微生態(tài)遷移,即由原籍生境轉(zhuǎn)移到外籍生境,甚至由原來的固定宿主轉(zhuǎn)移到新的宿主。

五、微生態(tài)系中的“三流”運(yùn)轉(zhuǎn)

棲息在人體的正常菌群大部分與人體細(xì)胞密切接觸,彼此交換能量、物質(zhì)和遺傳信息,對(duì)保持人體生態(tài)平衡和內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定起有重要作用。

能量流動(dòng)  能量是各種生物賴以生存的基礎(chǔ),是微生態(tài)系中的動(dòng)力。在微生態(tài)系中,正常微生物群與宿主之間、微生物群與微生物群之間,正是通過能量的轉(zhuǎn)化、傳遞緊密聯(lián)系起來。人體微群落的能量消耗大小,直接與宿主從外環(huán)境攝入的營(yíng)養(yǎng)有關(guān),因?yàn)槟芰恳允澄镄问酱嬖凇?/p>

物質(zhì)流動(dòng)  為了生存和繁衍,正常微生物群不僅需要能量,而且需要物質(zhì)。物質(zhì)是能量的載體,是微生物維持生命活動(dòng)所進(jìn)行的生物化學(xué)過程的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。物質(zhì)在宿主、正常微生物群、微環(huán)境之間流動(dòng)。例如,在電鏡下觀察發(fā)現(xiàn),腸道粘膜上皮細(xì)胞的微絨毛與細(xì)菌菌毛之間有物質(zhì)交換的跡象。又如,腸道正常菌群從人體消化道中攝取營(yíng)養(yǎng),參與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解和合成代謝,合成維生素和大量酶類為宿主細(xì)胞利用,同時(shí)又能使硝酸鹽轉(zhuǎn)化為重要致癌物亞硝胺類化合物,對(duì)宿主細(xì)胞造成損害。

基因流動(dòng)  借助質(zhì)粒和噬菌體,正常微生物群之間經(jīng)常發(fā)生基因流動(dòng)。例如,在抗生素應(yīng)用的強(qiáng)大選擇壓力下,耐藥基因通過質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子或噬菌體介導(dǎo)在細(xì)菌之間轉(zhuǎn)移,使敏感菌株獲得耐藥性,免遭抗生素殺滅。溫和噬菌體感染細(xì)菌后不增殖,不裂解細(xì)菌,其核酸可整合到細(xì)菌染色體DNA上,與細(xì)菌染色體一起復(fù)制,當(dāng)細(xì)菌分裂時(shí)又能傳至子代細(xì)菌。以溫和噬菌體為媒介,供體菌DNA片段可轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi),使受體菌獲得新的生物學(xué)性狀。一些病毒(如乙型肝炎病毒)基因組可整合于人體細(xì)胞基因組,導(dǎo)致細(xì)胞基因組的結(jié)構(gòu)和功能失去正常生態(tài)平衡,發(fā)生腫瘤。

第二節(jié)  正常微生物群的組成及生理作用

一、正常微生物群定義

在人體體表和與外界相通的腔道中經(jīng)常寄居的,對(duì)人體無損害作用的微生物,通稱正常菌群(normal flora)或正常微生物群(normal microbiotia)。正常微生物群對(duì)其宿主有益無害,而且是必需的。

一個(gè)健康成年人大約由1013個(gè)體細(xì)胞組成,而全身定植的正常微生物總數(shù)高達(dá)1014個(gè),主要分布于皮膚、口腔、消化道、呼吸道和泌尿生殖道。在長(zhǎng)期歷史進(jìn)化過程中,通過適應(yīng)和自然選擇,正常菌群中不同種類之間,正常菌群與宿主之間,正常菌群、宿主與環(huán)境之間,始終處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)中,形成一個(gè)相互依存、相互制約的系統(tǒng),因此,在正常狀態(tài)下,正常微生物群對(duì)宿主不表現(xiàn)致病作用。

正常菌群在宿主出生后,即在體內(nèi)建立并持續(xù)存在,可分為兩大類:

1.常住菌群(resident flora) 亦稱原籍菌群(autochthonous flora),是由相當(dāng)固定的細(xì)菌組成,有規(guī)律地定居于特定部位,成為宿主不可缺少的組成部分。

2.過路菌群(transient flora) 亦稱外籍菌群(a11ochthonous flora),是由非致病性或潛在致病性細(xì)菌所組成,來自周圍環(huán)境或宿主其它生境,可能在皮膚粘膜上存留數(shù)小時(shí)、數(shù)天或數(shù)周。如果常居菌群發(fā)生紊亂,過路菌群可能在人體內(nèi)大量生長(zhǎng)繁殖,引起疾病。

二、人體微生態(tài)區(qū)正常微生物群的組成

(一)皮膚

正常人體皮膚表面分布著大量的正常微生物群,其種群和數(shù)量在不同個(gè)體之間、在同一個(gè)體的不同部位存在著一定的差異,與個(gè)人的生活習(xí)慣、職業(yè)以及環(huán)境因素有較密切的關(guān)系。常見的微生物群包括:表皮葡萄球菌、類白喉桿菌、厭氧丙酸桿菌、綠膿桿菌、分枝桿菌、變形桿菌、芽胞桿菌、厭氧痤瘡棒狀桿菌、大腸桿菌、新型隱球菌、皮膚癬菌、孢子菌等。各種細(xì)菌的數(shù)量按每平方厘米計(jì),從數(shù)十個(gè)至數(shù)萬個(gè)不等。這些細(xì)菌絕大數(shù)為正常菌群,正常狀態(tài)下處于一種動(dòng)態(tài)平衡,不會(huì)引起病變,如皮膚受損、大面積燒傷、電離輻射等,機(jī)體防御機(jī)能減退,一些正常菌群就可能轉(zhuǎn)變成致病菌,引起局部感染,甚至敗血癥。

(二)口腔

口腔具有適宜微生物定居的溫度、濕度、營(yíng)養(yǎng)以及特定的解剖結(jié)構(gòu),成為人體最復(fù)雜的微生態(tài)系。多種正常微生物群在口腔不同部位共生、競(jìng)爭(zhēng)和拮抗,對(duì)維持口腔的健康起重要作用。由于口腔結(jié)構(gòu)以及生活習(xí)慣的改變,口腔菌群經(jīng)歷了四個(gè)不同時(shí)期的演替,即:

新生兒期:新生兒口腔一般無定植菌,3~4d后定植的細(xì)菌數(shù)量猛增,主要是需氧和兼性厭氧菌,如表皮葡萄球菌、口腔鏈球菌、奈瑟球菌和乳桿菌等,也有少量厭氧菌,如韋榮球菌。在一些新生兒口腔中亦可檢出白假絲酵母菌,其過度增殖可引起鵝口瘡。

幼兒期:由于乳牙的萌出,增加了細(xì)菌定植的空間,微生物的數(shù)量明顯增加,其中血鏈球菌和變異鏈球菌成為優(yōu)勢(shì)菌群,后者與踽齒的發(fā)生有關(guān)。

青春期:隨著恒牙的完全萌出,恒牙間深溝裂、齦溝的形成,較適宜于厭氧菌的定植,使黑色類桿菌、梭桿菌和螺旋體等顯著增加,并通過微生物之間棲生關(guān)系達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

成年期:由于個(gè)體差異明顯,細(xì)菌組成和變化復(fù)雜多變,其中,

(1)唾液:50%為口腔鏈球菌,以唾液鏈球菌和米蒂鏈球菌為主。

(2)粘膜表面:唇紅緣的主要菌群包括微球菌和表皮葡萄球菌。唇粘膜的口內(nèi)部分、頰粘膜和硬腭的優(yōu)勢(shì)菌群是口腔鏈球菌。軟腭的正常菌群主要包括口腔鏈球菌和咽部的常住菌,如嗜血菌屬、棒狀桿菌屬。舌背的優(yōu)勢(shì)菌是唾液鏈球菌和G絲狀菌,舌腹受唾液菌群影響,其常住菌波動(dòng)較大。牙齦優(yōu)勢(shì)菌群主要是G球菌和桿菌。血鏈球菌是健康齦溝中的優(yōu)勢(shì)菌群,能產(chǎn)生細(xì)菌素樣物質(zhì),對(duì)多種牙周可疑致病菌有較強(qiáng)的拮抗作用,對(duì)維持牙周的健康、免疫、營(yíng)養(yǎng)以及生物拮抗作用起重要作用。

(3)牙齒:口腔微生物是以牙菌斑的形式定植于牙面,牙齒光滑面菌斑的優(yōu)菌菌群以需氧和兼性厭氧的球菌為主,如口腔鏈球菌和奈瑟球菌。頜面點(diǎn)隙溝裂菌斑主要包括變形鏈球菌、血液鏈球菌、粘性放線菌以及韋榮球菌,頜面間隙菌斑主要以粘性放線菌、內(nèi)氏放線菌以及血鏈球菌為主。牙石是鈣化的菌斑,其優(yōu)勢(shì)菌群包括血鏈球菌、內(nèi)氏放線菌、奈瑟球菌、核梭桿菌以及韋榮球菌等。

(4)矯治裝置:患者戴用可摘義齒后,形成新的特殊生態(tài)環(huán)境及新的滯留區(qū),原有的口腔微生態(tài)平衡被破壞,唾液流速減慢,沖洗作用減弱,有利于微生物的附著、定居和生長(zhǎng),齦下菌斑中變形鏈球菌、核梭桿菌及螺旋體的數(shù)量顯著增加,而球菌的比例則明顯減少。

(三)消化道

消化道包括口腔、食管、胃、小腸和大腸。食管粘膜尚未發(fā)現(xiàn)原籍菌群。

胃  由于胃酸具有殺滅微生物的作用,因此,口腔微生物進(jìn)入胃后大部分被胃酸所殺滅,胃內(nèi)微生物的種類及數(shù)量均較少,大多是乳桿菌、雙歧桿菌、消化鏈球菌等,細(xì)菌數(shù)量通常<103/ml,在無酸或胃酸減少的胃中細(xì)菌數(shù)量會(huì)明顯增多。定居于胃粘膜小凹的幽門螺桿菌是胃的原籍菌還是外籍菌目前仍未定論。幽門螺桿菌能粘附于胃粘液層、粘膜上皮細(xì)胞表面以及十二指腸的胃化生區(qū),是引起慢性活動(dòng)性胃炎和消化性潰瘍的重要病原菌。

小腸  包括十二指腸、空腸和回腸,由上而下細(xì)菌數(shù)量逐漸增多。腸液流量大,足以將細(xì)菌在繁殖前沖洗到遠(yuǎn)端回腸和結(jié)腸。另外,膽汁具有抑菌作用。因此,十二指腸和空腸細(xì)菌含量極低,細(xì)菌數(shù)量為0~105/ml,主要菌種是G需氧菌,包括腸球菌、葡萄球菌、鏈球菌、乳桿菌和酵母菌等;啬c的細(xì)菌含量顯著上升,含菌濃度為(103~107)/ml,以厭氧菌和大腸菌群為主,G菌開始超過G菌。

大腸  包括腸和結(jié)腸,是人體最大的儲(chǔ)菌庫(kù)。干大便重量的1/3是由細(xì)菌組成的。通過回盲瓣,細(xì)菌濃度高達(dá)(1010~1012)/ml,種類達(dá)400多種,其中主要是厭氧菌,占99%以上。主要菌種有雙歧桿菌、擬桿菌、真桿菌和厭氧的G球菌,以及葡萄球菌、變形桿菌、假單胞菌、乳桿菌、大腸桿菌、鏈球菌等。正常人結(jié)腸中主要菌群是相同的,并保持相對(duì)穩(wěn)定,對(duì)人體健康起著重要的生理作用。

(四)呼吸道

一般來說,健康人的鼻竇是無菌的,下呼吸道尤其是細(xì)小支氣管以下的部分、肺內(nèi)和胸腔也是處于無菌狀態(tài)。鼻咽部則富含多種菌群,主要為甲型鏈球菌和對(duì)人體無致病性的淡黃色奈瑟球菌,亦有多種致病菌,如肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌和金黃色葡萄球菌等。甲型鏈球菌對(duì)維持人體呼吸道的健康最為重要,它對(duì)咽部G桿菌等條件致病菌的異常定植具有重要的拮抗作用。

(五)泌尿生殖道

就微生態(tài)系而言,主要指女性泌尿生殖道,其中陰道和宮頸是重要的生境。健康婦女的宮腔和輸卵管是無菌的。寄生于正常陰道內(nèi)的微生物群主要有細(xì)菌、真菌、原蟲和病毒,大多棲居在陰道的粘膜皺褶以及穹窿部。陰道內(nèi)主要的常住菌群有:乳桿菌、表皮葡萄球菌、大腸桿菌、棒狀桿菌、B族鏈球菌、糞鏈球菌、支原體、白假絲酵母菌等,其中,乳桿菌數(shù)量最多,在維持陰道微生態(tài)平衡中起重要作用。

宮頸周圍及宮頸口液體富含糖、蛋白以及電解質(zhì),溫度適宜,氧濃度低,適宜多種厭氧菌的生長(zhǎng)繁殖,因此,宮頸的常住菌是產(chǎn)黑色素類桿菌和消化球菌等厭氧菌,亦有少量的棒狀桿菌、鏈球菌以及白假絲酵母菌定植。宮頸管內(nèi)含有堿性的粘液栓,使其和外界隔開,其內(nèi)細(xì)菌量極低,僅含部分厭氧菌。

三、正常微生物群的生理作用

正常菌群對(duì)構(gòu)成微生態(tài)平衡起重要作用,主要生理學(xué)功能有:

生物拮抗作用:正常菌群在宿主皮膚粘膜表面特定部位粘附、定植和繁殖,形成一層菌膜屏障,通過拮抗作用(包括免疫作用),抑制并排斥外籍菌的入侵和群集,調(diào)整人體微生態(tài)平衡。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),以鼠傷寒沙門菌攻擊小鼠,需10萬個(gè)活菌才能使其致死;若先給予口服鏈霉素,抑制正常菌群,則10個(gè)活菌就可引起死亡,這表明應(yīng)用抗生素破壞正常微生物群后,大大提高了宿主對(duì)外襲菌的易感性。

正常菌群拮抗病原菌的機(jī)制主要包括:

1.空間爭(zhēng)奪  乳桿菌借助其胞外多糖牢固地粘附于無腺體的陰道粘膜上皮,形成空間性的占位性保護(hù)作用,從而阻止白假絲酵母菌以及滴蟲等病原體的侵入和定植。雙歧桿菌通過磷壁酸與腸粘膜上皮細(xì)胞結(jié)合,定植于粘膜表面,構(gòu)成人體的天然生物屏障。雙歧桿菌還可產(chǎn)生胞外糖苷酶,降解腸粘膜上皮細(xì)胞的復(fù)雜多糖,這些復(fù)雜多糖既是條件致病菌的受體,又是結(jié)合毒素的受體,故通過胞外糖苷酶的作用可阻斷條件致病菌及毒素對(duì)腸粘膜的吸附。

2.營(yíng)養(yǎng)爭(zhēng)奪  例如,口腔中的血鏈球菌能通過競(jìng)爭(zhēng)生物素等營(yíng)養(yǎng)成份,抑制白假絲酵母菌的生長(zhǎng)。

3.產(chǎn)生代謝產(chǎn)物  包括乳酸、不飽和脂肪酸、細(xì)菌素、過氧化氫、抗生素等。例如,雙歧桿菌能產(chǎn)生多種有機(jī)酸,導(dǎo)致腸道pH下降而抑制腐生菌,并能產(chǎn)生抗生素樣物質(zhì),對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、福氏志賀菌和傷寒沙門菌等致病菌,以及輪狀病毒具有明顯的抑制作用。又如,乳桿菌能產(chǎn)生乳桿菌肽,具有廣泛的抗菌作用。

免疫作用  正常菌群能刺激宿主產(chǎn)生免疫及清除功能。例如,陰道乳桿菌能激活巨噬細(xì)胞,增強(qiáng)其吞噬能力,并釋放多種細(xì)胞毒性效應(yīng)分子,如TNF-γ和NO等;同時(shí)刺激B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生多種抗體,提高陰道局部的抗感染能力,有利于抵御外襲菌的入侵。雙歧桿菌能促進(jìn)腸粘膜Peyer's淋巴濾泡的增殖,分泌大量的SIgA,增強(qiáng)粘膜免疫功能,亦可促進(jìn)小腸粘膜下淋巴細(xì)胞的增殖分化,激活巨噬細(xì)胞及NK細(xì)胞,產(chǎn)生細(xì)胞毒性效應(yīng)分子,如IL-1、IL-6、IL-12、TNF-α、NO以及IFN-γ等。

營(yíng)養(yǎng)作用  腸內(nèi)正常微生物,如雙歧桿菌、乳桿菌、優(yōu)桿菌、大腸桿菌等能合成多種人體生長(zhǎng)發(fā)育必需的維生素,如B族微生素、維生素K等,并參與糖類和蛋白質(zhì)的代謝,幫助腸道的消化吸收。雙歧桿菌所形成的酸性環(huán)境有利于二價(jià)鐵、維生素D及鈣的吸收。可見,如果腸道正常菌群發(fā)生嚴(yán)重紊亂,宿主就可能出現(xiàn)維生素缺乏癥。

排毒作用  雙歧桿菌能使腸道過多的革蘭陰性桿菌下降到正常水平,減少內(nèi)毒素的釋放量。雙歧桿菌產(chǎn)生的酸性產(chǎn)物可保證腸道酸性環(huán)境,維持腸道的正常蠕動(dòng),以促進(jìn)排便及各種毒素的排泄。雙歧桿菌可將食物中膽固醇轉(zhuǎn)變?yōu)槟戠尥楹图S烷從糞便中排出。

抗腫瘤作用  能降解、清除體內(nèi)致癌因子,對(duì)已發(fā)生病變的組織起調(diào)節(jié)和修復(fù)作用。雙歧桿菌抗腫瘤機(jī)制主要有:①激活巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞,分泌具有殺瘤效應(yīng)的TNF-α、NO、IL-12以及IFN-γ;②通過調(diào)控腫瘤細(xì)胞凋亡調(diào)控基因的表達(dá),最終誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡;③細(xì)胞壁脂磷壁酸對(duì)腫瘤細(xì)胞具有直接的殺傷效應(yīng);④酸化腸道,促進(jìn)腸蠕動(dòng),有利于致癌物的及時(shí)清除。

抗衰老作用  研究發(fā)現(xiàn),在出生1周由健康母乳喂養(yǎng)的新生兒糞便中,雙歧桿菌占腸道正常菌群的90%以上;但隨著年齡的增長(zhǎng),其數(shù)量卻逐年下降。健康長(zhǎng)壽的百歲老人糞便中該菌數(shù)量比一般老人高50~100倍。以上提示雙歧桿菌與人類的衰老有密切關(guān)系,被稱為“人類健康衛(wèi)士”。雙歧桿菌能明顯提高血漿超氧化物歧化酶以及谷胱甘肽過氧化物酶的活性和水平,具有抗自由基,防止生物膜脂質(zhì)過氧化的功能;促進(jìn)T淋巴細(xì)胞的增殖與分化,增強(qiáng)宿主的免疫監(jiān)視和免疫清除功能,及時(shí)清除突變和衰老的細(xì)胞。

第三節(jié)  微生態(tài)平衡

微生態(tài)平衡(eubiosis)是微生態(tài)學(xué)中的核心問題,只有對(duì)微生態(tài)平衡具有正確的認(rèn)識(shí),才能正確地了解微生態(tài)失調(diào),采取合理的生態(tài)防治措施,使生態(tài)失調(diào)恢復(fù)生態(tài)平衡。

一、微生態(tài)平衡的概念

微生態(tài)平衡是在長(zhǎng)期歷史進(jìn)化過程中形成的正常微生物群與其宿主在不同發(fā)育階段的動(dòng)態(tài)的生理性組合。生態(tài)平衡是具體的,沒有抽象的生態(tài)平衡。不同年齡,不同發(fā)育階段,不同生態(tài)空間,不同種屬都有其特定的微生態(tài)平衡。微生態(tài)平衡是在自然條件下自我形成的,在受干擾的情況下可以通過自我調(diào)節(jié)再度重建。但是,當(dāng)受到大的干擾和破壞,超過自動(dòng)調(diào)節(jié)限度時(shí),則會(huì)出現(xiàn)微生態(tài)失調(diào)。

對(duì)微生態(tài)平衡的認(rèn)識(shí),是逐漸深化的。

第一階段  是從微生物本身來看待微生態(tài)平衡問題。在20世紀(jì)上半葉,人們重視需氧菌(如大腸桿菌與腸球菌)在微生態(tài)平衡中的作用。60年代,發(fā)現(xiàn)在人類腸道及其它體腔內(nèi)厭氧菌占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),推翻了過去對(duì)兼性厭氧菌或需氧菌的認(rèn)識(shí),人們對(duì)厭氧菌的培養(yǎng)方法、分類與鑒定、致病性及分布狀態(tài)等進(jìn)行了大量研究,建立了微生態(tài)平衡的新概念。

第二階段,是從微生物與宿主相互關(guān)系中看待微生態(tài)平衡問題。20世紀(jì)60年代后,通過無菌動(dòng)物模型,各種電鏡的直接觀察,分子生物學(xué)的分析,以及各種生理性細(xì)菌治療微生態(tài)失調(diào)的反證,對(duì)微生態(tài)平衡已形成了現(xiàn)代概念。微生態(tài)平衡是細(xì)胞水平或分子水平上的生態(tài)平衡。這個(gè)平衡包括微生物與宿主兩個(gè)方面,而不是單純的細(xì)菌平衡或其反面菌群失調(diào)。

二、微生態(tài)平衡的標(biāo)準(zhǔn)

是指正常微生物群與其宿主的動(dòng)態(tài)的平衡狀態(tài),應(yīng)包括:

微生物方面  生態(tài)平衡應(yīng)包括定性、定量與定位三個(gè)方面。這三個(gè)方面不是孤立的,而是同一個(gè)事物的三維結(jié)構(gòu)。

1.定位標(biāo)準(zhǔn)(location standard) 指生態(tài)空間,對(duì)正常微生物群的檢查,首先應(yīng)確定檢查的位置。原籍菌與外籍菌在生物學(xué)上是相同的,但在生態(tài)學(xué)是不同的。原籍菌在固有生境是有益的,如果轉(zhuǎn)移到外生境,則可能是有害的。

2.定性標(biāo)準(zhǔn)(quality standard):指對(duì)微生物群落中各種群的分離與鑒定,即確定種群的種類。定性檢查應(yīng)包括微生物群落中的所有成員。正常微生物群具有較強(qiáng)的自身穩(wěn)定性,能阻止外籍菌的定植。但在不合理抗菌治療下,可出現(xiàn)由耐藥菌組成的密集度高而多樣性低的菌群,即菌群種類發(fā)生改變,引起感染。

3.定量標(biāo)準(zhǔn)(quantity standard) 指對(duì)生境內(nèi)的總菌數(shù)和各種群的活菌數(shù)的定量檢查。定量檢查是微生態(tài)學(xué)的關(guān)鍵技術(shù),因?yàn)閺亩ㄐ越嵌葋砜矗S多微生物到處都可遇到,沒有多大意義,而定量檢查則可確定其意義,例如,在呼吸道查到少量大腸桿菌并不足為奇,但如果成為優(yōu)勢(shì)菌就會(huì)引起宿主發(fā)病。又如,醫(yī)院感染的發(fā)生常與體內(nèi)非優(yōu)勢(shì)菌過度生長(zhǎng)有關(guān)。因此從某種意義上,醫(yī)院感染特別是內(nèi)源性醫(yī)院感染就是微生態(tài)失調(diào)。

宿主方面  微生態(tài)平衡的標(biāo)準(zhǔn)必須與宿主的不同發(fā)育階段和生理功能相適應(yīng)。在人類哺乳、斷乳、出牙、換牙、妊娠和分娩都有正常微生物群的變化。如陰道內(nèi)菌群隨內(nèi)分泌變化而異。初生嬰兒陰道pH為5左右,主要為乳桿菌;生后1個(gè)月直至青春期,陰道pH升高至7左右,菌群轉(zhuǎn)為表皮葡萄球菌、類白喉?xiàng)U菌、大腸桿菌等。到青春期后,陰道pH又下降,乳桿菌又占優(yōu)勢(shì),直至絕經(jīng)期為止。

三、微生態(tài)平衡的影響因素

影響因素主要是外環(huán)境、宿主與微生物三個(gè)方面。例如,影響胃腸道微生態(tài)平衡的宿主因素主要有胃酸、腸蠕動(dòng)、膽汁、粘液和免疫等。外環(huán)境主要通過改變宿主的生理功能,間接影響胃腸道微生物群落,如航天人員和極地人員的腸道菌群的組成發(fā)生變化。正常微生物群通過產(chǎn)生細(xì)菌素、抗生素和其他代謝產(chǎn)物,以及營(yíng)養(yǎng)爭(zhēng)奪、空間爭(zhēng)奪,從而阻止外籍菌入侵,保持自身的穩(wěn)定性。在正常情況下,微生物與微生物之間、微生物與宿主之間保持動(dòng)態(tài)的微生態(tài)平衡。

正常菌群向生態(tài)平衡或生態(tài)失調(diào)的轉(zhuǎn)化條件基本上是在外環(huán)境影響下,與宿主的生理功能與病理功能密切相關(guān)。生態(tài)平衡時(shí),可以保持宿主的正常生理功能,如營(yíng)養(yǎng)、免疫、消化等;生態(tài)失調(diào)可因慢性病、癌癥、手術(shù)、輻射、感染、抗生素不合理應(yīng)用等引起,反過來也可加快這些病理改變的發(fā)展。這些因素,相互影響,互為因果。

第四節(jié)  微生態(tài)失調(diào)的分類

正常微生物群之間、正常微生物群與其宿主之間的微生態(tài)平衡,在外環(huán)境影響下,由生理性組合轉(zhuǎn)變?yōu)椴±硇越M合的狀態(tài),稱為微生態(tài)失調(diào)(micro_dysbiosis)。

從生態(tài)學(xué)上,可將微生態(tài)失調(diào)分為菌群失調(diào)、定位轉(zhuǎn)移和宿主轉(zhuǎn)換。

一、菌群失調(diào)

菌群失調(diào)(dysbacteriosis),亦稱比例失調(diào),是指在某一微生境內(nèi)正常菌群中各菌種間的比例發(fā)生較大幅度變化而超出正常范圍的狀態(tài),特別是原籍菌的數(shù)量和密度下降,外籍菌和環(huán)境菌的數(shù)量和密度升高。嚴(yán)重的菌群失調(diào)可使宿主發(fā)生一系列臨床癥狀,稱為菌群失調(diào)癥或菌群交替癥(microbial selection and substitution)。菌群失調(diào)可分為三度,即:

Ⅰ度失調(diào)  為可逆性失調(diào)。例如,有人服用四環(huán)素后,往往抑制了腸道內(nèi)一部分革蘭陰性兼性厭氧菌,并使腸球菌增加,腸菌群在組成和數(shù)量上均發(fā)生紊亂,出現(xiàn)便秘。而停藥后,便秘自然治愈,腸菌群也自然恢復(fù)。

據(jù)報(bào)道,健康兒童腸道菌群中,需氧菌與厭氧菌數(shù)量之比為2.63×107∶1.04×1010,近似于1∶1000,而患急性腹瀉兒童兩者之比為2.14×107∶4.05×107,即厭氧菌數(shù)量下降了大約1000倍,表明腸道微生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重比例失調(diào)。由于腸道厭氧菌的大量減少,生物屏障結(jié)構(gòu)被破壞,從而有利于病原菌的侵襲與定植,加劇腹瀉的發(fā)生和腸道菌群的紊亂。因此,Ⅰ度失調(diào)若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),繼續(xù)盲目使用廣譜抗生素,則可能發(fā)展為Ⅱ度乃至Ⅲ度失調(diào)。

Ⅱ度失調(diào)  是不可逆的,多造成炎癥改變。比例失調(diào)后,即使誘發(fā)原因去掉了,仍然保留原來的失調(diào)狀態(tài),菌群內(nèi)生理波動(dòng)轉(zhuǎn)為病理波動(dòng),在臨床上表現(xiàn)為慢性腎盂腎炎、慢性氣管炎、慢性口腔炎、慢性腹瀉、便秘等,這些疾病與菌群失調(diào)互為因果。

Ⅲ度失調(diào)  亦稱二重感染(superinfection),即在抗菌藥物治療原感染性疾病過程中,造成體內(nèi)菌群失調(diào)而產(chǎn)生的一種新感染。在正常情況下,正常菌群在相互制約下維持動(dòng)態(tài)平衡。但是,當(dāng)較長(zhǎng)期應(yīng)用廣譜抗生素后,敏感菌群大部分被抑制,只有少數(shù)耐藥菌趁機(jī)大量繁殖而占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),引起疾病。

引起二重感染主要以金黃色葡萄球菌、革蘭陰性桿菌(如銅綠假單胞菌、大腸桿菌、肺炎克氏菌等)和白假絲酵母菌為多見。二重感染多發(fā)生在用藥后2~3周,發(fā)生率為2%~3%。在臨床上主要表現(xiàn)為消化道感染、肺炎、尿路感染、敗血癥等。二重感染的病原菌常對(duì)多數(shù)抗菌藥物耐藥,加以人體抵抗力因原發(fā)病和/或原發(fā)感染而顯著降低,因此,二重感染常難以控制,呈急性狀態(tài),病情兇惡,病死率較高。若發(fā)生二重感染,除停用原來的抗菌藥物外,對(duì)檢材培養(yǎng)中優(yōu)勢(shì)菌需進(jìn)行藥敏試驗(yàn),以選用合適抗生素治療。

二、定位轉(zhuǎn)移

定位轉(zhuǎn)移(translocation),又稱易位,是指正常菌群由原籍生境轉(zhuǎn)移到外籍生境或本來無菌生存的位置上的一種現(xiàn)象。定位轉(zhuǎn)移可分為兩大類:

老區(qū)轉(zhuǎn)移  老區(qū)是指本來有正常微生物群定植的地方,如口腔。老區(qū)轉(zhuǎn)移可分橫向轉(zhuǎn)移與縱向轉(zhuǎn)移,前者是指正常微生物從水平的位置向四周轉(zhuǎn)移,例如,腸道桿菌原籍生境為腸道,但當(dāng)呼吸道的正常微生物群受到抗生素控制后,腸道桿菌可轉(zhuǎn)移到呼吸道,引起感染。腸道桿菌亦可侵犯泌尿道和膽道,分別引起尿路感染和膽囊炎?v向轉(zhuǎn)移是指正常微生物在原定居部位向縱深轉(zhuǎn)移,如在口腔粘膜表層是需氧菌,中層是兼性厭氧菌,而下層是厭氧菌,上層的細(xì)菌可轉(zhuǎn)向深層,甚至進(jìn)入粘膜下層,引起口腔炎癥。

新區(qū)感染  新區(qū)是指本來無微生物定植的解剖部位或組織,如血液、內(nèi)臟和體腔,可分為:①血行感染:是指微生物侵入血液,在宿主免疫忍容狀態(tài)下可發(fā)生感染。②遠(yuǎn)離臟器轉(zhuǎn)移:是指正常菌群在遠(yuǎn)隔的臟器或組織形成病灶,如腸道菌群多向腹腔轉(zhuǎn)移,口腔、鼻咽部菌群多向呼吸道轉(zhuǎn)移,其次向腦組織轉(zhuǎn)移。

三、宿主轉(zhuǎn)換

正常微生物群在其宿主特定的解剖部位定植,并在長(zhǎng)期的歷史進(jìn)化中,形成了微生物與微生物、微生物與宿主、微生物與環(huán)境相互適應(yīng)、相互依賴又相互制約的統(tǒng)一體或生態(tài)鏈。微生物一旦突然改變宿主(易主)則可能不適,從而相互斗爭(zhēng)而引起疾病。在一個(gè)新建立的生態(tài)伙伴中,微生物常常占上風(fēng)。霍亂鼠疫、流感、各種病毒性腦炎等,在初流行時(shí),發(fā)病率與死亡率都很高。經(jīng)過一段時(shí)間流行,微生物與宿主漸趨生態(tài)平衡。

現(xiàn)有的致病微生物大多是正常微生物群在宿主轉(zhuǎn)換(host transversion)過程中的一種微生態(tài)現(xiàn)象,即在動(dòng)物或昆蟲是正常菌群,轉(zhuǎn)移到人類就可能致病。

宿主轉(zhuǎn)換的方式有:①蟲媒方式:在自然疫源地的節(jié)肢動(dòng)物體內(nèi)存在著細(xì)菌、螺旋體、立克次體與病毒,這些微生物在節(jié)肢動(dòng)物體內(nèi)可長(zhǎng)期存在,并不致病,而且對(duì)宿主的生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖有益,甚至是必需的。如蚊子能長(zhǎng)期保留乙型腦炎病毒和登革病毒,蚤能長(zhǎng)期攜帶立克次體等,這些昆蟲通過叮咬,可將其正常微生物群傳遞給其它動(dòng)物和人類,從而出現(xiàn)宿主轉(zhuǎn)換現(xiàn)象,可能引起疾;②經(jīng)口方式:現(xiàn)在已有很多通過食物鏈經(jīng)口感染的人畜共患病。例如,空腸彎曲菌是家禽類腸道正常菌群,侵入人體后可引起腹瀉。

第五節(jié)  微生態(tài)失調(diào)的誘因

正常微生物群是一個(gè)敏感的系統(tǒng),宿主的器質(zhì)、功能性或精神上的任何變化,以及外界環(huán)境中的物理、化學(xué)或生物性改變都將引起正常微生物群的變化。

發(fā)生易位的外籍菌群在有微生物的生境里,必須能粘附于宿主呼吸道、消化道或泌尿道等粘膜上皮細(xì)胞上,抵抗正常微生物群的拮抗,耐受宿主的免疫屏障;在無微生物生長(zhǎng)的生境里,要適應(yīng)微生物生態(tài)空間,突破細(xì)胞免疫與體液免疫等障礙?梢姡谡G闆r下,定位轉(zhuǎn)移非輕而易舉。

但是,如果正常微生物群落構(gòu)成的生物屏障遭到抗菌藥物的破壞,或宿主免疫力下降或器官組織受損,將可能導(dǎo)致外籍微生物發(fā)生定位轉(zhuǎn)移,或誘發(fā)菌群失調(diào),使正常菌群轉(zhuǎn)化成條件致病菌。因此,影響微生態(tài)失調(diào)的因素很多,但對(duì)宿主,主要是解剖結(jié)構(gòu)和免疫功能異常的影響;對(duì)微生物群來說,抗生素的干擾作用是巨大的。

一、宿主方面

免疫力降低  病人免疫缺陷,或患有慢性消耗性疾病,如肝硬化、結(jié)核病、糖尿病、腫瘤等,抵抗力普遍下降,易發(fā)生內(nèi)源性感染。

燒傷病人是高度易感的,因?yàn)樵S多正常防御功能如皮膚、粘膜、正常菌群以及白細(xì)胞的活動(dòng)均被破壞,綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等人體正常菌群可趁機(jī)大量生長(zhǎng)繁殖,引起疾病。

大部分抗癌藥物能干擾癌細(xì)胞內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)的合成或直接破壞細(xì)胞內(nèi)DNA,使癌細(xì)胞生長(zhǎng)停滯。但目前此類藥物選擇性還不強(qiáng),對(duì)骨髓等生長(zhǎng)旺盛的正常組織也有不同程度的抑制作用。同樣,放射性治療在殺滅腫瘤細(xì)胞的同時(shí),不可避免地?fù)p害宿主防御功能。第二次世界大戰(zhàn),在日本廣島與長(zhǎng)崎原子彈爆炸后引起的放射病,最主要的原因是生態(tài)失調(diào),即正常微生物群失調(diào)引起的各類感染。

人接受一定劑量放射線后,吞噬細(xì)胞的功能與數(shù)量均下降,淋巴屏障功能減弱,血清的非特異性殺菌作用消失或減少,免疫應(yīng)答能力明顯遭到破壞。而微生物對(duì)放射性的抵抗力明顯大于其宿主,照射后耐藥性提高,毒性增強(qiáng),從而導(dǎo)致正常微生物群與其宿主的微生態(tài)平衡被破壞,微生物侵入組織和血液,引起各種炎癥。

激素應(yīng)用也是病人抵抗力降低原因之一。皮質(zhì)激素如可的松、氫化可的松等對(duì)免疫有明顯抑制作用。骨髓或器官移植時(shí)使用免疫抑制劑,可使人體抗感染能力下降。

物理因素  一切破壞正常生理結(jié)構(gòu)的措施都可引起微生境的破壞,正常微生物群發(fā)生定位轉(zhuǎn)移,引起微生態(tài)失調(diào)。例如,在顱腦手術(shù)后,綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、不動(dòng)桿菌等容易感染。外科手術(shù)可使大腸桿菌從結(jié)腸進(jìn)入腹腔可引起腹膜炎,進(jìn)入泌尿生殖系統(tǒng)可引起膀胱炎、腎盂腎炎,進(jìn)入血液可引起敗血癥。各種內(nèi)鏡(胃鏡、腹腔鏡、支氣管鏡、膀胱鏡)、各類插管導(dǎo)管(動(dòng)靜脈插管、氣管插管、心導(dǎo)管、導(dǎo)尿管等)、呼吸機(jī)的使用,靜脈滴注,心臟起博器放置等,在一定程度上損傷人體的正常防御屏障,為正常菌群侵入非正常寄居部位提供了門戶。例如,正常定植呼吸道的甲型鏈球菌因醫(yī)源性刺激(插管),或定植口腔的甲型鏈球菌因拔牙,使該菌進(jìn)入血液,在受損或人工心瓣膜上定植,引起亞急性細(xì)菌性心內(nèi)膜炎。

化學(xué)因素  肝病患者膽汁分泌異常,可引起下消化道正常菌群上行至上消化道定植、繁殖,引起吸收不良綜合征和脂肪瀉等臨床癥狀,即細(xì)菌過生長(zhǎng)綜合征。胃酸減少或無酸,可使胃內(nèi)或近端小腸的微生物含量增加。

生理因素  正常健康婦女的陰道具有“自凈”作用,即主要正常菌群—嗜酸乳桿菌、唾液乳桿菌產(chǎn)生乳酸,使陰道酸堿度保持酸性(pH4~4.5),從而抑制其他細(xì)菌的生長(zhǎng)。但由于內(nèi)分泌(月經(jīng))、性生活、上環(huán)等生理性因素的影響,這種防御功能一旦被破壞,條件致病微生物(如白假絲酵母菌、消化球菌、類桿菌、支原體)和滴蟲可乘機(jī)過度繁殖,導(dǎo)致陰道內(nèi)微生物總量迅速增加(可較正常增加100倍以上),出現(xiàn)細(xì)菌性、霉菌性、滴蟲性或非特異性陰道炎。

二、正常菌群方面

微生物可通過分泌抗生素來控制自身過度繁殖,維護(hù)微生態(tài)平衡。半個(gè)多世紀(jì)的人類抗感染史證明,抗生素是一把“雙刃劍”,如果應(yīng)用得當(dāng),可抑制致病菌繁殖,有效控制細(xì)菌感染性疾病。如果過度使用或?yàn)E用,則可能破壞微生態(tài)平衡。

在抗生素長(zhǎng)期應(yīng)用的選擇壓力下,通過基因突變和基因轉(zhuǎn)移,已選育出一批新的對(duì)人類危害更大的致病菌和條件致病菌,如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)、耐萬古霉素腸球菌(VRE)、產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶或多重耐藥革蘭陰性桿菌等,它們對(duì)許多抗生素具有抗性,可在住院病人或醫(yī)護(hù)人員中流行,嚴(yán)重污染醫(yī)院環(huán)境。

當(dāng)患者接受抗菌藥物治療,尤其是長(zhǎng)期服用廣譜抗生素時(shí),必然使人體微生態(tài)系中的大部分敏感菌株(包括致病菌)受到抑制而遭“淘汰”,一些適合細(xì)菌生長(zhǎng)、原本有正常細(xì)菌群落棲息的微生境可能成為空白,這時(shí),來自醫(yī)護(hù)人員、住院已久的病人、醫(yī)院環(huán)境中或患者自身的耐藥的條件致病菌(包括真菌)或過路的致病菌株乘虛而入,過度繁殖后,迅速成為新的優(yōu)勢(shì)菌,取代敏感的正常菌群的地位,甚至向外流竄,擾亂微生態(tài)平衡,引起菌群失調(diào)和定位轉(zhuǎn)移,甚至誘發(fā)血行、深部組織及內(nèi)臟的感染?梢姡股氐拇罅渴褂煤蜑E用促進(jìn)了耐藥菌的產(chǎn)生和在宿主體內(nèi)定植,造成醫(yī)院感染日趨嚴(yán)重。

細(xì)菌獲得R質(zhì)粒,不僅產(chǎn)生耐藥性,還可獲得產(chǎn)毒因子、粘附因子等,從而增強(qiáng)其致病能力,不易被人體正常菌群所拮抗,易發(fā)生定位轉(zhuǎn)移。例如,變形桿菌和表皮葡萄球菌可獲得粘附于塑料表面的能力,前者可造成尿路感染,后者使插靜脈導(dǎo)管患者發(fā)生敗血癥。

值得注意的是,由于臨床上、畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)等泛用和濫用抗生素,使人和動(dòng)物腸道中大腸菌群變成了耐藥菌產(chǎn)生、傳播和擴(kuò)散的疫源地。含有大量耐藥菌的糞便排入自然界后,在水和土壤的微生態(tài)系中繼續(xù)傳播耐藥性,導(dǎo)致更多的耐藥菌產(chǎn)生和擴(kuò)散,破壞了自然界微生態(tài)平衡。一些老傳染病因其病原菌獲得耐藥性而死灰復(fù)燃,如霍亂和結(jié)核;一些條件致病菌因產(chǎn)生耐藥性或毒力增強(qiáng),導(dǎo)致新現(xiàn)傳染病暴發(fā)流行,如大腸桿菌O157∶H7食物中毒。因此,濫用抗生素的惡果是破壞人類整個(gè)生存環(huán)境,如果不加以控制,21世紀(jì)人類將面臨更多的條件致病菌和真菌所致的感染性疾病。

第六節(jié)  臨床上常見的微生態(tài)失調(diào)

一、口腔感染

最常見的是齲齒(dental caries)和牙周炎(periodontitis),牙菌斑在發(fā)病機(jī)制上起重要作用。牙菌斑是口腔微生物在牙齒和各種修復(fù)體上定植的重要生境,其形成是一動(dòng)態(tài)過程,經(jīng)歷了由新生兒期、幼兒期、青春期和成年期口腔微生物的演替過程,口腔微生物的種類和數(shù)量均達(dá)到頂峰,其中變異鏈球菌和乳桿菌大量增加,類桿菌等厭氧菌也因口腔滯留區(qū)的增加而明顯增多,從而給牙菌斑的形成創(chuàng)造了條件。由于唾液中的含磷唾液糖蛋白在牙石上沉積覆蓋,形成獲得性薄膜。血鏈球菌、變異鏈球菌等在該膜上吸附、增殖和聚集,最后形成牙菌斑。牙菌斑給口腔微生物的定植提供了重要而廣闊的微生態(tài)環(huán)境。

齲齒  是指牙體硬組織緩慢進(jìn)行無機(jī)物脫鈣、有機(jī)物分解、牙體缺損的疾病。頜面點(diǎn)隙溝裂菌斑與齲齒關(guān)系密切,其中致齲菌主要是變異鏈球菌、乳桿菌、粘性放線菌。變異鏈球菌對(duì)基牙的光滑面以及義齒基托表面具有特殊的親合力,并能合成不溶于水的葡聚糖,籍此將口腔中數(shù)量眾多的菌群粘附于菌斑。乳桿菌等致齲菌能分解葡萄糖,產(chǎn)生大量乳酸、甲酸與乙酸,造成牙釉質(zhì)中鈣、磷離子的丟失,形成齲損。高攝入量的蔗糖可使變異鏈球菌的數(shù)量明顯增加,因而可能誘發(fā)齟齒。

牙周炎  是一類產(chǎn)生牙周組織損傷或破壞的疾病。齦下菌斑與牙周炎的產(chǎn)生和發(fā)展密切相關(guān),其中厭氧菌的過度生長(zhǎng)是引起牙周組織損傷和破壞的主要原因。目前一般認(rèn)為,放線共生嗜血桿菌是青少年牙周炎的主要致病菌,牙齦卟啉菌(P.gingivalis)是成人牙周炎的主要病原菌。血鏈球菌是牙周健康部位齦下主要優(yōu)勢(shì)菌,在通常情況下,該菌能抑制牙周炎致病菌在局部的定植和生長(zhǎng),對(duì)牙周健康起保護(hù)作用,稱之為牙周有益菌。在病變部位,血鏈球菌明顯減少或消失,牙周炎致病菌則大量生長(zhǎng)繁殖。因此,維持和重建有益菌在局部的優(yōu)勢(shì)狀態(tài)是牙周炎防治的一個(gè)重要措施。

揭示牙周細(xì)菌在局部粘附定植、生長(zhǎng)繁殖的規(guī)律及其調(diào)節(jié)機(jī)制,闡明有益菌與致病菌相互作用的分子機(jī)制,以及宿主對(duì)細(xì)菌定植、生長(zhǎng)和基因表達(dá)的調(diào)節(jié),將是今后牙周病微生物病因研究及微生態(tài)防治研究的重要內(nèi)容。

臨床研究發(fā)現(xiàn),戴用可摘局部義齒(removable partial dentures)后,余留牙常出現(xiàn)新的齲損和牙周病變,究其原因是,義齒影響舌及口腔軟組織在咀嚼過程中對(duì)牙齒的生理性自潔作用,導(dǎo)致在義齒和余留牙之間產(chǎn)生新的菌斑滯留區(qū),同時(shí)唾液沖洗作用減弱,為致齲菌附著創(chuàng)造條件,余留牙上的菌斑量呈持續(xù)性增加,造成口腔微生態(tài)環(huán)境的改變,從而增加了齲齒和牙周炎的發(fā)生。

二、消化道感染

主要有抗生素相關(guān)性腸炎、假膜性腸炎、真菌性腸炎、小腸過生長(zhǎng)綜合征、白假絲酵母菌性食管炎和感染性腹瀉等。

抗生素相關(guān)性腸炎  屬于急性菌群失調(diào),臨床表現(xiàn)為排稀便或稀水樣便。糞便培養(yǎng)、菌群分析時(shí)發(fā)現(xiàn),正常生理菌群減少,尤以革蘭陽(yáng)性桿菌減少,致病菌增多。停用或換用窄譜抗生素后,可使菌群失調(diào)恢復(fù)正常,腹瀉停止;亦可應(yīng)用微生態(tài)制劑。

產(chǎn)生原因是,應(yīng)用廣譜抗菌藥物后,腸道內(nèi)正常菌群中的優(yōu)勢(shì)菌,如大腸桿菌、雙歧桿菌等被抑制或殺滅,原先腸道內(nèi)的少數(shù)耐藥菌,如金黃色葡萄球菌、變形桿菌、假單胞菌屬、白假絲酵母菌等,因腸道內(nèi)細(xì)菌共生環(huán)境失去平衡而得以過度繁殖,產(chǎn)生毒素或侵入腸粘膜而引起腸炎。

假膜性腸炎  是一種較為嚴(yán)重的抗生素相關(guān)性腸炎,臨床表現(xiàn)為腹瀉、腹痛、發(fā)熱。輕者腹瀉每日數(shù)次,稀便或水樣便。重者淺綠色水瀉日達(dá)數(shù)十次或數(shù)千毫升,合并水、電解質(zhì)紊亂,低血容量性休克,結(jié)腸擴(kuò)張,腸穿孔、出血,甚至死亡。常出現(xiàn)在抗生素治療過程中或停藥后1~2周。對(duì)有嚴(yán)重基礎(chǔ)疾病或腹部手術(shù)后患者,曾使用大量廣譜抗生素,發(fā)生腹瀉時(shí)應(yīng)考慮本病的可能性。

假膜性腸炎主要由艱難梭菌引起,該革蘭陽(yáng)性菌為腸道正常菌群,僅占很小比例。正常情況下,因受腸道優(yōu)勢(shì)菌拮抗不能大量繁殖,對(duì)人體無害。如果大量使用經(jīng)肝膽分泌或口服后吸收不完全的抗生素時(shí),優(yōu)勢(shì)菌被抑制,來自患者自身或醫(yī)院環(huán)境中的艱難梭菌得以過度生長(zhǎng),釋放大量腸毒素(毒素A)和細(xì)胞毒素(毒素B),主要損傷結(jié)腸粘膜而導(dǎo)致假膜性腸炎。研究表明,除了甲硝唑和非腸道使用的萬古霉素外,幾乎所有抗菌藥物和多種抗腫瘤化學(xué)制劑均可誘發(fā)艱難梭菌假膜性腸炎,但目前以廣譜青霉素、頭孢菌素和林可霉素最為常見。

患者便常規(guī)有白細(xì)胞增多,涂片以G桿菌占優(yōu)勢(shì)。大便培養(yǎng)90%以上可發(fā)現(xiàn)艱難梭菌。腸鏡檢查可見粘膜充血水腫、不規(guī)則、片狀或管形假膜,但一般不主張進(jìn)行腸鏡檢查,以防腸穿孔及腸鏡難于徹底消毒而造成感染暴發(fā)流行。治療關(guān)鍵措施是停用日前服用的抗生素,加強(qiáng)支持療法,保持水電解質(zhì)平衡,禁用止瀉藥。重癥患者或持續(xù)不愈者,可首選口服甲硝唑,如無效,則換用萬古霉素。并可聯(lián)合使用微生態(tài)制劑。

小腸過生長(zhǎng)綜合征  由于小腸運(yùn)動(dòng)、胃酸和膽汁抑菌作用,正常人小腸上段只有很少的細(xì)菌。如果細(xì)菌在小腸過度生長(zhǎng),可造成消化吸收障礙及粘膜損害,對(duì)脂肪和維生素B12吸收影響最大,主要臨床癥狀是脂肪瀉、維生素缺乏癥和營(yíng)養(yǎng)吸收不良。凡具有慢性腹瀉、脂肪瀉及體重減輕者,尤其是老年人或腹部手術(shù)后患者,應(yīng)考慮此病。

造成小腸細(xì)菌過生長(zhǎng)的因素有小腸淤滯和抑菌機(jī)制障礙,例如,因萎縮性胃炎、外科手術(shù)或強(qiáng)抑酸藥物治療潰瘍病而導(dǎo)致胃酸缺乏。又如,肝硬化常形成門脈高壓癥,導(dǎo)致胃腸道淤血、組織水腫和胃腸蠕動(dòng)減慢,加以肝功能損害使膽汁和膽酸分泌減少,從而影響腸腔內(nèi)環(huán)境而發(fā)生微生態(tài)失調(diào),結(jié)腸和小腸菌群中厭氧菌總數(shù)和某些革蘭陰性桿菌顯著增多,同時(shí),結(jié)腸中某些菌如銅綠假單胞菌、擬桿菌、梭菌等上行至回腸內(nèi)大量繁殖,回腸內(nèi)糞鏈球菌上行至空腸和十二指腸內(nèi)定居生長(zhǎng),從而引起并發(fā)癥。

治療的關(guān)鍵是糾正造成小腸細(xì)菌過度生長(zhǎng)的原因,并可選用廣譜抗生素或抑制厭氧菌藥物。對(duì)老年人采用抗生素治療無效,有時(shí)反而導(dǎo)致菌群失調(diào),可采用支持療法。

真菌性結(jié)腸炎  表現(xiàn)為水樣便或稀便,每日數(shù)次至數(shù)十次。白假絲酵母菌為最常見的病原體。正常結(jié)腸內(nèi)只有少量酵母菌,如果長(zhǎng)期應(yīng)用抗生素、各種細(xì)胞毒性免疫抑制劑、皮質(zhì)激素,腸道正常菌群被抑制,內(nèi)源性霉菌大量繁殖,引起霉菌性腸炎。通;颊叩募S便涂片出現(xiàn)白假絲酵母菌,腸鏡可見腸壁白色膜狀物。治療可選用制霉菌素或氟康唑

假絲酵母菌性食管炎  主要表現(xiàn)為咽喉疼痛和咽下困難。食管鏡下可見食管粘膜充血、水腫、糜爛、潰瘍,觸之易出血。粘膜表面覆蓋白色斑點(diǎn)或假膜。多見于接受放療或化療的腫瘤患者、接受抗生素或皮質(zhì)激素治療者和艾滋病患者。

假絲酵母菌性食管炎是白假絲酵母菌侵入食管粘膜形成的一種潰瘍性假膜性食管炎。白假絲酵母菌是口腔和腸道的正常菌群,一般不會(huì)致病。但當(dāng)人體抵抗力下降,或應(yīng)用抗生素殺滅了部分敏感細(xì)菌時(shí),引起菌群失調(diào),白假絲酵母菌可乘機(jī)大量生長(zhǎng)繁殖,侵入食管上皮導(dǎo)致疾病。治療可選用制霉菌素。

三、下呼吸道感染

醫(yī)院獲得性肺炎(hospital acquired pneumonia)是常見的醫(yī)院感染,在我國(guó)平均發(fā)病率約為0.5%~5%,病死率高達(dá)20%~50%,為重癥患者最重要的死亡原因之一。G桿菌已成為醫(yī)院獲得性肺炎最常見病原菌,主要包括腸桿菌科和非發(fā)酵G桿菌。一般認(rèn)為,口咽部定植菌吸入是醫(yī)院獲得性肺炎最重要的發(fā)病機(jī)制。正常人口咽部常包括不少可引起肺炎的致病菌,如肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、金黃色葡萄球菌和厭氧菌,但G桿菌分離率<5%,而住院患者可迅速發(fā)生口咽部G桿菌定植,分離率明顯增高,據(jù)報(bào)道可高達(dá)52%。

胃腔內(nèi)細(xì)菌的逆向定植可能是口腔部致病菌定植的重要途徑。胃內(nèi)含有大量耐藥的陰溝腸桿菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌等致醫(yī)院獲得性肺炎病原菌,成為內(nèi)源性感染的主要來源。菌群定位轉(zhuǎn)移可能通過胃液返流或鼻胃管等方式。

正常人因胃酸pH<2,進(jìn)入胃內(nèi)的細(xì)菌難以存活。但是,當(dāng)臨床不適當(dāng)應(yīng)用質(zhì)子泵抑制劑或H2受體阻滯劑做預(yù)防應(yīng)激性潰瘍措施時(shí),胃酸分泌受到抑制,胃液堿化,胃內(nèi)G桿菌定植增加。另外,由于長(zhǎng)期口服抗生素,腸道菌群被嚴(yán)重?cái)_亂,G桿菌大量繁殖,向周圍流竄,進(jìn)入胃內(nèi)或口腔。此時(shí),如果呼吸道的正常菌群受到抗生素控制后出現(xiàn)空缺,原籍生境為胃腸道的G桿菌可發(fā)生定位轉(zhuǎn)移,經(jīng)口腔進(jìn)入呼吸道和肺,引起肺炎。

濫用抗生素造成人類上呼吸道菌群失調(diào),菌膜屏障功能下降,有利于耐藥的結(jié)核分枝桿菌和非結(jié)核分枝桿菌的侵入與定植,引起肺結(jié)核。這是近年來患有慢性呼吸道疾病且經(jīng)常使用抗生素的中老年人肺結(jié)核發(fā)病率較高的原因。

四、陰道感染

雖然不同的健康個(gè)體之間陰道的微生物種群有一定的差異,但對(duì)每個(gè)宿主來說,其種類、數(shù)量、比例和分布是相對(duì)恒定的。人體陰道微生態(tài)群落可隨卵巢功能的改變、月經(jīng)、妊娠、分娩、年齡等因素而變化,但其生理范圍內(nèi)的波動(dòng)是有益于宿主健康的,是為了適應(yīng)環(huán)境的變化而發(fā)生的生態(tài)演替。不同種類微生物之間相互拮抗和相互依賴,構(gòu)成一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng),對(duì)維持陰道“自凈”作用以及宿主的健康均起重要作用。

由于使用廣譜抗生素,卵巢功能的急劇衰退,外科手術(shù)、外力和分娩等因素造成陰道損傷,過度使用放射線及免疫抑制劑等,人體陰道的生境將發(fā)生急劇變化,陰道微生態(tài)平衡遭到破壞,出現(xiàn)菌群失調(diào),此時(shí)極易引起陰道的感染性疾病。感染的主要來源是陰道微生態(tài)群落中的條件致病菌,如大腸桿菌、類桿菌、消化鏈球菌、金黃色葡萄球菌、白假絲酵母菌、支原體和滴蟲等。陰道菌群失調(diào)主要表現(xiàn)為各種類型的陰道炎。

細(xì)菌性陰道病  是以陰道加德納菌、類桿菌、彎曲菌、消化鏈球菌等多種微生物過度生長(zhǎng),同時(shí)伴有乳桿菌減少的陰道菌群紊亂所致的內(nèi)源性感染。產(chǎn)H2O2的乳桿菌對(duì)維持正常陰道生態(tài)的抗感染能力起重要作用。細(xì)菌性陰道病患者由于乳桿菌的顯著減少,導(dǎo)致不產(chǎn)H2O2酶的多種細(xì)菌(包括加德納菌在內(nèi))的過度生長(zhǎng),從而引起細(xì)菌性陰道病。

臨床上治療細(xì)菌性陰道病的主要藥物是甲硝唑,口服甲硝唑可使95%的患者臨床癥狀好轉(zhuǎn),表明細(xì)菌性陰道病是多種細(xì)菌包括厭氧菌在內(nèi)的混合感染。但甲硝唑長(zhǎng)期應(yīng)用可引起二重感染,使致病菌過度生長(zhǎng),陰道的正常優(yōu)勢(shì)菌乳桿菌不能再重建,從而造成細(xì)菌性陰道病患者頑固復(fù)發(fā)。由于細(xì)菌性陰道病的主要病理生理改變是陰道的菌群失調(diào),因此,使用恢復(fù)陰道微生態(tài)平衡的制劑是治愈的關(guān)鍵措施之一。

滴蟲性陰道炎  患者陰道分泌物的滴蟲、支原體、鏈球菌和厭氧菌群的分離率增加,而乳桿菌、假絲酵母菌的分離率下降。目前臨床上主要采用甲硝唑口服治療滴蟲性陰道炎,治愈率較高,但用藥后復(fù)發(fā)率較高。近年國(guó)內(nèi)學(xué)者用乳桿菌制劑治療滴蟲性陰道炎,結(jié)果表明3個(gè)月后治愈率可達(dá)83.9%,總有效率為96.8%,明顯優(yōu)于甲硝唑。其治療作用可能是乳桿菌能有效地降低陰道的pH,調(diào)節(jié)陰道的微生態(tài)平衡,破壞滴蟲的生態(tài)環(huán)境。

白假絲酵母菌性陰道炎  是婦科常見病,易反復(fù)發(fā)作,近年來其發(fā)病率呈明顯上升趨勢(shì)。白假絲酵母菌只是陰道菌群中的弱勢(shì)菌,正常情況下白假絲酵母菌對(duì)宿主無致病性,還能協(xié)同乳桿菌分解糖原產(chǎn)生乳酸。

誘發(fā)白假絲酵母菌轉(zhuǎn)化為致病菌的因素有:①妊娠孕婦體內(nèi)性激素水平高,導(dǎo)致陰道組織內(nèi)糖原增高,為白假絲酵母菌的生長(zhǎng)繁殖提供充足的碳源;②長(zhǎng)期使用廣譜抗生素,尤其是氨芐西林、頭孢菌素和四環(huán)素,導(dǎo)致陰道微生態(tài)平衡遭到破壞,乳桿菌數(shù)量明顯減少,陰道“自凈”能力下降,白假絲酵母菌得以過度繁殖,引起真菌性陰道炎。

五、敗(菌)血癥

醫(yī)院感染。ň)血癥多數(shù)臨床癥狀不典型,常見于有嚴(yán)重基礎(chǔ)疾病和免疫功能低下的患者。由于化療、放療、侵襲性操作和糖皮質(zhì)激素及抗生素的應(yīng)用,致使機(jī)體免疫防御功能進(jìn)一步受損,誘發(fā)菌群失調(diào)或定位轉(zhuǎn)移,細(xì)菌從受損的消化道、呼吸道進(jìn)入血液而發(fā)生感染。病人燒傷特別是嚴(yán)重?zé)齻笕菀装l(fā)生局部或/全身感染,最常見的感染部位是血液和創(chuàng)面。

敗血癥最常見的致病菌葡萄球菌,尤其是甲氧西林耐藥的金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌。其次是革蘭陰性桿菌(如大腸桿菌、銅綠假單胞菌、肺炎克氏菌、不動(dòng)桿菌、嗜麥牙黃單胞菌等)和白假絲酵母菌。致病菌對(duì)常用抗菌藥物顯示較高的耐藥性。

例如,某患者因患鼠咬熱而住院,血培養(yǎng)證明病原菌為鼠型鏈絲桿菌,對(duì)青霉素和鏈霉素敏感。經(jīng)大劑量用藥,病情一度好轉(zhuǎn),但很快惡化而死亡。血培養(yǎng)已無鼠型鏈絲桿菌。究其原因是,因消滅了病原菌,又發(fā)生了肺炎克氏菌敗血癥。這是我國(guó)首例報(bào)告因用抗生素所致的二重感染。

又如,白假絲酵母菌是人體的常住菌群之一,能牢固地粘附于人體皮膚、口腔粘膜上皮、陰道粘膜上皮、人工丙烯酸假牙和心瓣膜的表面上。在正常情況下,由于健康人固有菌群相互制約,在口腔粘膜表面上的甲型鏈球菌,能明顯地抑制白假絲酵母菌的表面粘附作用,所以,口腔假絲酵母菌的數(shù)量與粘膜上皮細(xì)胞數(shù)量之比為1∶10。但是,由于抗生素、激素或免疫抑制劑的廣泛使用和濫用,導(dǎo)致白假絲酵母菌大量繁殖,二者比例由1∶10逐步增大到10000∶1,微生態(tài)則失去平衡。迅速增殖的白假絲酵母菌能形成甘露糖蛋白質(zhì)復(fù)合體菌毛樣微絲結(jié)構(gòu),由于一時(shí)性口腔創(chuàng)傷,白假絲酵母菌可進(jìn)入血液,引起菌血癥。另外,當(dāng)拔牙或切除扁體時(shí),寄居在口腔、齦隙中的甲型鏈球菌亦可侵入血流引起菌血癥。一般情況下,少量白假絲酵母菌或甲型鏈球菌能被吞噬細(xì)胞清除。但是,如果心瓣膜有病變或是人工瓣膜,白假絲酵母菌和甲型鏈球菌可在其中定植,大量繁殖后,分別引起亞急性真菌性心內(nèi)膜炎。

六、腸源性感染

腸源性感染,又稱為腸道細(xì)菌易位,是指腸道細(xì)菌穿過腸壁,侵入腸系膜淋巴結(jié)、血液、肝、脾等臟器,引起感染,它與膿毒癥、急性重癥胰腺炎及多器官功能不全的發(fā)生密切相關(guān)。

腸道是人體最大的貯菌庫(kù)和內(nèi)毒素庫(kù),存在大量的革蘭陰性菌、厭氧菌及真菌。在正常生理狀態(tài)下,正常微生物群及其毒素并不對(duì)機(jī)體產(chǎn)生損害。原因在于腸道具有一個(gè)高效選擇性屏障系統(tǒng),包括:①正常菌群組成的生物屏障;②完整的腸粘膜上皮、上皮間緊密連接及基底膜等構(gòu)成的機(jī)械屏障;③腸上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞、固有層淋巴細(xì)胞、派氏集合淋巴結(jié)(Peyer's patches)形成的免疫屏障;④腸道消化液構(gòu)成的化學(xué)屏障。

但是,如果腸粘膜屏障功能喪失、腸道菌群失調(diào)、宿主免疫功能受損,則可能發(fā)生腸源性感染。前二者構(gòu)成腸源性感染的發(fā)生條件,后者是易位細(xì)菌存活并造成感染的原因。例如,當(dāng)嚴(yán)重?zé)齻,機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)使內(nèi)臟血流減少,腸粘膜因缺血缺氧,出現(xiàn)水腫甚至糜爛出血,腸粘膜機(jī)械屏障、免疫屏障和化學(xué)屏障遭到破壞,同時(shí)治療中使用廣譜、大劑量抗菌藥物,可能引起胃腸道微生物群出現(xiàn)失調(diào)。此時(shí),細(xì)菌有可能穿越粘膜屏障,隨淋巴液和血流發(fā)生定位轉(zhuǎn)移,首先是腸系膜淋巴結(jié),然后是肝、脾、胰、腎,造成腸源性感染。

大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也證實(shí)了腸源性感染的存在。發(fā)生易位的細(xì)菌主要是革蘭陰性桿菌和腸球菌。

第七節(jié) 微生態(tài)失調(diào)的防治措施

微生態(tài)失調(diào)的生態(tài)防治包括環(huán)境、宿主、正常微生物群三個(gè)方面,基本原則是,順應(yīng)生態(tài)系自然規(guī)律,因勢(shì)利導(dǎo),保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境,提高宿主免疫力,扶植正常菌群(尤其是原籍菌群),提高定植抗力(colonization resistance),即提高宿主正常微生物群抵御外籍菌和環(huán)境菌定居和繁殖的能力,從而調(diào)整微生態(tài)失調(diào),恢復(fù)和促進(jìn)微生態(tài)平衡。

一、保護(hù)微生態(tài)環(huán)境

宿主的任何病理變化既可以是引起微生態(tài)失調(diào)的原因,也可以是微生態(tài)失調(diào)的結(jié)果,微生態(tài)失調(diào)可引起宿主病理改變或疾病,孤立、單純的菌群失調(diào)是非常少見的,微生態(tài)失調(diào)的防治應(yīng)從宿主及菌群兩方面去研究,治療宿主的病理狀態(tài)和疾病。

去除引起微生態(tài)失調(diào)的宿主的病理狀態(tài)  小腸上部的細(xì)菌過度生長(zhǎng)常與胃無酸或肝臟疾病有關(guān),如果治愈這些疾病后,恢復(fù)微生態(tài)正常菌群,就很容易根除微生態(tài)失調(diào),否則即使矯正了微生態(tài)菌群失調(diào)也很容易再次復(fù)發(fā)。其他如消化系統(tǒng) (肝膽、胰腺、腸道疾病、消化功能紊亂)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)等疾病都伴有微生態(tài)失調(diào),為使微生態(tài)失調(diào)恢復(fù)正常,治愈或緩解這些原發(fā)疾病是必不可少的。

去除異常的解剖結(jié)構(gòu)  異常的解剖結(jié)構(gòu)包括生理性或病理性的。前者主要是先天性畸形,如巨結(jié)腸常伴有頑固性便秘、腸道菌群失調(diào),如果僅僅調(diào)整微生態(tài)菌群,即使暫時(shí)緩解便秘,調(diào)整措施一停止,便秘癥狀又會(huì)出現(xiàn)。只有手術(shù)切除巨結(jié)腸,才能恢復(fù)正常菌群,消除便秘癥狀。

病理性異常解剖結(jié)構(gòu),如胃切除、腸切除、結(jié)腸曠置術(shù)、端端吻合、端側(cè)吻合及闌尾炎手術(shù)都可以造成腸道解剖結(jié)構(gòu)異常,導(dǎo)致菌群失調(diào)、惡性貧血、維生素缺乏、吸收不良綜合征等疾病。而菌群失調(diào)又可作為二次性的原因引起惡性貧血等疾病。這是一種惡性循環(huán),必須一方面調(diào)整菌群失調(diào),另一方面實(shí)行手術(shù),修復(fù)或解除畸形結(jié)構(gòu),徹底或部分改善微生態(tài)失調(diào)狀態(tài)。

二、增強(qiáng)宿主免疫力

宿主的免疫作用是保持宿主與正常菌群平衡的重要因素。正常情況下,宿主的免疫狀態(tài)與體內(nèi)微生態(tài)保持平衡,正常菌群特別是兼性需氧的G球菌和G桿菌不斷釋放出內(nèi)毒素,并刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗毒素;某些細(xì)菌及其細(xì)胞壁亦能刺激宿主免疫系統(tǒng),產(chǎn)生促分裂因子,激活免疫細(xì)胞。正常情況下,菌群產(chǎn)生的毒素部分在肝臟被降解,大部分在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)被抗毒素中和。因此,宿主與正常微生物菌群之間得以保持平衡。但是,若菌群失調(diào),內(nèi)毒素產(chǎn)生和積累過多,則對(duì)宿主產(chǎn)生不利影響?梢,增強(qiáng)宿主免疫力,可減少內(nèi)源性感染的發(fā)生。

宿主的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)也是保持宿主與正常菌群平衡的重要因素,營(yíng)養(yǎng)失調(diào)、營(yíng)養(yǎng)不良或營(yíng)養(yǎng)變化都會(huì)影響正常微生物菌群,導(dǎo)致菌群失調(diào)。應(yīng)改善營(yíng)養(yǎng),提高人體天然免疫力。

三、合理使用抗菌藥物

感染本來已經(jīng)是微生態(tài)失調(diào)的結(jié)果,使用抗菌藥物抑制過度增殖的“原因菌”是必要的。但是,如果抗感染的藥物使用不當(dāng),往往進(jìn)一步加劇微生態(tài)失調(diào),抑制原籍菌,削弱定植抗力,使耐藥的外籍菌或來自周圍環(huán)境的細(xì)菌定居和繁殖,導(dǎo)致更為嚴(yán)重的感染。因此,在選用抗菌藥物時(shí),應(yīng)本著“扶正祛邪”原則,充分考慮到微生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能,以微生態(tài)平衡的觀點(diǎn),進(jìn)行有目的地、合理地和科學(xué)地應(yīng)用,盡量保護(hù)人體正常微生物群,把藥物的抗菌作用(“殺菌”)與微生態(tài)系統(tǒng)固有的自凈作用(“促菌”)統(tǒng)一起來。

在大量使用抗菌藥物的同時(shí),應(yīng)進(jìn)行菌群檢測(cè),注意細(xì)菌耐藥情況的改變,避免耐藥菌大量繁殖,這是防止腸道菌群交替癥發(fā)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是防止腸源性感染的重要措施。

從微生態(tài)學(xué)出發(fā),合理使用抗菌藥物包括以下幾個(gè)方面:

選擇合適的劑量和療程  一些醫(yī)生常采用大劑量、足療量,其理論根據(jù)是治療徹底,避免反復(fù)。其實(shí)這是很難辦得到的!因?yàn)楝F(xiàn)在絕大多數(shù)感染是內(nèi)源性的條件致病菌感染,人體內(nèi)有幾個(gè)大的貯菌庫(kù),如呼吸道、消化道、泌尿生殖道、皮膚,如果其微生物群落失去控制,就會(huì)源源不斷地向感染或菌群失調(diào)的領(lǐng)域供應(yīng)條件致病菌。因此,即使將某一生境內(nèi)的微生物全部殺死,也會(huì)馬上被別的菌定植。

在微生態(tài)平衡時(shí),儲(chǔ)菌庫(kù)中的種群規(guī)模是一定的,受嚴(yán)密的生態(tài)因素控制,不僅庫(kù)內(nèi)菌不外流,而且?guī)焱饩埠茈y入侵和定植。如果為了抗感染,抗菌藥物用量過大,療程過長(zhǎng),很可能破壞生態(tài)平衡,助長(zhǎng)感染的發(fā)生與蔓延。在醫(yī)院,抗菌藥物的應(yīng)用有利于醫(yī)院內(nèi)流行的耐藥菌株順利地在病人體內(nèi)定植,大量繁殖后取代敏感菌株,引起醫(yī)院感染。因此,在使用抗菌藥物的同時(shí),更重要的是提高宿主的抵抗力,保護(hù)微生態(tài)平衡,防止條件致病菌由貯菌庫(kù)向外流竄,造成二重感染。

盡量使用窄譜抗菌藥物  應(yīng)用抗菌藥物前,除危重病人外,原則上應(yīng)先作病原菌診斷和細(xì)菌藥物敏感試驗(yàn),然后選擇敏感藥物治療。不根據(jù)藥敏試驗(yàn),盲目使用廣譜抗菌藥物或多種抗菌藥物聯(lián)用,非徹底消滅所有病原菌不可,將會(huì)引起耐藥菌株不斷增加,可能導(dǎo)致難治的白假絲酵母菌、葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸桿菌和某些厭氧菌的全身感染。因此,應(yīng)盡量使用窄譜抗菌藥物,有的放矢,以免傷害正常菌群,誘發(fā)微生態(tài)失調(diào)。

避免聯(lián)合使用多種抗菌藥物  聯(lián)合使用多種抗菌藥物,尤其聯(lián)合使用對(duì)厭氧菌敏感的抗菌藥物時(shí),對(duì)正常菌群的破壞是極其明顯的,絕大多數(shù)終將出現(xiàn)嚴(yán)重的菌群失調(diào)。聯(lián)合用藥適應(yīng)證為混合感染;病原菌未明的嚴(yán)重感染;單一抗菌藥物難以控制的感染;需要長(zhǎng)期用藥,病菌較易產(chǎn)生耐藥者;深部感染或抗菌藥物不易滲透部位的感染,而對(duì)普通病人應(yīng)盡量避免聯(lián)合用藥。

減少口服廣譜抗菌藥物  對(duì)全身感染或腸道以外的局部感染,盡量非經(jīng)口用藥。長(zhǎng)時(shí)間大量使用廣譜和對(duì)厭氧菌有抑制作用的抗菌藥物時(shí),要盡量采用肌注或靜脈滴注,可減輕對(duì)腸道正常菌群的傷害。

四、應(yīng)用微生態(tài)療法

控制條件致病菌和致病菌的感染應(yīng)有所區(qū)別,致病微生物一般只是一個(gè)原因,只要去掉致病微生物,即抗菌治療,就可達(dá)到臨床治愈的目的,而正常菌群卻不能去掉,只能應(yīng)用微生態(tài)療法進(jìn)行調(diào)整,使其恢復(fù)生態(tài)平衡,這樣才能使疾病治愈。

微生態(tài)療法是指促進(jìn)正常微生物群與宿主及環(huán)境構(gòu)成的微生態(tài)系由病理性組合轉(zhuǎn)變成52667788.cn/shiti/生理性組合的醫(yī)療措施,目前主要包括二大措施:①應(yīng)用抗菌藥物的生態(tài)療法,即用窄譜抗生素有選擇性地抑制潛在的致病菌,防止內(nèi)源性感染,如大手術(shù)、器官移植前的預(yù)防用藥,白血病人的預(yù)防感染等均取得了良好效果;②應(yīng)用微生態(tài)調(diào)節(jié)劑(microecologial modulator)的生態(tài)療法。微生態(tài)調(diào)節(jié)劑,又稱微生態(tài)制劑,包括益生菌(probiotic)及其代謝產(chǎn)物和生長(zhǎng)促進(jìn)因子。

益生菌又稱活菌制劑,是從宿主體內(nèi)分離出的正常菌群,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室的鑒定、馴化和繁殖,可發(fā)展為工業(yè)化生產(chǎn)。益生菌應(yīng)具備以下特點(diǎn):①是人體占優(yōu)勢(shì)的正常菌群,是無害的;②在制作、使用和保存過程中能保持活性和穩(wěn)定性;③能在胃腸道中存活,在與抗生素聯(lián)用,或接觸胃液、胰液和膽汁時(shí),益生菌仍能生存;④其固有耐藥性不會(huì)被轉(zhuǎn)移到宿主的正常菌群或病原菌上,并且不會(huì)從其他細(xì)菌中獲得耐藥性。

目前用于制作微生態(tài)制劑的益生菌主要有雙歧桿菌、乳桿菌、腸球菌、地衣芽胞桿菌、酸菌等,為了發(fā)揮多種細(xì)菌的協(xié)同作用,常將2~3種細(xì)菌混合制成一種制劑,也有單一細(xì)菌的制劑。

與抗生素相比,益生菌能通過生物拮抗、營(yíng)養(yǎng)爭(zhēng)奪、占位性保護(hù)等多種機(jī)制,抑制各種致病菌的過度繁殖,調(diào)整宿主防御機(jī)制以破壞入侵的病原體,病原菌通過基因突變產(chǎn)生耐性的危險(xiǎn)性明顯減少,費(fèi)用低,沒有副作用。與疫苗相比,微生態(tài)制劑作用更為直接、迅速,而疫苗需要花費(fèi)好幾個(gè)星期的時(shí)間才能刺激抗體產(chǎn)生。因此,微生態(tài)療法有可能為感染性疾病的治療提供新途徑,解決目前醫(yī)學(xué)界關(guān)注的抗生素后遺癥的問題,推動(dòng)醫(yī)學(xué)由生物醫(yī)學(xué)(殺菌時(shí)代)向生態(tài)醫(yī)學(xué)(促菌時(shí)代)轉(zhuǎn)變。

目前,微生態(tài)療法適用證主要有:①抗生素、激素或免疫抑制劑治療所引起的二重感染或醫(yī)院感染;②嬰幼兒消化不良、腸功能紊亂;③急性腸炎、難治性腹瀉和便秘;④非特異性陰道炎等。主要措施有:

多抑少補(bǔ)  適于因腸道菌群比例失調(diào)所造成的遷延性、慢性腹瀉病人的治療。根據(jù)對(duì)糞便菌群的定性和定量分析,確定腸道菌群失調(diào)類型,對(duì)缺失或減少的種群予以補(bǔ)充,對(duì)超過正常值或過盛的種群,根據(jù)細(xì)菌藥敏試驗(yàn)結(jié)果,用窄譜抗生素予以控制。補(bǔ)充缺失或缺少的細(xì)菌種群有兩種方法,一種是用由健康人大便分離出來的菌群懸液作保留灌腸,另一種是通過營(yíng)養(yǎng)調(diào)整方法,促進(jìn)其生長(zhǎng),如對(duì)于雙歧桿菌減少的患者可以通過給予“雙歧因子”,如蘿卜素、乳糖等雙歧桿菌營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),促進(jìn)雙歧桿菌的生長(zhǎng)。

邊抗邊調(diào)  臨床上長(zhǎng)時(shí)間大量應(yīng)用抗生菌藥物時(shí),為了防治微生態(tài)失調(diào),最好同時(shí)應(yīng)用微生態(tài)調(diào)節(jié)劑,可達(dá)到邊抗邊調(diào)的目的。但是,在邊抗邊調(diào)中應(yīng)用活的益生菌尚存在一定困難。研究發(fā)現(xiàn),有的中藥具有扶植正常菌群生長(zhǎng),調(diào)整菌群失調(diào)的功效,使邊抗邊調(diào)成為現(xiàn)實(shí),從而增強(qiáng)應(yīng)用抗生素的安全感。

不抗只調(diào)  非特異性陰道炎是婦產(chǎn)科的常見病、多發(fā)病,大多數(shù)認(rèn)為是由于陰道內(nèi)優(yōu)勢(shì)菌群—嗜酸乳桿菌減少所致的菌群失調(diào)癥。目前臨床上主要應(yīng)用抗菌藥物進(jìn)行治療,但療效不理想,復(fù)發(fā)率高,而且由于抗菌藥物破壞了陰道微生態(tài)平衡,可引起二重感染。近年研究發(fā)現(xiàn),應(yīng)用乳桿菌制劑治療后,陰道乳桿菌數(shù)量明顯增加,陰道pH值恢復(fù)正常,條件致病明顯減少,陰道微生態(tài)平衡得以重建,已取得理想的治療效果。

急性腹瀉是兒科常見病、復(fù)發(fā)病,其中僅有30%由侵襲性細(xì)菌感染所致,用抗生素治療有效。70%為病毒和非感染性因素引起,用抗生素治療有害無益,可能造成菌群失調(diào),甚至使病情遷延。近年大量臨床治療觀察證明,用微生態(tài)制劑治療小兒非細(xì)菌性急性腹瀉療效肯定。活菌制劑對(duì)難治性腹瀉亦有效。

清掃扶正  對(duì)菌群紊亂嚴(yán)重或久治不愈,菌群調(diào)整措施已不能奏效的病例,可采取清掃扶正的措施,即用腸道不吸收的廣譜抗生素如卡那霉素口服,將大部分腸內(nèi)菌清掃一下,然后用健康人大便懸液灌腸,使其建立一個(gè)新的生物社會(huì)。經(jīng)過檢查,如新定植的生物社會(huì)有缺陷,可再行調(diào)整,這對(duì)頑固性慢性腸炎病例,可取得滿意的療效。

  

 (陳村龍  潘令嘉  第一軍醫(yī)大學(xué))    

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