編者按
大多數慢加急性肝衰竭（ACLF）患者表現出不同程度的膽汁淤積。既往研究表明，與單純的标準藥物治療相比，人工肝支援系統（ALSS）可改善ACLF患者的預後，延長生存時間。同樣有研究證明ACLF患者腸道菌群失衡。然而，ALSS對這些患者腸道菌群組成的具體影響仍不完全清楚。此外，考慮到腸道菌群、膽汁酸（BAs）和肝髒之間複雜的互相作用，研究者開展了一項研究，旨在闡明ALSS對ACLF患者腸道菌群和血清BAs的獨特影響。此外，該研究利用相關熱圖可視化ACLF患者腸道菌群、血清BAs和臨床結果之間的關系，有助于深入了解ACLF潛在的治療靶點。該研究近日發表于Hepatology International。
背 景
ACLF患者常表現出腸道菌群失衡，BAs會影響腸道菌群的組成。既往研究表明，ALSS可以改善ACLF患者的預後，延長其生存時間，但ALSS對ACLF患者腸道菌群和血清BAs的影響尚不清楚。
方 法
研究者開展了一項前瞻性研究，共納入51名被診斷為ACLF的受試者。根據治療期間ALSS的使用情況，研究者将這些受試者分為兩組：标準藥物治療組（SMT組，n=19）以及ALSS聯合SMT組（ALSS組，n=32）。在入院當天和治療後14天采集受試者的血液和糞便樣本。該研究還招募了健康對照受試者（HC組，n=8），并收集了他們的糞便樣本。研究者使用16SrRNA測序技術對腸道菌群進行測序，使用超高效液相色譜/質譜法測定血清BAs。
結 果
與SMT組相比，ALSS組患者的肝髒發炎名額更高，尤其是丙氨酸氨基轉移酶（ALT）和天冬氨酸氨基轉移酶（AST）水準更高（P＜0.05）。而其他名額，如年齡、總膽紅素、MELD評分的差異無統計學意義（表1）。
表1. 受試者基線臨床特征（源自文獻）
01
ALSS對腸道菌群的影響
α-多樣性分析顯示，ACLF組Chao 1、Shannon、Pielou_e名額明顯低于HC組。與SMT組相比，ALSS組上述名額略有升高，但差異無統計學意義。此外，基于Bray-curtis距離算法的β多樣性分析顯示，ACLF組和HC組在PCo1和PCo2軸上均有明顯分離（圖1）。SMT組與ALSS組在PCo1軸上無明顯分離，但在PCo2軸上有一定的分離。
綜合α-多樣性和β-多樣性分析來看，ACLF受試者腸道菌群豐度和多樣性下降，ALSS可以在一定程度上改善ACLF受試者腸道菌群失衡（圖1）。
圖1. ALSS對ACLF受試者腸道菌群豐度和多樣性的影響 （源自文獻）
為了進一步比較各組間腸道菌群組成的差異，研究者利用前20個屬的平均豐度相關資料建構了熱圖。熱圖顯示，ALSS組有益菌屬的豐度相對較高，如Parabacteroides_B、Ligilactobacillus、Lactobacillus和Phocaeicola_A（圖2）。
圖2. 菌群豐度相關性聚類熱圖 （源自文獻）
随後，研究者進一步分析了受試者的腸道菌群在屬水準上物種相對豐度的差異。結果表明，與HC組相比，ACLF組Escherichia和Streptococcus的相對豐度增加，Collinsella的相對豐度降低。這表明ACLF患者腸道菌群組成發生了變化，表現為有害菌群總體增加，有益菌群總體減少。将ALSS組與SMT組進行比較，研究者觀察到ALSS組Phocaeicola_A和Ligilactobacillus的相對豐度較高，而Escherichia的相對豐度較低。這表明ALSS對腸道菌群組成具有調節作用（圖3）。
圖3. ALSS對ACLF受試者腸道菌群組成的影響 （源自文獻）
02
ALSS對血清BAs的影響
研究者對治療前ACLF受試者血清樣本（n=51）和治療14天後血清樣本（n=26）中18種BAs的濃度進行了定量分析。結果顯示，BAs含量最高的前五名依次為甘氨膽酸（GCA）、甘氨鵝去氧膽酸（GCDCA）、牛磺鵝去氧膽酸（TCDCA）、牛磺膽酸（TCA）和甘氨熊去氧膽酸（GUDCA），占總BAs濃度的90%以上（圖4a）。主成分分析顯示，與治療前組相比，治療後組的樣本分離程度更高。此外，與SMT組相比，ALSS組内的樣本更聚集（圖5a）。
與治療前組相比，治療後組中膽酸（CA）、鵝去氧膽酸（CDCA）和熊去氧膽酸（UDCA）濃度顯著升高（P＜0.05）（圖4b、c、f），TCDCA和GCDCA濃度降低（P＜0.05）（圖5b、c）。剩餘未偶聯BAs和偶聯BAs濃度以及總未偶聯BAs和總偶聯BAs濃度無顯著差異。與SMT組相比，ALSS組UDCA、GUDCA和總未偶聯BAs的濃度顯著高于SMT組（P＜0.05）（圖4f、5d、f）。
與治療前組比較，治療後組的總原發性BAs和總繼發性BAs濃度沒有顯著差異。同樣，比較ALSS組和SMT組資料，總原發性和繼發性BAs濃度沒有顯著差異。這表明ALSS對原發性和繼發性BAs的總體組成沒有顯著影響。
與治療前組相比，治療後組總親水性BAs和總疏水性BAs濃度顯著降低（P＜0.05）（圖5i、j），但總親水性BAs與總疏水性BAs的比值增加（P＜0.05）（圖5k）。将ALSS組與SMT組進行比較，未觀察到總疏水BAs和總親水BAs的濃度差異。
綜上所述，與SMT相比，ALSS能有效提高UDCA和GUDCA的濃度。
圖4. ALSS對ACLF受試者血清未偶聯BAs的影響 （源自文獻）
圖5. ALSS對ACLF受試者血清偶聯BAs及各種BAs組合的影響 （源自文獻）
結 論
ACLF患者表現出腸道菌群失衡和BAs異常。與單獨使用SMT相比，ALSS和SMT聯合使用在調節腸道菌群失衡和提高UDCA和GUDCA濃度方面更有效。相關性分析顯示腸道菌群與BAs之間存在顯著相關性。
該研究确定了ACLF患者腸道菌群和血清BA的組成特征，強調了ALSS對腸道菌群和血清BAs的影響。
參考文獻：Zeng, Y., Gan, D., Zhang, K. et al. The impact of artificial liver support system on intestinal microbiota and serum bile acid profiles in patients with acute-on-chronic liver failure: a prospective cohort study. Hepatol Int (2024). https://doi.org/10.1007/s12072-024-10712-3