编者按
大多数慢加急性肝衰竭（ACLF）患者表现出不同程度的胆汁淤积。既往研究表明，与单纯的标准药物治疗相比，人工肝支持系统（ALSS）可改善ACLF患者的预后，延长生存时间。同样有研究证实ACLF患者肠道菌群失衡。然而，ALSS对这些患者肠道菌群组成的具体影响仍不完全清楚。此外，考虑到肠道菌群、胆汁酸（BAs）和肝脏之间复杂的相互作用，研究者开展了一项研究，旨在阐明ALSS对ACLF患者肠道菌群和血清BAs的独特影响。此外，该研究利用相关热图可视化ACLF患者肠道菌群、血清BAs和临床结果之间的关系，有助于深入了解ACLF潜在的治疗靶点。该研究近日发表于Hepatology International。
背 景
ACLF患者常表现出肠道菌群失衡，BAs会影响肠道菌群的组成。既往研究表明，ALSS可以改善ACLF患者的预后，延长其生存时间，但ALSS对ACLF患者肠道菌群和血清BAs的影响尚不清楚。
方 法
研究者开展了一项前瞻性研究，共纳入51名被诊断为ACLF的受试者。根据治疗期间ALSS的使用情况，研究者将这些受试者分为两组：标准药物治疗组（SMT组，n=19）以及ALSS联合SMT组（ALSS组，n=32）。在入院当天和治疗后14天采集受试者的血液和粪便样本。该研究还招募了健康对照受试者（HC组，n=8），并收集了他们的粪便样本。研究者使用16SrRNA测序技术对肠道菌群进行测序，使用超高效液相色谱/质谱法测定血清BAs。
结 果
与SMT组相比，ALSS组患者的肝脏炎症指标更高，尤其是丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）水平更高（P＜0.05）。而其他指标，如年龄、总胆红素、MELD评分的差异无统计学意义（表1）。
表1. 受试者基线临床特征（源自文献）
01
ALSS对肠道菌群的影响
α-多样性分析显示，ACLF组Chao 1、Shannon、Pielou_e指标明显低于HC组。与SMT组相比，ALSS组上述指标略有升高，但差异无统计学意义。此外，基于Bray-curtis距离算法的β多样性分析显示，ACLF组和HC组在PCo1和PCo2轴上均有明显分离（图1）。SMT组与ALSS组在PCo1轴上无明显分离，但在PCo2轴上有一定的分离。
综合α-多样性和β-多样性分析来看，ACLF受试者肠道菌群丰度和多样性下降，ALSS可以在一定程度上改善ACLF受试者肠道菌群失衡（图1）。
图1. ALSS对ACLF受试者肠道菌群丰度和多样性的影响 （源自文献）
为了进一步比较各组间肠道菌群组成的差异，研究者利用前20个属的平均丰度相关数据构建了热图。热图显示，ALSS组有益菌属的丰度相对较高，如Parabacteroides_B、Ligilactobacillus、Lactobacillus和Phocaeicola_A（图2）。
图2. 菌群丰度相关性聚类热图 （源自文献）
随后，研究者进一步分析了受试者的肠道菌群在属水平上物种相对丰度的差异。结果表明，与HC组相比，ACLF组Escherichia和Streptococcus的相对丰度增加，Collinsella的相对丰度降低。这表明ACLF患者肠道菌群组成发生了变化，表现为有害菌群总体增加，有益菌群总体减少。将ALSS组与SMT组进行比较，研究者观察到ALSS组Phocaeicola_A和Ligilactobacillus的相对丰度较高，而Escherichia的相对丰度较低。这表明ALSS对肠道菌群组成具有调节作用（图3）。
图3. ALSS对ACLF受试者肠道菌群组成的影响 （源自文献）
02
ALSS对血清BAs的影响
研究者对治疗前ACLF受试者血清样本（n=51）和治疗14天后血清样本（n=26）中18种BAs的浓度进行了定量分析。结果显示，BAs含量最高的前五名依次为甘氨胆酸（GCA）、甘氨鹅去氧胆酸（GCDCA）、牛磺鹅去氧胆酸（TCDCA）、牛磺胆酸（TCA）和甘氨熊去氧胆酸（GUDCA），占总BAs浓度的90%以上（图4a）。主成分分析显示，与治疗前组相比，治疗后组的样本分离程度更高。此外，与SMT组相比，ALSS组内的样本更聚集（图5a）。
与治疗前组相比，治疗后组中胆酸（CA）、鹅去氧胆酸（CDCA）和熊去氧胆酸（UDCA）浓度显著升高（P＜0.05）（图4b、c、f），TCDCA和GCDCA浓度降低（P＜0.05）（图5b、c）。剩余未偶联BAs和偶联BAs浓度以及总未偶联BAs和总偶联BAs浓度无显著差异。与SMT组相比，ALSS组UDCA、GUDCA和总未偶联BAs的浓度显著高于SMT组（P＜0.05）（图4f、5d、f）。
与治疗前组比较，治疗后组的总原发性BAs和总继发性BAs浓度没有显著差异。同样，比较ALSS组和SMT组数据，总原发性和继发性BAs浓度没有显著差异。这表明ALSS对原发性和继发性BAs的总体组成没有显著影响。
与治疗前组相比，治疗后组总亲水性BAs和总疏水性BAs浓度显著降低（P＜0.05）（图5i、j），但总亲水性BAs与总疏水性BAs的比值增加（P＜0.05）（图5k）。将ALSS组与SMT组进行比较，未观察到总疏水BAs和总亲水BAs的浓度差异。
综上所述，与SMT相比，ALSS能有效提高UDCA和GUDCA的浓度。
图4. ALSS对ACLF受试者血清未偶联BAs的影响 （源自文献）
图5. ALSS对ACLF受试者血清偶联BAs及各种BAs组合的影响 （源自文献）
结 论
ACLF患者表现出肠道菌群失衡和BAs异常。与单独使用SMT相比，ALSS和SMT联合使用在调节肠道菌群失衡和提高UDCA和GUDCA浓度方面更有效。相关性分析显示肠道菌群与BAs之间存在显著相关性。
该研究确定了ACLF患者肠道菌群和血清BA的组成特征，强调了ALSS对肠道菌群和血清BAs的影响。
参考文献：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