溃疡性结肠炎（UC）患者的肠道菌群存在显着失调，表现为菌群多样性降低、有益菌减少、潜在致病菌增多，以及代谢产物异常，这种“菌群失衡”在疾病的发生、发展及复发中起关键作用。以下是局部肠道生物菌群状态改变的具体特征及机制：
一、菌群组成的核心变化
1. 菌群多样性下降
- α多样性降低：UC患者肠道菌群的丰富度（物种数量）和均匀度显着低于健康人，尤其在活动期更为明显。
- β多样性改变：菌群结构差异显着，不同患者个体间菌群组成变异大，但存在共同趋势（如厚壁菌门减少、变形菌门增多）。
2. 优势菌门的失衡
- 有益菌减少：
- 厚壁菌门（如产短链脂肪酸的罗斯氏菌、粪杆菌属）比例下降，其代谢产物（如丁酸）不足，导致肠黏膜能量供应障碍和屏障功能受损。
- 放线菌门（如双歧杆菌）、拟杆菌门（如拟杆菌属中部分有益菌种）数量减少，削弱对致病菌的竞争性抑制作用。
- 潜在致病菌增多：
- 变形菌门（如大肠杆菌、克雷伯菌、沙门氏菌）过度增殖，其分泌的毒素（如脂多糖LPS）可激活肠道免疫系统，诱发炎症。
- 机会致病菌（如肠球菌、葡萄球菌）在黏膜屏障受损时易位，加剧局部感染和炎症反应。
3. 功能菌群的异常
- 产短链脂肪酸（SCFAs）菌群减少：丁酸、丙酸、乙酸等SCFAs是肠黏膜的重要能量来源，可调节免疫（抑制Th17细胞、促进Treg细胞分化）并维持紧密连接。UC患者中，产丁酸的梭菌属XIVa和IV簇细菌显着减少，导致SCFAs水平下降。
- 黏蛋白降解菌增多：如拟杆菌属某些菌种过度分解肠黏膜表面的黏蛋白（黏液层主要成分），破坏物理屏障，使肠上皮直接暴露于有害微生物。
二、菌群失调的致病机制
1. 肠道屏障功能破坏
- 黏液层变薄：黏蛋白降解菌过度活跃，减少黏液分泌（杯状细胞损伤进一步加剧），削弱对菌群的隔离作用，促进致病菌黏附于肠黏膜。
- 肠漏加剧：菌群代谢产物（如LPS）通过受损的紧密连接进入黏膜下层，激活 Toll 样受体（TLR）信号通路，诱导促炎细胞因子（TNF-α、IL-6、IL-17）释放，形成“炎症-屏障损伤-菌群易位”的恶性循环。
2. 免疫反应异常激活
- 促炎信号增强：致病菌及其代谢产物（如鞭毛蛋白、LPS）激活固有免疫细胞（如树突状细胞、巨噬细胞），触发过度的Th1/Th17型免疫反应，导致黏膜持续炎症。
- 抗炎信号减弱：有益菌（如双歧杆菌、粪杆菌属）通过代谢产物（SCFAs、色氨酸衍生物）诱导调节性T细胞（Treg）分化，抑制过度免疫反应。UC患者中这类菌减少，导致抗炎机制失效。
3. 代谢紊乱与氧化应激
- 氧化还原失衡：致病菌增殖产生过量活性氧（ROS），损伤肠上皮细胞DNA和细胞膜，加重黏膜损伤。
- 胆汁酸代谢异常：UC患者肠道中参与胆汁酸转化的菌群（如拟杆菌、梭菌）失调，次级胆汁酸（如脱氧胆酸）水平升高，刺激肠黏膜分泌和促炎反应。
三、宿主-菌群互作的关键环节
1. 遗传易感性与菌群的协同作用
- UC相关基因（如NOD2、IL-23R、ATG16L1）参与肠道菌群识别和自噬功能，基因突变可导致对菌群异常反应，促进炎症发生。
- 菌群失调可通过表观遗传修饰（如DNA甲基化、组蛋白乙酰化）影响宿主基因表达，加剧炎症倾向。
2. 环境因素对菌群的扰动
- 饮食：高糖、高脂、加工食品（含添加剂如乳化剂）可抑制有益菌生长，促进致病菌增殖；膳食纤维不足导致SCFAs生成减少。
- 抗生素滥用：广谱抗生素破坏肠道共生菌，尤其是产丁酸菌，增加UC发病风险。
- 吸烟：吸烟改变菌群组成（如增加变形菌门），并削弱黏液屏障，可能与UC病情恶化相关（但吸烟对UC的影响较克罗恩病更复杂）。
四、菌群靶向治疗的前景
基于菌群失调的机制，目前针对UC的菌群干预手段包括：
- 益生菌：补充双歧杆菌、乳酸菌等，改善肠道屏障和免疫调节（证据强度中等，疗效因菌株而异）。
- 粪菌移植（FMT）：通过移植健康人粪便菌群恢复患者菌群平衡，对难治性UC有一定疗效（需严格筛选供体和优化移植方案）。
- 后生元（如SCFAs制剂）：直接补充丁酸或丙酸，修复黏膜屏障并抑制炎症。
- 饮食调整：高纤维、低加工食品、适量发酵食品（如酸奶）可能有助于维持菌群平衡（需个体化制定）。
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