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便秘的概述
便秘指排便次数减少、粪便干硬和(或)排便困难。排便次数减少指每周排便少于3次。排便困难包括排便费力、排出困难、排便不尽感、排便费时以及需要手法辅助排便。便秘按病因分为功能性便秘(functionalconstipation,FC)和器质性便秘(organicconstipation,OC)。目前临床上对于FC儿童的诊断标准主要采取罗马Ⅳ标准,即对4岁以下的儿童至少要满足其中2项条件并且持续时间在1个月及以上:(1)1周排便次数小于2次;(2)排便费力史和排便时伴有疼痛史;(3)排大便较粗史;(4)大量粪便潴留;(5)直肠内发现存有大量粪便。若儿童接受过排便训练,则以下2项也可作为条件:(6)能够控制排便后每周至少出现1次大便失禁;(7)粗大粪便曾堵塞抽水马桶。4岁以上的儿童须至少符合以下2项条件:(1)每周在厕所排便次数在2次及以下;(2)有排便疼痛或者排便困难;(3)存在粪便潴留史或者过度抑制排便史;(4)排粗大便堵塞抽水马桶;(5)1周至少存在1次大便失禁史;(6)直肠内发现存有大量粪便。
2FC的可能机制
FC是困扰儿童的常见问题,是指非全身疾病或肠道疾病所引起的原发性持续性便秘,多由生活规律发生改变、情绪波动、饮食因素和排便习惯不良等多种因素所造成。研究统计表明,在我国3亿儿童中,约有万儿童受到便秘的困扰,近年来随着社会生活水平的提高,儿童食用越来越多的高脂肪食物,摄入纤维比例较少,儿童的运动越来越少,造成FC发病率逐渐升高。现有统计表明在全世界儿童的FC患病率约为3%,这不仅给患儿本身带来严重的心理负担,影响患儿的生长发育,同时也给其家庭和社会带来严重的影响。在17%~40%的儿童中,便秘在出生后第一年开始出现。目前FC的发病机制虽不明确,但有学者认为FC的发生与以下几方面因素有关:(1)纤维素类和水分摄入不足;(2)肠道自身平滑肌肌张力降低,肠道蠕动减弱;(3)排便肌群的活动障碍;(4)FC患儿的肠道菌群的改变可引起肠道蠕动能力下降,主要原因为肠道菌群改变可影响肠道胃肠动力学;(5)肠道菌群紊乱。国内外最新研究表明,肠道菌群紊乱在功能性便秘的发生发展中起到重要的作用,“脑-肠-菌”轴(brain-gut-enteric-microbiotaaxis)失衡与FC的发生也具有一定关联。本文主要阐述肠道菌群紊乱与儿童FC的关系,并探讨益生菌对儿童FC的可能作用。
3肠道菌群
3.1正常肠道菌群作用
正常人体胃肠道内寄居了约种细菌,其总数高达个,肠道内的这些菌群按一定比例组成,各菌群之间相互制约,共同维护宿主健康。有迹象表明,婴儿的肠道定植可能在子宫时期已经开始。婴儿出生时,肠道定植菌为兼性厌氧菌,例如肠杆菌科类细菌,这些细菌被认为降低了婴儿肠道中的氧气水平。这些肠杆菌科类细菌同样会创造更多的厌氧环境,更利于厌氧菌生长,如双歧杆菌属细菌和梭杆菌属细菌。出生后婴儿根据不同的喂养方式、分娩方式及添加辅食时间早晚,各自存在相应差异,其肠道菌群到3~6岁时变得相对稳定。
人类肠道菌群主要分为益生菌、有害菌和条件致病菌,正常情况下肠道菌群处于动态平衡状态。肠道内主要以厌氧菌(如双歧杆菌和乳杆菌等)占据优势,其借助肠道黏膜固有屏障和免疫系统共同阻止有害菌的入侵。健康的肠道微生物环境是促进肠蠕动的重要因素。肠道菌群的主要作用:(1)合成维生素/辅酶因子以及生物活性信号分子(如胺类、多聚合物);(2)分解代谢/生物转化,健康的肠道菌群可以将摄入体内残存的未被胃酸消化的食物残渣、纤维素以及多糖等物质进行分解代谢或者转化;(3)正常的肠道内微生物菌群可通过激发宿主肠道上皮细胞功能的改变,从而激发免疫系统的改变。一旦肠道内这种平衡被打破,原有的益生菌减少,有害菌随之侵入宿主体内,即可引发肠道各种疾病的出现,其中便秘的发生率最高。
3.2FC患儿肠道菌群变化
越来越多研究发现,肠道微生态系统的紊乱与FC的发生有着重要关系。也有研究表明FC患儿均存在肠道菌群紊乱,同样菌群的紊乱更会加重和诱发FC。肠道菌群的分析方法繁多,不同学者分别采取不同的研究方法对FC患儿的肠道菌群进行研究分析。Zoppi等利用培养的方法对28名FC婴儿和14名健康婴儿的肠道菌群进行对比,得出FC患儿粪便中梭菌属和双歧杆菌属细菌比健康儿童显著升高的结论。Zhu等用高通量焦磷酸盐测序法对8名肥胖便秘患儿及14名健康儿童粪便的菌群进行分析,获得肥胖便秘患儿粪便中普氏菌属显著下降,厚壁菌门细菌显著增加的结论。DeMeij等用同样的方法对76例FC患儿和61例健康儿童的粪便的菌群进行了分析,发现FC患儿相对于健康儿童粪便中长双歧杆菌、卵形拟杆菌和脆弱拟杆菌显著增多。不同的研究得出的结论均表明,FC患儿粪便中排出大量的益生菌(双歧杆菌和乳杆菌等),因此肠道内的益生菌数量显著减少,潜在的致病菌相对增多(如铜绿假单胞菌和空肠弯曲菌等)。同样这也说明肠道菌群的改变与FC的发生密切相关,意味着补充外源性益生菌可明显缓解FC患儿的临床症状。
4益生菌
4.1益生菌对儿童FC的可能作用机制
益生菌(probiotics)是指给予一定数量、能够对宿主健康产生有益作用的活的微生物,益生菌制剂是指根据微生态原理,利用对宿主有益的正常微生物制备成的制剂,具有维持或调整微生态平衡、防治疾病和增进宿主健康的作用。益生菌主要通过外界添加的方式进入到肠道中,其能通过消化道不被胃酸消化,但可在肠道内进行发酵并且定植于肠道黏膜上,在肠道表面形成一道屏障,可将有害菌与肠道黏膜上皮细胞分开,能够抑制或者减少有害菌的侵袭和定植,从而可增强机体的防御作用。
最近一项关于便秘与肠道微生物区系关系的研究表明,改善肠道菌群对FC的治疗具有重要的临床应用价值,因其安全、方便和疗效好等优点而具有重要的临床应用前景。益生菌对于FC患者的作用主要有3点:(1)健康的肠道微生物环境是促进肠蠕动的重要因素,益生菌可以改变便秘患者的肠道菌群;(2)益生菌通过代谢产生多种有机酸,使肠腔内pH值下降,从而调节肠道蠕动和胃肠功能;(3)益生菌在调节宿主5-羟色胺(5-HT)中起着关键作用,从而促进肠道蠕动。
4.2益生菌对儿童FC的影响
短链脂肪酸和5-HT是维持肠道完整性的重要代谢产物,其具有促进肠蠕动的重要作用。但需要肠道有益厌氧菌的加工,然而FC患儿肠道菌群主要表现为乳杆菌、拟杆菌属细菌等有益厌氧菌相对减少,因此胃肠的蠕动功能会相应受到影响。
最近发表的一份系统综述报告指出,儿科用于治疗FC的益生菌包括鼠李糖乳杆菌、罗伊乳杆菌和长双歧杆菌。对于FC患儿益生菌是否有效,主要从患儿的腹痛症状、大便性状、排便频率及肠道菌群的变化进行评估。FC儿童的粪便中有较高的乳杆菌和双歧杆菌,表明肠道内会有乳杆菌及双歧杆菌的丢失。
Guerra及其同事收集了49名FC患儿,并将其随机分为两组,进行双盲实验,一组患儿饮用含有长双歧杆菌的酸奶5周,另一组饮用普通酸奶5周,然后观察两组患儿的排便次数及排便性状。发现含有益生菌组的患儿排便次数及性状较普通组明显好转;Cocorull等将罗伊乳杆菌DSM应用于FC患儿中,发现患儿排便频率较前好转。年Sadeghzadeh等对FC患儿同样进行了研究及分析,尝试将益生菌应用于FC患儿,发现FC患儿的排便次数有所增加,大便的黏稠度降低。还有一些益生菌(如乳杆菌和双歧杆菌)增加乳酸和短链脂肪酸的含量,同时降低腔内pH值,从而增强结肠蠕动,有利于大便频率的改变。同样也有学者提出联合应用益生菌也能够缓解FC患儿的症状。Sadeghzadeh等将(干酪乳杆菌、鼠李糖乳酸杆菌、嗜热菌、短双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、婴儿双歧杆菌和保加利亚乳杆菌)联合应用于56例4~12岁FC患儿中,发现经过1个月的治疗后,患儿的排便次频率及性状得到明显缓解,这也证实了益生菌对于FC患儿具有积极的疗效。研究分析表明4~16岁的儿童每天接受含有4×CFU的益生菌混合物,FC患儿的排便次数得到增加,但对益生菌应用的具体疗程尚未得出确切的时间范畴。
随粪便微生物移植(fecalmicrobiotatransplantation,FMT)在治疗艰难梭菌肠炎的疗效得到广泛的认可后,一些学者尝试应用于FC患者中,但目前疗效尚不能得到肯定。FMT的目的是通过移植健康捐赠者的粪便菌群进入患者的消化道中,重建肠道菌群平衡,维持肠道内环境稳定达到对特定肠道内和肠道外疾病治疗的目的。FMT被认为是通过重建肠道微环境来治疗功能性胃肠疾病的一种方法。有研究证明了FMT治疗成人慢性便秘安全有效,临床改善率为66.7%,缓解率为42.9%。但由于儿童本身的特点,目前临床对于FC患儿应用FMT技术开展处于试验阶段,尚缺乏较大的临床数据,其疗效待进一步证实。
益生菌是否能够缓解FC患儿的临床症状尚存在较大争议,同样存在一些研究表明益生菌治疗FC并没有确切的疗效。Wojtyniak等对位FC患儿分别服用益生菌和安慰剂,结果表明益生菌对治疗FC患儿的成功率、大便失禁率和腹痛发生率均无明显影响。王林等通过变性梯度凝胶电泳法(DGGE)研究10例顽固性便秘患儿和6名健康人的结肠黏膜菌群改变,指出顽固性便秘患者菌群与对照组比改变不明显。这一结论与最新的Gwee等对84名FC患儿进行分析的结论一致,结论均为益生菌对于FC患儿的治疗无明显疗效。另外Bekkali等通过给予20例FC患儿双歧杆菌和乳杆菌,结果发现这两种益生菌联合使用能够增加患儿肠蠕动频率,减少腹痛和排便失禁发作次数,但是排便性状未见明显好转。这些研究提示,益生菌对于儿童FC的治疗作用还需尝试不同种类及数量的菌株和大样本的研究。并且益生菌的疗效受到许多因素的影响,如宿主本身遗传因素、肠道表面构型的因素、患儿饮食因素以及益生菌保存方式等。益生菌在体内不可长期定植,因此停止服用益生菌后,肠道内菌群结构会再次逆转,因此在FC患儿短期补充益生菌对于缓解其排便性状、频率、腹痛情况和肠道菌群均不能起到较好疗效。所以益生菌的长期定植也备受