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综述与科普

综述转载 2026-05-13

肠道/健康基石菌——酪酸梭菌在防治儿童病毒性腹泻中的研究进展

丁香园-儿科

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【摘要】儿童病毒性腹泻是威胁五岁以下儿童健康的重要公共卫生问题,轮状病毒与诺如病毒为主要病原体。现有的治疗手段主要是对症支持治疗,缺乏特异性抗病毒手段,难以有效阻断病程进展。基石菌酪酸梭菌能够生成丁酸,在维护肠道屏障、调控免疫应答、抑制过度炎症及恢复菌群稳态等方面发挥关键作用。本文系统梳理儿童病毒性腹泻的流行病学特征、病理机制及传统治疗局限,重点综述酪酸梭菌的临床应用证据及其多靶点作用机制,以期为该病的综合干预提供理论依据与实践参考。

【关键词】儿童病毒性腹泻;基石菌;酪酸梭菌;肠道屏障;免疫调节;肠道菌群

一、病毒性腹泻流行病学现状及危害

病毒性腹泻是感染性腹泻的主要类型,占我国感染性腹泻病例的90%以上,主要病原体包括轮状病毒、诺如病毒和肠腺病毒,流行特征呈现明显的人群与季节差异[1]。2024年全国共报告“其他感染性腹泻”病例1,525,517例,在法定丙类传染病中发病数仅次于流感。

该病的直接危害以局部肠道损伤为核心。病毒侵袭肠黏膜致绒毛萎缩、吸收障碍,引发频繁水样便、呕吐和发热等症状[2]。大量体液及电解质丢失易导致中重度脱水、电解质紊乱及代谢性酸中毒,其中婴幼儿病情进展迅速,可发生休克甚至死亡[2]。反复或迁延性腹泻还可引起营养不良与生长迟缓,并带来高住院率与沉重的医疗经济负担[3]。

部分病毒(如某些肠道病毒)可突破肠屏障引发病毒血症,导致全身多器官损害[4]。例如,柯萨奇病毒等可致心肌炎甚至暴发性心力衰竭[4];部分病毒侵入中枢神经系统可引发脑炎、脑膜炎,可能遗留神经后遗症[4];此外,少数病例也可出现肝损伤、胆道闭锁等并发症[4][5][6]。若病情持续恶化,可触发全身炎症反应,极少数重症病例可进展为脓毒症或多器官功能衰竭[7]。

二、病毒性腹泻发病机制

病毒性腹泻发病的核心机制是病毒侵袭并损伤小肠绒毛上皮细胞,肠屏障受损,破坏吸收与分泌平衡,引发渗透性或分泌性腹泻[8]。

轮状病毒通过衣壳蛋白侵入肠上皮细胞,导致细胞坏死、绒毛萎缩,其非结构蛋白NSP4发挥肠毒素作用,激活氯离子分泌、破坏紧密连接并刺激肠神经系统,加重肠液丢失[9];诺如病毒借助组织血型抗原受体感染肠上皮,造成微绒毛损伤及钙稳态紊乱,降低吸收能力并促进液体分泌,引发呕吐和水样腹泻[10];其他肠道病毒则主要通过细胞病变、炎症因子释放及肠道屏障破坏诱发腹泻[8]。

部分致腹泻病毒可突破肠道屏障进入血液循环形成病毒血症,实现全身播散与肠外损伤[11]。轮状病毒最易入血,早期经受损上皮或细胞旁途径进入固有层,再经淋巴或血循环形成病毒血症,可扩散至肝、肾、中枢神经系统等部位[11];肠道病毒通过肠道淋巴组织入血,可发生两次病毒血症并扩散至心肌、中枢等靶器官[12];星状病毒入血较为罕见,多发生于免疫低下或肠道屏障严重受损时[13]。病毒入血的关键在于肠道屏障破坏、病毒高复制及宿主免疫应答相对不足,三者共同促进病毒穿透屏障进入血液[14]。

病毒感染及病毒血症可激活固有免疫与适应性免疫应答,在清除病毒的同时释放促炎因子,引发免疫病理损伤,进一步加重肠道炎症与屏障破坏[15]。肠道菌群失调与肠神经系统的持续激活会不断放大腹泻及全身症状[16],形成肠道损伤、屏障破坏、病毒入血、免疫紊乱相互叠加的病理过程,最终导致重症腹泻或肠外器官损伤[17]。

三、病毒性腹泻的传统治疗方式及局限性

病毒性腹泻的传统治疗以对症支持为核心原则,主要围绕纠正脱水、缓解症状及维持内环境稳定展开,全程缺乏针对疾病核心病理环节的特异性抗病毒手段,存在显著的临床局限性。首先,目前尚无获批的特效抗病毒药物,无法直接抑制病毒复制、阻断病程进展,仅能被动等待疾病自限性病程的结束[18-20];其次,现有的对症治疗仅能改善临床表征,无法阻断病毒侵袭引发的肠道屏障损伤、炎症级联反应及全身播散的病理进程,对重症脱水、代谢性酸中毒、肠套叠等并发症的防控能力存在明显不足[21];再者,该方案对婴幼儿等高危人群的适配性不足,患儿常因频繁呕吐无法进行口服补液导致治疗失败,且难以有效缩短病程、降低重症化发生率与住院风险[22];此外,临床中抗生素滥用、过度静脉补液等不规范诊疗行为,还会进一步加剧肠道菌群紊乱,同时造成不必要的医疗资源浪费与经济负担 [18]。

四、酪酸梭菌的临床应用及作用机制

2024年,美国微生物科学院院士赵立平教授团队于《Cell》发表研究,该团队通过对多种疾病相关数据的系统分析,筛选出一类对机体健康维持具有关键作用的核心菌群,并首次创新性提出“基石功能群”这一概念[23]。该功能群的核心特征为可产生丁酸等短链脂肪酸,并指出,“基石功能群”的丰度降低与多种疾病的发生密切相关[23]。2026年,Bisi T. Velayudhan团队在综述中进一步明确指出,以酪酸梭菌为代表的产丁酸菌是肠道基石菌,在维护肠道屏障、调控免疫及维持机体健康中发挥重要作用[24]。

4.1 酪酸梭菌的临床应用

根据多篇临床研究文献,酪酸梭菌在儿童病毒性腹泻治疗中展现出明确而稳定的实际效果。其中,陈小元的研究显示,酪酸梭菌CGMCC0313-1联合蒙脱石散可使治疗总有效率从62.9%提升至94.6%,发热与腹泻消失时间分别缩短约1天和2天,住院时间也减少了3天以上[25];在此基础上,王宏权等进一步证实,酪酸梭菌CGMCC0313-1联合葡萄糖酸锌口服液后总有效率可达96.49%,呕吐、发热及持续腹泻的缓解时间均显著短于对照组[26]。此外,曹梦等将酪酸梭菌CGMCC0313-1与葛根芩连汤联用,同样观察到总有效率提升至97.56%,且大便次数恢复、止泻及轮状病毒转阴时间均明显缩短[27];而周拓疆的研究则表明,酪酸梭菌CGMCC0313-1联合消旋卡多曲后,不仅总有效率从69.77%升至90.70%,止吐、脱水纠正、大便性状与次数恢复等多项指标也均优于单用常规治疗[28]。

综合上述研究,所有治疗方案均未出现明显不良反应,提示酪酸梭菌CGMCC0313-1在不同治疗组合中均能有效加速症状缓解、缩短病程并提升整体疗效。

4.2 酪酸梭菌的作用机制

为什么酪酸梭菌能取得上述显著的临床疗效?研究表明,酪酸梭菌能够通过多种机制,协同作用,维持肠道健康:

1、构筑肠屏障:

病毒性腹泻时,病毒入侵导致小肠绒毛上皮细胞坏死、脱落,肠黏膜屏障受损,通透性增加[29]。

在构筑肠屏障方面,酪酸梭菌的主要代谢产物丁酸发挥着关键作用。丁酸是结肠上皮细胞的主要能量来源,能够促进受损肠黏膜的修复与再生,维持黏膜结构的完整性[29]。研究表明,丁酸可通过激活G蛋白偶联受体(如GPR41、GPR43)和抑制组蛋白去乙酰化酶(HDAC),上调肠上皮细胞间紧密连接蛋白(如occludin、claudin-1、ZO-1)的表达,从而增强肠道物理屏障功能[30]。同时,丁酸还能促进黏蛋白(MUC2)的合成与分泌,强化黏液层这一化学屏障[31]。这一屏障修复机制对于阻断病毒从肠腔向黏膜下层的入侵具有重要意义。

2、免疫调节:

酪酸梭菌通过多种途径调控机体的抗病毒免疫应答。

酪酸梭菌可诱导肠上皮细胞和固有层巨噬细胞产生Ⅰ型干扰素(IFN-α、IFN-β)和IFN-γ,激活干扰素刺激基因(ISGs)的表达,使肠道黏膜进入“抗病毒状态”,抑制病毒的复制与扩散,加速细胞内病毒的清除[32]。

酪酸梭菌能够调节T细胞亚群的分化与平衡——通过树突状细胞的介导,促进初始T细胞向调节性T细胞(Treg)分化,同时增强辅助性T细胞(Th)的功能。这种调节并非单纯的免疫激活,而是通过诱导产生IL-10、TGF-β等免疫抑制性细胞因子,建立一种“激活抗病毒免疫而不诱发过度损伤”的精细平衡状态[31]。Chathuranga等的研究进一步证实,酪酸梭菌在体外和体内均表现出广谱抗病毒活性,其机制与诱导IFN-β和促炎细胞因子的适度表达密切相关[32]。

此外,酪酸梭菌还能通过TLR2/MyD88信号通路诱导肠道巨噬细胞向M2型极化,这类巨噬细胞具有更强的组织修复和免疫调节作用[33]。

3、抑制炎症反应

病毒感染引发的过度炎症反应是导致肠上皮损伤、液体分泌增加和腹泻加重的重要病理机制。酪酸梭菌通过多途径发挥抗炎作用,将炎症反应控制在适度范围,避免“炎症风暴”对肠组织的二次损伤。

酪酸梭菌及其代谢产物丁酸能够有效抑制核因子κB(NF-κB)信号通路的激活,减少促炎细胞因子(如IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α)的转录与释放[34],发挥抗炎作用。丁酸作为一种短链脂肪酸,可作用于肠上皮细胞和免疫细胞上的GPR109A受体,通过β-arrestin-2依赖途径抑制炎症信号传导[35],减轻炎症介导的机体损害。Xu等(2025)发表于《Frontiers in Immunology》的综述系统总结了短链脂肪酸(尤其是丁酸)通过调控组蛋白修饰、抑制炎症小体活化等机制发挥抗病毒相关抗炎作用的研究进展[34],进一步支持了酪酸梭菌在病毒性腹泻中的抗炎价值。

4、调节肠道菌群

病毒性感染可显著破坏肠道菌群结构,导致菌群多样性下降、有益菌丰度锐减、条件致病菌过度增殖,形成“菌群紊乱-屏障受损-感染加重”的恶性循环[31]。

酪酸梭菌进入肠道后,可通过定植拮抗作用与致病菌竞争肠上皮黏附位点与营养物质,抑制有害菌的定植与生长;同时产生丁酸等短链脂肪酸,降低肠道局部pH值,进一步抑制革兰氏阴性致病菌的增殖,并分泌细菌素等活性物质发挥抑菌作用[36]。Qian等(2026)发表于《Frontiers in Immunology》的研究指出,酪酸梭菌可显著增加有益菌的丰度,提升肠道菌群α多样性,重塑稳定的肠道菌群结构,恢复菌群代谢功能与屏障保护功能,从而降低宿主对肠道病毒的易感性,协同提升肠道整体抗病毒能力[31]。

五、总结

儿童病毒性腹泻是由病毒感染、肠道屏障损伤与菌群失调共同驱动的复杂病理过程。传统对症治疗虽可缓解症状,但难以从根源上阻断疾病进展。基石菌酪酸梭菌通过构筑肠屏障、恢复菌群平衡、调节免疫应答、抑制过度炎症反应等多重机制,增强宿主免疫,清除病毒,实现了对病毒性腹泻病理环节的系统性干预。值得关注的是,酪酸梭菌相关制剂早在2004年便被国家药品监督管理局批准,作为绿标OTC非处方药上市,标志着我国领先欧美等国二十多年实现了产丁酸菌药品制剂的产业化。临床研究也已证实,基石菌酪酸梭菌CGMCC0313-1联合常规治疗可显著提升疗效、缩短病程、降低住院率,且安全性良好[25][26][27]。综上,酪酸梭菌在儿童病毒性腹泻的综合治疗中具有重要的临床价值,未来值得在更大范围内推广应用。

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