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腸道微生物可改善圍手術(shù)期和術(shù)后康復(fù)效果

 谷禾健康 2023-08-30 發(fā)布于浙江

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手術(shù),俗稱開刀,是醫(yī)生通過醫(yī)療器械對病人身體局部進(jìn)行去除病變組織、修復(fù)損傷等治療,來維持患者的健康,在治愈疾病方面具有明確的作用。

圍手術(shù)期是指從手術(shù)決策到手術(shù)結(jié)束及術(shù)后恢復(fù)期的整個時間段。圍手術(shù)期管理的目標(biāo)是確保手術(shù)的成功和患者的安全。然而,每個患者的情況都是獨特的,因此個性化的管理計劃是非常重要的。

醫(yī)療團(tuán)隊會根據(jù)患者的具體情況和手術(shù)類型制定適合的圍手術(shù)期管理方案,以最大程度地減少手術(shù)風(fēng)險和并發(fā)癥,并促進(jìn)患者的康復(fù)。

總結(jié)下圍手術(shù)期主要流程和事項(僅供參考):

手術(shù)前

術(shù)前評估:醫(yī)療團(tuán)隊會對患者進(jìn)行全面的評估,包括身體狀況、病史、過敏史等。這有助于確定手術(shù)的風(fēng)險和制定個性化的手術(shù)計劃。

術(shù)前準(zhǔn)備:患者需要按照醫(yī)療團(tuán)隊的指示進(jìn)行術(shù)前準(zhǔn)備,如禁食、停止某些藥物的使用等。這有助于減少手術(shù)風(fēng)險和并發(fā)癥的發(fā)生。

心理準(zhǔn)備:圍手術(shù)期對患者來說可能是一個焦慮和緊張的時期。醫(yī)療團(tuán)隊會提供支持和心理輔導(dǎo),幫助患者應(yīng)對手術(shù)前的情緒和壓力。

手術(shù)期

在圍手術(shù)期中,醫(yī)療團(tuán)隊會密切監(jiān)測患者的生命體征和手術(shù)進(jìn)展,并根據(jù)需要進(jìn)行干預(yù)。

麻醉和鎮(zhèn)痛管理:麻醉師會根據(jù)手術(shù)類型和患者的情況選擇合適的麻醉方法,并確保患者在手術(shù)過程中沒有疼痛。

液體和營養(yǎng)管理:患者在手術(shù)期間可能需要靜脈輸液或營養(yǎng)支持,以維持體液平衡和營養(yǎng)狀態(tài)。

預(yù)防感染:醫(yī)療團(tuán)隊會采取措施來預(yù)防手術(shù)相關(guān)感染,如使用無菌技術(shù)、給予抗生素預(yù)防等。

術(shù)后 圍手術(shù)期后,患者需要進(jìn)行恢復(fù)和康復(fù))。

術(shù)后護(hù)理:醫(yī)療團(tuán)隊會提供術(shù)后護(hù)理指導(dǎo),包括傷口護(hù)理、藥物使用、飲食和活動限制等。

康復(fù)計劃:根據(jù)手術(shù)類型和患者的情況,醫(yī)療團(tuán)隊會制定個性化的康復(fù)計劃,包括物理治療、康復(fù)訓(xùn)練等。

術(shù)后隨訪:醫(yī)療團(tuán)隊會安排術(shù)后隨訪,以監(jiān)測患者的康復(fù)進(jìn)程,并及時處理并發(fā)癥或其他問題。

<向上滑動閱覽>

每個人有獨特的遺傳背景和生活方式,其中人體腸道微生物在人群之間差異較大,不同的年齡,不同的飲食,用藥和感染等都會塑造不同的腸道共生菌群,而這些菌群又共同參與人體的健康維護(hù)和影響疾病的發(fā)生。 

目前越來越多的研究和臨床實踐逐漸發(fā)現(xiàn)圍手術(shù)期間,不管是術(shù)前禁食,消毒以及心里壓力的增加,還是術(shù)中麻醉的使用和手術(shù)本身,亦或是手術(shù)后的服用藥物,傷口護(hù)理,腸內(nèi)營養(yǎng)或術(shù)后“特殊”飲食等,都會對胃腸道和胃腸道菌群造成嚴(yán)重的影響,甚至是破壞。

胃腸道,尤其腸道菌群作為免疫消化,炎癥反應(yīng)的主要介質(zhì),也與神經(jīng)大腦和遠(yuǎn)端很多器官的形成軸,互作影響。其中術(shù)后的大腦和胃腸功能障礙是常見的麻醉手術(shù)相關(guān)并發(fā)。例如術(shù)后譫妄(postoperative delirium, POD)、吸收不良到術(shù)后腸梗阻以及術(shù)后感染等。

研究顯示,手術(shù)所導(dǎo)致的腸道菌群失調(diào)可持續(xù)長達(dá)1個月,隨著術(shù)后感染的出現(xiàn)與抗菌藥物的使用,典型的共生細(xì)菌會迅速流失并導(dǎo)致微生物群平衡的破壞。值得注意的是,即使在心肌梗死、外傷或腦血管意外等急性應(yīng)激的數(shù)小時內(nèi),微生物組也會發(fā)生劇烈變化。

這些變化為病原體的繁殖與侵襲提供了機(jī)會。常用的吸入麻醉藥和阿片類藥物均會影響腸道微生物群的組成。暴露于1.5%異氟烷4h可使小鼠腸道微生物群豐富度顯著降低,主要表現(xiàn)為厚壁菌門的梭狀芽孢桿菌數(shù)量減少,而這種變化與免疫功能受損和機(jī)會性致病菌感染相關(guān),特別是在免疫功能低下的患者中。

另一項研究顯示,禁食和異氟醚暴露顯著改變了馬糞便的微生物的組成,主要表現(xiàn)為梭菌和立克次體的豐度較低。動物研究顯示,阿片類藥物可改變微生物群組成并破壞腸道屏障功能

因此,在圍手術(shù)期中,健康狀態(tài)下微生物組平衡被抗菌藥物、阿片類藥物、手術(shù)損傷和營養(yǎng)不良所打破,除病原微生物迅速繁殖所導(dǎo)致的感染外,仍可能以多種方式影響患者的轉(zhuǎn)歸與預(yù)后。

本文主要分享和討論圍手術(shù)期腸道微生物群的變化及其對術(shù)后并發(fā)癥的影響。從微生物組的整體角度認(rèn)識圍手術(shù)期中微生物群的變化及其作用,可以為優(yōu)化圍手術(shù)期管理策略提供了一個全新視角。

目錄

一.什么是圍手術(shù)期?

-術(shù)前期

-手術(shù)期

-術(shù)后期

二.圍手術(shù)期的腸道微生物變化

-基礎(chǔ)腸道微生物

-術(shù)前期的腸道微生物

-手術(shù)期的腸道微生物

-術(shù)后期的腸道微生物

-重癥患者的腸道微生物

三.不同手術(shù)對腸道微生物的影響

-袖狀胃切除術(shù)和胃旁路手術(shù)

-胃腸道癌癥部位切除

-肝移植手術(shù)

-老年患者手術(shù)

四.術(shù)后并發(fā)癥與腸道菌群的關(guān)聯(lián)

-術(shù)后疼痛

-術(shù)后感染

-胃腸動力障礙

-吸收不良

-吻合口瘺

-癌癥風(fēng)險及癌癥復(fù)發(fā)

五.結(jié)語

01

什么是圍手術(shù)期?

圍手術(shù)期是圍繞手術(shù)的一個全過程,從病人決定接受手術(shù)治療開始,到手術(shù)治療直至基本康復(fù) ,包含手術(shù)前手術(shù)中手術(shù)后的一段時間,時間約在術(shù)前5-7天術(shù)后7-12天。

這段時間內(nèi),醫(yī)療團(tuán)隊會采取一系列措施來確保手術(shù)的成功和患者的安全。這個階段的目標(biāo)是減少手術(shù)相關(guān)的并發(fā)癥,促進(jìn)患者的康復(fù)。

術(shù)前期

即從病人決定接受手術(shù)到將病人送至手術(shù)臺。

①心理準(zhǔn)備

術(shù)前病人常見的心理問題:夸大手術(shù)的危險性;不理解麻醉的過程;不知道疼痛的程度;對預(yù)后悲觀。

心理護(hù)理的最基本措施:正視病人的情緒反應(yīng),鼓勵病人表達(dá)自己的焦慮、感受,給予支持和疏導(dǎo),安排病人參加適當(dāng)娛樂活動等都可以達(dá)到較好效果。此外,要充分尊重病人自主的選擇,應(yīng)在病人“知情同意”的前提下采取診斷治療措施,

術(shù)前心理準(zhǔn)備可以減輕焦慮;促進(jìn)術(shù)后脈搏血壓的穩(wěn)定;減少術(shù)中麻醉劑的用量,減少病人術(shù)后對止痛劑的需求;增加病人術(shù)后活動的主動性。此外還可以降低術(shù)后感染的發(fā)生率;縮短住院時間。

②身體準(zhǔn)備

身體準(zhǔn)備能夠幫助病人維持良好的生理狀態(tài),以安全度過手術(shù)和手術(shù)后的過程。

皮膚準(zhǔn)備

清除皮膚上的微生物,減少感染導(dǎo)致傷口不愈合的概率。充分清潔手術(shù)部位皮膚和剃除毛發(fā),范圍大于約定切口的范圍。

皮膚準(zhǔn)備一般在術(shù)前一天進(jìn)行。

呼吸道準(zhǔn)備

目的是改善通氣功能,預(yù)防術(shù)后并發(fā)癥。主要措施是戒煙和深呼吸、咳痰訓(xùn)練。如病人患有呼吸系統(tǒng)疾病,術(shù)前應(yīng)行體位引流,霧化吸入,必要時使用抗生素。

胃腸道準(zhǔn)備

目的是減少麻醉引起的嘔吐及誤吸,也可以預(yù)防消化道手術(shù)中的污染。術(shù)前12小時禁食,術(shù)前6小時開始禁止飲水,以防因麻醉或手術(shù)引起嘔吐而致窒息或吸入性肺炎

腸道手術(shù)前3天起少渣飲食,并口服腸道不吸收抗生素,以減少術(shù)后感染的機(jī)會。術(shù)前1天改流食;放置胃管或腸管,一般在術(shù)日晨放置;排便練習(xí)

腹部手術(shù)病人除急診手術(shù)禁止灌腸外,于術(shù)前一日晚用肥皂水灌腸或使用開塞露,排空腸腔內(nèi)糞便。

其他準(zhǔn)備

術(shù)前一天或術(shù)日早晨檢查病人,如有發(fā)熱(超過38.5℃)或女病人月經(jīng),則延遲手術(shù);術(shù)前夜給鎮(zhèn)靜劑,保證病人的充分睡眠;進(jìn)手術(shù)室前排空尿液,必要時留置尿管;手術(shù)前取下活動牙齒。

手術(shù)期

即從送病人到手術(shù)室實施麻醉,到病人接受預(yù)定手術(shù)程序。術(shù)中包括術(shù)中麻醉,手術(shù)過程,術(shù)中管理,術(shù)中護(hù)理

·麻醉管理

麻醉師會根據(jù)手術(shù)類型患者的情況選擇適當(dāng)?shù)穆樽矸椒?,并監(jiān)測患者的生命體征,包括心率、血壓、呼吸等。他們會確?;颊咴谑中g(shù)過程中處于無痛和穩(wěn)定的狀態(tài)。

·感染控制

醫(yī)療團(tuán)隊會采取嚴(yán)格的感染控制措施,包括消毒手術(shù)場所、佩戴無菌手套和口罩、使用無菌器械等,以減少手術(shù)部位感染的風(fēng)險。

·手術(shù)操作

醫(yī)生會根據(jù)手術(shù)計劃進(jìn)行手術(shù)操作,包括切口、組織修復(fù)、器官重建等。他們會遵循嚴(yán)格的操作規(guī)范和技術(shù),以確保手術(shù)的準(zhǔn)確性安全性。

·輸血和輸液

根據(jù)患者的需要,醫(yī)療團(tuán)隊可能會進(jìn)行輸血輸液來維持患者的血容量電解質(zhì)平衡。

術(shù)中意外低體溫會導(dǎo)致嚴(yán)重后果!

術(shù)中一般需要對患者的生命體征進(jìn)行監(jiān)測,包括心率、血氧、體溫等,同時對患者的營養(yǎng)狀態(tài)、術(shù)前血糖的控制、術(shù)中血壓的控制等進(jìn)行全面的監(jiān)測。

圍手術(shù)期低體溫可能對腸道微生物群產(chǎn)生一定的影響。低體溫可能導(dǎo)致腸道微生物群的失衡,影響其組成和功能,還會使手術(shù)部位感染的概率上升。

低體溫可能引起腸道血液循環(huán)減慢,導(dǎo)致腸道缺血和缺氧,從而影響腸道微生物的生存和代謝活動。此外,低體溫還可能影響腸道黏膜屏障的完整性,增加腸道通透性,使有害微生物更容易進(jìn)入腸道。

此外患者常反映術(shù)后初期的寒冷不適是住院期間最為痛苦的體驗之一,有時甚至超過疼痛。

腸道微生物群的失衡可能導(dǎo)致腸道炎癥的增加,免疫功能下降以及消化不良等問題。這些問題可能進(jìn)一步影響術(shù)后恢復(fù)患者的整體健康。

術(shù)后期

開始于病人進(jìn)入恢復(fù)室或病房,終止于病人從手術(shù)相關(guān)的各種應(yīng)激中恢復(fù)。

·疼痛護(hù)理

術(shù)后會因手術(shù)切口疼痛導(dǎo)致焦慮不安、恐懼等情緒,醫(yī)護(hù)會在術(shù)后完善患者疼痛的自我評估,并在術(shù)后視情況聯(lián)合使用止痛藥物,同時對患者進(jìn)行適當(dāng)心理疏導(dǎo),從而能夠有效降低不良心理情況的發(fā)生,提高手術(shù)治療的效果。

·活動指導(dǎo)

翻身或下床活動時引流管是否固定妥善,引流管是否保持暢通,避免扭曲折疊。在病床上可適度活動下肢,預(yù)防長期臥床導(dǎo)致的深靜脈血栓出現(xiàn)。

·呼吸道護(hù)理

術(shù)后每隔2h督促或協(xié)助患者翻身、變化體位,指導(dǎo)患者正確咳嗽咳痰、深呼吸,定期拍背,促進(jìn)排痰,對于痰液黏稠者,可霧化吸入,稀釋痰液,便于痰液排出,術(shù)后按需給予持續(xù)低流量吸氧,氧流量控制在3L/分

·飲食護(hù)理

鼓勵患者進(jìn)食優(yōu)質(zhì)蛋白,促進(jìn)傷口愈合,告知患者少食用高糖、刺激性食物,嚴(yán)格控制膽固醇、脂肪攝入,叮囑戒煙戒酒,觀察患者飲食后腸蠕動、排氣等情況。

小結(jié)

圍手術(shù)期是住院患者死亡率較高的環(huán)節(jié),因而國內(nèi)外都將圍術(shù)期死亡率作為評價手術(shù)、麻醉質(zhì)量與安全以及患者康復(fù)的重要和關(guān)鍵指標(biāo)。

2014年,世界衛(wèi)生組織已將其列入《全球100項核心健康指標(biāo)》。

圍手術(shù)期醫(yī)學(xué)終極目標(biāo)是促進(jìn)患者術(shù)后高質(zhì)量恢復(fù)。圍手術(shù)期應(yīng)利用各種臨床風(fēng)險評分生物標(biāo)志物來識別那些可能發(fā)生嚴(yán)重不良事件的高?;颊?,對這些高?;颊卟捎弥T如:器官保護(hù)、嚴(yán)密監(jiān)視、特異性的早期干預(yù)等具有特異性的臨床管理措施來提高患者預(yù)后,以及健康生存質(zhì)量。

02

圍手術(shù)期的腸道微生物變化

腸道微生物在維持腸道健康、免疫功能營養(yǎng)吸收等方面發(fā)揮著重要作用。因此腸道微生物的平衡會影響圍手術(shù)期患者的健康狀況以及術(shù)后的恢復(fù)。

而在圍手術(shù)期中,術(shù)前的焦慮、睡眠不足與禁食,術(shù)中的麻醉藥物抗菌藥物使用,以及術(shù)后手術(shù)部位感染、阿片類鎮(zhèn)痛藥、質(zhì)子泵抑制劑等均可改變患者微生物群的組成減少微生物多樣性。

Zheng Z,et al.Front Cell Infect Microbiol.2023

基礎(chǔ)腸道微生物

腸道微生物群的基礎(chǔ)狀態(tài)取決于日常飲食、運動慢性疾病等。

? 飲食

腸道微生物、飲食宿主健康之間的關(guān)系很復(fù)雜。飲食通過影響腸道微生物群組成及其代謝物的產(chǎn)生來間接影響宿主健康。術(shù)前飲食調(diào)節(jié)一直是醫(yī)生預(yù)防術(shù)后并發(fā)癥的補(bǔ)充考慮因素。

先前一項使用動物模型的研究表明,短期的低脂高纖維飲食可以通過以下方式逆轉(zhuǎn)高脂西式飲食對傷口愈合的不利影響:改善整體腸道微生物群多樣性并減少術(shù)后腸球菌。

? 運動

運動作為一種環(huán)境因素會影響腸道微生物群的組成,這可能有益于健康疾病預(yù)防。最近的研究表明,運動可以改善共生細(xì)菌的發(fā)育,豐富微生物區(qū)系多樣性,并增加有益微生物的數(shù)量。

? 疾病

疾病極大地改變了術(shù)前腸道微生物群的組成及其對手術(shù)的術(shù)后反應(yīng)。越來越多的證據(jù)表明,惡性腫瘤部位的腸道微生物群發(fā)生了變化,腸道微生物群的不平衡會引發(fā)癌癥發(fā)生。

此外,多種代謝性疾病(營養(yǎng)不良、肥胖、2型糖尿病、心血管疾病、非酒精性脂肪肝等)、自身免疫性疾病(類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、鼻炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡)、生活環(huán)境行為因素(熬夜和飲酒等)吸煙)與腸道微生物群的改變有關(guān)并受其影響,這已在谷禾其他文章中詳細(xì)綜述。

擴(kuò)展閱讀:

全球人類腸道微生物組:基因、生活方式和飲食

術(shù)前期的腸道微生物

圍手術(shù)期通常包括住院、麻醉、手術(shù)和康復(fù)相關(guān)的時期。需要手術(shù)的人數(shù)量增加,這給圍手術(shù)期的各個組成帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

術(shù)前治療期間腸道微生物群的變化包括長期化療放療(并非所有接受手術(shù)的患者都適用)術(shù)前短期治療,例如禁食、腸道準(zhǔn)備和抗生素預(yù)防。

?禁食和限制飲水改變了腸道微生物群

圍手術(shù)期術(shù)前禁食限制液體是常規(guī)做法。然而,飲食是腸道微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)鍵決定因素,因此禁食可能會引發(fā)腸道微生物群變化,進(jìn)而影響宿主健康免疫力。

進(jìn)食/禁食節(jié)律導(dǎo)致腸道微生物群的每日周期性成分波動,在動物模型中,腸道微生物群在禁食后1-3天內(nèi)迅速變化。隨著禁食時間的增加,空腸微生物群的結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化,β-bacilli擬桿菌Bacteroides減少。

基于健康犬的研究發(fā)現(xiàn),空腹8 h后犬空腸菌群α多樣性降低,同時β?變形菌綱和類桿菌目豐度顯著降低?;?strong>健康人群的臨床研究則發(fā)現(xiàn),術(shù)前灌腸可對腸道菌群造成明顯影響,并且這種影響會持續(xù)至灌腸后2~4周。此外,抗生素的使用對于預(yù)防術(shù)后感染起著重要的作用,但其同時也是造成術(shù)后腸道菌群失調(diào)的重要因素。

?心理和生理壓力影響腸道易感性

手術(shù)患者經(jīng)常面臨術(shù)前心理壓力(如焦慮和恐懼)或生理壓力(如失眠和營養(yǎng)不良)。這些應(yīng)激刺激可以激活交感神經(jīng)系統(tǒng)和HPA軸(下丘腦-垂體-腎上腺軸),從而增加腸道通透性炎癥,最終影響腸道微生物群。

據(jù)報道,心理壓力會改變粘膜表面微生物定植和宿主對感染的易感性

?放療和化療導(dǎo)致腸道微生物群失調(diào)

癌癥的輔助放化療可能會導(dǎo)致腸道微生物群的組成發(fā)生變化。

化療導(dǎo)致非霍奇金淋巴瘤患者腸道菌群嚴(yán)重失調(diào),厚壁菌(Firmicutes)和放線菌(Actinobacteria)的相對豐度顯著下降,變形菌門Proteobacteria)的相對豐度增加

在動物研究中,5-氟尿嘧啶 (屬于抗代謝藥的一種,主要用于治療腫瘤)降低腸道微生物群落的豐富度多樣性,導(dǎo)致厚壁菌門、變形菌門、軟壁菌門(Tenericutes) 、藍(lán)藻門(Cyanobacteria)的相對豐度降低,而疣微菌門(Verrucomicrobia)和放線菌門(Actinobacteria)的相對豐度增加

注:益生菌混合物可以改善這種情況。

此外,放射治療降低了放射性腸病患者腸道微生物的多樣性,這與梭狀芽胞桿菌(Clostridium IV)、羅氏菌屬(Roseburia)和考拉桿菌屬(Phascolarctobacterium)相對豐度的增加相關(guān)。

化療和放療不僅可以改變腸道微生物群,腸道微生物群還可以直接或間接調(diào)節(jié)癌癥對化療、放療和免疫治療的反應(yīng)。

?機(jī)械腸道準(zhǔn)備會破壞腸道微生物群

機(jī)械性腸道準(zhǔn)備是通過物理或化學(xué)方法減少腸內(nèi)容物的過程,包含機(jī)械灌腸口服瀉藥(滲透性瀉劑、刺激性瀉劑、組合型瀉劑)。

腸道準(zhǔn)備會破壞腸道微生物群,并可能導(dǎo)致長期的有害后果。灌洗會導(dǎo)致腸道微生物群的細(xì)菌水平組成發(fā)生即時和實質(zhì)性的變化,特別是雙歧桿菌Bifidobacterium)和乳酸菌Lactobacillus減少,大腸桿菌(E. coli)和葡萄球菌(Staphylococcus增加。

注:機(jī)械腸道準(zhǔn)備對腸道代謝組有深遠(yuǎn)的影響,口服益生菌有助于快速恢復(fù)到基線水平。

手術(shù)期的腸道微生物

?麻醉會降低腸道微生物多樣性

許多研究發(fā)現(xiàn)吸入麻醉藥具有明顯的“類抗生素”作用,可有效抑制多種革蘭陽性和革蘭陰性細(xì)菌的增殖,并且對一些多重耐藥菌也有明顯的抗菌作用。近年來多項研究開始關(guān)注并發(fā)現(xiàn)吸入麻醉藥對腸道菌群會產(chǎn)生顯著的影響。

吸入異氟醚可引起健康成年馬腸道菌群多樣性及結(jié)構(gòu)顯著改變。在小鼠中發(fā)現(xiàn)了相似的現(xiàn)象,該研究讓成年小鼠暴露于1.5%異氟醚4 h,結(jié)果發(fā)現(xiàn)麻醉后出現(xiàn)了明顯的小鼠腸道菌群失調(diào)并且持續(xù)到了麻醉后1周,麻醉后小鼠菌群α多樣性較麻醉前明顯降低。

另外的研究表明小鼠暴露于揮發(fā)性麻醉劑(異氟烷)4小時顯著降低了微生物多樣性和包括梭狀芽胞桿菌Clostridiales)在內(nèi)的幾種共生細(xì)菌的水平。因此,麻醉劑是術(shù)后患者腸道菌群失調(diào)的潛在因素。

阿片類藥物是臨床麻醉常用鎮(zhèn)痛藥物。阿片類藥物對腸道功能、免疫微環(huán)境及通透性有著明顯影響。通過小鼠觀察發(fā)現(xiàn),嗎啡持續(xù)5~6 d慢性給藥能夠通過腸道μ阿片受體影響腸道菌群結(jié)構(gòu),造成腸道菌群失調(diào),同時腸道乳酸桿菌表達(dá)豐度明顯降低。

通過給予阿片受體拮抗劑,能夠逆轉(zhuǎn)這一影響。此外,一項臨床研究也發(fā)現(xiàn),長期使用阿片類藥物治療會對肝硬化患者腸道菌群造成影響,主要表現(xiàn)為其可引起腸道擬桿菌、Clostridiales ⅩⅣ及瘤胃球菌科的相對豐度下降。

常用的局部麻醉藥(利多卡因、布比卡因及羅哌卡因)也具有抗菌作用,體內(nèi)及體外實驗均證實其可對多種革蘭陽性和陰性細(xì)菌產(chǎn)生明顯的抗菌作用。然而,局部麻醉藥物的抗菌作用不僅受到藥物濃度、使用時間的影響,還與合并用藥密切相關(guān)。諸如抗生素、防腐劑、阿片類藥物、腎上腺素、異丙酚等藥物可與局部麻醉藥物結(jié)合,通過協(xié)同或拮抗作用影響其抗菌作用。此外,目前尚缺乏相關(guān)研究觀察局部麻醉藥物對腸道菌群是否存在影響。

?止痛藥會影響腸道屏障功能

阿片類止痛藥是治療疼痛最常用的藥物,但它們會增加對艱難梭菌、霍亂弧菌、腸道沙門氏菌和銅綠假單胞菌腸道感染的易感性。

另一項研究表明,嗎啡會損害小鼠上皮屏障功能并增加腸道微生物群的易位。

?手術(shù)干預(yù)影響腸道微生物群的平衡

手術(shù)干預(yù),特別是胃腸手術(shù),威脅患者腸道微生物群的平衡。胃腸手術(shù)常會直接改變腸道微生物群的棲息地。研究發(fā)現(xiàn)接受手術(shù)治療的胃癌患者腸道微生物的多樣性豐度有所增加。

此外,胃切除術(shù)增加了需氧菌、兼性厭氧菌和口腔微生物的豐度,這可能與消化道重建術(shù)后并發(fā)癥有關(guān)。

腸道微生物群術(shù)后并發(fā)癥之間關(guān)系的薈萃分析表明,手術(shù)常常會增加假單胞菌(Pseudomonas)、葡萄球菌(Staphylococcus)和腸球菌(Enterococcus)等潛在病原體,并減少乳桿菌(Lactobacillus)和雙歧桿菌(Bifidobacterium)。

將在后續(xù)章節(jié)中具體講述不同手術(shù)對腸道微生物群的影響

外科手術(shù)創(chuàng)傷刺激對患者全身內(nèi)環(huán)境造成重大影響,其中也包括消化系統(tǒng)。對于心臟手術(shù),近年臨床研究觀察到,行擇期心臟手術(shù)重癥患者術(shù)后恢復(fù)期其腸道菌群多樣性明顯降低,且菌群結(jié)構(gòu)改變,多種潛在致病菌表達(dá)豐度增加。

在動物研究中,手術(shù)大鼠與非手術(shù)大鼠相比,在多個水平出現(xiàn)表達(dá)豐度不同的差異菌。

對于非心臟手術(shù),尤其是胃腸道手術(shù),對腸道菌群穩(wěn)態(tài)會產(chǎn)生巨大影響。腸道手術(shù)會使腸腔暴露在氧氣中,導(dǎo)致腸道正常厭氧環(huán)境改變,進(jìn)而導(dǎo)致腸道菌群紊亂。同時,手術(shù)過程中血管結(jié)扎等造成的局部缺血也會導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)。腸道手術(shù)對腸道菌群的影響具有一定的持續(xù)性。

在小腸切除手術(shù)小鼠模型中,手術(shù)引起的回腸菌群改變在手術(shù)后90 d仍可以被觀察到。除腸道手術(shù)外,其他非心臟手術(shù)后也可發(fā)生腸道菌群紊亂。如在腹部探查手術(shù)和骨折手術(shù)動物模型中,研究者都觀察到了術(shù)后腸道菌群發(fā)生多樣性和結(jié)構(gòu)的顯著改變。

術(shù)后期的腸道微生物

?抗生素會擾亂腸道微生物群

為了預(yù)防術(shù)后感染,抗生素的使用是關(guān)鍵。然而,許多研究表明,抗生素會對人和動物的腸道微生物群造成短期或長期影響,例如腸道微生物群組成的變化、多樣性的變化以及定植時間的延遲。

特別是廣譜抗生素嚴(yán)重?fù)p害腸道微生物群并導(dǎo)致腹瀉,這可能與艱難梭菌過度生長或短鏈脂肪酸產(chǎn)量減少有關(guān)。此外,抗生素通過干擾腸道菌群,會影響藥物代謝,降低機(jī)體對外界病原體的抵抗力,從而增加感染風(fēng)險

?術(shù)后并發(fā)癥與腸道菌群密切相關(guān)

術(shù)后并發(fā)癥腸道菌群密切相關(guān),腸道菌群在阻止病原體穿過腸道屏障方面發(fā)揮著重要作用。此外,腸道微生物群的組成可以反映免疫系統(tǒng)對入侵病原體的反應(yīng)效率。

在一項涉及26名接受腎移植的患者的試點研究中,腎移植手術(shù)后3個月收集的糞便樣本中的腸道微生物群出現(xiàn)了顯著變化,這與腹瀉、急性排斥反應(yīng)和尿路感染等并發(fā)癥有關(guān)。

?術(shù)后腸道菌群紊亂參與術(shù)后神經(jīng)認(rèn)知損傷

越來越多的研究開始關(guān)注術(shù)后腸道菌群紊亂與術(shù)后神經(jīng)認(rèn)知損傷之間的潛在聯(lián)系。對成年小鼠實施異氟醚全身麻醉下腹部探查手術(shù),手術(shù)6 h后進(jìn)行認(rèn)知功能行為學(xué)測試,結(jié)果發(fā)現(xiàn),全身麻醉手術(shù)后,發(fā)生POD的小鼠與未發(fā)生POD的小鼠相比,腸道菌群α多樣性顯著降低,同時β多樣性也存在著顯著的差異。對于菌群表達(dá)豐度方面,在門水平,POD小鼠軟壁菌門相對豐度顯著降低;在綱水平,γ?變形菌豐度在POD小鼠顯著降低;而在目水平,POD小鼠厭氧原體目和雙歧桿菌目表達(dá)也出現(xiàn)了顯著降低。

另外,該研究還進(jìn)一步通過糞菌移植方法,證實存在認(rèn)知功能異常的偽無菌(pseudo germ?free, PGF)小鼠分別接受POD和非POD小鼠的糞菌移植后,接受非POD小鼠糞便細(xì)菌移植的PGF小鼠表現(xiàn)出認(rèn)知功能的改善,而接受POD小鼠糞便細(xì)菌移植的PGF小鼠其認(rèn)知功能則未見改善。這一結(jié)果證明了腸道菌群失調(diào)引起的腸?腦軸功能紊亂是術(shù)后認(rèn)知損傷的內(nèi)在病因,而非疾病發(fā)展中的并存現(xiàn)象。

另外一個老年P(guān)OCD動物模型的腸道菌群變化,結(jié)果也顯示在全身麻醉腹部手術(shù)后1周,發(fā)生認(rèn)知損傷的老年雄性小鼠與未發(fā)生認(rèn)知損傷小鼠相比,其腸道菌群α多樣性顯著降低,同時β多樣性出現(xiàn)顯著改變。另外,在多個水平出現(xiàn)了表達(dá)豐度具有顯著差異的菌種。POCD大鼠軟壁菌門和部分厚壁菌門豐度明顯減少。該研究還發(fā)現(xiàn)大腸埃希菌相對表達(dá)豐度與空間學(xué)習(xí)記憶能力損傷呈顯著正相關(guān)。而Dehalobacterium屬表達(dá)豐度對預(yù)測小鼠POCD的發(fā)生具有較高的敏感性和特異性。

重癥患者的腸道微生物

幾項研究探討了ICU患者腸道微生物組組成的變化及其對疾病結(jié)果的預(yù)后意義。

?重癥存活患者的雙歧桿菌豐度更高

在61名入住ICU患者的前瞻性隊列中,研究了腸道微生物的組成,并將其與臨床指標(biāo)和結(jié)果相關(guān)聯(lián)。發(fā)現(xiàn)與住院期間死亡的患者相比,存活患者的雙歧桿菌屬豐度顯著更高。

此外,與單獨的急性生理學(xué)和慢性健康評估(APACHE)II或序貫器官衰竭評估(SOFA)相比,將微生物組的組成添加到臨床評分中可以改善院內(nèi)死亡的預(yù)測。

?重癥患者腸道微生物多樣性下降

膿毒癥是危重患者死亡的主要原因,多項研究表明膿毒癥與腸道微生物組密切相關(guān)。

在最近一項針對10名入住ICU的膿毒癥患者、10名入住ICU的無膿毒癥患者和10名健康對照的前瞻性研究中,與健康對照相比,兩組ICU患者的腸道微生物組組成均發(fā)生顯著改變。

ICU患者表現(xiàn)出α多樣性降低(表明微生物組物種豐富度降低),厚壁菌門豐度增加,擬桿菌門、普雷沃氏菌Prevotella)和毛螺菌屬Lachnospira)比例下降。

拓展:腸道微生物群對危重膿毒癥患者的影響

此外,膿毒癥和非膿毒癥ICU患者之間觀察到顯著差異,腸球菌豐度增加。

在一項探索64名入住ICU膿毒癥患者腸道微生物組的前瞻性研究中,檢測到兩個不同的簇。這些簇的特征是擬桿菌屬和未分類的腸桿菌科細(xì)菌豐度增加,與血清乳酸脫氫酶水平升高和發(fā)生感染性休克風(fēng)險增加有關(guān)。

根據(jù)這些觀察結(jié)果,一些研究人員提出腸道微生物組危重膿毒癥患者多器官衰竭的發(fā)展中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

?腸道微生物群可能還與肺部炎癥有關(guān)

使用動物模型,發(fā)現(xiàn)實驗證據(jù)支持腸道細(xì)菌群落因高氧而改變并與肺部炎癥相關(guān)。

檢查人類肺組織,發(fā)現(xiàn)短鏈脂肪酸存在個體差異。由于短鏈脂肪酸依賴于腸道微生物組,這些發(fā)現(xiàn)表明腸道微生物組肺微生物組宿主健康之間存在機(jī)制聯(lián)系。

總之,入住ICU的危重患者表現(xiàn)出明顯的腸道和肺部生態(tài)失調(diào),這與各種臨床結(jié)果指標(biāo)相關(guān)。然而,潛在的微生物組靶向治療措施在這種情況下的作用尚未確定。

03

不同手術(shù)對腸道微生物的影響

手術(shù)本身是影響腸道菌群組成功能的重要因素。谷禾在這里主要講述胃腸道手術(shù)腸道微生物的影響。

胃腸道手術(shù)會影響腔內(nèi)環(huán)境腸道通透性、轉(zhuǎn)運時間、食物消化和營養(yǎng)吸收。同時,胃腸道的手術(shù)重建可以改變腸道微生物群,影響新陳代謝免疫功能

袖狀胃切除術(shù)和胃旁路手術(shù)

袖狀胃切除術(shù)(SG)和Roux-en-Y胃旁路術(shù)(RYGB)是治療病態(tài)肥胖最常見的手術(shù)方法。

注:減肥手術(shù)的有益效果不僅是由于手術(shù)本身引起的胃袋限制吸收不良結(jié)構(gòu)所致,腸道微生物群的變化也可能是其機(jī)制的一部分。

Ciobarc? D,et al.Nutrients.2020

注:(A)Roux-en-Y胃旁路手術(shù)(B)垂直袖狀胃切除術(shù)。

手術(shù)改變了腸道微生物群,并且在隨訪的第一年,這種深刻的改變持續(xù)存在,在大多數(shù)研究中,擬桿菌變形菌增加厚壁菌減少。腸道微生物群的變化在不同的手術(shù)過程中存在顯著差異。

?胃旁路手術(shù)后耐氧細(xì)菌的相對豐度更高

Roux-en-Y胃旁路手術(shù)(RYGB)對腸道微生物群的組成和功能的影響比袖狀胃切除術(shù)更深。

腹腔鏡RYGB導(dǎo)致耐氧細(xì)菌大腸桿菌鏈球菌)相對豐度更高,而厭氧菌(梭狀芽胞桿菌)在袖狀胃切除術(shù)后相對豐度更高。此外,兩次手術(shù)后6個月觀察到嗜黏蛋白阿克曼菌Akkermansia muciniphila富集。

?其他腸道微生物的變化

另一項短期研究中,在袖狀胃切除術(shù)后3個月,下列菌群的相對豐度更高

阿克曼菌(Akkermansia)  ↑↑↑

真桿菌屬(Eubacterium)  ↑↑↑

嗜血桿菌Haemophilus) ↑↑↑

經(jīng)黏液真桿菌屬(Blautia)   ↑↑↑

而在胃旁路手術(shù)后,以下菌群的相對豐度也更高

韋榮氏球菌屬(Veillonella)  ↑↑↑

史雷克氏菌(Slackia)   ↑↑↑

氨基酸球菌(Acidaminococcus)   ↑↑↑

Granucatiella   ↑↑↑

Ciobarc? D,et al.Nutrients.2020

?腸道微生物與宿主相互作用影響手術(shù)預(yù)后

此外,與接受假手術(shù)小鼠糞便微生物群移植的小鼠相比,從胃旁路手術(shù)處理的小鼠向未接受腸道重建的無菌小鼠移植糞便微生物群會導(dǎo)致受體小鼠的體重減輕脂肪量減少。這表明胃旁路手術(shù)后的腸道微生物群有助于體重代謝的影響。

這些研究表明,腸道手術(shù)引起腸道微生物群宿主相互作用的改變,進(jìn)而影響手術(shù)的預(yù)后。

胃腸道癌癥部位切除

?胃癌患者胃切除后表現(xiàn)出更大的物種多樣性

在胃癌患者中觀察到胃切除術(shù)腸道微生物群的變化,與對照組相比,顯示出更大的物種多樣性豐富度。

口腔微生物、需氧菌(鏈球菌和腸球菌)和兼性厭氧菌(大腸桿菌、腸桿菌和鏈球菌)的豐度也更高。

?結(jié)直腸癌患者術(shù)后腸道微生物發(fā)生顯著變化

此外,腸道菌群結(jié)直腸癌(CRC)的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。值得注意的是,幾種與結(jié)直腸癌相關(guān)的細(xì)菌(具核梭桿菌和Atopobium parvulum)和次生膽汁酸(例如脫氧膽酸)在接受全胃切除術(shù)的患者中顯著富集

相比之下,手術(shù)大大降低了結(jié)直腸癌患者腸道微生物群的多樣性。術(shù)后患者和結(jié)直腸癌患者的腸道微生物群存在顯著差異。與術(shù)前結(jié)直腸癌患者和健康人相比,術(shù)后結(jié)直腸癌患者中變形桿菌相對豐度增加,并且克雷伯氏菌(Klebsiella)在術(shù)后結(jié)直腸癌病人中的比例高于術(shù)前病人,這也與傳染病淋巴細(xì)胞浸潤顯著相關(guān)。

長期腸道微生物群改變術(shù)后并發(fā)癥之間的關(guān)聯(lián)表明,腸道微生物群調(diào)節(jié)可能有助于優(yōu)化結(jié)直腸癌患者術(shù)后的預(yù)后。

肝移植手術(shù)

隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展,我國肝移植的數(shù)量逐年增加,但術(shù)后并發(fā)癥仍難以控制,導(dǎo)致不良預(yù)后,因此肝移植術(shù)也逐漸成為關(guān)注的焦點。

與肝臟相關(guān)的手術(shù)是誘發(fā)腸道菌群失調(diào)細(xì)菌移位的主要因素之一。眾多的研究發(fā)現(xiàn),在經(jīng)歷肝移植手術(shù)后,模型動物和臨床患者不僅在腸道微生物構(gòu)成上有顯著差異,而且在數(shù)量上也有顯著變化

?肝移植后腸道菌群的變化與急性細(xì)胞排斥和感染有關(guān)

進(jìn)行了一項前瞻性研究,分析了38例肝移植患者在肝移植術(shù)前和肝移植術(shù)后腸道微生物群多樣性的變化。

研究發(fā)現(xiàn),在肝移植后21天內(nèi),患者腸道內(nèi)微生物群的多樣性顯著降低,但是在肝移植術(shù)2個月后微生物多樣性逐漸升高,并且腸道菌群多樣性的變化與急性細(xì)胞排斥感染的發(fā)生顯著相關(guān)。

急性排斥反應(yīng)是器官移植受者排斥反應(yīng)中最常見的一種類型。因為其發(fā)生早期是由于細(xì)胞免疫機(jī)制所致,故亦稱之為急性細(xì)胞性排斥反應(yīng)。

擬桿菌、腸桿菌、鏈球菌和雙歧桿菌在急性細(xì)胞排斥患者中增加;而腸球菌、乳桿菌、梭菌科、瘤胃菌科消化鏈球菌科在非急性細(xì)胞排斥患者中增加。此外,在感染患者中,金黃色葡萄球菌、糞腸球菌、大腸桿菌和銅綠假單胞菌的水平增加。

另一項研究也得到了相同的結(jié)果,研究分析了肝移植術(shù)前和肝移植術(shù)后患者腸道微生物的差異,發(fā)現(xiàn)肝移植術(shù)后放線菌、埃希菌和志賀菌的數(shù)量顯著減少,而小單胞菌科、脫硫菌科、優(yōu)桿菌科和阿克曼菌的數(shù)量顯著增加。

?肝移植后產(chǎn)丁酸細(xì)菌顯著減少

此外發(fā)現(xiàn)在肝移植手術(shù)后產(chǎn)丁酸細(xì)菌(如普氏棲糞桿菌)顯著減少,而機(jī)會致病菌(如腸球菌屬)增加,這與糖尿病患者的特征相似,這可能是肝移植后新發(fā)糖尿病的原因之一。

值得注意的是,在屬水平上,經(jīng)黏液真桿菌屬Blautia)在肝移植后幾乎消失了。Blautia因其對減輕炎癥性疾病代謝性疾病的貢獻(xiàn)以及對特定微生物的抗菌活性而受到特別關(guān)注。

Blautia是腸道菌群中的優(yōu)勢菌屬,與肥胖、糖尿病、癌癥和各種炎癥性疾病等宿主生理功能障礙存在顯著相關(guān)性。產(chǎn)生細(xì)菌素的能力為Blautia提供了抑制腸道病原菌定植的潛力,同時它還可以影響腸道微生物群的組成,使其成為潛在的益生菌

這些結(jié)果表明,腸道菌群的多樣性肝移植的預(yù)后相關(guān)。

老年患者手術(shù)

每年有很大一部分老年人接受手術(shù)。在這類人群中,手術(shù)創(chuàng)傷壓力可能會增加認(rèn)知能力下降的風(fēng)險,特別是對于那些患有前驅(qū)期阿爾茨海默病或患有遺忘性輕度認(rèn)知障礙的患者。

術(shù)后全身炎癥與血漿細(xì)菌內(nèi)毒素增加一起,已被證明可協(xié)同引起神經(jīng)炎癥,從而引發(fā)認(rèn)知功能障礙。此外,術(shù)后血漿細(xì)菌內(nèi)毒素水平較高與胃腸道微生物群失調(diào)有關(guān),包括腸道微生物群多樣性減少組成改變以及腸道屏障損傷。

?手術(shù)后腸道微生物的變化導(dǎo)致神經(jīng)炎癥

手術(shù)/麻醉后,腸道微生物群的豐度發(fā)生顯著變化,革蘭氏陰性菌的比例增加。脂多糖是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的關(guān)鍵成分,是腸上皮細(xì)胞表面TLR4的強(qiáng)激動劑,增加腸道通透性。

此外,手術(shù)創(chuàng)傷和麻醉引起的氧化應(yīng)激可誘導(dǎo)促炎因子的釋放,如IL-1β、IL-6和TNF-α。促炎細(xì)胞因子可以破壞血腦屏障的完整性,并通過血腦屏障內(nèi)皮細(xì)胞上的特定表面受體和轉(zhuǎn)運蛋白穿過,最終導(dǎo)致大腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞激活神經(jīng)炎癥。

?大腸桿菌分泌的Aβ蛋白可能會導(dǎo)致認(rèn)知障礙

此外,麻醉/手術(shù)后,腸道中大腸桿菌比例增加。腸道中的大腸桿菌(E.coli)、枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis)和沙門氏菌(Salmonella)可以合成Aβ蛋白

Aβ(β-淀粉樣蛋白)是大腦皮質(zhì)老年斑的主要成分??扇苄远垠w可以有效削弱突觸結(jié)構(gòu)和功能。這種二聚體是最小的突觸毒性物質(zhì),是引起阿爾茨海默病的重要物質(zhì)

腸道Aβ可以通過受損的腸道屏障進(jìn)入循環(huán),從而引發(fā)交叉反應(yīng)性免疫反應(yīng)。這會過度激活炎癥信號,并導(dǎo)致Aβ在大腦中沉積。Aβ沉積會干擾海馬神經(jīng)元中N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受體mRNA的表達(dá),降低突觸可塑性,最終導(dǎo)致認(rèn)知障礙

手術(shù)影響下腸道菌群變化與認(rèn)知功能

Wang XQ,et al.Front Aging Neurosci.2021

綜上所述,手術(shù)期腸道生態(tài)失調(diào)損害神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)節(jié)劑的合成和分泌,通過腸腦軸引起認(rèn)知功能障礙。

04

術(shù)后并發(fā)癥與腸道菌群的關(guān)聯(lián)

許多術(shù)后并發(fā)癥,如感染、術(shù)后疼痛、胃腸道運動障礙、吸收不良和癌癥復(fù)發(fā),會阻礙手術(shù)的重建過程和恢復(fù)。

研究發(fā)現(xiàn)一些術(shù)后并發(fā)癥腸道微生物之間存在聯(lián)系,對宿主腸道微生物群在圍手術(shù)期相互作用的更好的理解將使手術(shù)更安全并進(jìn)一步預(yù)防并發(fā)癥。

術(shù)后疼痛

全世界每年進(jìn)行超過3億例外科手術(shù)。據(jù)估計,住院和門診手術(shù)后分別有71%51%的患者經(jīng)歷中度至重度疼痛。

√腸道微生物的產(chǎn)物影響疼痛感受器

細(xì)菌的產(chǎn)物,包括神經(jīng)遞質(zhì)、代謝物以及腸道微生物的組成元素,能夠激活傷害感受器。

疼痛有不同的表現(xiàn)形式,其中一種是炎癥性疼痛,例如關(guān)節(jié)炎疼痛,它影響著全世界很大一部分人。免疫細(xì)胞釋放介質(zhì)如腺苷三磷酸(ATP)、前列腺素E2、腫瘤壞死因子α、白細(xì)胞介素1β、C–C基序趨化因子配體2(CCL2)和趨化因子(C-X-C基序)配體1(CXCL1),可觀察到炎癥條件下疼痛閾值降低,疼痛反應(yīng)增加

關(guān)于炎癥性疼痛微生物組的臨床研究表明兩者之間存在關(guān)聯(lián)。使用磁共振成像評估,骨關(guān)節(jié)炎、膝蓋疼痛和炎癥患者的糞便樣本中鏈球菌屬Streptococcus)豐度之間存在顯著關(guān)聯(lián)。

√內(nèi)臟疼痛與微生物的變化有關(guān)

慢性盆腔疼痛是功能性內(nèi)臟疼痛的另一種常見綜合征,也與微生物組的改變有關(guān)。多項研究表明,慢性盆腔疼痛、慢性前列腺炎和間質(zhì)性膀胱炎患者的腸道泌尿微生物組發(fā)生了變化。

腸道內(nèi)的益生菌,包括乳酸菌和雙歧桿菌,能夠產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì),如5-羥色胺、去甲腎上腺素、γ-氨基丁酸和組胺等。

5-羥色胺在疼痛中的作用已有充分記錄,它不僅由腸道細(xì)菌產(chǎn)生,而且由腸嗜鉻細(xì)胞產(chǎn)生。5-羥色胺激活 TRPV4 與內(nèi)臟疼痛有關(guān)。

腸道微生物群影響術(shù)后疼痛

Minerbi A,et al.Anesthesiology.2022

關(guān)聯(lián)研究表明腸道微生物組的改變與人類的慢性疼痛和一些術(shù)后疼痛相關(guān)。動物模型提供的證據(jù)表明腸道微生物組可能在發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮作用。

需要更全面地了解腸道微生物組感覺神經(jīng)元之間直接和間接相互作用的機(jī)制,以發(fā)現(xiàn)新的治療靶點,從而為術(shù)后疼痛的治療策略提供信息。

術(shù)后感染

術(shù)后感染,特別是手術(shù)部位感染,是再入院的常見原因,這導(dǎo)致醫(yī)療費用增加。一般來說,與其他外科手術(shù)相比,胃腸道手術(shù)術(shù)后感染的風(fēng)險更大,因為胃腸道棲息著大量微生物

傳統(tǒng)上,術(shù)后感染往往是由于術(shù)前局部或腸道消毒不充分引起的,即使沒有機(jī)械腸道準(zhǔn)備,也可以在手術(shù)前一天通過抗生素作為預(yù)防措施來預(yù)防。然而,腸道和皮膚微生物群的完全耗盡是不可能的,并且具有潛在的負(fù)面影響。

√原有腸道微生物群失調(diào)易導(dǎo)致術(shù)后感染

許多術(shù)后感染是由患者的腸道微生物群引起的,通常是在無意中抑制有益細(xì)菌抗生素耐藥病原菌易位之后發(fā)生的。

相反,多樣化和保護(hù)性的腸道微生物群為抵抗感染并發(fā)癥提供了重要的生物層,因為共生細(xì)菌通過競爭性抑制抗菌肽的產(chǎn)生和宿主免疫系統(tǒng)的激活,有助于抵抗內(nèi)源性和外源性病原體的定植抵抗。

√術(shù)前腸道菌群失調(diào)與術(shù)后感染率較高有關(guān)

生活方式因素、基礎(chǔ)疾病、藥物、抗生素和外科手術(shù)都可能會擾亂腸道微生物群,導(dǎo)致定植抵抗力喪失并增加對病原菌入侵的易感性

此外,當(dāng)有益菌群受到抑制時,許多院內(nèi)感染源自患者的腸道微生物群。結(jié)直腸癌患者術(shù)前腸道菌群失調(diào)術(shù)后感染并發(fā)癥發(fā)生率較高相關(guān),包括腹部/盆腔感染和肺部感染。

結(jié)直腸癌術(shù)后患者中克雷伯氏菌Klebsiella)相對豐度的增加感染性疾病顯著正相關(guān),如細(xì)菌侵襲上皮細(xì)胞和金黃色葡萄球菌感染,差異代謝途徑和屬之間的相關(guān)性分析揭示了這一點。

手術(shù)部位感染致病菌被確定為銅綠假單胞菌P.aeruginosa)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和腸球菌(Enterococcus spp.),這些細(xì)菌在結(jié)直腸癌術(shù)后患者的糞便微生物群中也較豐富

√圍手術(shù)期補(bǔ)充益生菌可以降低術(shù)后感染幾率

臨床試驗評估了圍術(shù)期益生菌合生元調(diào)節(jié)腸道微生物群對術(shù)后感染并發(fā)癥的影響。薈萃分析顯示,圍手術(shù)期補(bǔ)充益生菌益生元降低胃腸道手術(shù)患者感染并發(fā)癥的總體發(fā)生率,包括傷口感染、呼吸道感染和尿路感染。

注:最常用的菌株是乳酸菌雙歧桿菌。

益生菌在術(shù)后感染中的作用可能是由于圍手術(shù)期腸道微生物群的穩(wěn)定全身炎癥反應(yīng)的減輕。在整個住院過程中使用益生菌或益生元作為維持腸道菌群有益結(jié)構(gòu)的潛在替代方案可能是降低術(shù)后感染風(fēng)險的一種有前途的策略。

注:但現(xiàn)有的臨床研究結(jié)果并不一致,可能是由于益生菌/益生元的種類、劑量給藥策略(時機(jī)和持續(xù)時間)存在差異,因此需要大規(guī)模隨機(jī)臨床試驗來證實其有效性安全性手術(shù)患者中的益生菌/益生元。

胃腸動力障礙

胃腸道運動障礙在胃腸道手術(shù)后很常見。這種動力障礙的范圍可以從與動力增加相關(guān)的吸收不良到術(shù)后腸梗阻

√腸道微生物在胃腸道運動中發(fā)揮重要作用

腸道微生物群胃腸道生理調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用,特別是胃腸道運動。胃腸道手術(shù)后腸道微生物群的改變很大程度上導(dǎo)致了胃腸道運動的變化。

術(shù)后腸梗阻是胃腸道手術(shù)后最常見的并發(fā)癥之一??诜股刂委煹男∈笮∧c術(shù)后腸梗阻適度減輕,而結(jié)腸抗生素治療則改善術(shù)后腸梗阻

在臨床環(huán)境中,與無腸梗阻的結(jié)直腸癌患者相比,伴有腸梗阻的結(jié)直腸癌患者腸道菌群的α多樣性較低,厚壁菌門與擬桿菌門的比例較高。

伴有腸梗阻的結(jié)直腸癌患者中變形菌門相對豐度較高,而無腸梗阻的結(jié)直腸癌患者中擬桿菌門、厚壁菌門和梭桿菌的相對豐度較高。在屬水平上,腸梗阻組中的大腸桿菌-志賀菌屬(Escherichia-Shigella)、Ralstonia韋榮球菌屬Veillonella顯著高于無腸梗阻組。

注:對于術(shù)后腸梗阻,Faecalibacterium豐度低的結(jié)直腸癌患者具有較高的風(fēng)險。

√補(bǔ)充益生菌或益生元可以改善胃腸道動力

術(shù)前益生菌治療可改善術(shù)后腸梗阻豚鼠的排便,可能是通過恢復(fù)有益細(xì)菌種類如雙歧雙歧桿菌(Bifidobacterium bifidum)和長雙歧桿菌(Bifidobacterium longum)以及增加丁酸產(chǎn)量來實現(xiàn)的。

此外,對21項隨機(jī)對照試驗的薈萃分析表明,預(yù)防性補(bǔ)充益生菌或合生元可以有效縮短接受胃腸道癌癥手術(shù)的患者首次排氣、首次排便和首次飲食的時間,降低術(shù)后腸梗阻的發(fā)生率。

盡管如此,通過補(bǔ)充益生菌或合生元來調(diào)節(jié)圍手術(shù)期腸道菌群可用于改善胃腸道手術(shù)后胃腸道動力的恢復(fù),但腸道準(zhǔn)備手術(shù)引起的腸道菌群變化的潛在機(jī)制以及腸道菌群的變化會導(dǎo)致胃腸道動力障礙仍有待闡明。

吸收不良

復(fù)雜的胃腸道手術(shù),如胃切除術(shù)、胃旁路手術(shù)和胰十二指腸切除術(shù),可能導(dǎo)致脂肪吸收不良、傾倒綜合征和維生素缺乏。

傾倒綜合征是失去幽門或胃的正常生理功能后,胃內(nèi)容物迅速進(jìn)入十二指腸或空腸所引起的一系列全身或胃腸道癥狀的綜合征。

√腸道微生物是影響吸收的重要媒介

腸道微生物群似乎是這一過程中的一個重要媒介,因為與接受假手術(shù)對照組糞菌移植的小鼠相比,從胃旁路手術(shù)處理的小鼠到?jīng)]有胃旁路手術(shù)的無菌小鼠的糞菌移植可能通過調(diào)節(jié)短鏈脂肪酸的產(chǎn)生而導(dǎo)致體重減輕脂肪量減少。

腹腔鏡袖狀胃切除術(shù)后,腸道微生物群的能量再吸收潛力降低,腸道微生物組也可以在胃旁路手術(shù)對能量穩(wěn)態(tài)的影響中發(fā)揮重要作用。γ-變形桿菌相對豐度的增加與胃旁路手術(shù)后的吸收不良密切相關(guān)。

盡管在許多情況下吸收不良可以通過補(bǔ)充維生素調(diào)整飲食適應(yīng)代謝變化來治療,腸道菌群對胃腸道手術(shù)后消化吸收的影響需要進(jìn)一步了解,這將為開發(fā)加速術(shù)后恢復(fù)的療法提供線索。

吻合口瘺

吻合口瘺是消化道手術(shù)重建后最具潛在破壞性的并發(fā)癥之一,幾十年來一直困擾著外科醫(yī)生。盡管手術(shù)技術(shù)和術(shù)后護(hù)理在過去幾十年中得到了改善,但吻合口瘺仍然發(fā)生,并可能導(dǎo)致腹膜炎、敗血癥,甚至死亡。

√腸道微生物群有助于吻合口愈合

吻合后,胃腸道的修復(fù)過程立即啟動,分為三個階段,包括滯后期、纖維增生期和成熟期。最終,愈合過程導(dǎo)致腸上皮屏障的修復(fù),涉及宿主細(xì)胞、管腔增殖成分和腸道微生物群的復(fù)雜分子和細(xì)胞相互作用。在這些有助于吻合口愈合的因素中,腸道微生物群在很大程度上仍然被忽視,應(yīng)該予以關(guān)注。

與無菌動物和嗜酸乳桿菌大腸桿菌定植的大鼠相比,常規(guī)無菌大鼠顯示出明顯更好的腸道吻合傷口愈合,這表明腸道微生物群腸道吻合愈合的影響取決于細(xì)菌類型的差異。

腸道微生物在吻合口瘺發(fā)病機(jī)制中的作用

Zheng Z,et al.Front Cell Infect Microbiol.2023

腸道菌群影響傷口愈合的機(jī)制

腸道菌群通過多種分子機(jī)制參與腸道傷口愈合上皮修復(fù)的生理過程。腸道微生物群的成員可以通過先天免疫受體(例如Toll樣受體(TLR)4和2)與不同的腸上皮譜系相互作用,識別腸道微生物成分(例如脂多糖和鞭毛蛋白),從而調(diào)節(jié)腸道內(nèi)的穩(wěn)態(tài)并在損傷后上皮修復(fù)中發(fā)揮重要作用。

腸道微生物群產(chǎn)生的代謝物也參與腸上皮修復(fù)。丁酸鹽是源自膳食纖維細(xì)菌發(fā)酵的短鏈脂肪酸之一,可調(diào)節(jié)結(jié)腸細(xì)胞增殖、增強(qiáng)腸道屏障、限制病原體生長并抑制炎癥反應(yīng)。

多項動物研究表明,外源性丁酸鹽給藥可改善大鼠結(jié)腸吻合的愈合增強(qiáng)結(jié)腸吻合強(qiáng)度。此外,圍手術(shù)期補(bǔ)充菊粉和低聚半乳糖可調(diào)節(jié)腸道微生物群,通過增強(qiáng)丁酸產(chǎn)生細(xì)菌來增加丁酸的產(chǎn)生,改善小鼠的吻合口愈合并增強(qiáng)腸道屏障。

此外,腸道微生物群產(chǎn)生的短鏈脂肪酸可能是腸道抵抗銅綠假單胞菌定植的機(jī)制,銅綠假單胞菌已被確定為吻合口瘺相關(guān)病原體。這些數(shù)據(jù)表明功能性腸道微生物群對于確保充分愈合的重要性,但圍手術(shù)期事件和手術(shù)本身的壓力可能會誘導(dǎo)腸道微生物群轉(zhuǎn)變?yōu)椴±肀硇停瑥亩鴮?dǎo)致吻合口瘺。

因此,腸道微生物群可以通過不同微生物物種之間的合作或競爭來幫助或阻礙腸道傷口愈合。針對腸道微生物群的進(jìn)一步研究可能是揭示吻合口瘺發(fā)病機(jī)制的途徑之一。

癌癥風(fēng)險及癌癥復(fù)發(fā)

√胃腸道手術(shù)會影響一些癌癥的發(fā)病風(fēng)險

隨著時間的推移,胃腸道手術(shù)后結(jié)直腸癌的風(fēng)險可能會增加,而激素相關(guān)癌癥(包括乳腺癌、子宮內(nèi)膜癌和前列腺癌)的風(fēng)險與減肥手術(shù)相關(guān)。

此外,結(jié)直腸癌風(fēng)險還受到性別手術(shù)類型的影響。與女性相比,男性患結(jié)直腸癌的風(fēng)險增加,特別是在減肥手術(shù)后3年或更長時間,而女性在胃旁路手術(shù)后結(jié)直腸癌風(fēng)險降低,但袖狀胃切除術(shù)后則沒有降低。

√腸道微生物群的改變會影響癌癥風(fēng)險和復(fù)發(fā)

腸道重建后吸收性胃腸道粘膜的減少腸道微生物群的變化都會導(dǎo)致膽汁酸處理的破壞,這可能會使結(jié)腸細(xì)胞暴露于更多的次級膽汁酸,特別是脫氧膽酸,激活腸細(xì)胞中的多種信號通路,包括EGFR和Wnt,這可能會增加結(jié)直腸癌的風(fēng)險

腸道細(xì)菌與癌癥復(fù)發(fā)的可能機(jī)制

Zheng Z,et al.Front Cell Infect Microbiol.2023

Huang F,et al.Nutrients.2023

√圍手術(shù)期針對腸道微生物群的干預(yù)可以改善認(rèn)知障礙

近期發(fā)表了一項臨床隨機(jī)對照研究,觀察了圍手術(shù)期益生菌喂養(yǎng)對圍手術(shù)期認(rèn)知功能的影響。該研究共納入120例行髖或膝關(guān)節(jié)置換術(shù)以及結(jié)直腸癌手術(shù),年齡60~90歲的老年患者,隨機(jī)分為益生菌喂養(yǎng)組和安慰劑對照組。益生菌喂養(yǎng)組患者在入院后開始服用混合益生菌膠囊(長雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌和糞腸球菌活菌)至出院。

該研究主要終點為POCD(術(shù)后認(rèn)知功能障礙)發(fā)生率,患者的認(rèn)知功能通過使用簡易精神狀態(tài)檢查(Mini?Mental State Examination, MMSE)量表分別在入院和術(shù)后8 d進(jìn)行評估。

研究結(jié)果顯示,益生菌喂養(yǎng)組患者POCD發(fā)生率明顯低于安慰劑對照組(5.1%比16.4%,P=0.046)。此外,該研究還發(fā)現(xiàn)益生菌喂養(yǎng)組患者術(shù)后5~7 d血漿炎癥因子IL?6和皮質(zhì)醇下降水平顯著高于安慰劑對照組。

這些結(jié)果提示,圍手術(shù)期混合益生菌喂養(yǎng)能夠通過調(diào)節(jié)腸道菌群,進(jìn)而改善術(shù)后炎癥和應(yīng)激反應(yīng),從而對POCD的發(fā)生起到預(yù)防作用。但是,該研究對于POCD的診斷僅使用了MMSE量表,這一工具雖然常用于認(rèn)知異常的篩查,但其過于簡單并且敏感性較差,并非診斷POCD的最佳工具,因此未來仍需要開展更多的臨床研究,更加系統(tǒng)地對調(diào)節(jié)腸道菌群對POCD的預(yù)防作用進(jìn)行評價。

05

結(jié)語

認(rèn)識圍手術(shù)期中微生物群的變化及其對健康的作用,為優(yōu)化圍手術(shù)期管理策略提供了一個全新視角。

在圍手術(shù)期中,健康狀態(tài)下微生物平衡抗菌藥物、鎮(zhèn)痛藥物、手術(shù)損傷營養(yǎng)不良所打破,除病原微生物迅速繁殖所導(dǎo)致的感染外,仍可能以多種方式影響患者的預(yù)后。

需要注意的是,目前開展的相關(guān)研究多為描述性研究,對于圍手術(shù)期這一應(yīng)激狀態(tài)下的微生物群的改變患者預(yù)后之間是否存在因果關(guān)系,有待于進(jìn)一步探究補(bǔ)充。

目前尚無數(shù)據(jù)可推薦由微生物組介導(dǎo)的療法。但基于上面討論,潛在的策略包括:

避免不必要的抗菌藥物濫用或針對性的殺菌策略、改善睡眠質(zhì)量、減輕對即將進(jìn)行手術(shù)和麻醉的焦慮、戒煙戒酒、縮短禁食水時間;術(shù)中管理包括維持足夠的灌注,正常體溫以及盡量減少輸血;術(shù)后免疫提升,早起腸內(nèi)營養(yǎng)和后期個性化的精準(zhǔn)營養(yǎng)補(bǔ)充,針對腸道菌群的恢復(fù)與維護(hù),以及合理應(yīng)對感染和選用抗菌物等,以上一系列組合可以有助于身體快速康復(fù)和最大化減少手術(shù)帶來的負(fù)面影響。

目前正在進(jìn)行有關(guān)益生菌、益生元和合生元在圍手術(shù)期作用的研究,這些研究可能會豐富基于菌群的干預(yù)手段。隨著該領(lǐng)域的發(fā)展,人們將更好地了解宿主與微生物群的關(guān)系,以及它與外科手術(shù)和麻醉間的相互影響。

了解圍手術(shù)期腸道微生物的變化對于醫(yī)生和患者來說都非常重要,因為這有助于提高手術(shù)的效果和維持期,促進(jìn)患者更好地康復(fù)。

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主要參考文獻(xiàn)

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