作者：黃曉涵，浙江大學醫學院附屬第一醫院腎臟病中心；

腸道微生物群是腸道中存在的數量龐大的微生物，它們與人或動物共生，幫助機體完成多種生理生化功能。最近的研究認為，特定的微生物代謝產物，特別是短鏈脂肪酸（SCFAs）和D-氨基酸（D-AAs），是維持人體健康的重要因素，而其代謝紊亂與許多疾病相關。

近年許多文獻報道了腸道微生物群代謝潛能及其在炎症性疾病發病機制中的作用，而這些報道也吸引腎臟學界對探索腸道-腎臟軸的興趣。有文獻報道微生物群可能在慢性腎病（CKD）的進展和CKD的尿毒症併發症中發揮作用。除了慢性腎病和尿毒症併發症外，越來越多的資料表明，微生物群也在急性腎損傷（AKI）的腎損害中也起著重要的介導作用。目前認為微生物可能透過短鏈脂肪酸（SCFAs）特別是乙酸或丙酸影響腎內免疫細胞[1]。

圖1. 腸道微生物與AKI(全文連結：

https://www.karger.com/Article/FullText/490392)

雖然腎臟一般不被認為是一個傳統意義上的免疫器官，但其樹突狀細胞和巨噬細胞在維持體內微妙的炎症穩態環境上有一定作用。例如Jang HR等人研究報道[2]，與對照組（普通小鼠）相比，無菌小鼠的腎臟中IL-4水平較低，NK-T細胞增多。無菌小鼠經缺血/再灌注（I/R）損傷後，腎臟內CD8 T細胞大量積累，引起的腎損傷較對照組腎損傷程度嚴重。而接受對照小鼠的糞便移植的無菌小鼠，I/R損傷引後的腎損傷程度較未移植組無菌小鼠大大減輕，且與對照小鼠腎損傷程度相當。該研究提示腸道微生物群在調節腎炎症中起到調節作用。

然而，腸道微生物群與急性腎損傷的發病機制十分複雜的，微生物群對腎臟炎症的影響可能並不完全是有益的。例如Emal等人報道[3]，腸道菌群減少（該研究實驗組小鼠以1 g/l氨苄西林、1 g/l甲硝唑、1 g/l新黴素和0.5 g/l萬古黴素+補充1%葡萄糖配置高壓滅菌飲用水，以調整腸道微生物群；對照組飲用水處理方法相同，但不含抗生素）的小鼠的腎巨噬細胞和骨髓單核細胞低表達趨化因子受體CX3CR1和CCR2，且I/R損傷後腎損害較對照組減輕[3]。此外，本實驗中，移植對照組小鼠糞便的無菌小鼠未觀察到上述腎臟保護作用，這提示抗生素治療後引起腸道微生物減少，可能使有害腸道微生物減少，同時促進對AKI有保護作用的微生物生長。

另有研究提示AKI小鼠模型I/R損傷後，腸道菌群發生變化，使得乳酸桿菌、梭狀芽孢桿菌和瘤胃球菌成為優勢菌群，而雙歧桿菌減少[4]。既往研究提示,鼠腸道的D-氨基酸為腸道主要的微生物代謝產物，且D-氨基酸在中樞神經經系統、心臟、面板的生理過程中起到重要作用。在Yusuke N.等人的研究中[4]，小鼠腎臟中僅檢測到D-絲氨酸，而在I/R損傷小鼠的尿液、糞便和血漿中的D-絲氨酸/L-絲氨酸比率升高。同時，腎損傷後D-氨基酸氧化酶活性降低，而絲氨酸外消旋酶活性升高。有趣的是，本研究中口服D-絲氨酸可以減輕小鼠腎損傷程度。研究者進行進一步研究分析顯示，D-絲氨酸可能可以促進缺氧損傷後的小管細胞增殖，減輕缺氧誘導的小管損傷，提示D-絲氨酸在AKI中的潛在治療作用。

這些最近的研究表明，微生物群在AKI的腎臟損傷中起著重要的調節作用。然而，兩者之間的相互作用複雜，微生物的變化既可能促進腎損傷，也可能改善腎損傷。未來幾年對微生物群和炎症以及其調節對AKI腎損害發展的影響的進一步研究，將更好地界定這些機制，並幫助確定有效的治療方法，以幫助預防和治療AKI。

參考文獻:

(1)Rabb H, Pluznick J, Noel S. The microbiome and acute kidney injury. Nephron 2018; 140:115– 118.

(2) Jang HR, et al. Early exposure to germs modifies kidney damage and inflammation after experimental ischemia-reperfusion injury. Am J Physiol Renal Physiol 2009; 297:F1457–F1465.

(3) Emal D, et al. Depletion of gut microbiota protects against renal ischemia-reperfusion injury. J Am Soc Nephrol 2017; 28:1450–1461.

(4) Nakade Y, et al. Gut microbiota–derived D-serine protects against acute kidney injury. JCI Insight. 2018; 3:e97957.