1.发病机制肠道内的细菌来自口腔,从外界进入消化道的细菌经过胃时大部分被胃酸杀死,仅有很少数未被杀灭的细菌进入十二指肠以及回肠的上段,十二指肠和空肠幸存的细菌主要是革兰阳性链球菌、乳酸杆菌、微粒球菌属和酵母菌,总数少于105/ml。在回肠的中下段细菌数开始增加,含量估计为105~106/ml,在回肠末段以需氧性埃希杆菌属为主。肠内容物进入到大肠以后,细菌在缺氧环境中呈中性或弱碱性、内容物移动又缓慢的条件下大量繁殖,其中主要的是厌氧性机会菌丛。
厌氧菌的数目在每毫升结肠内容物中可多达1011个左右。正常人肠道中主要为专性厌氧菌,兼性需氧菌仅占1%。消化道内的正常菌群按细菌定植有规律地分布,边繁殖边排泄出体外,终生不变。对健康人粪便菌群研究的结果与国外报道的菌值和顺序相近,提示肠菌群以厌氧菌为主。9种常见菌的均数顺序为:类杆菌、双歧杆菌、真杆菌、肠杆菌、乳酸杆菌、肠球菌、梭菌、葡萄球菌、酵母菌。正常人体肠道内细菌的分裂周期为6~48h。除胃酸在维持空肠内菌数起重要作用外,胃和空肠黏膜也有内在的与pH无关的抑制特性。
在胃酸缺乏或作部分胃切除患者的胃和小肠中,可发现需氧和厌氧细菌数明显增加,近段小肠出现大肠杆菌和厌氧性革兰阴性杆菌,并且链球菌、乳酸杆菌和真菌数目也增加。正常菌群促进机体营养物质的消化和吸收,参与机体内胆固醇、类固醇、脂肪、蛋白质、类脂、氨基酸以及某些药物的吸收和代谢。
肠道菌群通过以下机制起到非特异性免疫作用:
①H2O2作用;
②细菌毒素作用;
③占位性保护作用;
④有机酸的作用;
假膜性肠炎⑤争夺营养作用。
正常菌群还可产生多种抗原物质刺激机体发生免疫应答,使免疫系统保持活跃状态防御多种感染。肠道的菌群紊乱,如细菌量减少将造成淋巴组织发育不良、淋巴细胞增殖能力下降、白细胞减少、丙种球蛋白含量降低等,淋巴因子的分泌能力减弱也将影响细胞免疫反应、迟发型变态反应的建立。大肠杆菌主要的生理作用之一是其免疫原性,大肠杆菌可和其他正常菌群一样产生微量的毒素,作为一种免疫原引起对毒素的免疫作用。肠道内菌群组成受到宿主的肠蠕动、消化道pH、肠内分泌的酶、黏液、抗体分泌和功能等生理因素的影响、随肠内细菌的相互作用、食物、药物、气候、年龄变化而改变。
正常肠蠕动是防止细菌在小肠过度生长的主要防御机制。小肠靠强有力的蠕动作用使肠腔内细菌远远少于结肠,当肠蠕动减低时,小肠细菌将密集生长。胃酸杀灭上段小肠细菌使该部位的菌群稀少,胃酸一旦减低,进入胃与小肠中的需氧和厌氧菌数量就会明显增加,在近段小肠出现大肠杆菌和厌氧性革兰阳性细菌,同时真菌和链球菌的数量也相应增加。
在正常情况下,人体肠道内的细菌相互依赖、相互制约形成一种细菌和人体之间自然的生态平衡。肠道内存在的细菌在菌种和数量上基本上是平衡的,大肠中每克内容物中含有细菌数为1010~1011,小肠内也含有108。在正常的生态平衡状态下,这些细菌藉助于细菌本身和细菌引起人体产生的抗体来抵抗致病菌的侵袭。细菌对人不构成危害而且还可合成某些维生素。大量应用抗生素,特别是经口服用以致于改变了肠道细菌之间平衡关系,将出现肠道细菌的菌群失调。
非致病的肠道内细菌,如大肠杆菌等因对抗生素敏感而被大量杀灭,抗药性相对较强的细菌,如金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、某些荚膜芽孢杆菌及真菌等迅速生长繁殖,分泌外毒素引起肠道病变。病人机体的免疫能力和抗病功能下降或某些疾病导致肠道缺血、淤血等均可导致肠道内菌群失调发生假膜性肠炎。 发生假膜性肠炎必须具备肠道菌群紊乱、内源性或外源性的顽固性难辨性梭状芽孢杆菌或金黄色葡萄球菌存在及上述细菌产生毒素和易感的机体等。在婴幼儿难辨梭状芽孢杆菌是肠道正常菌群之一,由于新生儿和婴儿肠黏膜上的毒素受体可能尚未成熟,所以不至于造成疾病。
未满1个月婴儿的肠道内难辨梭状芽孢杆菌可占细菌总量的50%以上,有30%~90%的1岁以内的婴幼儿肠道中携带此菌,以后随着年龄的增长逐渐减少,至成年时期约占肠道细菌的3%。病人使用抗生素后,肠道菌群受到杀伤或抑制,导致正常菌群发生紊乱,尽管难辨梭状芽孢杆菌也被大量消灭,但在具有拮抗作用的细菌减少的情况下仍易大量繁殖。如果患者在接受抗生素治疗前不是带菌者,在接受抗生素后肠道内的需氧菌和厌氧菌被清除,肠道定植阻力下降,致使原来由这些菌占据的肠黏膜细胞上的细菌受体最终被来自外界的难辨梭状芽孢杆菌附着定居。
除了抗生素的应用之外,未使用抗生素治疗的其他疾病,如胃部分切除术或迷走神经切除加幽门成形术、胃大部切除术胃空肠吻合术后、十二指肠或空肠憩室、手术性盲袢(端侧吻合)、肠梗阻(狭窄、粘连、炎症、癌)肠短路和旷置影响,低胃酸和伴有运动功能紊乱。肠内瘘、回盲部切除等以上原因均可造成胃肠运动功能变化,加之肠道内环境的改变,如回盲部切除失去回盲瓣在调节肠内菌群正常分布中起到的重要作用,不能阻止结肠内菌丛逆流入小肠,减弱了肠道对菌群过度增殖的抗菌防御能力等。其他如白血病、恶性肿瘤或接受放疗、化疗、激素治疗以及感染、慢性消耗性疾病等也能改变肠道正常菌群生态平衡,粪便中也可能分离到难辨梭状芽孢杆菌产毒菌株,发生假膜性肠炎。
2.病理组织学研究表明,典型的假膜性肠炎有组织学上特殊的层状病理改变,没有血管炎的表现。病变早期,病灶与病灶之间存在正常黏膜。进展期黏膜完全坏死而仅有少量腺体存活,上面覆盖一层厚的炎性细胞碎片、黏蛋白和纤维素。水肿和炎症继续发展,扩展到黏膜下层甚至超过黏膜下层则不易与其他肠道炎症相区别。约60%的病变发生在小肠,15%生在大肠,25%大小肠都有。病理变化主要局限于黏膜和黏膜下层。受累肠段可呈阶段性分布的黏膜坏死、伪膜形成。黏膜病变表现为充血水肿,局限性的坏死病灶可以相互融合。
(1)大体形态:肉眼可见假膜性肠炎的肠腔扩张、积聚有大量稠厚黏液,黏膜被覆有从数毫米到数厘米散在的斑点状或斑片状的黄白色、黄色、棕色或黄绿色假膜,严重者融合成片使整个肠段完全被假膜所覆盖。假膜由纤维素、中性粒细胞、单核细胞、黏蛋白、细菌及坏死细胞凝固而成。假膜质地松软而脆,容易与黏膜分离,漂浮在肠液中并随大便排出体外。假膜脱落后裸露出黏膜下层形成溃疡,浆膜充血、水肿、增厚,甚至坏死、穿孔。
(2)组织形态:显微镜下,病变部位的黏膜充血,黏液腺管扩张内含多量稠厚的黏液,黏液排出后参与假膜的组成,病变重时绒毛和黏膜顶部有不同程度的坏死或消失。固有层中有中性粒细胞、浆细胞和淋巴细胞浸润,腺体断裂坏死。黏膜下层毛细血管扩张、充血及血栓形成,血管壁坏死可导致黏膜缺血坏死。病变一般仅限于黏膜层,但也可以向黏膜下层扩展累及全层,甚至导致大片坏死。
一般可按病变程度分成轻度、重度、严重3型:
①轻度病变:最初的损害是在黏膜的固有层中出现急性炎性细胞、嗜酸性粒细胞浸润和纤维素渗出,形成灶性坏死。在坏死的病灶中的纤维蛋白原和多形核细胞聚集形成特殊的顶极损害。
②重度病变:病变未侵犯到黏膜下层,黏膜腺体被破坏,假膜形成。含有黏蛋白的急性炎性细胞的破坏和腺体被典型的假膜所覆盖,固有层中性多形核细胞浸润,伴有典型火山口样隆起坏死病变。
③严重病变:黏膜完全破坏,固有层深层受到侵犯,黏膜固有层被一层厚而相互融合的假膜覆盖。