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很多克罗恩病患者都有过相似的困惑:炎症指标似乎有所下降,腹痛和腹泻却不一定完全好转;又或者明明已经规律治疗,吃东西后仍容易胀痛,肠道慢慢变得狭窄。这样的经历并不意味着患者做得不够好。而是克罗恩病涉及免疫、肠黏膜屏障、遗传、环境及肠道微生物等多重因素,而肠道纤维化正是其中最令人棘手的环节之一。
可以把肠道想象成一条既要消化食物、又要维持屏障功能以抵御细菌和外界刺激的长廊。它的内壁需要足够柔软,才能随着食物通过而舒张;也需要足够坚固,才能把细菌和外界刺激挡在合适的位置。反复炎症就像反复受伤。正常的修复本应在伤口愈合后慢慢停下,但当修复信号持续存在时,组织会不断沉积类似“疤痕”的细胞外基质,肠壁逐渐变厚、变硬,甚至形成狭窄——这一过程就是肠道纤维化。
越来越多的实验和临床线索提示,微生物失调可能通过多条路径参与肠道纤维化进程。在克罗恩病(CD)中,常可观察到微生物多样性下降、部分促炎相关菌群相对增多,以及产短链脂肪酸、支持屏障功能的菌群减少。此类改变并不意味着某一种细菌能够单独导致肠道纤维化,更可能反映了微生物、宿主免疫、屏障状态和局部组织环境之间失衡后的相互放大。
屏障受损后,脂多糖、鞭毛蛋白和细胞壁成分等微生物信号更容易接触肠壁深层细胞,并通过Toll样受体、NOD样受体等模式识别通路激活上皮细胞、成纤维细胞及免疫细胞;随后,TGF-β、TL1A/DR3、IL-33/ST2、IL-6/STAT3等信号可推动成纤维细胞活化和细胞外基质沉积。与此同时,微生物还可通过影响巨噬细胞极化、T细胞反应、氧化应激和肠系膜脂肪重塑,构建持续存在的促纤维化微环境。
尤其是黏附侵袭性大肠杆菌(AIEC)等特定菌株,因其黏附上皮、侵入细胞、形成生物膜及维持慢性刺激的能力,常在CD狭窄相关病灶中受到关注。微生物代谢物同样可能是连接菌群与肠壁重塑的重要媒介:短链脂肪酸具有维持屏障和调节免疫的潜在保护作用,而L-天冬氨酸、三甲胺及氧化应激相关信号则被视为值得进一步验证的促纤维化线索。
本文围绕克罗恩病肠道纤维化与肠道微生物组的关系,概述纤维化的病理基础及其与慢性炎症的联系,分析微生物失调、屏障损伤、免疫异常、爬行脂肪和代谢物改变在纤维化中的作用,并讨论AIEC等潜在致病菌及关键宿主信号通路。进一步评估饮食和代谢调节、功能菌干预、粪便微生物移植、抗黏附治疗及宿主信号靶向等策略的潜力与局限。肠道微生物群是理解CD纤维化的重要线索和潜在靶点,而非单一病因或成熟疗法;未来仍需高质量临床研究明确患者分型、作用机制及获益人群,以推动精准、安全的抗纤维化治疗。
什么是克罗恩病肠道纤维化?
克罗恩病中的肠道纤维化,是肠道在长期、反复炎症损伤后发生的异常修复过程:成纤维细胞和肌成纤维细胞持续被激活,产生并沉积过多胶原蛋白、纤维连接蛋白等细胞外基质,使肠壁逐渐增厚、变硬、失去弹性,并最终造成肠腔狭窄、梗阻。
关于肠道狭窄机制的原理图
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doi: 10.1177/17562848221104951.
纤维化不是一次炎症,而是修复失控
肠道纤维化,可以从一个贴近生活的角度理解:皮肤擦伤后,身体会启动修复:先止血,再清理受损组织,随后长出新的组织。大多数时候,伤口会慢慢收口,修复程序也会逐步关闭。肠道的修复过程同样如此,只是它面对的环境更加复杂:肠腔里持续有食物、细菌和代谢物通过,肠壁每天都要经历伸缩和摩擦。当炎症反复出现,修复系统就可能长期处在“还没有结束”的状态,最终把本来灵活的肠壁修成了僵硬的狭窄段。
肠道纤维化的病理生理框架:超越慢性炎症
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Kim JH,et al.Intest Res.2026
肠道纤维化的机制
克罗恩病相关肠道纤维化是一个复杂且动态的病理过程,涉及多种因素之间的相互作用与共同影响。深入理解这些因素及其作用机制,对于明确纤维化的发生发展,并开发更具针对性的治疗方法至关重要。
克罗恩病肠道纤维化的主要病理机制
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doi: 10.3390/jcm14124060.
导致肠道纤维化的主要病理机制及因素
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doi: 10.3390/jcm14124060.
(1)参与肠道纤维化的细胞
成纤维细胞、肌成纤维细胞、平滑肌细胞及巨噬细胞等共同参与纤维化。慢性炎症和生长因子刺激可促使这些细胞活化、增殖,并增加胶原等细胞外基质的生成。
活化的成纤维细胞可转化为表达α-SMA的肌成纤维细胞;狭窄部位的肌成纤维细胞更倾向于促进胶原沉积,且MMP3表达降低,不利于基质降解。平滑肌细胞增生、肥大及其与周围间充质细胞的相互作用,也会加重肠壁重塑。
(2)肠道纤维化的分子机制
IL-1、IL-4、IL-6、IL-13、IL-17和IL-33等促炎、促纤维化细胞因子,可促进成纤维细胞活化、上皮—间充质转化及胶原沉积;IL-10、IL-22等则具有一定抗纤维化作用。
TGF-β是核心调节因子,可通过Smad2/3通路上调Ⅰ型胶原和纤维连接蛋白表达。PDGF、CTGF和bFGF进一步促进间充质细胞的迁移、增殖和基质合成。
(3)细胞外基质的改变
细胞外基质过度沉积是纤维化和狭窄形成的直接基础。慢性炎症下,胶原、纤维连接蛋白等成分持续累积;虽然基质金属蛋白酶(MMPs)参与基质降解,但其与基质金属蛋白酶组织抑制剂(TIMPs)之间的失衡总体倾向于减少基质降解、维持基质稳定。组织硬度增加又可刺激细胞继续沉积基质,形成正反馈。
(4)爬行脂肪的作用
爬行脂肪是肠系膜脂肪组织包绕病变肠段的表现,其中的脂肪细胞和免疫细胞可分泌IL-6、TGF-β、TNF-α等介质,招募巨噬细胞和T细胞,并促进细胞外基质沉积。其与肠道炎症及细菌转位相互作用,持续维持局部促炎和促纤维化环境。
注:爬行脂肪(creeping fat)是克罗恩病的典型肠系膜改变,指肠系膜脂肪组织异常增生,并逐渐向病变肠段表面延伸、包裹肠壁,有时可覆盖肠道周径的50%以上。
(5)肠道微生物群与肠道纤维化
肠道菌群失调和屏障损伤可使细菌成分进入肠壁,通过TLR、NOD2和NF-κB等通路激活免疫细胞及肌成纤维细胞。AIEC可借助炎症环境持续定植,并通过IL-33/ST2等信号促进纤维化。
菌群代谢异常,尤其是产短链脂肪酸菌减少,也可能削弱屏障保护和免疫调节,从而促进纤维化进展。
谁在制造“疤痕”:成纤维细胞与肌成纤维细胞
狭窄肠段中存在不同的间充质细胞亚群,其中部分细胞表现出较强的促纤维化特征;单细胞研究还提示,某些成纤维细胞亚群与细胞外基质重塑相关。这说明纤维化并不是一群完全相同的细胞在做同一件事,而是多个细胞群体在不同位置、不同时间共同参与。
• 成纤维细胞:它们负责合成胶原蛋白、纤维连接蛋白等细胞外基质,并参与组织修复。
• 肌成纤维细胞:既制造基质,也产生收缩力,改变局部组织结构。短期活化有助于修复,但长期活化可能使肠壁增厚、变硬并收紧,促进狭窄形成。
✔ 对患者而言,这个认识有一个重要意义:未来治疗未必只是“全面抑制成纤维细胞”。更理想的方向可能是识别真正处于异常活化状态的细胞,阻断它们收到的错误信号,同时保留正常修复所需要的能力。
细胞因子是“传递信号”
肠道细胞并非独立运作,而是通过细胞因子传递信息,识别损伤、招募免疫细胞并启动修复。
• 转化生长因子β1(TGF-β1):在纤维化过程中,转化生长因子β1(TGF-β1)是重要的促纤维化信号,可促进肌成纤维细胞活化,增加胶原蛋白及其他基质成分的合成。
资料显示,Th2和Th17的免疫环境相关信号、IL-6/STAT3、TL1A/DR3及IL-33/ST2通路也可能参与促纤维化网络。各通路并非彼此孤立,可能相互放大,并在不同模型和病程阶段发挥不同作用。
✔ 注意:某条通路在实验中有效,并不意味着它是所有患者的“总开关”。关键在于明确不同患者、病程阶段和组织环境中的主导信号,并评估阻断该信号的获益与风险。
组织变硬会反过来加剧纤维化
纤维化还有一个容易被忽略的特点:它可能形成自我强化的循环。细胞外基质沉积增多后,组织会变得更硬。细胞能够感知周围环境的硬度,并通过机械敏感信号改变自己的形态、黏附和增殖状态。处在较硬基质上的成纤维细胞,可能更容易维持活化状态,继续制造更多基质。
基质变硬增强局部黏附、增殖和促纤维化
研究指出,基质刚度变化可增强局部黏附、增殖和促纤维化信号,并帮助解释为什么某些狭窄即便在炎症活动减少后仍可能持续。TGF-β/Smad信号、机械敏感通路以及肠平滑肌和肠系膜脂肪之间的联系,都可能参与这一自我强化过程。
表观遗传改变:细胞记住“曾经损伤”
狭窄部位的肌成纤维细胞还可能发生更深层的分子重塑。所谓表观遗传,可以简单理解为细胞在不改变基因顺序的情况下,改变某些基因的开关状态。经历长期炎症和机械刺激后,细胞可能更容易打开促纤维化程序,也更难回到安静状态。
Smad7减少会使纤维化更容易持续
狭窄来源的肌成纤维细胞存在增强的TGF-β信号、较高的相关转录活动以及Smad7减少等变化。Smad7通常能够对TGF-β受体下游信号起到一定的抑制作用,因此其减少可能使促纤维化反应更容易持续。
纤维化并不只是“炎症还在不在”的问题,也可能是细胞状态已经被重新编程。未来如果能够让这些细胞重新获得停止修复、清除多余基质的能力,或许比单纯压制某一个炎症指标更能解决问题。
给患者的启发:不要把复杂病程全归咎于个人生活习惯
肠道纤维化是持续损伤、异常修复、细胞因子网络和组织硬化共同作用的结果。它与炎症相连,却不等同于炎症;需要同时关注免疫控制和组织重塑。
患者很容易产生自责:是不是自己吃错了?或者运动不够、作息不好,才让病情越来越复杂?
生活方式确实会影响整体健康和疾病管理,但肠道纤维化是多因素过程,涉及遗传易感、免疫调控、屏障状态和组织反应,不能简单归结为个人“做得不对”。
更合理的做法,是把可以控制的事情做好:按医嘱治疗,关注症状变化,接受必要的影像和内镜评估,保持适合自身耐受的营养摄入,并在出现梗阻风险信号时及时就医。
上一章讲了“肠壁为何变硬”,本章进一步探讨肠道微生物组参与其中的途径。目前较清晰的框架分为三层:第一,肠壁细胞直接感知微生物信号;第二,上皮细胞与免疫细胞接力,将局部刺激放大为炎症和修复信号;第三,微生物代谢物及组织外环境的变化,使这种反应持续存在。
肠道微生物群影响肠道成纤维细胞的机制
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doi: 10.3389/fmed.2022.826240.
第一条路径:成纤维细胞直接识别微生物成分
人们通常认为,只有免疫细胞能识别微生物。实际上,肠道肌成纤维细胞等间充质细胞也表达多种模式识别受体,可识别脂多糖、鞭毛蛋白等微生物相关分子模式。LPS/TLR4、鞭毛蛋白/TLR5和PG-PS/NOD2/TLR2等信号轴,可能促进成纤维细胞活化及细胞外基质(ECM)重塑。
微生物失调介导的肠道屏障破坏和纤维化途径激活
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Kim JH,et al.Intest Res.2026
LPS/TLR4信号促进促纤维化细胞因子释放
肠道肌成纤维细胞中的 LPS/TLR4 信号可激活 NF-κB,促进促纤维化因子释放和细胞外基质(ECM)生成;同时抑制 Smad7、TGF-β1 诱饵受体等负调控因子,间接放大 TGF-β 信号,从而加剧纤维化。
LPS–TLR4信号通过直接和间接机制促进纤维生成
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Kim JH,et al.Intest Res.2026
此外,LPS 还可通过非 TGF-β 依赖机制直接诱导人类成纤维细胞表达胶原基因,显示其自身具有促纤维化作用。
鞭毛蛋白产生菌对促纤维化刺激有重要影响
鞭毛蛋白/TLR5信号是另一条独立于TGF-β的促纤维化通路。在人肠间质细胞(HIMFs)中,鞭毛蛋白通过TLR5/MyD88/PI3K/AKT/mTOR通路诱导ECM蛋白生成,并与TGF-β1协同作用。体内研究显示,α-SMA⁺细胞缺失MyD88可显著减轻肠道纤维化,凸显该通路的重要性。
鉴于肠道微生物组持续存在,且克罗恩病(CD)中鞭毛蛋白产生菌(如大肠杆菌和沙门氏菌)相对富集,鞭毛蛋白可能是持续存在且与疾病相关的促纤维化刺激。
✔ 保护屏障对阻断纤维化非常重要
只要微生物成分越过受损屏障,接触到组织深层,就有可能成为这些细胞接收到的外部信号。因此,保护屏障和减少异常暴露,可能是阻断纤维化的重要前置环节。
第二条路径:上皮细胞受刺激后把信号传给成纤维细胞
肠上皮细胞位于肠腔和身体组织之间,是微生物信号最早接触到的界面之一。它们受到刺激后,会释放细胞因子、趋化因子和氧化应激相关信号,影响周围的免疫细胞与间充质细胞。于是,微生物不必直接作用于成纤维细胞,也可能通过上皮细胞完成“间接转接”。
直接和间接微生物组驱动的纤维化通路
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Kim JH,et al.Intest Res.2026
侵袭性病原菌可诱导上皮产生促纤维化信号
某些侵袭性微生物(如Shigella flexneri strain M90T)可诱导上皮细胞产生IL-6等促纤维化相关信号;炎症因子组合也可能上调上皮细胞中的TGF-β表达,随后使肌成纤维细胞增加胶原产生。
此外,活性氧可促进细胞外基质沉积,并通过TGF-β/Smad通路推动纤维化反应。
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Kim JH,et al.Intest Res.2026
若上皮损伤持续存在,这些信号可能长期增强,导致炎症反应持续及组织修复异常。因此,修复上皮屏障与控制炎症并非相互替代,而是需要协同进行。
第三条路径:巨噬细胞把短暂刺激变成长时间的修复信号
巨噬细胞既参与损伤清除,也参与组织修复,并会随微环境改变功能状态。部分状态偏向防御,另一些则偏向修复与重塑;若修复反应持续过久,可能释放过量TGF-β等信号,促进成纤维细胞产生细胞外基质。
M2巨噬细胞有时会促进肠道纤维化
M1巨噬细胞通常是促炎的,由Th1细胞因子如TNF-α和IFN-γ诱导,而M2巨噬细胞则表现出抗炎和促纤维化特性,由Th2细胞因子IL-4和IL-13促进。
M2巨噬细胞主要通过释放TGF-β来促进纤维化。此外,M2巨噬细胞可以招募Th2淋巴细胞,进一步增强纤维生成信号。一项最新研究表明,凋亡的肠上皮细胞诱导M2巨噬细胞中Mer受体酪氨酸激酶(MerTK)/细胞外信号调节激酶(ERK)通路的激活,导致TGF-β1分泌、成纤维细胞激活和细胞外基质(ECM)产生,最终促进克罗恩病中的肠道纤维化。
注:不过,M2巨噬细胞在肠道纤维化中的具体作用仍待明确,不能将“M2”简单视为单一、固定的细胞类型。
微生物组还可能通过调节T细胞和抗原呈递细胞,将局部反应扩展至更广泛的免疫网络。例如,口腔来源细菌、牙周炎症与Th17反应的联系提示,不同部位的微生物群及免疫状态可能相互影响;抗原呈递细胞产生的TL1A则可能增强T细胞活化,并进一步作用于表达DR3的成纤维细胞。
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Kim JH,et al.Intest Res.2026
粘附侵袭性大肠杆菌,值得重点关注
粘附侵袭性大肠杆菌(AIEC)在克罗恩病肠道纤维化中值得重点关注,主要基于以下几点:
①与狭窄型病变密切相关:AIEC常在克罗恩病狭窄病灶中检出,黏膜阳性率约为21%~62%,提示其可能参与纤维狭窄形成,而不仅是炎症的伴随现象。
②具有黏附、侵袭和持续定植能力: AIEC可通过FimH与上皮细胞CEACAM6结合,优先定植于回肠黏膜;同时能够破坏上皮屏障并侵入黏膜,增加肠壁暴露于细菌及其组分的机会。
③可直接触发促纤维化信号: AIEC来源的LPS和鞭毛蛋白可分别激活TLR4、TLR5等模式识别受体,诱导NF-κB、PI3K/AKT/mTOR及IL-33/ST2等通路,促进成纤维细胞活化、胶原蛋白和ECM生成。其中部分作用可独立于TGF-β,说明AIEC可能通过多条机制推动纤维化。
④连接上皮、免疫与间充质反应: AIEC鞭毛蛋白可增强上皮细胞IL-33/ST2信号;同时,AIEC还能刺激CX3CR1⁺抗原呈递细胞产生TL1A,进一步激活T细胞及DR3⁺成纤维细胞,形成持续的促纤维化网络。
⑤具有明确的精准干预价值: AIEC存在菌株异质性,适合开展个体化检测和治疗。阻断FimH介导的黏附、破坏生物膜、使用噬菌体或细菌素选择性清除AIEC,可能成为针对微生物—纤维化轴的治疗策略。但目前相关证据仍以机制研究和动物实验为主,临床有效性有待进一步验证。
AIEC菌株在肠道中的持续定植会促进肠道纤维化
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doi: 10.3389/fmed.2022.826240.
微生物移位:肠道屏障失守及其向肠系膜的延伸
屏障受损时,活菌或微生物成分可由肠腔进入黏膜深层,甚至抵达肠系膜脂肪组织,这一过程称为微生物转位。由此,肠系膜脂肪组织可能持续暴露于微生物信号,成为肠道炎症和纤维化反应的参与者。
肠系膜脂肪组织可识别脂多糖(LPS)、鞭毛蛋白等病原体相关分子模式(PAMP),并通过TLR、NLR等先天免疫通路持续响应,进而影响巨噬细胞状态、脂肪组织重塑及平滑肌反应,可能构成“爬行脂肪”与肠道纤维化之间的联系。
因此,肠道纤维化是肠腔、肠壁、免疫细胞、脂肪组织及微生物代谢物相互作用的结果。干预可能需要同时减少异常微生物信号转位、维护肠道屏障,并阻断不同组织间的促炎和促纤维化放大效应。
很多人提到肠道疾病时,首先想到的是肠腔和肠黏膜。但在克罗恩病中,肠道周围的肠系膜脂肪组织也可能发生明显变化。它不再只是被动包裹肠管的“填充物”,而可能参与免疫反应、脂肪代谢和组织重塑。
临床上常用“爬行脂肪”描述包绕炎症肠段、沿肠管分布的肠系膜脂肪改变。
脂肪组织也是会“说话”的器官
脂肪细胞能够释放脂肪因子、细胞因子、脂肪酸和生长因子。正常情况下,这些信号参与能量储存和组织稳态。
肠系膜脂肪驱动炎症纤维化
当肠道长期炎症、微生物成分进入肠系膜后,脂肪组织的细胞组成和分泌模式可能改变。它们释放的介质会作用于邻近肠壁,影响免疫细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞。
研究发现,微生物对肠系膜脂肪组织中的脂肪细胞和前脂肪细胞的刺激,可能有助于爬行脂肪形成以及克罗恩病肠道纤维化发展。病变脂肪组织可出现成熟脂肪细胞减少、前体细胞增多、促炎介质增加和成纤维细胞样细胞扩增等变化。
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Kim JH,et al.Intest Res.2026
✔ 提示:
因此,当患者看到影像报告或手术记录中提到肠系膜改变时,不必把它理解成与肠道完全无关的“附带现象”。它可能反映的是肠壁和周围组织正在共同应对长期炎症。当然,具体意义仍需结合影像、内镜、病理和临床表现判断,不能仅凭一个描述就推断疾病一定会如何发展。
脂肪组织可能转向成纤维细胞样状态
研究显示,脂肪细胞具有一定可塑性。在微生物刺激、炎症及TGF-β等信号作用下,成熟脂肪细胞可能去分化为前体样细胞,并进一步转化为具有肌成纤维细胞特征的细胞,直接参与细胞外基质生成。DPP4相关前体细胞和TGF-β信号可能是这一过程的重要线索。
这意味着,脂肪组织中的纤维化细胞来源可能比过去认识的更复杂,不一定仅来自传统成纤维细胞。就像原本用于储存能量的仓库,在长期炎症刺激下,部分细胞可能转而参与组织“加固”;短期有助于维持结构,长期却可能使周围组织变得狭窄、僵硬。
“爬行脂肪”可能形成肠壁外的放大回路
肠系膜脂肪组织受到微生物信号和炎症介质激活后,可能释放更多促炎因子,增强M2样巨噬细胞、Th1/Th17反应及平滑肌改变。
M2a巨噬细胞极化促进成纤维细胞激活和爬行脂肪形成
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Kim JH,et al.Intest Res.2026
肠腔、肠壁与脂肪组织相互促纤维化
肠壁炎症又会进一步损伤屏障,使更多微生物成分接近肠系膜,进而形成肠腔、肠壁与脂肪组织相互促进的恶性循环。
此外,炎症肠段平滑肌细胞释放的纤维连接蛋白等信号,可能促进前脂肪细胞迁移;当组织力学环境改变、Hippo等通路失衡时,脂肪细胞也更易转化为促纤维化细胞。
注:Hippo信号通路是一条在进化上高度保守的激酶信号转导通路。
这并不意味着“脂肪越多,纤维化越严重”,也不能用单纯减重替代克罗恩病治疗。关键在于组织微环境和细胞功能,而非体重本身。临床上更重要的是识别肠系膜脂肪释放的促病信号,并在保护正常组织功能的前提下,阻断其与肠壁之间的异常联系。
如果说微生物是肠道中的“居民”,那么微生物代谢物就是它们持续发出的化学信号。不同菌群利用膳食纤维、蛋白质、胆碱、磷脂酰胆碱和L-肉碱等原料后,会产生不同物质。这些代谢物不仅能作用于肠上皮细胞,还会影响巨噬细胞、T细胞、成纤维细胞和肌成纤维细胞;当肠屏障受损时,它们还可能进入肠壁深层组织,甚至进入全身循环。
因此,判断微生物组的意义,不能只看“有哪些菌”,还要关注“这些菌正在产生什么”?相同的菌群数量,在不同饮食、炎症和宿主代谢环境下,可能产生不同的功能结果。代谢物正是连接微生物与宿主的重要中间层。
肠腔狭窄、腹胀人群摄入纤维需注意
短链脂肪酸(SCFAs)主要包括乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐,通常由肠道细菌发酵膳食纤维产生。其中,丁酸盐是结肠上皮细胞的重要能量来源,也是目前研究最充分的保护性代谢物之一。
与丁酸生成相关的菌群包括:
粪杆菌属,尤其是普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii);
罗氏菌属(Roseburia);
真杆菌属(Eubacterium);
厌氧棒菌属(Anaerostipes);
粪球菌属(Coprococcus);
罕见小球菌属(Subdoligranulum);
厌氧丁酸菌属(Anaerobutyricum);
以及部分 Romboutsia、Anaerotruncus 和 Lachnospiraceae_NK4A136 group。
在克罗恩病相关的菌群失调和纤维化表型中,上述部分产短链脂肪酸菌群可能减少,尤其是普拉梭菌和部分毛螺菌科成员。它们的减少可能意味着肠道发酵膳食纤维、维持屏障和调节免疫的能力下降。
丁酸盐可能通过多条路径发挥保护作用
(1)丁酸盐可被肠上皮细胞利用:支持上皮细胞的能量代谢和修复。它还可能促进紧密连接蛋白和黏液屏障相关功能,帮助减少肠腔内微生物成分向固有层和肠系膜转移。
(2)丁酸盐能够抑制组蛋白去乙酰化酶:改变部分炎症和免疫相关基因的表达。通过这一机制,它可能促进调节性T细胞(Treg)分化,帮助恢复Th17/Treg之间的平衡,降低持续性免疫激活。
(3)短链脂肪酸可影响巨噬细胞的功能状态:部分研究提示,丁酸和相关产物有助于诱导具有抗炎或组织修复特征的巨噬细胞亚型,并促进IL-10等调节性因子产生。普拉梭菌及其代谢物还可能抑制Th17反应,从而减少IL-17对肌成纤维细胞的刺激。
(4)短链脂肪酸可能直接或间接影响成纤维细胞:它们一方面减少上皮损伤和炎症介质释放,另一方面可能降低TGF-β、IL-6等促纤维化信号的持续刺激,从而减少胶原蛋白和其他细胞外基质的异常沉积。
并非所有人都适合增加纤维摄入来补充短链脂肪酸
需要注意的是,这些保护作用主要来自细胞、动物和部分转化研究。即使短链脂肪酸具有潜在益处,也不代表患者都适合立即大量增加粗纤维或自行服用丁酸盐补充剂。
对于已经存在肠腔狭窄、腹胀、腹痛或梗阻风险的人群,过多不易消化的膳食纤维反而可能增加不适。饮食调整应结合疾病活动度、狭窄位置、营养状态和个人耐受性进行。
L-天冬氨酸:肠道狭窄的促纤维化候选物
与短链脂肪酸不同,L-天冬氨酸可能代表一类具有促纤维化作用的代谢信号。多组学研究发现,L-天冬氨酸水平与克罗恩病肠道狭窄或纤维化程度存在相关性,其来源可能涉及Saccharimonadales等微生物类群。
L-天冬氨酸能驱动肠壁纤维化
在体外实验中,L-天冬氨酸能够刺激人肠道肌成纤维细胞,诱导促纤维化基因表达;在动物模型中,它也可能加速细胞外基质沉积和肠壁纤维化。这提示,某些氨基酸代谢变化可能不仅是炎症的伴随现象,还可能直接参与成纤维细胞的功能改变。
其可能的过程包括:
目前,抑制L-天冬氨酸的合成、转运或细胞摄取被视为潜在研究方向。但“代谢物升高”“能够影响细胞”和“针对它治疗能够改善患者狭窄”是三个不同层次的问题,现有证据尚不足以支持患者自行通过饮食或补充剂降低L-天冬氨酸。
三甲胺:可能在不同组织中影响纤维化
三甲胺(TMA)和三甲胺-N-氧化物(TMAO)体现了“微生物—肝脏—宿主”共同决定代谢物效应的过程。
TMA与TMAO影响纤维化的多重因素
TMA和TMAO在不同组织纤维化研究中被认为可能通过氧化应激、TGF-β/Smad3、NLRP3炎症小体和PERK-mTOR等路径影响纤维化;材料同时指出,克罗恩病患者的TMA和TMAO变化可能存在复杂性,不能简单以“越高越坏”概括。最终效应取决于:
这表明,代谢物水平不仅取决于菌群,还受饮食原料、微生物加工、肝脏转化及宿主清除能力共同影响。因此,未来的代谢物干预需综合考虑饮食、菌群和宿主代谢,而不能仅依赖单一益生菌或保健品。
氧化应激:不利代谢环境如何反过来改变菌群
肠道炎症不仅改变菌群组成,也会改变肠道的氧化环境。炎症细胞和肠上皮细胞可产生过量活性氧(ROS),使肠腔和黏膜局部处于更强的氧化应激状态。
炎症氧化应激驱动产丁酸菌流失
这种环境对严格厌氧的产丁酸菌并不友好。例如,罗氏菌属和臭气杆菌属(Odoribacter)可能因氧化压力增加而减少;而菌群保护功能下降后,屏障修复能力进一步减弱,形成恶性循环。
研究还提示,P2X7受体可能是连接炎症、氧化应激和菌群变化的关键节点。P2X7受体被激活后,可促进NLRP3炎症小体活化并增加ROS生成,进一步推动IL-1β等炎症信号释放。炎症和氧化应激增强后,又可能加剧产丁酸菌的流失。
这一过程可以概括为:炎症增强 → P2X7受体激活 → NLRP3炎症小体和ROS增加 → 产丁酸菌减少 → 屏障功能下降 → 微生物及其产物转位增加 → 炎症和纤维化进一步加重。
相反,抑制P2X7/NLRP3轴、增强Nrf2等抗氧化防御通路,理论上可能减轻氧化环境,为有益厌氧菌恢复创造条件。但这目前仍主要属于机制研究和早期转化方向,并不意味着患者可以自行使用相关抑制剂或抗氧化补充剂。
色氨酸代谢物:吲哚、AHR与肠屏障修复
色氨酸是另一类重要的微生物代谢底物。部分肠道细菌能够将色氨酸转化为吲哚及其衍生物,包括吲哚-3-乙酸、吲哚-3-醛等。这些物质可以作用于芳香烃受体(AHR),影响上皮屏障和黏膜免疫。
色氨酸代谢物促进肠屏障保护
拟杆菌属的脆弱拟杆菌(Bacteroides thetaiotaomicron)被认为具有利用膳食色氨酸产生吲哚类物质的能力。吲哚激活AHR后,可能进一步影响Nrf2相关抗氧化通路,并促进:
当屏障得到改善时,脂多糖、鞭毛蛋白、细菌细胞壁片段以及其他促炎代谢物就不容易进入肠壁深层,从而间接减少成纤维细胞、巨噬细胞和T细胞受到的刺激。
注:目前,这一方向的研究重点不是单纯增加色氨酸摄入,而是探索“富含色氨酸的饮食+能够稳定产生有益吲哚代谢物的菌株”是否能够形成更可靠的屏障保护效果。对于克罗恩病患者,饮食和补充剂仍应根据疾病活动、肠道狭窄和营养状况个体化调整。
从“菌名检测”走向“功能检测”
传统菌群检测通常回答的是:某个菌属增加了,另一个菌属减少了。但对于肠道纤维化而言,更关键的问题可能是:
因此,未来更有价值的检测可能不是单纯列出“有哪些菌”,而是把宏基因组、代谢组、炎症指标、影像学和内镜结果结合起来,判断微生物组的实际功能。
一份报告即使显示某些“有益菌”减少,也不能直接预测患者一定会发生狭窄;同样,某种代谢物升高也不能单独作为纤维化诊断依据。只有当代谢物变化与症状、炎症活动、影像学狭窄和组织表现相互印证时,才可能真正帮助临床决策。
关于肠道微生物组与纤维化的许多认识,来自细胞实验、动物模型、患者组织和血清标志物研究。每一类证据都像一块拼图,但它们的强度和局限不同。理解证据如何一步步建立,可以帮助我们既看到研究前景,也不被“实验室有效”误导成“临床已经成熟”。
遗传线索: NOD2揭示宿主识别细菌的机制
资料显示,NOD2变异可能影响细菌成分识别,并与Paneth细胞功能障碍相关。Paneth细胞分泌抗菌肽、维持上皮屏障;其功能异常可能改变肠道与微生物之间的距离及信号强度。Nature于2021年发表的研究进一步支持了NOD2与克罗恩病肠道纤维化之间的机制联系。
这一发现表明,疾病风险不仅取决于“有哪些菌”,还取决于宿主如何识别和处理它们。相同的微生物环境在不同遗传背景下,可能引发程度不同的反应。
抗微生物抗体:提示病程复杂,但不能单独诊断纤维化
研究发现,CBir1、OmpC和I2等抗微生物抗体可能与克罗恩病的复杂病程、狭窄或穿透表型及更高的手术风险相关,部分血清学变化甚至可能早于临床诊断出现。但需要明确的是,它们无法可靠地区分肠道纤维化与其他复杂疾病表现。
因此,这些指标应被视为风险线索,而非命运预测。检测结果异常可提示医生加强随访、进一步进行影像学评估或综合判断,但不能替代症状、内镜、影像和病理结果。患者也不应仅因一次异常检测,就认定自己必然需要手术。
细胞实验结果需谨慎外推至临床
将微生物成分加入培养的上皮细胞或成纤维细胞后,研究者可观察到NF-κB、TGF-β、ROS等信号变化。这类实验只能说明细胞能否响应某种刺激,无法确认患者体内是否存在相同浓度的刺激、刺激是否来自同一种细菌,或阻断该刺激能否带来临床获益。
研究指出,部分上皮细胞实验使用了永生化细胞,仍需通过原代细胞和体内研究进一步验证。明确实验局限,是保证科学可靠性的重要组成部分。
临床现实:炎症控制仍是基础
资料指出,肠道纤维化常导致狭窄,临床意义重大,而有效的抗纤维化疗法仍是未满足的需求。微生物组机制为超越传统免疫抑制提供了新思路,但许多靶点仍停留在细胞、动物或早期转化研究阶段。
对患者来说,这意味着不能因为微生物组研究出现新进展,就自行停用现有治疗或用未经验证的方法替代规范管理。现阶段最稳妥的策略仍是由消化科团队判断炎症活动、狭窄程度、营养状况和并发症风险;微生物组相关检测和干预,只有在明确目的、了解局限并与整体治疗计划协调时,才可能发挥更大价值。
纤维化并不只发生在克罗恩病患者肠道。它本质上是组织反复受损后,修复过程没有按时“刹车”:成纤维细胞和肌成纤维细胞持续活化,胶原等细胞外基质(ECM)过度沉积,原本柔软、有弹性的组织逐渐变厚、变硬、失去正常结构。长期进展可导致器官功能下降,甚至器官衰竭。
除肠道外,纤维化可累及几乎所有器官和组织,最常见、危害最大的包括以下几类。
肺
✔ 常见纤维化形式或相关疾病:
• 特发性肺纤维化(IPF);
• 尘肺;
• 部分间质性肺病;
• 系统性硬化症相关间质性肺病。
✔ 主要危害:
肺泡间隔增厚、肺组织变硬,气体交换受阻;出现进行性气短、干咳、活动耐量下降,严重时呼吸衰竭。
肝脏
✔ 常见纤维化形式或相关疾病:
• 慢性乙/丙型肝炎;
• 酒精相关肝病;
• 代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)等所致肝纤维化。
✔ 主要危害:
肝脏结构被瘢痕组织重塑,进展后可形成肝硬化、门静脉高压、腹水、消化道出血、肝功能衰竭,并增加肝细胞癌风险。
心脏
✔ 常见纤维化形式或相关疾病:
• 高血压性心肌纤维化;
• 心肌梗死后瘢痕;
• 糖尿病或心肌病相关纤维化。
✔ 主要危害:
心肌变硬、舒张和收缩功能受损,导致心力衰竭;同时可干扰电信号传导,增加心律失常和猝死风险。
肾脏
✔ 常见纤维化形式或相关疾病:
• 肾小球硬化;
• 肾小管间质纤维化。
✔ 主要危害:
肾单位逐渐丢失,滤过能力下降,可出现蛋白尿、水肿、电解质紊乱和尿毒症;晚期可能需透析或肾移植。
其他
编辑
不同器官纤维化,为什么危害都很大?
不同部位表现不同,但核心危害相似:
(1)组织变硬、弹性下降
肺无法充分扩张,心脏无法舒张,肠道难以蠕动,皮肤和关节难以活动。
(2)正常结构被“瘢痕”取代
例如肝小叶、肾单位、肺泡和心肌结构被破坏后,即使炎症减轻,功能也未必能完全恢复。
(3)形成自我强化循环
纤维化组织越硬,机械张力越大,越容易进一步激活TGF-β等促纤维化信号;因此纤维化有时可在炎症相对平稳后仍继续进展。
(4)增加终末期器官衰竭风险
肺纤维化可发展为呼吸衰竭,肝纤维化可发展为肝硬化与肝衰竭,肾纤维化可发展为终末期肾病,心肌纤维化则与心力衰竭和恶性心律失常密切相关。
与肠道微生物群有什么联系?
肠道微生物群的影响并不局限于肠道。肠屏障受损、菌群失衡或微生物代谢异常时,细菌成分及代谢物可能进入门静脉或全身循环,影响远端器官的免疫、炎症和代谢环境。
✔ 注意:菌群改变通常是风险线索和潜在参与因素,而不是单一病因。肠道菌群检测可作为个体化风险评估和动态观察的补充,但是不能单独诊断某个器官是否纤维化,也不能替代影像、内镜、血液检查或病理评估。
当我们知道微生物组可能参与纤维化,下一步自然会问:能不能把它调回来?目前研究主要沿着四个方向展开:恢复有益的代谢功能,精准补充或移植微生物,针对特定病原菌及其毒力,直接阻断微生物与宿主之间的促纤维化信号。
它们都很有潜力,但距离成为稳定、普适的临床方案,仍然需要回答安全性、个体差异、持续时间和真实结局等问题。
恢复功能:纤维、益生菌与合生元
✔ 短链脂肪酸产生菌有助于减轻纤维化
研究发现,通过益生菌、膳食纤维或合生元补充短链脂肪酸产生菌群,可能帮助改善屏障和免疫环境;F. prausnitzii、Anaerotruncus和Lachnospiraceae_NK4A136等产短链脂肪酸相关类群被列为有前景的研究对象。
短链脂肪酸(SCFA)产生菌,如F. prausnitzii,在克罗恩病(CD)相关的菌群失调和纤维化表型中常显著减少;其及其代谢物可上调抗纤维化细胞因子(IL-10、IL-12),同时抑制Th17反应。
注:除了SCFAs,某些长链脂肪酸,如二十碳四烯酸,已显示出通过降低ECM基因表达和CD患者特异性类器官模型中的组织硬度而具有靶向抗纤维化效果。
这里的重点并不是寻找或追求一个“最强菌种”,而是尽可能恢复一组相互关联的肠道功能。理想状态下,肠道生态系统应具备处理膳食纤维、产生具有保护作用的代谢物、支持屏障完整性以及维持免疫耐受的能力。也就是说,关注的不只是某个菌是否增加,还包括整体菌群能否共同发挥这些功能,以及这些功能是否与患者的实际状态相匹配。
✔ 调控P2X7R轴重塑抗纤维化菌群生态
近期证据表明,P2X7受体(P2X7R)是连接菌群失调与纤维化的关键分子开关。激活P2X7R可诱导NLRP3炎症小体并增加活性氧生成,形成不利于Roseburia、Odoribacter等严格厌氧产丁酸菌生存的氧化环境;抑制或缺失P2X7R则能减轻氧化应激,恢复这些有益菌的生态位。
其中,Roseburia intestinalis可增强上皮屏障,并抑制IL-17、肿瘤生长因子M等促纤维化介质的分泌;Odoribacter splanchnicus则抑制Th17反应、促进Treg分化,其细胞外囊泡还能通过抑制NLRP3炎症小体进一步减轻黏膜损伤。因此,调控P2X7R/NLRP3轴以重塑抗纤维化微生物组,可能成为下一代治疗策略。
✔ 益生菌干预应注重个体化与安全性
不同患者在饮食耐受性、基础菌群组成和症状表现方面存在较大差异。因此,未来更可能采用分层设计,根据个体情况选择相应的饮食、益生菌或合生元策略,而不是让所有患者都使用完全相同的配方。即使某种组合在研究中显示出潜力,也不能简单推断其对每个人都具有相同效果。
在日常管理中,可以将饮食记录与症状记录结合起来,持续观察哪些食物在病情稳定期更容易耐受,哪些食物在症状加重时可能需要暂时调整。这样的记录有助于了解个人模式,但不等同于自行制定严格的长期饮食方案。
任何明显改变饮食结构,或长期使用益生菌、合生元及其他补充剂的决定,都应同时考虑肠道狭窄、营养不良和药物相互作用等问题,并与整体治疗安排保持协调。
粪菌移植:从“整体搬运”走向更精准的微生物组干预
粪便微生物移植常被探索用于恢复健康微生物,但疗效并不一致,该领域正向针对特定纤维生成通路的精确干预转变。
✔ 特定菌株精准靶向肠道抗纤维化治疗
最近的研究表明,口服给药F. prausnitzii或其细胞外囊泡通过优先诱导抗纤维化的M2b巨噬细胞极化而非促纤维化的M2a表型来缓解肠道纤维化。此外,Bacteroides thetaiotaomicron与F.prausnitzii的双重组合在恢复Th17/Treg平衡和刺激抗纤维化IL-10分泌方面显示出优于单药治疗的疗效。
B.thetaiotaomicron的治疗潜力源于其将膳食色氨酸代谢为吲哚的能力,吲哚是芳香烃受体(AHR)的配体。激活AHR-Nrf2轴通过上调紧密连接和粘蛋白基因增强上皮屏障,同时保护肠上皮细胞免受氧化应激和TNF诱导的细胞凋亡。此外,B.thetaiotaomicron衍生的代谢物抑制病原菌的生长。
未来肠道纤维化治疗应由传统粪菌移植转向精准微生物组干预。由于菌群定植受患者原有菌群、饮食、药物、炎症及免疫状态影响,且供体材料存在未知成分、安全性和标准化等问题,FMT难以实现稳定、可控的疗效。
更具前景的策略是采用经过筛选、定量和质量控制的功能组合,例如将富含色氨酸的饮食与B.thetaiotaomicron或吲哚衍生物结合,以强化肠黏膜屏障、抑制促纤维化病原体移位,并实现更具针对性的抗纤维化治疗。
针对AIEC驱动纤维生成的精准干预
✔ 通过分析患者的AIEC菌株进行个性化干预
粘附侵袭性大肠杆菌(AIEC)与克罗恩病相关的狭窄有关,患者的粘膜阳性率约在21%至62%之间。这种显著的患者间变异性和菌株异质性突显了AIEC作为克罗恩病中潜在精准医疗靶点的可能性。
在未来,针对患者特定的粪便或组织AIEC菌株进行分析,以识别促纤维化特征,可以实现个性化干预,例如阻止上皮细胞粘附、采用噬菌体疗法选择性消除特定患者的AIEC,或抑制促纤维化代谢物的合成。
✔ 精准靶向AIEC的抗纤维化策略
针对AIEC及其促纤维化作用,已有多种治疗策略正在探索。环丙沙星、利福昔明等抗生素的临床疗效有限;相比之下,短链烷基硼酸和细菌素等新型药物在临床前研究中可有效抑制AIEC生长与致病性。
噬菌体可识别细菌表面受体、注入遗传物质并裂解靶菌,因此个体化噬菌体鸡尾酒疗法有望选择性清除促纤维化AIEC。研究显示,含7种噬菌体的鸡尾酒可在体外清除多种AIEC菌株,并减轻小鼠结肠炎炎症;FimH抑制剂Sibofimloc通过阻断AIEC上皮黏附也显示出良好效果,但仍需进一步验证。
总体而言,精准微生物组干预有望控制AIEC阳性CD患者的纤维化。其临床常规应用仍需实现目标菌株的快速准确鉴定,并证实清除该菌株可改善炎症、狭窄及患者生活质量。
直接针对宿主信号:从TGF-β、TL1A到氧化应激
除了改变微生物本身,还可以阻断微生物信号进入宿主后的关键节点。研究方向包括TGF-β相关通路、TL1A/DR3、IL-33/ST2、IL-6/STAT3、NLRP3炎症小体、P2X7受体和氧化应激防御等。理论上,阻断这些通路可以减少成纤维细胞活化或改变免疫细胞状态。
✔ 精准调控抗纤维化信号平衡
研究证据提到,抑制TL1A或IL-33/ST2等信号在实验模型中可以减少纤维化,激活Nrf2等抗氧化防御也被视为潜在策略;但不同通路广泛参与免疫和组织稳态,靶向时需要平衡抗纤维化获益与感染、免疫抑制或其他副作用风险。
这也是为什么抗纤维化治疗不能只追求“越强越好”。肠道需要一定的免疫防御,也需要一定的修复能力。真正理想的治疗,是把失控的信号压回合理范围,而不是让肠壁失去所有反应能力。
未来可能是组合策略,而不是单一方案
克罗恩病纤维化的形成涉及微生物、屏障、免疫、脂肪组织、机械环境和遗传背景。只改变其中一层,可能不足以扭转已经形成的循环。未来的方案或许会根据病程阶段组合使用:在炎症活动期加强疾病控制,在屏障受损时减少异常微生物暴露,在特定菌株明确时进行选择性靶向,在组织已经变硬时针对机械和基质重塑。
但组合治疗也意味着更复杂的风险管理。每增加一种干预,就需要回答它是否真的必要、是否会与现有药物相互影响、如何监测效果、何时停止。患者真正需要的不是“越多越先进”,而是有明确目标、有证据支持、能够被监测和调整的个体化方案。
克罗恩病肠道纤维化,并不是简单的“炎症留下的疤痕”,而更像一场长期失衡的修复:反复的炎症、受损的肠道屏障、被激活的免疫细胞、不断沉积的细胞外基质,以及肠系膜脂肪和肠道微生物群的变化,共同推动肠壁逐渐增厚、变硬,最终形成狭窄。
这种复杂性可能令患者感到疲惫:症状反复,检查结果未必完全反映实际感受,治疗也难以立即解决所有问题。但复杂不等于无能为力。研究正从“炎症如何发生”进一步转向“组织为何硬化”“哪些微生物信号参与其中”以及“如何在维持正常生态的基础上进行干预”。这些更精准的问题,将推动治疗更贴近患者需求。
肠道微生物群让我们看到,纤维化的发生不只取决于“有没有炎症”,还与肠道如何识别微生物信号、屏障是否完整、哪些代谢物增加或减少密切相关。菌群失调可能通过激活成纤维细胞、放大TGF-β等促纤维化信号、影响免疫反应和“爬行脂肪”,使修复过程难以适时停止;而短链脂肪酸等有益代谢物及其产生菌,可能有助于维持屏障和免疫平衡。
未来更合理的路径,是以规范控制炎症为基础,结合症状、实验室指标、影像与内镜评估、营养管理和生活方式调整,并在合适情况下纳入肠道菌群等微生态监测信息,开展个体化、动态化的综合干预。理解并利用微生物组,不是寻找“万能答案”,而是让我们有机会更早识别风险、更精准地保护肠道,并尽可能阻止肠壁在反复损伤与修复中逐渐变硬。
注:本账号发表的内容仅是用于信息的分享,在采取任何预防、治疗措施之前,请先咨询临床医生。
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