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背景:经颈内静脉肝内门体分流术（Transjugular intrahepatic portosystemic shunt,TIPS）主要通过分流血流,绕过肝脏,从而使得门静脉压力下降,那么,肝硬化患者在失代偿期的一些主要并发症如门静脉高压和顽固性腹水等可以得到有效的治疗,从而降低死亡率,是治疗肝硬化的一种有效措施。TIPS是经颈内静脉插管,穿过肝实质,进入肝脏的门静脉,连接到其分支,为肝内门静脉与下腔静脉建立交流的管道,使从肠道来的物质（如代谢产物、肠道细菌等）未经肝脏的解毒过程直接进入体循环后,引起多达30-50%的患者在术后会发生肝性脑病（Hepatic encephalopathy,HE）,患者的症状表现为记忆力下降、计算能力下降和人格改变等,严重制约了TIPS的广泛应用。高血氨、谷氨酸代谢紊乱、活性氧/活性氨、大脑炎症因子等因素参与肝硬化HE的发生。人体胃肠道寄居着数以万亿计的微生物,这些微生物及其代谢产物与肠粘膜上皮、肠道免疫系统共同构成了功能复杂的微生态系统。正常情况下,肠道微生态系统保持着一种动态平衡维持宿主正常生理功能。近年来随着测序技术的发展人们对肠道微生物认识的逐渐深入,其在肝脏疾病中的重要作用已得到广泛认可。“肠-脑轴”在中枢神经系统扮演关键角色,肠道菌群可通过神经递质（5-羟色胺等）、内分泌（脑肠肽）、免疫信号（炎症因子）、神经通路（交感神经）、代谢产物（4-乙基苯基硫酸盐等）途径对中枢神经系统的功能产生影响。临床观察发现HE患者常伴随着肠道菌群的物种多样性减少,有益菌的丰度减小,致病菌丰度增加。基于临床和治疗特征的一系列观察表明,肠道菌群在行TIPS术患者HE的发生中可能发挥关键的作用。本项目研究结果不仅有助于揭示肠道菌群失调在TIPS术后HE发生中的作用机制,还可以为探索肝硬化HE全新治疗方法提供思路。目的:1.观察行TIPS术后有HE和无HE患者的肠道菌群及胆汁酸谱特征。2.明确肠道菌群紊乱在TIPS术后HE的发生中的作用。3.阐明TIPS术后肠道菌群调节HE的作用途径和潜在机制。研究方法:1.纳入在本中心行TIPS术的肝硬化患者共49例,使用Child-Pugh值进行门静脉压力和认知功能评估否发生HE。收集患者的粪便、血液标本,使用16S rRNA基因测序检测肠道细菌组成,使用LC-MS质谱检测血清胆汁酸谱。并比较有HE和无HE患者肠道菌群及胆汁酸谱差异。2.将有HE和无HE患者肠道细菌分离后,移植给经抗生素预处理的小鼠,使用高架十字迷宫实验（Elevated plus maze,EPM）评估小鼠的焦虑样行为、旷场实验（Open field test,OFT）评估小鼠的协调能力和新物体识别评估小鼠的认知能力,明确肠道菌群在TIPS术后HE发生中的作用;通过LC-MS质谱检测胆汁酸谱、肠道屏障检测、神经组织染色等方法明确肠道菌群紊乱调节神经系统的作用途径;通过qPCR、Western blot和免疫荧光染色等方式明确肠道菌群紊乱引起HE的机制。3.使用胆总管结扎手术方式诱导HE小鼠模型,用FXR激动剂OCA干预,通过行为学实验来观察小鼠的空间认知能力、自主活动能力、物体认知能力来评估OCA对HE的影响。检测胆汁酸重吸收相关分子ABST等关键分子的表达水平明确OCA对肠道菌群代谢物胆汁酸代谢的作用,检测肠屏障相关分子来检测OCA对与肠道菌群直接接触的肠上皮屏障的作用。使用16S rRNA基因测序检测肠道细菌组成并比较各组的肠道菌群差异。结果:1.在行TIPS术的49例患者中,用其中11例患者发生HE（脑病等级:3级,n=11）,38例患者未发生HE（脑病等级:0级,n=38）。通过肠道菌群16S rRNA基因测序发现,与术后未发生HE的患者相比,ACE指数（P=0.65）和Chao指数（P=0.531）,物种多样性没有差异,但Blautia、Coprococcus等促炎的有害菌的丰度增加;质谱检测发现,与未发生HE的患者相比,发生HE患者血清中甘氨胆酸（GCA）、甘氨鹅去氧胆酸（GCDCA）等初级胆汁酸明显增加P＜0.05,脱氧胆酸（DCA）等次级胆汁酸明显降低P＜0.05,提示HE患者肠道菌群的结构和功能的改变抑制了初级胆汁酸转化为次级胆汁酸的过程。2.在接受粪菌移植的小鼠中,与移植了无HE患者肠道细菌的小鼠（FMT-术后无）相比,移植了有HE患者肠道细菌的小鼠（FMT-术后有）在认知功能方面:小鼠焦虑样行为增加（P＜0.05）、在旷场实验中的中央活动时间增加（P＜0.05）、高架十字进入开臂的次数增加（P＜0.05）;大脑小胶质细胞活化标志物IBA-1的表达增加;胆汁酸谱检测:胆汁酸谱代谢发生紊乱,血清中初级胆汁酸甘氨胆酸（GCA）等的含量减少,石胆酸（LCA）等次级胆汁酸重吸收增加。（术后无HE初次级胆汁酸含量分别为0.2341 ng/ml,0.1074 ng/ml;术后无HE初次级胆汁酸含量分别为0.2195ng/ml,0.1403 ng/ml0）;肠屏障功能方面:肠屏障ZO-2等相关分子在RNA水平表达无差异（P＜0.05）。3.在胆总管结扎术诱导的HE小鼠模型中,小鼠的焦虑样行为增多,主要表现:高架十字进入开臂的次数增加P＜0.05、旷场实验中的中央活动路程增加P＜0.05、新物体识别的短期记忆的认知指数减少P＞0.05。肠道菌群物种及群落多样性有下降趋势,Shanon指数P=0.74,细菌相互作用的复杂程度下降,多种胆汁酸代谢相关细菌丰度降低,常见致病菌Blautia、Ruminococcacea、Alistipes丰度升高。给予OCA干预后,小鼠肝细胞坏死减少;肠屏障Ecadherin等相关分子在RNA水平表达增加。胆汁酸代谢相关分子FXR,ABST等在RNA水平表达降低。同时部分改善了小鼠肠道菌群的紊乱程度,提高了菌群的多样性,进而提升了细菌相互作用的网络复杂性。结论:1.TIPS术后伴HE患者发生肠道菌群及胆汁酸代谢紊乱。2.肠道菌群紊乱通过引起胆汁酸代谢紊乱引起行为学发生改变,参与HE的发生。3.FXR激活剂OCA可通过纠正肠道菌群紊乱和肠屏障损伤改善HE的焦虑样行为。