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大连瞭望微世界 | 探秘消化科医师凭“一股清气”窥探肠道微生物入侵“菌情”！

来源:大连春柳胃肠医院时间：2023-12-23 01:30

瞭望微世界 | 探秘消化科医师凭“一股清气”窥探肠道微生物入侵“菌情”！

导语

氢呼气试验（hydrogen breath test，HBT），亦称呼气氢试验（BHT），最初用于诊断乳糖吸收不良症，因其具有简便、迅速及无创伤等优点，现已作为一种非侵入性胃肠功能检查方法，受到儿科与消化科医师的重视。自1984年起，国内开始使用HBT诊断乳糖吸收不良症。近年来，随着技术不断发展进步，出现了越来越多有关运用肠道气体探测疾病相关的研究与报道。

或许有一天，人类在面对密密麻麻、千军万马的肠道菌群“入侵”时，我们不再需要杀敌一千自损八百的技术手段（比如对人体有损伤的病理检测、活组织培养等）来侦查“菌情”。消化科医师凭“一股清气”即可掌握“菌情”动态！当然，这股清流非甲烷和氢呼气试验检测技术所属！接下来，且听小编为大家介绍该技术的机制、临床运用现状和前景展望，希望能给临床医生带来帮助。

机制

据Solomon NW^[1]等人研究报道，人呼出气体中的氢气是由肠道细菌发酵代谢未被吸收的碳水化合物产生。绝大多数可吸收碳水化合物在到达结肠前已被完全吸收，当肠道病变或缺乏膜接合双糖酶等引起吸收障碍时，或给予在小肠内不被消化吸收的糖（如乳果糖等）时，这些糖可直接进入结肠，被细菌发酵代谢产生氢气，其中约14％～21％的氢弥散人血，循环至肺而呼出正常呼气中仅含极微量的氢气，当肠内有2 g以上的糖类物质发酵，即可检测到呼气中的氢气含量明显增加。

通过检测呼出气体中甲烷、氢气和二氧化碳浓度随时间的变化关系，可以特异和灵敏地提供大量胃肠道、胰腺以及肝脏功能等重要信息：

胃肠运动速度（口盲时间）
小肠有无细菌以及细菌所在的部位
肠黏膜屏障的通透性
胃酸分泌量
消化不良
食物过敏和糖类不耐受
某些腹泻和便秘的原因
肝胆胰和肿瘤病人的胃肠功能
术后胃肠功能恢复情况评估
慢性胰腺炎
糖尿病和慢性胰腺炎关系
结肠癌高危人群的早期发现等

另外，该技术手段对肝病患者常伴发的小肠细菌过增长有诊断价值并且可有效指导治疗，对国人高达80%以上的乳糖酶缺乏症的测定也很灵敏。

HBT用于诊断小肠细菌过度生长

在正常情况下，小肠内是相对无菌的。但在胃大部切除术后、活动盲肠综合征及肝硬化腹水等情况下，进入小肠细菌过多，超出机体清除能力，可引起小肠内细菌过度生长。正常人服用乳果糖后，其到达结肠被细菌发酵产生氢气，引起呼气中氢含量出现一个高峰（结肠峰），若有小肠细菌过度生长，乳果糖在进入结肠之前即被过度生长的细菌发酵分解产生氢气，提前出现一个氢浓度高峰（小肠峰）^[2]，故测定呼气中氢浓度的变化可反映小肠内菌群生长情况。HBT作为一种可靠的细菌过度生长诊断技术^[3]，通过该技术进行早期诊断以指导进一步治疗措施，可提高患者小肠对营养物质的吸收效力，防止可能由肠道细菌引起的严重感染及其他并发症。

据罗马共识意见指出，采用HBT技术检查，出现以下结果即可诊断为小肠细菌过度生长。

H₂>基线20ppm
或CH₄ >基线12ppm
或H₂+CH4 >基线15ppm

另据Hamilton LH^[4]关于HBT诊断坏死性小肠炎（NEC）的研究结果提示：

对监护中的早产儿观察表明，在肠炎发作前，呼气中氢增多。
HBT可作为致死性新生儿NEC的早期诊断。

HBT用于诊断乳糖不耐受症

HBT最早用于诊断乳糖不耐受症，被认为是其诊断的金标准^[5]。其原理是：在小肠乳糖酶缺乏者中，乳糖（或牛乳）摄人后不被吸收，由结肠内细菌发酵产生氢气，经血循环由肺呼出，可经检测而明确诊断。该方法与诊断乳糖不耐受症的其他方法，如空肠黏膜活检标本乳糖酶活性直接测定，或间接的乳糖耐受试验等相比，结果极为一致，且具有非侵入性、操作简便等优点。

乳糖不耐受症之常见三种呼气检测结果，阳性结果标准如下：

H₂>基线20ppm

或CH₄ >基线12ppm

或H₂+CH₄ >基线15ppm

HBT在诊断其他胃肠相关疾病中的运用

肠易激综合征

方秀才^[6]等的研究发现肠易激综合征（Irritable Bowel Syndrome，IBS）患者小肠细菌过度生长（small intestinal bacterial overgrowth，SIBO），IBS患者SIBO阳性率明显高于对照组，说明SIBO与IBS有关。乳果糖呼气试验甲烷气与氢气浓度呈显著线性相关。

严重便秘

UC Ghoshal^[7]对严重便秘患者进行呼气试验，研究发现，呼气中甲烷含量很高，口服利福昔明14天，便秘症状消失，甲烷含量降低。

另外，HBT也可以用于胰腺功能测定。据美国癌症研究协会（American Association for Cancer Research）报道指出，通过分析肠道菌群可以提高癌症筛查率，特别是胰腺癌和结直肠癌。近期关于甲烷检测与结肠癌和胰腺癌筛查方面的研究逐渐增多，可见消化科医师对“这股清流”的关注度也越来越高。

结语

总之，自上世纪60年代Calloway及Levitt分别报道可通过测定呼气中的微量气体诊断乳糖酶缺乏所致乳糖不耐受症以来，呼气试验已被广泛应用于胃肠病诊断。作为一种简便、无创、经济、实用的检测方法，随着测定技术的改进和先进分析设备的开发，氢呼气试验将更多地被应用于胃肠疾病的临床诊断和治疗过程中的动态观察。

附注

一、无数胃肠病患者的福音：HBT技术已于2015年进入中国

新技术推介会一角：参会人员对新技术的渴望由心而生

二、呼气氢分析仪简介

美国Quintron公司于1962年制造出第一台基于气相色谱仪的呼气氢分析仪，后来仪器发展为可以同时测量氢气和甲烷两种气体，增加了诊断的可靠性。后来也有一些其他公司开发了携带燃料电池传感器的便携式呼气氢分析仪，但是Quintron公司具有绝对的主导地位，诸多的研究都是基于Quintron公司的CM2型、12i型以及新的Model DP型和SC型等系列仪器而开发的，直到现在这些仪器在HBT的研究中仍然起着重要的作用^[8]。其中美国Quintron固态传感器氢气-甲烷呼吸监测设备是国际最权威的，也是被罗马共识推荐采用的设备，因此具有重要的临床意义和巨大的应用前景。

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参考文献

Solomon NW．Current Concepts Gastroenterol，1983；8：30-40.
Rhodes JM,Middleton P,Jewell DP,Seand J Gastroenterol，1979；114：333-336.
Casellas F，Chicharro L，Malagelaada JR．Potential usefulness of hydrogen breath test with D-xylose in clinical management of intestinal malabsorption．Dig Dis Sci，1993，38：321-327．
Hamilton LH. Breath tests and gastroenterology-a discussion of breath H2 and breath CH4 testing. Quintron Division, The E.F. Brewer company Menomonee Falls, WI, USA,1992,11-12,26-33,36-39,45-48,68-70.
Casellas F，Malagelada JR．Applicability of short hydrogen breath test for screening of lactose malabsorption．Dig Dis Soi，2003，48：1333-1338．
李宁宁，方秀才，朱丽明，等.氢气结合甲烷气呼气试验检测肠易激综合征.2013年中华医学会北京分会消化系病学术年会论文汇编.
U C Ghoshal, et al., Slow Transit Constipation Associated With Excess Methane Production and Its Improvement Following Rifaximin Therapy: A Case Report. J Neurogastroenterol Motil. 2011 Apr; 17(2): 185-188.
Lee，WS Davidson，GP Moore，DJ，Butler．RN Analysis of the Breath Hydrogen Test For Carbohydrate Malabsorption: Validation of a Pocket-sized Breath Test Analyser,J Paediatr Child Health，2000,36(4)：340-342.