炎癥性腸病腸黏膜屏障功能異常的研究進(jìn)展

炎癥性腸病腸黏膜屏障功能異常的研究進(jìn)展

炎癥性腸病（ibd）是由病因不明的慢性腸道炎癥疾病引起的一過(guò)性疾病，主要包括兩個(gè)獨(dú)立疾?。簼冃晕秆祝╟s）和克羅恩病（cd）。近年研究發(fā)現(xiàn),腸黏膜屏障功能異常在IBD發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用。更好地了解正常及疾病狀態(tài)下腸黏膜屏障的結(jié)構(gòu)和功能可以為IBD的治療提供新的思路。1腸粘膜屏障的總結(jié)1.1調(diào)節(jié)腸道緊密連接的功能腸屏障包括腸黏膜上皮、腸黏液、腸道菌群、分泌性免疫球蛋白、腸道相關(guān)淋巴組織、膽鹽、激素和胃酸等。可將其歸納為三部分:①機(jī)械屏障即腸上皮;②生態(tài)屏障即正常腸道菌群;③免疫屏障即分泌性IgA、黏膜下和黏膜內(nèi)各種免疫細(xì)胞。其中上皮屏障是腸黏膜屏障最重要的組成部分。上皮細(xì)胞間連接在調(diào)節(jié)腸上皮屏障功能中起重要作用,包括緊密連接和黏著連接。緊密連接是相鄰上皮細(xì)胞間隙的松散連接,位于相鄰上皮細(xì)胞、間皮和內(nèi)皮之間,多呈帶狀分布,少數(shù)為點(diǎn)狀,其作用包括:①緊密連接在細(xì)胞間隙的頂端形成滲透屏障,調(diào)節(jié)水和電解質(zhì)的極向運(yùn)動(dòng),防止大分子物質(zhì)經(jīng)腸腔漏到周?chē)M織中;②緊密連接對(duì)其所圍繞的細(xì)胞造成膜質(zhì)的區(qū)域性差異,使這些區(qū)域可進(jìn)行專(zhuān)一的功能活動(dòng),如離子的定向轉(zhuǎn)運(yùn)和大分子的吸收,由于緊密連接含有高濃度固定的跨膜蛋白,因而可阻止膜中脂類(lèi)和蛋白質(zhì)的側(cè)向擴(kuò)散;③緊密連接蛋白在上皮細(xì)胞分化中起重要作用。緊密連接除參與生理過(guò)程調(diào)節(jié),還參與炎癥的調(diào)節(jié)過(guò)程。黏著連接緊臨緊密連接,在細(xì)胞識(shí)別和調(diào)節(jié)細(xì)胞間聯(lián)系中起重要作用。有研究發(fā)現(xiàn),鈉葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)與緊密連接通透性的調(diào)節(jié)有關(guān)。鈣參與緊密連接的形成并調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞的極性。細(xì)胞骨架在不同生理和病理過(guò)程中參與緊密連接功能的調(diào)節(jié)。細(xì)胞骨架是細(xì)胞內(nèi)一種復(fù)雜的絲狀蛋白結(jié)構(gòu),包括三種蛋白絲:肌動(dòng)蛋白、微管和中間絲,遍布于細(xì)胞漿內(nèi),并與細(xì)胞外表面的細(xì)胞-細(xì)胞接觸點(diǎn)相聯(lián)系。細(xì)胞骨架對(duì)維持包括胃腸道上皮細(xì)胞在內(nèi)的所有真核細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)運(yùn)和功能的完整性也是不可缺少的。因此,細(xì)胞骨架是維持腸黏膜屏障功能的一個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。秋水仙堿或抗有絲分裂藥物導(dǎo)致的微管破壞可以嚴(yán)重限制細(xì)胞功能,破壞腸黏膜屏障的結(jié)構(gòu)完整性。例如,氧化劑或乙醇致微管破壞可以引起單層細(xì)胞屏障的破壞。氧化劑誘導(dǎo)肌動(dòng)蛋白損害導(dǎo)致屏障功能失調(diào),說(shuō)明肌動(dòng)蛋白在維持腸黏膜屏障完整性和調(diào)節(jié)腸道緊密連接中也發(fā)揮重要作用。一些編碼蛋白參與上皮細(xì)胞間連接功能的調(diào)節(jié),如GTP酶的Rho和Rap家族、激酶和磷酸酯酶。正常情況下,緊密連接通過(guò)調(diào)控作用,選擇性地轉(zhuǎn)運(yùn)相應(yīng)物質(zhì),而有效地阻止腸腔內(nèi)細(xì)菌、毒素及炎性介質(zhì)等物質(zhì)的旁細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn),維持腸黏膜上皮屏障功能的完整。1.2關(guān)于腸道透照糖的檢測(cè)方法檢測(cè)細(xì)菌易位到腸系膜淋巴結(jié)、肝和脾是評(píng)價(jià)腸黏膜屏障完整性的一種定性方法,在多數(shù)臨床情況下不易實(shí)行。檢測(cè)抗內(nèi)毒素IgG抗體、白細(xì)胞介素-6和C-反應(yīng)蛋白被用來(lái)評(píng)估腸黏膜屏障功能失調(diào)的炎癥性結(jié)果。最直接和最準(zhǔn)確定量評(píng)估腸黏膜屏障功能的方法就是測(cè)量腸道的通透性。評(píng)估黏膜屏障通透性的定量方法之一是不同分子探針的經(jīng)上皮通透性。常用糖分子探針包括甘露醇(6.7)、乳果糖(9.5)、鼠李糖(8.3)及纖維二糖(10.5)等。這些大分子糖在腸道以簡(jiǎn)單擴(kuò)散方式通過(guò)腸上皮,具有無(wú)毒性、免疫原性、不被機(jī)體代謝的特點(diǎn),尿中濃度比血漿高約100倍,易于檢測(cè),因此是臨床上常用的測(cè)定腸通透性的方法,與其它幾種糖分子探針相比,甘露醇和乳果糖回收率較高,受腸腔內(nèi)滲透壓影響較小,是目前比較理想的兩種糖分子探針,現(xiàn)被廣泛應(yīng)用。常用的測(cè)定方法有氣相色譜法、氣-液相色譜法、比色法、酶學(xué)法等。氣相色譜法和氣-液相色譜法可避免干擾,方法簡(jiǎn)單,準(zhǔn)確性高,現(xiàn)多采用這兩種方法測(cè)定。一般可聯(lián)合采用甘露醇和乳果糖(雙糖法)。甘露醇分子較小,可以通過(guò)絨毛細(xì)胞間緊密連接,其主要反映絨毛細(xì)胞間緊密連接的通透性,而乳果糖分子直徑較大,主要通過(guò)腺管細(xì)胞間緊密連接被吸收,其主要反映腺管細(xì)胞間緊密連接的通透性。因此,二者聯(lián)合應(yīng)用測(cè)定尿中乳果糖/甘露醇(L/M)比值可全面、準(zhǔn)確地間接反映小腸黏膜的通透性變化。L/M比值增大,說(shuō)明腸通透性增高,腸屏障功能損害。蔗糖素不同于乳果糖,其在結(jié)腸不被細(xì)菌利用,因此一些學(xué)者利用蔗糖素來(lái)檢測(cè)整個(gè)腸道的滲透。常用的測(cè)定腸通透性的同位素探針有51Cr-EDTA、99mTc-DTPA和125I-白蛋白,具有容易監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn),但結(jié)果易受影響,準(zhǔn)確性差,不能聯(lián)合應(yīng)用,妨礙了其在臨床上廣泛應(yīng)用。2基因組織和組織已有許多研究證實(shí)腸道的高通透性參與了炎癥性腸病的發(fā)病。動(dòng)物模型研究表明,在實(shí)驗(yàn)性腸炎中觀察到腸黏膜高通透性?xún)H次于腸道炎癥表現(xiàn)。臨床上無(wú)癥狀的克羅恩病患者臨床復(fù)發(fā)前表現(xiàn)為腸上皮通透性逐年增加,這一現(xiàn)象表明通透性增加可能是疾病活動(dòng)的早期事件。CD患者的非受累腸段也可有腸道高通透性存在,這些都表明腸道高通透性在炎癥性腸病的發(fā)病中發(fā)揮主要作用。炎癥性腸病患者的健康親屬中存在異常腸道通透性也支持這種推論。CD患者一級(jí)親屬存在腸高通透性,CD患者配偶也同樣存在高通透性,提示環(huán)境因素起一定作用,尚未證實(shí)存在高通透性CD患者的配偶是否發(fā)展成為CD或其它胃腸道疾病。腸道高通透性是CD的原因還是免疫或炎癥反應(yīng)的結(jié)果目前還存在爭(zhēng)議。新近的研究更注重于緊密連接結(jié)構(gòu)和功能的研究,并認(rèn)為其是導(dǎo)致炎癥性腸病患者腸道高通透性的主要原因。20年前,Martin的研究發(fā)現(xiàn)克羅恩病患者腸標(biāo)本的緊密連接呈現(xiàn)偏離、破碎和紊亂。Gassler等的研究表明,在活動(dòng)性炎癥性腸病組織中連接蛋白和其相應(yīng)的mRNA水平明顯降低。然而,在非活動(dòng)性炎癥性腸病的組織中這些變化卻不明顯。最近的研究顯示,克羅恩病患者的非炎性遠(yuǎn)端回腸的緊密連接對(duì)腸腔內(nèi)刺激產(chǎn)生的細(xì)胞骨架收縮性受損。因此,即使在缺乏活動(dòng)性炎癥,沒(méi)有連接蛋白結(jié)構(gòu)異常的情況下,緊密連接也可出現(xiàn)功能異常,也是炎癥性腸病中通透性異常的主要原因。大量研究表明,細(xì)胞因子TNF-α和IFN-γ直接增加腸上皮通透性。體外模型研究表明,上述炎癥細(xì)胞因子通過(guò)誘導(dǎo)上皮細(xì)胞緊密連接影響屏障功能。有報(bào)道,TNF-α通過(guò)緊密連接破壞上皮屏障功能,同時(shí)在不存在緊密連接蛋白改變的情況下促進(jìn)上皮細(xì)胞凋亡,表明TNF-α在腸道通透性增高與克羅恩病間起著重要作用。IFN-γ增加腸上皮細(xì)胞通透性。因INF-γ誘導(dǎo)的緊密連接破裂,侵襲性弱的腸道細(xì)菌經(jīng)脂質(zhì)介導(dǎo)的跨細(xì)胞通路通過(guò)腸上皮。IFN-γ引起腸上皮通透性改變的機(jī)制尚不完全清楚。mdr1a-/-動(dòng)物模型研究提示上皮屏障功能障礙與結(jié)腸炎發(fā)展關(guān)系密切。UC與人類(lèi)Toll樣受體4(TLR-4)基因變異有關(guān),該基因編碼脂多糖(lipopolysaccharide,LPS),LPS是Gˉ細(xì)菌細(xì)胞壁的重要組成部分,由TLR-4識(shí)別,細(xì)菌LPS通過(guò)刺激TLR-4或其它受體導(dǎo)致NF-κB表達(dá)系統(tǒng)活化,繼而誘導(dǎo)一系列炎癥反應(yīng)。這些變異攜帶者感染Gˉ細(xì)菌風(fēng)險(xiǎn)高,表明UC易感性與基因背景相關(guān)。除遺傳因素外,UC患者黏膜免疫系統(tǒng)激活,導(dǎo)致上皮屏障功能受損及組織破壞。IFN-γ和TNF-α在改變CD患者上皮屏障功能方面起重要作用,但在UC何種細(xì)胞因子調(diào)節(jié)炎癥和引起上皮屏障功能障礙還不清楚。動(dòng)物模型研究發(fā)現(xiàn),自然殺傷細(xì)胞(naturalkillerTcells,NKT)產(chǎn)生的IL-13在實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎中發(fā)揮重要作用。產(chǎn)生IL-13的細(xì)胞也在UC患者中發(fā)現(xiàn),這一現(xiàn)象表明細(xì)胞因子在UC病理過(guò)程中是一個(gè)關(guān)鍵因素。在UC患者的固有層發(fā)現(xiàn)大量的IL-13,同時(shí)伴隨緊密連接分子claudin2表達(dá)增加,后者引起屏障功能受損,并認(rèn)為是導(dǎo)致UC腹瀉的原因。3腸黏膜屏障在id治療中