郭艷敏 劉占舉
上海市第十人民醫(yī)院消化內(nèi)科(200072)
炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)是一種慢性復(fù)發(fā)性非特異性腸道炎性疾病,包括潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)和克羅恩病(Crohn’s disease,CD),其病因和發(fā)病機(jī)制目前尚未明確,可能與腸黏膜免疫調(diào)節(jié)異常、腸道持續(xù)感染、腸黏膜屏障破壞、遺傳和環(huán)境因素等密切相關(guān)[1-2]。本研究組近期發(fā)現(xiàn)細(xì)菌毒素與IBD發(fā)病和預(yù)后有關(guān),在活動(dòng)期IBD患者血清中難辨梭狀芽孢桿菌、沙門(mén)菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌O157分泌的細(xì)菌毒素水平較緩解期IBD患者和健康者明顯升高,活動(dòng)期CD患者接受英夫利西單抗治療后,上述細(xì)菌毒素水平明顯下降[3]。為進(jìn)一步研究細(xì)菌毒素在IBD發(fā)展過(guò)程中的作用,本研究通過(guò)檢測(cè)CD患者血清脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)和(1,3)-β-D 葡聚糖[(1,3)-β-D glucan,BG]濃度,旨在探討兩者與CD的關(guān)系。
納入2013年4月-2014年7月上海市第十人民醫(yī)院消化內(nèi)科收治的CD患者68例。CD診斷標(biāo)準(zhǔn)參考“炎癥性腸病診斷與治療的共識(shí)意見(jiàn)(2012年·廣州)”[4]。按蒙特利爾世界胃腸病大會(huì)推薦的蒙特利爾分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)CD患者進(jìn)行亞型分組(根據(jù)年齡分為A1、A2、A3型;根據(jù)病變部位分為 L1,累及回腸末段;L2,結(jié)腸型;L3,回結(jié)腸型)[5]。納入同時(shí)期20名健康志愿者作為對(duì)照組。本研究方案經(jīng)上海市第十人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),所有入選患者均簽署知情同意書(shū)。
1.光度法測(cè)定血清LPS和BG水平:采集入選者空腹外周血4 mL,3000×g離心1 min,分離富血小板血漿0.1 mL加入0.9 mL樣品處理液中待測(cè)。取待測(cè)血漿0.2 mL,10 min內(nèi)分別加至革蘭陰性菌LPS檢測(cè)試劑盒和BG檢測(cè)試劑盒(光度法)(北京金山川科技發(fā)展有限公司),于MB-80微生物快速動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)LPS、BG水平。
2.采用克羅恩病活動(dòng)指數(shù)(CDAI)和克羅恩病簡(jiǎn)化內(nèi)鏡活動(dòng)度評(píng)分(SES-CD)[6]分別判定CD疾病嚴(yán)重程度和內(nèi)鏡下疾病活動(dòng)度。采集CD患者ESR、CRP水平。
應(yīng)用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件,LPS和BG水平以對(duì)數(shù)(log10)轉(zhuǎn)換表述,計(jì)量資料以表示。多組間比較采用Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)(兩兩比較采用Mann-Whitney檢驗(yàn))。相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)性分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
68例CD患者中活動(dòng)期CD(A-CD組)41例,其中男25例,女16例,年齡12~74歲,平均(34.6±15.2)歲;緩解期CD(R-CD組)27例,其中男20例,女7 例,年齡15~66 歲,平均(33.1 ±15.7)歲;對(duì)照組中男8名,女12名,年齡24~66歲,平均(45.4±12.7)歲。三組患者性別構(gòu)成、年齡差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。A-CD 組患者 A1、A2、A3型分別為5 例、23 例、13 例,L1、L2、L3 型分別為 4、8、29例,R-CD組患者A1、A2、A3型分別為2例、19例、6例,L1、L2、L3 型分別為7、2、18 例。
68例患者 CDAI為 39.60~335.80分,SES-CD為0.00 ~23.40 分,血清 LPS 為(0.30 ~2.70)pg/mL,BG 為(0.48~3.00)pg/mL。A-CD 組 LPS 水平較R-CD組和對(duì)照組顯著升高(P=0.023;P=0.000),R-CD組LPS水平與對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.081)(圖1,表1)。A-CD組BG水平較R-CD組和對(duì)照組明顯升高(P=0.007;P=0.000),R-CD組BG水平與對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.204)(圖2,表1)。
圖1 三組患者血清LPS水平
圖2 三組患者血清BG水平
相關(guān)性分析顯示,LPS水平與 CDAI、SES-CD、ESR 呈正相關(guān),(r=0.264,P=0.030;r=0.330,P=0.006;r=0.337,P=0.022);BG 水平與 CDAI、SESCD、ESR 呈正相關(guān)(r=0.332,P=0.006;r=0.417,P=0.000;r=0.292,P=0.049);LPS、BG 與 CRP 不相關(guān)(r=0.169,P=0.172;r=0.182,P=0.141)(圖3,圖4)。
表1 三組患者試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較()
表1 三組患者試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較()
圖3 LPS水平與CDAI、SES-CD、ESR、CRP 的相關(guān)性
圖4 BG水平與CDAI、SES-CD、ESR、CRP 的相關(guān)性
正常生理狀態(tài)下成人腸道細(xì)菌約1014個(gè),共計(jì)1000個(gè)不同種群,主要屬于擬桿菌門(mén)、厚壁菌門(mén)、放線菌門(mén)和變形桿菌門(mén),以高濃度革蘭陰性菌和低濃度革蘭陽(yáng)性菌為主[7-8]。IBD患者與健康人相比,腸道內(nèi)細(xì)菌生物多樣性明顯減少,且以厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén)為主[9]。此外,IBD患者回腸末端異常定植黏附型/侵襲型大腸桿菌明顯增多,柔嫩梭菌群明顯減少,且此種狀態(tài)分別與回腸末端疾病嚴(yán)重程度和預(yù)測(cè)回腸末端CD發(fā)病危險(xiǎn)度密切相關(guān)[10]。一項(xiàng)系統(tǒng)性回顧和meta分析[11]顯示,抗菌藥物可誘導(dǎo)活動(dòng)期CD、UC以及CD并發(fā)肛瘺患者達(dá)到緩解。此外,Levine等[12]的回顧性分析發(fā)現(xiàn),采用阿奇霉素和甲硝唑治療輕中度活動(dòng)期兒童/青年CD患者8周后可有效誘導(dǎo)緩解,證實(shí)抗菌藥物可通過(guò)直接清除腸道內(nèi)細(xì)菌治療CD。研究[13]發(fā)現(xiàn),遺傳易感小鼠結(jié)腸炎動(dòng)物模型在無(wú)菌環(huán)境中無(wú)疾病發(fā)生,而野生型小鼠在與特定基因改變自發(fā)性結(jié)腸炎小鼠共同飼養(yǎng)或直接喂飼結(jié)腸炎小鼠腸道中某些細(xì)菌后可發(fā)生腸道炎癥,表明腸道微生物具有IBD致病潛力。
腸黏膜屏障由共生腸道菌群、黏液層、腸上皮以及腸道相關(guān)淋巴組織和免疫細(xì)胞組成,上述結(jié)構(gòu)相互作用共同維持腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和腸道通透性[14]。腸黏膜屏障通透性增加在IBD發(fā)病機(jī)制中起有重要作用[15]。研究[16]指出CD患者腸上皮細(xì)胞緊密連接功能受損,腸黏膜通透性增加,導(dǎo)致大量微生物抗原被吸收,誘導(dǎo)腸黏膜內(nèi)特異性巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞活化,產(chǎn)生大量促炎因子,引起腸黏膜炎癥。Balda等[17]的研究顯示,腸上皮通透性缺陷區(qū)域的腸道黏膜炎癥較通透性正常部位嚴(yán)重,提示腸道上皮通透性增加可持續(xù)刺激腸黏膜免疫系統(tǒng)誘導(dǎo)炎癥發(fā)生。CD患者腸黏膜通透性增加的機(jī)制亦包括緊密蛋白數(shù)量減少、連接斷裂、含量和組成改變以及上皮細(xì)胞凋亡增加。另有研究[18]顯示,病原體和細(xì)菌毒素可通過(guò)直接或間接改變緊密蛋白細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu),使上皮通透性增加。腸上皮屏障破壞可使微生物或微生物抗原穿過(guò)腸道固有層組織,啟動(dòng)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng),激活免疫細(xì)胞,產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子,最終導(dǎo)致炎癥發(fā)生。
本研究發(fā)現(xiàn)A-CD組患者血清LPS和BG較RCD組和對(duì)照組明顯升高,且上述兩項(xiàng)指標(biāo)與CDAI、SES-CD和ESR呈正相關(guān),與CRP無(wú)相關(guān)性,說(shuō)明LPS和BG水平可能與CD疾病活動(dòng)度有關(guān)。在ACD患者,腸道黏膜屏障受損、腸上皮黏膜通透性增加,促使腸道內(nèi)大量抗原物質(zhì)(如LPS、BG)吸收,同時(shí)腸上皮表達(dá)高水平人類(lèi)白細(xì)胞抗原(HLA)-Ⅱ和HLA-Ⅰ類(lèi)抗原,增強(qiáng)抗原遞呈,誘導(dǎo)腸上皮黏膜組織內(nèi)T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及樹(shù)突狀細(xì)胞激活,產(chǎn)生大量炎性介質(zhì)。另外,腸腔內(nèi)抗原物質(zhì)亦可誘導(dǎo)腸上皮細(xì)胞間淋巴細(xì)胞激活,使其細(xì)胞毒殺傷作用增強(qiáng),促使炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生,最終引起上皮細(xì)胞損傷、腸黏膜屏障破壞加重[19]。經(jīng)糖皮質(zhì)激素、生物制劑、免疫抑制劑治療后,腸黏膜屏障完整性改善,腸腔內(nèi)抗原物質(zhì)無(wú)法吸收入血,血清LPS可恢復(fù)正常。CRP是由肝臟合成的急性期蛋白,半衰期為19 h,在炎癥損傷時(shí)肝臟合成CRP迅速增加是機(jī)體急性炎癥反應(yīng)的敏感指標(biāo)。本研究中部分患者最初就診時(shí)誤診以及錯(cuò)誤治療,可能導(dǎo)致CRP與LPS、BG相關(guān)性無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
綜上所述,血清LPS和BG可作為評(píng)判CD疾病活動(dòng)度和內(nèi)鏡下黏膜緩解程度的指標(biāo),為臨床診斷、治療提供了理論依據(jù)。
1 劉占舉.英夫利西單抗治療克羅恩病的作用機(jī)制[J].中華內(nèi)科雜志,2013,52(12):1065-1067.
2 劉占舉.炎癥性腸病發(fā)病機(jī)制新進(jìn)展[J].內(nèi)科理論與實(shí)踐,2013,8(1):5-8.
3 Qiu H,Sun X,Sun M,et al.Serum bacterial toxins are related to the progression of inflammatory bowel disease[J].Scand J Gastroenterol,2014,49(7):826-833.
4 中華醫(yī)學(xué)會(huì)消化病學(xué)分會(huì)炎癥性腸病學(xué)組.炎癥性腸病診斷與治療的共識(shí)意見(jiàn)(2012年·廣州)[J].胃腸病學(xué),2012,17(12):763-781.
5 Satsangi J,Silverberg MS,Vermeire S,et al.The Montreal classification of inflammatory bowel disease:controversies,consensus,and implications[J].Gut,2006,55(6):749-753.
6 Daperno M,D’Haens G,Van Assche G,et al.Development and validation of a new,simplified endoscopic activity score for Crohn’s disease:the SES-CD[J].Gastrointest Endosc,2004,60(4):505-512.
7 Ley RE,Peterson DA,Gordon JI.Ecological and evolutionary forces shaping microbial diversity in the human intestine[J].Cell,2006,124(4):837-848.
8 Dominguez-Bello MG,Blaser MJ,Ley RE,et al.Development of the human gastrointestinal microbiota and insights from high-throughput sequencing[J].Gastroenterology,2011,140(6):1713-1719.
9 Frank DN,St Amand AL,F(xiàn)eldman RA,et al.Molecularphylogenetic characterizatio of microbial community imbalance in human inflammatory bowel disease[J].Proc Natl Acad Sci USA,2007,104(34):13780-13785.
10 Comito D,Cascio A,Romano C.Microbiota biodiversity in inflammatory bowel disease[J].Ital J Pediatr,2014,40:32.
11 Khan KJ,Dubinsky MC,F(xiàn)ord AC,et al.Efficacy of immunosuppressive therapy for inflammatory bowel disease:a systematic review and meta-analysis[J]. Am J Gastroenterol,2011,106(4):630-642.
12 Levine A,Turner D.Combined azithromycin and metronidazole therapy is effective in inducing remission in pediatric Crohn’s disease[J].J Crohns Colitis,2011,5(3):222-226.
13 Samanta AK,Torok VA,Percy NJ,et al.Microbial fingerprinting detects unique bacterial communities in the faecal microbiota of rats with experimentally-induced colitis[J].J Microbiol,2012,50(2):218-225.
14 Camilleri M,Madsen K,Spiller R,et al.Intestinal barrier function in health and gastrointestinaldiesase[J].Neurogastroenterol Motil,2012,24(6):503-512.
15 Weber CR,Turner JR.Inflammatory bowel disease:is it really just another break in the wall?[J].Gut,2007,56(1):6-8.
16 Henderson P,van Limbergen JE,Schwarze J,et al.Function of the intestinalepithelium and its dysregulation in inflammatory bowel disease[J].Inflamm Bowel Dis,2011,17(1):382-395.
17 Balda MS,Matter K.Tight junctions[J].J Cell Sci,1998,111(Pt 5):541-547.
18 Fasano A,Nataro JP.Intestinal epithelial tight junctions as targets for enteric bacteria-derived toxins[J].Adv Drug Deliv Rev,2004,56(6):795-807.
19 Nüssler NC,Stange B,Hoffman RA,et al.Enhanced cytolytic activity of intestinal intraepithelial lymphocytes in patients with Crohn’s disease[J].Langenbecks Arch Surg,2000,385(3):218-224.