腹瀉型腸易激綜合征患者肛管直腸動力及感覺功能與外周血肥大細胞類胰蛋白酶的相關性研究

李 超，遲 雁，王化虹，吳黎紅

·論著·

腹瀉型腸易激綜合征患者肛管直腸動力及感覺功能與外周血肥大細胞類胰蛋白酶的相關性研究

李 超，遲 雁*，王化虹*，吳黎紅

背景 腹瀉型腸易激綜合征(D-IBS)的病因由多因素參與，病理生理學機制復雜，至今尚未闡明。其中肛管直腸動力異常和內臟高敏感是參與的重要因素。高分辨率肛管直腸測壓(HR-ARM)是一項對肛管直腸運動及感覺功能進行測定的新技術。肥大細胞類胰蛋白酶(MCT)是肥大細胞分泌的重要遞質，其水平可作為肥大細胞活化程度的生物學標志。目的 采用HR-ARM檢測D-IBS患者是否具有肛管直腸動力及感覺功能異常，檢測血MCT水平評估D-IBS患者肥大細胞活化程度，驗證血MCT水平與肛管直腸運動及感覺指標的相關性，探討血MCT作為D-IBS生物學標志物的可能性。方法 選取2014年8月—2016年11月于北京大學第一醫(yī)院消化內科門診就診符合羅馬Ⅲ標準的D-IBS患者21例為病例組，進行HR-ARM，檢測肛管靜息壓、靜息肛管最大收縮力、高壓帶長度，自主縮肛運動時肛門最大收縮壓、持續(xù)擠壓時間，模擬排便時肛門殘余壓、肛門松弛率、直腸壓力及直腸肛管壓力差，直腸肛門抑制反射(RAIR)、初始感覺閾值、初始排便沖動閾值，最大耐受容量等。同時納入同時期進行HR-ARM、完成上述指標檢測且評估無異常的非D-IBS患者24例為對照組。應用競爭性抑制酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)檢測血MCT水平。結果 對照組與病例組肛管靜息壓、靜息肛管最大收縮力、自主縮肛運動時持續(xù)擠壓時間、模擬排便時肛門松弛率、RAIR、最大耐受容量比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；病例組靜息高壓帶長度、自主縮肛運動時肛門最大收縮壓、模擬排便時肛門殘余壓、直腸壓力、直腸肛管壓力差較對照組升高，初始感覺閾值、初始排便沖動閾值較對照組降低(P<0.05)。對照組血MCT水平為(15.28±2.66)μg/L，低于病例組的(22.24±7.66)μg/L(Z=-3.628，P<0.01)。Spearman相關性分析顯示，D-IBS患者血MCT水平與初始感覺閾值呈負相關(rs=-0.524，P=0.015)。結論 HR-ARM可作為臨床檢測D-IBS患者肛管直腸動力及感覺功能異常的有效手段；血MCT可作為D-IBS的有效生物標志物進一步探討，并與肛管直腸初始感覺閾值相關。

腸易激綜合征；高分辨率肛管直腸測壓；肥大細胞類胰蛋白酶

腸易激綜合征(irritable bowel syndrome,IBS)是一種功能性腸病，以腹痛、腹脹或腹部不適為主要癥狀，排便后癥狀多改善，常伴有排便習慣(頻率和/或性狀)的改變，缺乏臨床常規(guī)檢查可發(fā)現的能解釋這些癥狀的器質性病變[1-2]。研究表明,我國普通人群IBS總體患病率為6.5%[2]，就診率約為22.4%[3]。IBS患者占消化內科門診量的40%[4]，造成巨大的醫(yī)療負擔，浪費大量醫(yī)療資源。但IBS的病因和發(fā)病機制目前尚未完全闡明，參與因素復雜多變，包括遺傳、精神心理異常、腸道感染、黏膜免疫和炎性反應、腦-腸軸功能紊亂、胃直腸動力異常、內臟高敏感、食物不耐受和腸道菌群紊亂等[5-8]。其中，絕大多數研究證實，內臟高敏感是IBS的核心發(fā)病機制[9]，肛管直腸動力異常是IBS病理生理機制的重要方面，在臨床中如何有效地評價IBS患者的肛管直腸動力和感覺功能對臨床探討IBS的參與因素及進行有效治療均具有重要意義。高分辨率肛管直腸測壓(high-resolution anorectal manometry，HR-ARM)是一項可直觀、動態(tài)顯示肛管解剖結構與功能異常間關系的新技術[10]。與傳統(tǒng)測壓技術比較，可提供更多關于肛門直腸括約肌和盆底肌功能及協(xié)調性的完整信息，并得到更加詳盡而精確的量化數據結果[11]，具有安全、無創(chuàng)、客觀、患者舒適度高等特點。目前臨床尚缺乏對腹瀉型腸易激綜合征(D-IBS)肛管直腸功能評估的三維高分辨測壓數據。

肥大細胞是IBS領域中研究最為廣泛的免疫細胞[12]。目前認為肥大細胞浸潤和遞質釋放與IBS患者內臟高敏感相關。在肥大細胞釋放的諸多遞質中，肥大細胞類胰蛋白酶(mast cell tryptase,MCT)可能通過介導PAR-2信號通路，在與神經元的信息轉換中扮演著特殊而重要的角色，是引起內臟高敏感的重要遞質[13-14]。目前研究較多的是IBS患者結腸黏膜中MCT mRNA表達、黏膜及直腸沖洗液中MCT含量與腹痛癥狀間的關聯(lián)[15]，而外周血MCT水平是否與IBS患者的高敏感性相關缺乏相關數據。本研究應用HR-ARM檢測D-IBS患者的肛管直腸運動及感覺功能，并檢測代表肥大細胞活化水平的血MCT水平，通過評價D-IBS患者中血MCT水平與肛管直腸運動及感覺功能異常的相關性，研究臨床測評D-IBS患者內臟敏感性的方法，初步探討血MCT作為D-IBS生物標志物的可能性。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2014年8月—2016年11月于北京大學第一醫(yī)院消化內科門診就診符合羅馬Ⅲ標準[16]的D-IBS患者21例為病例組，其中男15例，女6例；年齡27～65歲，平均年齡(47.8±12.0)歲。同時納入同時期進行HR-ARM檢測且評估無異常的非D-IBS患者24例為對照組，其中男10例，女14例；年齡16～65歲，平均年齡(45.2±14.1)歲。受試者肝腎功能、乙型肝炎表面抗原(HBsAg)、抗丙型肝炎病毒(HCV)、抗人類免疫缺陷病毒(HIV)檢查均為陰性；大便常規(guī)及鏡檢正常、雙法便隱血陰性。同時排除其他可能影響直腸功能的器質性疾病，如糖尿病、甲狀腺功能亢進或減退癥等內分泌代謝性疾病患者；排除胃/小腸/結直腸手術史、炎癥性腸病、系統(tǒng)性硬化/硬皮病、神經性厭食癥患者；排除明確過敏性疾病、系統(tǒng)性肥大細胞病及肥大細胞相關血液系統(tǒng)疾病患者；排除消化道器質性疾病及盆/腹部手術史患者。所有受試者簽署知情同意書。兩組性別、年齡比較，差異均無統(tǒng)計學意義(χ2=2.903，P=0.088；t=0.660，P=0.513)。

1.2 HR-ARM 兩組均進行HR-ARM。排便時間與檢查時間至少間隔2 h。采用美國Given Sierra公司的Mano ScanTM高分辨率肛腸測壓設備測量以下指標：(1)動力指標：肛管靜息壓、靜息肛管最大收縮力、靜息高壓帶長度；自主縮肛運動時肛門最大收縮壓、持續(xù)擠壓時間；模擬排便時肛門殘余壓、肛門松弛率、直腸壓力及直腸肛管壓力差等；(2)感覺指標：直腸肛門抑制反射(RAIR)、初始感覺閾值、初始排便沖動閾值，最大耐受容量等。通過ManoViewTM軟件(美國Sierra Scientific Instruments公司)處理壓力數據及繪制時空等壓圖。

1.3 血MCT水平檢測 抽取肘靜脈血4 ml，4 ℃ 2 500 r/min離心10～15 min(離心半徑9.5 cm),取血漿，使用MCT定量分析試劑盒(加拿大ELIXIR公司)，應用競爭性抑制酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)檢測血MCT水平，操作步驟按試劑盒標準流程進行。

2 結果

2.1 兩組肛管直腸動力及感覺指標比較 對照組與病例組肛管靜息壓、靜息肛管最大收縮力、自主縮肛運動時持續(xù)擠壓時間、模擬排便時肛門松弛率、RAIR、最大耐受容量比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；病例組靜息高壓帶長度、自主縮肛運動時肛門最大收縮壓、模擬排便時肛門殘余壓、直腸壓力、直腸肛管壓力差較對照組升高，初始感覺閾值、初始排便沖動閾值較對照組降低，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05，見表1、圖1，本文彩圖見本刊官網www.chinagp.net電子期刊相應文章附件)。

2.2 兩組血MCT水平比較 對照組血MCT水平為(15.28±2.66)μg/L，低于病例組的(22.24±7.66)μg/L，差異有統(tǒng)計學意義(Z=-3.628，P<0.01)。

2.3D-IBS患者血MCT水平與年齡、肛管直腸動力及感覺指標的相關性分析Spearman相關性分析顯示，D-IBS患者血MCT水平與初始感覺閾值呈負相關(rs=-0.524，P=0.015，見圖2)。血MCT水平與年齡(rs=-0.406，P=0.068)、肛管靜息壓(rs=0.292，P=0.200)、靜息肛管最大收縮力(rs=0.210，P=0.360)、靜息高壓帶長度(rs=-0.013，P=0.955)、自主縮肛運動時肛門最大收縮壓(rs=0.199，P=0.388)、自主縮肛運動時持續(xù)擠壓時間(rs=0.031，P=0.893)、模擬排便時肛門殘余壓(rs=0，P=1.000)、模擬排便時肛門松弛率(rs=0.233，P=0.309)、模擬排便時直腸壓力(rs=0.088，P=0.703)、模擬排便時直腸肛管壓力差(rs=0.099，P=0.670)、RAIR(rs=-0.027，P=0.906)、初始排便沖動閾值(rs=-0.404，P=0.070)、最大耐受容量(rs=-0.138，P=0.550)均無直線相關性。

表1 兩組肛管直腸動力及感覺指標比較

注：RAIR=直腸肛門抑制反射；a為Z值

圖1 病例組與對照組HR-ARM時空等壓圖

3 討論

D-IBS的病因由多因素參與，目前認為肛管直腸動力異常和高敏感是其病理生理機制的重要方面。但由于參與肛管直腸動力及感覺的因素復雜多變，又缺乏有效的臨床測評手段，對于臨床就診的D-IBS患者，很難進行肛管直腸動力和感覺功能的評估，影響臨床治療決策。王雪梅等[17]、劉玉蘭等[18]應用毛細管液壓灌注消化道壓力檢測系統(tǒng)通過定點牽拉法評估了D-IBS患者肛管直腸動力及感覺功能變化，但缺乏D-IBS患者感覺閾值的檢測數據，毛細管液壓灌注消化道壓力檢測系統(tǒng)在整體、動態(tài)、直觀地觀察肛管直腸解剖結構與功能異常的關系方面也存在一定的局限性。相較于傳統(tǒng)測壓方法，HR-ARM可更加靈敏地分辨直腸管腔內的壓力變化，同時形象地觀察肛門括約肌的狀態(tài)。環(huán)繞測壓可消除盆底肌肉不對稱收縮的影響，操作可重復性好，數據差異性小[19]。且避免了傳統(tǒng)測壓方法操作時注水或導管牽拉引起的壓力變化，確保過程更符合正常生理狀態(tài)[20-21]。本研究采用三維HR-ARM，結果顯示：D-IBS患者在肛管直腸動力及感覺功能方面與對照組間存在一定差異，提示三維HR-ARM可以作為有效的臨床測評手段，可更客觀、深入地分析肛門直腸括約肌和盆底肌功能及協(xié)調性。

注：MCT=肥大細胞類胰蛋白酶

圖2 D-IBS患者血MCT水平與初始感覺閾值相關性分析

Figure 2 Correlation between plasma MCT levels and first sensation thresholds in D-IBS patients analyzed by using Spearman′s rank correlation coefficient

本研究結果顯示，病例組D-IBS患者靜息高壓帶長度較對照組顯著增加。高壓帶長度指所測定的肛管壓力大于最大靜息壓的一半或大于20 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)的區(qū)域，靜息狀態(tài)下相當于肛門內括約肌功能的分布范圍。靜息高壓帶長度延長提示肛門內括約肌高張力范圍增加。該特征可能使D-IBS患者于肛門自制維持方面更具優(yōu)勢。同時本研究發(fā)現，病例組D-IBS患者模擬排便時肛門殘余壓、直腸壓力、直腸肛管壓力差均高于對照組。推測肛門內括約肌張力增高/痙攣可能使模擬排便時肛門內括約肌不能充分放松，從而導致肛門殘余壓的升高。為克服肛管阻力排出腸內容物，直腸推進力需進一步增高，造成直腸壓力及肛管直腸壓力差增加。自主縮肛運動時肛門最大收縮力由肛門外括約肌、盆底肌收縮凈增壓組成，主要反映肛門外括約肌的功能。本研究病例組D-IBS患者自主縮肛運動時肛門最大收縮壓較對照組顯著增加，這可能由于D-IBS患者存在直腸高敏感性，易出現便急等直腸激惹感受。于此類應激狀態(tài)下，肛管最大收縮壓增加以維持肛門自制，在此代償下其肛管外括約肌及恥骨直腸肌功能更加協(xié)調而強大。

作為評估內臟敏感性的有效手段，本研究還顯示，病例組D-IBS患者HR-ARM初始感受閾值、初始排便沖動閾值均低于對照組，提示其肛管直腸感覺敏感性增加且耐受性降低，與既往王雪梅等[17]、劉謙民等[22]應用傳統(tǒng)測壓方法所得研究結果一致，與內臟高敏感性學說相契合。內臟高敏感目前被認為是D-IBS的核心發(fā)病機制，其參與因素復雜多變。BARBARA等[13]報道，相較于健康受試者，D-IBS患者結腸黏膜中近腸神經分布的肥大細胞數量與腹痛/腹部不適癥狀發(fā)作的嚴重性及頻率之間存在相關性。亦有研究證實，D-IBS患者的內臟高敏感性與肥大細胞的活化密切相關[15]。而MCT是肥大細胞內含量最多的遞質，在肥大細胞內的儲存和表達具有高度選擇性，是肥大細胞激活和脫顆粒的重要標志[23]。相較于結腸黏膜MCT免疫學/基因層面檢測，血MCT檢測更加簡便、可操作性強。因此，本研究檢測了血MCT水平，初步探討血MCT作為D-IBS患者肛管直腸動力及感覺功能標志物的可能性。本研究發(fā)現，D-IBS患者血MCT水平升高。相關性分析顯示，D-IBS患者血MCT水平與初始感覺閾值呈負相關。認為血MCT水平與D-IBS及內臟高敏感存在相關性。

綜上所述，HR-ARM作為有效的臨床測評手段，可以直觀顯示D-IBS患者的肛管直腸動力及感覺功能，檢測結果符合高敏感性、低耐受性等肛管直腸高敏感特征。血MCT作為肥大細胞活化的重要遞質，在D-IBS患者中明顯升高，并與感覺功能密切相關，有可能作為D-IBS的生物學標志物進一步研究。隨著對肛管直腸動力及感覺機制的研究進一步深入,對肥大細胞及MCT等靶點的干預可能會為D-IBS的診治提供新思路及途徑。

作者貢獻：李超、遲雁進行試驗設計與實施、資料收集整理、撰寫論文并對文章負責；吳黎紅進行高分辨率肛腸測壓部分實驗實施、評估及資料收集；遲雁、王化虹進行質量控制及審校。

本文無利益沖突。

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(本文編輯：陳素芳)

Correlation of Anorectal Motility and Sensation with Peripheral Blood Mast Cell Tryptase in Diarrhea-predominant Irritable Bowel Syndrome Patients

LIChao,CHIYan*,WANGHua-hong*,WULi-hong

DepartmentofGastroenterology,PekingUniversityFirstHospital,Beijing100034,China

*Correspondingauthors:CHIYan，Associateprofessor；E-mail:chiyan@263.netWANGHua-hong，Chiefphysician,Professor；E-mail:wwwanghuahong@163.com

Background The etiologies of diarrhea-predominant irritable bowel syndrome(D-IBS) are multifactorial,and the pathophysiological mechanisms remain incompletely understood due to their complicacy.Anorectal motility disorders and visceral hypersensitivity have been proved to be highly prevalent in D-IBS.To measure the anorectal motility and sensation,a new technique with high-resolution anorectal manometry(HR-ARM) is emerging in clinical practice.Mast cell tryptase(MCT) is an important mediator secreted by mast cell and its level has been suggested to be an excellent biomarker for mast cell activation.Objective The current study was to appraise the status of anorectal motility and sensation by HR-ARM,as well as the degree of mast cell activation in D-IBS patients by measured MCT levels.The relationship between plasma MCT levels and indicators of anorectal motility and sensation was further determined to establish the feasibility of serum MCT as a biomarker of D-IBS.Methods From the Gastroenterology Outpatient of Peking University First Hospital between August 2014 and November 2016,we recruited 21 D-IBS patients with symptoms meeting the Rome-Ⅲ criteria(case group),and 24 healthy controls with normal results of anorectal manometry(control group).Both groups underwent HR-ARM for detecting the anal canal resting pressure,anal canal maximum squeeze pressure under quiescent conditions,high-pressure zone length(HPZL),anal sphincter maximum squeeze pressure and anal sphincter squeeze duration during voluntary anal contraction,anal residual pressure,anal relaxation rate,rectal pressure and rectoanal gradient during simulated evacuation,rectoanal inhibitory reflex(RAIR),first sensation threshold,first desire to defecate threshold,rectal maximum tolerable volume and so on.Plasma MCT titers were identified by competitive inhibition enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA).Results No significant differences were found between the two groups in terms of anal canal resting pressure,anal canal maximum squeeze pressure under quiescent conditions,anal sphincter squeeze duration during voluntary anal contraction,anal relaxation rate during simulated defecation,RAIR and rectal maximum tolerable volume(P>0.05).Compared to the control group,the values of HPZL,anal sphincter maximum squeeze pressure during voluntary anal contraction,anal residual pressure,rectal pressure,and rectoanal gradient during simulated evacuation were significantly higher in case group(P<0.05),while the values of first sensation threshold and first desire to defecate threshold were significantly lower in case group(P<0.05).Plasma MCT level was significantly higher in case group than in the control group〔(22.24±7.66)μg/L vs.(15.28±2.66)μg/L,Z=-3.628,P<0.01〕.Spearman′s rank correlation coefficient analysis found that,there was a negative correlation between the plasma MCT level and first sensation thresholds in D-IBS patients(rs=-0.524，P=0.015).Conclusion HR-ARM can effectively detect the anorectal motility and sensation abnormalities in D-IBS patients.Being related to the first sensation threshold,plasma MCT levels are suggested as potential markers to establish the diagnosis of D-IBS.

Irritable bowel syndrome；High-resolution anorectal manometry；Mast cell tryptase

北京自然科學基金資助項目(7152147)

R 574.4

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.11.009

2017-01-06；

2017-02-22)

100034北京市，北京大學第一醫(yī)院消化內科

*通信作者：遲雁，副教授；E-mail：chiyan@263.net 王化虹，主任醫(yī)師，教授；E-mail：wwwanghuahong@163.com

李超，遲雁，王化虹，等.腹瀉型腸易激綜合征患者肛管直腸動力及感覺功能與外周血肥大細胞類胰蛋白酶的相關性研究[J].中國全科醫(yī)學，2017，20(11)：1320-1325.[www.chinagp.net]

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