腹部大手術(shù)患者腸屏障功能障礙早期診斷與防治措施研究進展

陳永平 綜述， 徐鵬遠(yuǎn) 審校

昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院胃腸外科二病區(qū)，云南 昆明 650101

臨床多種疾病及因素可導(dǎo)致腸黏膜屏障不同程度的受損，如腸道本身疾病、感染、燒傷、休克、缺血-再灌注損傷、長期腸外營養(yǎng)、營養(yǎng)不良、放射、化學(xué)治療、大手術(shù)創(chuàng)傷應(yīng)激等[1]。腹部大手術(shù)患者更加有不同程度的腸屏障受損。首先，術(shù)前有的禁飲、禁食時間較長，機械腸道準(zhǔn)備等因素；手術(shù)創(chuàng)傷應(yīng)激情況下，腸道最先出現(xiàn)缺血缺氧，經(jīng)過缺血后再灌注損傷、腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)耗竭、黏膜細(xì)胞酸中毒、氧化應(yīng)激等一系列病理生理機制導(dǎo)致腸屏障受損；術(shù)后因應(yīng)激、感染等有不同程度炎性因子釋放，術(shù)后腸麻痹等也可損傷腸屏障。腸屏障受損一定程度以后，細(xì)菌、內(nèi)毒素等有害物質(zhì)移位，出現(xiàn)全身炎癥反應(yīng)綜合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS)，疾病進展可出現(xiàn)感染并發(fā)癥、膿毒血癥、多器官功能障礙綜合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)、多臟器衰竭(multiple organ fililure,MOF)等[2]，針對腹部大手術(shù)患者預(yù)防腸屏障受損顯得格外重要，因為一旦出現(xiàn)臨床癥狀的腸屏障功能障礙則預(yù)示患者預(yù)后較差。中華醫(yī)學(xué)會消化病學(xué)會曾提出了腸屏障功能障礙臨床診治建議[3]：(1)存在導(dǎo)致腸屏障功能障礙的危重疾??；(2)在原發(fā)病基礎(chǔ)上出現(xiàn)相應(yīng)臨床癥狀，如腹痛、腹脹、腹瀉、腸鳴音減弱、消化道出血等；(3)血漿內(nèi)毒素水平升高(ELISA法>55.34 EU/L)；(4)腸黏膜通透性增加(L/M>0.178)或腸低灌注(尿液24 h I-FABP，ELISA法>17 ng)； (5)血、腹水培養(yǎng)細(xì)菌陽性而無其他明確的感染病灶。(1)+(2)為必須條件，(1)+(2)+(3)+(4)項或(1)+(2)+(5)項可基本確診，具備(1)+(2)+(3)項可作為擬診病例。這對精準(zhǔn)、早期腸屏障功能障礙的診斷與評估并不理想。近年，隨著對胃腸道加速康復(fù)理念的認(rèn)識，針對腸屏障受損后早期評估指標(biāo)及腸屏障保護措施的研究較多，以下對腸屏障受損檢測指標(biāo)及腸屏障保護措施進行綜述。

1 腸屏障功能障礙血液學(xué)檢測指標(biāo)

1.1 腸型脂肪酸結(jié)合蛋白(I-FABP)I-FABP主要存在于腸道絨毛頂端成熟腸細(xì)胞胞質(zhì)中，其含量豐富，占腸道蛋白的2%～3%，正常情況下在周圍血中檢測不到。腸道絨毛頂端區(qū)域的細(xì)胞易受缺血影響，當(dāng)小腸早期缺血和腸上皮細(xì)胞完整性消失時，腸黏膜通透性增加，I-FABP快速釋放入血并經(jīng)腎臟排出[4]。因此可以在血液中和尿液中檢測，早期評估腸黏膜缺血。腸缺血后15 min 即可在外周血中檢測出I-FABP，隨著缺血時間延長而持續(xù)升高。荷蘭研究者在腸系膜缺血早期診斷的研究中指出I-FABP的特異性為89%，敏感性為90%[5]，也有研究[6]顯示，血I-FABP在腸屏障功能障礙早期即升高，但維持峰值的時間較短，尿I-FABP水平及24 h尿I-FABP總量相對穩(wěn)定，更具臨床應(yīng)用價值。在一項I-FABP作為嚴(yán)重創(chuàng)傷患者腸損傷的新型標(biāo)志物研究中[7]，I-FABP敏感性、特異性較好，是一個具有前景的指標(biāo)。I-FABP活性穩(wěn)定、含量豐富、便于檢測,具有臨床實用價值，最近有學(xué)者研究了I-FABP和瓜氨酸水平作為腸損傷的標(biāo)志物[8]，預(yù)測急性胰腺炎(AP)患者的預(yù)后，結(jié)果顯示，I-FABP是一種有前途的AP腸屏障受損預(yù)后標(biāo)志物。目前主要檢測方法為酶聯(lián)免疫法測定(ELISA法)。

1.2 瓜氨酸(Citrulline)瓜氨酸為一種非蛋白質(zhì)氨基酸，以谷氨酰胺作為前提物質(zhì)在哺乳動物小腸細(xì)胞的線粒體中合成，主要代謝途徑為谷氨酰胺到精氨酸的腸腎軸，肝臟沒有明顯代謝，目前認(rèn)為瓜氨酸只受胃腸功能和腎功能影響[9]。當(dāng)腸缺血再灌注損傷、ATP 耗竭 、黏膜細(xì)胞酸中毒 、氧化應(yīng)激等使腸屏障功能障礙時，腸上皮缺氧性壞死，瓜氨酸合成減少，進入血漿的瓜氨酸濃度下降。血瓜氨酸濃度已經(jīng)被證實作為功能性小腸細(xì)胞數(shù)量的準(zhǔn)確標(biāo)記物，當(dāng)濃度<20 μmol/L時表明小腸細(xì)胞數(shù)量減少,血清瓜氨酸在小腸切除后幾乎降到零[10-11]。瓜氨酸在食物中不存在，且為非內(nèi)源蛋白質(zhì)成分，在現(xiàn)有腸外營養(yǎng)液配方中暫時無法直接提供；腸道是人體內(nèi)唯一可大量生成瓜氨酸并將其轉(zhuǎn)移入血的器官，血瓜氨酸水平不受肝臟影響，無首過效應(yīng)，其他器官功能障礙(除腸道、腎臟外)對血清瓜氨酸的濃度無明顯干擾意義；血瓜氨酸濃度不受其他代謝因素(感染、酸堿水電解質(zhì)紊亂等)的明顯影響。因此血清瓜氨酸可評價由于腸上皮細(xì)胞的損傷和數(shù)量減少導(dǎo)致的腸黏膜屏障的破壞，是一個敏感且安全的指標(biāo)[9]。瓜氨酸在反映胃腸功能障礙中的作用已在短腸綜合征、放化療后胃腸損傷、腸移植排斥反應(yīng)、ICU患者、腸絨毛破壞性疾病等胃腸功能障礙的疾病中得到證實[10-13]。目前主要應(yīng)用高效液相色譜法檢測瓜氨酸濃度。

1.3 α谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶(α-GST)谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶(GST)具有多種生理功能，是體內(nèi)Ⅱ相代謝反應(yīng)的重要轉(zhuǎn)移酶，參與機體毒性化合物的解毒和抗氧化作用，包括α-GST、π-GST、μ-GST、θ-GST 4種同工酶，其中α-GST在肝臟細(xì)胞和腸黏膜細(xì)胞中活性較高，參與細(xì)胞保護，抗氧化和解毒等一系列作用，其水溶性較好，易從糞便和尿液中排出[14-15]，當(dāng)腸黏膜細(xì)胞受損和腸通透性增加時，α-GST可進入血液循環(huán)中。大量研究表明，血中α-GST水平與急性腸系膜缺血有明顯關(guān)系，腸缺血動物模型研究中指出其敏感性和特異性分別為68%和100%[16]。TRESKES等[17]的Meta分析中，3個研究共151例可疑急性腸系膜缺血患者，α-GST的閾值為4 ng/ml，其敏感性和特異性分別為67.8%和84.2%。血α-GST目前只可用ELISA法[18]。

1.4 D-乳酸(D-Lactate)D-乳酸是腸道內(nèi)細(xì)菌代謝、裂解的產(chǎn)物、腸缺血等原因致腸黏膜細(xì)胞損傷，細(xì)胞間緊密連接破壞，腸通透性增加后，腸中的D-乳酸經(jīng)受損黏膜入血，而人體中無分解D-乳酸的酶系統(tǒng)，因此測定血中D-乳酸含量可反映腸黏膜損傷程度和腸通透性變化。血漿 D-乳酸的升高水平與腸道組織病理損傷程度一致，其在48 h內(nèi)持續(xù)升高可預(yù)測預(yù)后或死亡[16]，在SOBHIAN等[19]的靈長類動物實驗研究中，D-乳酸水平可預(yù)測出血性休克導(dǎo)致腸缺血的死亡率。VAN DER VOORT等[20]也發(fā)現(xiàn),D-乳酸可作為重癥患者腸缺血的評估指標(biāo)。由于只需采集外周血即可檢測，特異性和敏感性均較高，目前血漿 D-乳酸可作為臨床評價腸屏障功能較為理想的指標(biāo)，如果動態(tài)檢測其數(shù)值的變化，可以反映腸道屏障功能的改變,并可排除一些干擾因素的影響。D-乳酸可用酶-熒光法測定。

1.5 二胺氧化酶(DAO)DAO 是小腸黏膜絨毛層細(xì)胞內(nèi)具有高度活性的細(xì)胞內(nèi)酶，空、回腸活性最高，與小腸黏膜內(nèi)的核酸和蛋白質(zhì)合成密切相關(guān)。正常情況下，血漿 DAO 水平很低，急性胃腸損傷時，腸黏膜缺血缺氧，腸絨毛壞死，緊密連接遭到破壞，DAO 可快速通過腸細(xì)胞間隙或淋巴管釋放入血，導(dǎo)致血漿 DAO 水平升高。MIYOSHI等[21]研究認(rèn)為，血清DAO水平可作為癥狀出現(xiàn)前的胃腸道損傷且敏感性較好的指標(biāo)，并可作為對接受化療的患者腸道黏膜損傷和營養(yǎng)狀況的有效預(yù)測因子。CAI等[22]動物實驗研究發(fā)現(xiàn)，血清 DAO 水平與小腸缺血持續(xù)時間和小腸黏膜損傷程度呈正相關(guān)，是小腸損傷敏感的預(yù)測指標(biāo)，其敏感性和特異性分別為94.34%和 100%。血DAO具有方法簡便、經(jīng)濟、速度快、重復(fù)性好、結(jié)果穩(wěn)定等優(yōu)點，但其臨床檢測需排除溶血、惡性腫瘤、肝素輸入等因素的影響。目前DAO 在臨床患者腸屏障功能檢測方面尚缺乏大樣本研究，對腸道損傷的嚴(yán)重程度還缺乏具體的標(biāo)準(zhǔn)。血DAO也可采用ELISA法測定。

1.6 細(xì)菌移位、內(nèi)毒素檢測我們知道，正常腸腔內(nèi)有大量細(xì)菌，微生物屏障由腸內(nèi)正常寄生菌群按合適的數(shù)量與比例組成，它們通過分泌細(xì)菌毒素、促進腸蠕動、產(chǎn)生短鏈脂肪酸、占據(jù)致病菌黏附位點及爭奪營養(yǎng)素防止有害細(xì)菌的侵入，維護人體健康。當(dāng)腸屏障受損時、菌群失衡等將導(dǎo)致腸內(nèi)細(xì)菌及毒素移位、促炎因子大量釋放，產(chǎn)生系統(tǒng)性炎性反應(yīng)綜合征，進一步發(fā)展成多器官功能障礙[23]。內(nèi)毒素除來源于消化道外，其他部位的感染或有創(chuàng)操作引起表皮屏障破壞也會使內(nèi)毒素入血引起血漿內(nèi)毒素水平升高，因此目前血漿內(nèi)毒素對腸屏障功能障礙的治療指導(dǎo)意義有限。賴添順等[24]的研究通過ROC曲線顯示，血內(nèi)毒素用來預(yù)測胃腸道功能障礙，其敏感性較高，但其特異性僅為 20%，非膿毒癥危重患者的血內(nèi)毒素水平與胃腸功能障礙的發(fā)生有關(guān),但內(nèi)毒素預(yù)測非膿毒癥患者胃腸功能不全的價值有限。近10年來，由于DNA測序技術(shù)的發(fā)展及其在微生物學(xué)的應(yīng)用，腸道菌群結(jié)構(gòu)、組成和功能的研究取得了突破性進展。實時定量PCR(RT-PCR)檢測外周血中移位細(xì)菌，間接反映腸黏膜屏障損傷。細(xì)菌易位是肝硬化感染發(fā)展的重要機制，C反應(yīng)蛋白、原生素、細(xì)菌DNA、內(nèi)毒素或脂多糖、脂多糖結(jié)合蛋白、鈣衛(wèi)蛋白等因素的高水平可能與晚期肝病、血流動力學(xué)不穩(wěn)定、對嚴(yán)重或復(fù)發(fā)性感染的易感性、急性肝衰竭、肝性腦病、肝腎綜合征及隨訪期間預(yù)后不良有關(guān)[25]。FRANCéS等[26]采用RT-PCR技術(shù)對19例進展期肝硬化伴腹水患者進行腹水和血漿標(biāo)本的動態(tài)細(xì)菌DNA檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在進展期肝硬變伴腹水患者中存在細(xì)菌移位，發(fā)生率為37%，移位細(xì)菌以大腸桿菌為主，觀察到細(xì)菌移位是一個單菌種動態(tài)過程。RT-PCR檢測腸道細(xì)菌移位技術(shù)對設(shè)備和技術(shù)水平要求很高，較難推廣。

其他檢測方法有腸黏膜通透性檢測中的乳果糖/甘露醇(Lactulose/Mannitol，L/M)探針、聚乙二醇類探針、同位素探針、Ussing chamber系統(tǒng)[27-28]。血降鈣素原(PCT)、腸黏膜形態(tài)學(xué)檢查、緊密連接蛋白、臨床癥狀等。目前腸屏障功能評價指標(biāo)研究的很多，理想的生物學(xué)標(biāo)記是在機體腸道活力發(fā)生變化早期能迅速反應(yīng)且能反映腸道損傷程度、檢測時操作簡便、對患者損傷小。然而大多仍處于臨床研究階段，尚無診斷腸屏障損傷的具體標(biāo)準(zhǔn)，仍需大量臨床研究提供可靠診斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 腸屏障功能障礙防治措施

2.1 早期腸內(nèi)營養(yǎng)半個世紀(jì)以來營養(yǎng)支持發(fā)展經(jīng)歷了4個階[29]：20世紀(jì)70年代，“當(dāng)患者需要營養(yǎng)時，首選靜脈營養(yǎng)”；1978年我國提出，“以腸道為主，靜脈為輔”；20世紀(jì)90年代，“當(dāng)腸道有功能且安全時，使用它”；21世紀(jì)至今，應(yīng)用全營養(yǎng)支持，首選腸內(nèi)營養(yǎng)，必要時腸內(nèi)與腸外聯(lián)合應(yīng)用，營養(yǎng)支持也變成了營養(yǎng)支持治療。從營養(yǎng)發(fā)展的趨勢也可以看出腸內(nèi)營養(yǎng)對腸屏障的重要保護作用。并且隨著對腸屏障功能障礙機制認(rèn)識及研究的深入，發(fā)現(xiàn)腸內(nèi)營養(yǎng)可促進腸上皮細(xì)胞的生長和修復(fù)，增加腸道血流量，促進腸道蠕動，對維持腸上皮結(jié)構(gòu)和功能起著重要作用，保護腸黏膜機械屏障功能。此外，腸內(nèi)營養(yǎng)攝入后可刺激胃腸液和胃腸激素分泌，有助于胃腸道黏膜分泌SIgA，并刺激胃酸及胃蛋白酶分泌，保持腸道化學(xué)、免疫屏障。同時也使腸道微生態(tài)平衡，保護腸道生物屏障[30]。在大量術(shù)后早期腸內(nèi)營養(yǎng)的相關(guān)臨床研究中，早期腸內(nèi)營養(yǎng)能促進腸功能早期恢復(fù)，保護腸屏障功能，縮短住院時間，近年各種營養(yǎng)素的研究不斷增多，生態(tài)免疫營養(yǎng)的提出從營養(yǎng)素角度說明了營養(yǎng)的重要性。

2.2 補充谷氨酰胺谷氨酰胺是血漿中含量豐富的非必須氨基酸，是腸黏膜細(xì)胞及各種快速生長細(xì)胞的主要呼吸燃料，約占血液游離氨基酸的60%，但在創(chuàng)傷應(yīng)激狀態(tài)下，谷氨酰胺則成為條件必需氨基酸。在腸屏障保護中有以下作用[31-32]：是合成谷胱甘肽及氨基己糖的主要前體，具有抗氧化應(yīng)激功能和促進黏蛋白的生物合成，在形成胃腸道保護膜上起著重要作用；提供細(xì)胞能源，防止腸上皮細(xì)胞凋亡及緊密連接的破壞從而防止腸黏膜通透性增加；增強熱休克蛋白表達(dá)；抗炎反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)作用；對腸缺血再灌注損傷的保護作用 。

2.3 應(yīng)用益生菌、益生元益生菌、益生元作用多元化，在腸屏障方面通過維護腸黏膜屏障的完整性、降低腸黏膜通透性等抑制病原菌在腸黏膜表面的易位，防止腸源性感染。在一項益生菌減少感染隨機研究中，AP患者補充乳酸菌的營養(yǎng)支持對減少敗血癥和手術(shù)干預(yù)的數(shù)量是有效的。在另一項隨機試驗中，腹部大手術(shù)患者早期腸內(nèi)營聯(lián)合益生菌、膳食纖維，細(xì)菌感染發(fā)生率較傳統(tǒng)營養(yǎng)低。如今也已經(jīng)證明，益生菌可用于治療腸易激綜合征、抗生素相關(guān)性腹瀉、炎癥性腸病等腸道疾病[33-35]。 益生菌保護腸屏障方面有以下作用[36-38]：維持腸道菌群平衡，保護微生物屏障；抑制腸上皮細(xì)胞凋亡;促進緊密連接蛋白表達(dá)，加固腸黏膜機械屏障；促進腸道黏液分泌；激發(fā)腸黏膜免疫應(yīng)答等。有研究[39]表明，益生菌在預(yù)防結(jié)直腸癌術(shù)后感染及相關(guān)并發(fā)癥方面具有潛在的應(yīng)用價值。

2.4 其他酌情使用活血化瘀類藥物，以改善腸微循環(huán)，維持腸道足夠的氧供；應(yīng)用促進腸黏膜修復(fù)藥物如人重組生長激素等可能有助于維護腸屏障結(jié)構(gòu)的完整性；表皮生長因子促進腸上皮修復(fù)生長；術(shù)后早期恢復(fù)腸功能措施、合理應(yīng)用腸動力藥；精氨酸；膳食纖維、維生素；合理應(yīng)用抗生素，維持腸道菌群正常；烏司他丁、中醫(yī)藥等。

3 總結(jié)與展望

腸道不僅作為消化器官, 維持機體正常營養(yǎng)及免疫防護等，而且作為屏障功能防止腸道內(nèi)細(xì)菌和內(nèi)毒素侵入血液循環(huán)。早期腸屏障受損不易發(fā)現(xiàn)，臨床仍缺乏像肝功能指標(biāo)、腎功能指標(biāo)、心肌損傷標(biāo)志物等那樣高效準(zhǔn)確的評價指標(biāo)和診斷方法。針對腹部大手術(shù)患者腸屏障受損未必有癥狀，需要簡單、明確的評估方法，如血液學(xué)指標(biāo)早期預(yù)警、精準(zhǔn)檢測，今后不僅需要繼續(xù)探索精準(zhǔn)指標(biāo)及其臨床快速檢測方法，而且可以探索聯(lián)合敏感性、特異性不同指標(biāo)進行診斷與評估，且不同程度的腸屏障受損各指標(biāo)的界值仍需要大量研究進行探索。目前提出的腸屏障保護措施雖各有所指，但并沒有系統(tǒng)化與標(biāo)準(zhǔn)化。在腹部大手術(shù)患者中如果我們有明確評估方法或檢測預(yù)警指標(biāo)就可以早期檢測腸屏障受損，并在早期實施系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的整合腸屏障保護措施，則可以大大改善患者預(yù)后。因此，本文就腹部大手術(shù)患者腸屏障功能障礙早期診斷與防治措施進行了綜述，希望對以后進一步研究及臨床轉(zhuǎn)化有所啟示。