腸易激綜合征生物標(biāo)志物研究進展

張 續(xù)，趙莉平，安 榮

(陜西中醫(yī)藥大學(xué)，陜西 咸陽 712046)

腸易激綜合征(Irritable bowel syndrome，IBS)是一種反復(fù)發(fā)作的消化系統(tǒng)功能紊亂性疾病，根據(jù)大便的性狀，可將IBS分為腹瀉型IBS、便秘型IBS、混合型IBS、未定型IBS 4個亞型，其中腹瀉型IBS是最常見的亞型，約占IBS的28%～46%[1]。IBS 的臨床表現(xiàn)通常與炎癥性腸病、腹腔疾病、顯微鏡下結(jié)腸炎、胃腸道感染等其他疾病有相似性[2]。由于缺乏客觀的檢查方法，目前診斷主要是排除性診斷，大量昂貴的檢查不僅增加了醫(yī)療費用，還加重了患者的痛苦。生物標(biāo)志物可用于評價正常生物學(xué)過程、致病過程、對暴露或干預(yù)措施的反應(yīng)。臨床已開展相關(guān)生物標(biāo)記物輔助診斷IBS特有的致病過程，從而將IBS患者與健康人或器質(zhì)性疾病患者區(qū)分開，以提高診斷準(zhǔn)確性，本文將IBS相關(guān)的生物標(biāo)志物研究進展進行綜述，以期為IBS的臨床診斷和治療提供參考。

1 血液生物標(biāo)志物

Lembo等[3]調(diào)查了10種血液生物標(biāo)記物的組合,這10種生物標(biāo)記物為腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)、中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)沉積蛋白、抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體、白細(xì)胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、生長相關(guān)癌基因-α、抗釀酒酵母抗體、抗CBir1抗體、抗組織轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶、腫瘤壞死因子樣凋亡弱誘導(dǎo)物和金屬蛋白酶組織抑制劑-1。實驗證明,這組生物標(biāo)志物的陽性預(yù)測值為81%，陰性預(yù)測值為64%，總體準(zhǔn)確率為70%，因此，這10種生物標(biāo)志物的組合可以區(qū)分IBS和非IBS胃腸道疾病[3]。先前研究[4]表明IBS患者的BDNF增加，與腹痛評分相關(guān)；最近Senkal等[5]首次證明IBS患兒血清BDNF水平較高且proBDNF水平升高，根據(jù)受試者工作特征曲線分析，這些神經(jīng)營養(yǎng)素可作為IBS診斷的輔助工具；中性粒細(xì)胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)沉積蛋白是一種25 kD的蛋白質(zhì)，參與內(nèi)臟的各種作用，包括分子運輸和胃腸黏膜再生[6]，可能參與IBS相關(guān)屏障功能的破壞；IBS患者血清抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體陽性率明顯高于正常人，與患者頻繁發(fā)作、嚴(yán)重的腹痛、腸道癥狀總體嚴(yán)重程度相關(guān)，因此有望成為腹瀉型IBS的生物學(xué)標(biāo)志物，降低其特異性抗體滴度的措施可成為難治性IBS的有效治療方法[7]。研究發(fā)現(xiàn)與對照受試者相比，IBS患者的抗黏著斑蛋白抗體和抗細(xì)胞致死性膨脹毒素B(Cytolethal distending toxin B,CdtB)的水平顯著升高，可能是有價值的非侵入性生物標(biāo)記物，用于鑒別不同人群中的IBS患者，其中腹瀉型IBS亞型的抗黏著斑蛋白水平顯著高于其他亞型，而便秘型IBS、腹瀉型IBS亞型的CdtB水平顯著高于對照組，這些生物標(biāo)志物可能反映感染后狀態(tài)的嚴(yán)重程度[8]。

IBS患者血清中IL-6、腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor α，TNF-α)和IL-1β升高，而IL-10水平降低[9]，盡管IBS患者的細(xì)胞因子譜比健康受試者的更為多樣，但整體細(xì)胞因子譜并不能區(qū)分IBS患者和健康受試者。IBS血清中TNF-α、超敏C-反應(yīng)蛋白(hypersensitive-c-reactive-protein,hs-CRP)的高表達與腹瀉型IBS和感染后IBS亞型密切相關(guān)，在腹瀉型IBS和感染后IBS亞型中,血清hs-CRP的表達水平與TNF-α呈正相關(guān)，因此hs-CRP可作為潛在的炎癥標(biāo)志物用于腹瀉型IBS和感染后IBS的輔助診斷和治療[10]。此外，血清中趨化因子配體28升高與IBS臨床表現(xiàn)相關(guān)，表明趨化因子配體28可能是診斷IBS的合適生物標(biāo)志物[11]。與混合型IBS患者相比，腹瀉型IBS患者血清趨化因子配體16水平顯著升高，提示趨化因子配體16可作為區(qū)分這兩種亞型的免疫學(xué)生物標(biāo)志物[12]。早前，中醫(yī)相關(guān)研究顯示腹瀉型IBS患者存在免疫功能紊亂，表現(xiàn)為外周血CD3+無異常，CD4+明顯低于正常人群，CD8+則高于正常人群，CD4/CD8比值明顯下降，說明腹瀉型IBS存在外周血T細(xì)胞亞群的異常[13]。此外，腹瀉型IBS患者的血清中，輔助型T細(xì)胞2(T helper 2 cell，Th2)的細(xì)胞因子異常降低，而Th1型細(xì)胞因子則異常升高，Th1/Th2左偏，因此Th1/Th2平衡是評價腹瀉型IBS病情的重要指標(biāo)[14]。

其他相關(guān)研究有IBS患者血清zonulin水平上調(diào)，其水平與腹瀉型IBS患者的排便次數(shù)與排便不滿意程度相關(guān)[15]。但是使用商業(yè)zonulin ELISA既不足以測量腸道通透性，也不足以測量假定的生物標(biāo)記物zonulin，因此，迫切需要新的和特異的檢測方法和分析，以解決zonulin作為腸道通透性生物標(biāo)記物的有用性[16]。血清成纖維細(xì)胞生長因子19可作為一種新的生物標(biāo)志物，客觀、獨立地評價腹瀉的嚴(yán)重程度，是腹瀉器質(zhì)性病因的預(yù)測性生物標(biāo)志物[17]。

2 糞便生物標(biāo)志物

糞便鈣衛(wèi)蛋白(Faecal calprotectin,F-Cal)是一種由鈣和鋅結(jié)合蛋白S100 A8和S100 A9組成的雜合物，它占中性粒細(xì)胞胞漿中總蛋白的60%以上，作為腸道炎性反應(yīng)的一部分滲入腸黏膜[18]。由于S100蛋白對糞便細(xì)菌的降解具有顯著的抵抗力，使F-Cal在糞便中穩(wěn)定存在，并且檢測過程無創(chuàng)，病人留取標(biāo)本方便，使其成為腸道炎癥的合適標(biāo)志物[19]。丹麥指南指出 F-Cal 可用于鑒別IBS與炎癥性腸病，且F-Cal 值<50 μg/g 的患者，不應(yīng)常規(guī)進行結(jié)腸鏡檢查[20]；國內(nèi)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)F-Cal與IBS 患者的患病時間、腹痛時間和解稀水便均有密切關(guān)系，可輔助評估臨床以及藥物的效果[21]；此外F-Cal可作為鑒別 IBS 和炎癥性腸病以及判斷炎癥性腸病活動性和療效的一個良好指標(biāo)[22]。同時，一種新的LIAISON糞便鈣衛(wèi)蛋白測定法被用于臨床鑒別炎癥性腸病和IBS[23]，在前測風(fēng)險較低的人群中，全科醫(yī)生有信心在F-Cal試驗陰性的基礎(chǔ)上排除炎癥性腸病，但應(yīng)謹(jǐn)慎解釋陽性試驗[24]。

糞便乳鐵蛋白是一種分子量約為80 kD的鐵結(jié)合糖蛋白，存在于各種分泌液中，研究發(fā)現(xiàn)非活動性炎癥性腸病患者的糞便乳鐵蛋白水平高于IBS患者[25]；同時一項薈萃分析表明，糞便乳鐵蛋白在成人和兒童炎癥性腸病和IBS的鑒別中具有良好的診斷準(zhǔn)確性[26]?？傊?，F(xiàn)-Cal和糞便乳鐵蛋白是安全、無創(chuàng)、普遍可用的，在區(qū)分炎癥性腸病和IBS方面的診斷準(zhǔn)確性優(yōu)于血清學(xué)試驗[27]。

糞便嗜鉻粒蛋白A由腸內(nèi)分泌細(xì)胞分泌，并與5-羥色胺共同表達，其水平升高與IBS和潰瘍性結(jié)腸炎有關(guān)；人類β-防御素2是一種人體抗菌肽，與健康對照組相比，炎癥性腸病患者的人類β-防御素2水平降低，而IBS患者的人類β-防御素2水平升高[28]。最新研究中，臨床診斷的IBS患者的糞便樣本中嗜鉻粒蛋白A水平顯著升高，而人類β-防御素2則對炎癥性腸病更具有預(yù)測能力[29]。

3 結(jié)腸黏膜免疫標(biāo)志物

免疫炎癥在腹瀉型IBS發(fā)生與發(fā)展的過程中起著重要作用，腹瀉型IBS患者腸黏膜中 T 淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞浸潤增多，以 CD4+、CD3+、CD8+細(xì)胞為主，其中CD4+T細(xì)胞活化導(dǎo)致免疫激活[30]。Berg等[31]通過檢測IBS患者黏膜組織中的27種炎癥標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)Th1(γ-干擾素、IL-1β、IL-2和重組人趨化因子CCL5)、Th2(IL-5和IL-9)、Th17(IL-17)以及生長因子(堿性成纖維細(xì)胞生長因子、血小板衍生生長因子和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子)相關(guān)的13種標(biāo)志物水平顯著升高，與健康對照組相比，IBS患者存在Th1、Th2、Th17和生長因子混合型黏膜免疫失調(diào)。此外，腹瀉型IBS患者腸黏膜 Th22 細(xì)胞及其效應(yīng)因子 IL-22 水平增高,兩者均與腹瀉型IBS患者的腸道癥狀密切相關(guān),對腹瀉型IBS具有較高的診斷效能[32]。

Salvo-Romero等[33]研究揭示了腹瀉型IBS中特有的黏膜嗜酸性粒細(xì)胞通過促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子的產(chǎn)生和釋放，影響胃腸道嚴(yán)重程度、焦慮和抑郁；IBS患者結(jié)腸神經(jīng)末梢附近的肥大細(xì)胞數(shù)量顯著增加，并與腹部不適和腹瀉等臨床癥狀呈正相關(guān)[34]；腸黏膜BDNF升高可能通過促進腸黏膜神經(jīng)生長和增加內(nèi)臟敏感性參與腹瀉型IBS的發(fā)病機制[35]；Nejati等[36]首次設(shè)計并開發(fā)了一種無電池智能膠囊，可以對小腸腸腔內(nèi)的炎癥生物標(biāo)志物進行有針對性的采樣，該膠囊旨在為糞便生物標(biāo)志物分析提供一種簡單、無創(chuàng)的補充工具，通過精確定位整個胃腸道炎癥生物標(biāo)志物分泌的部位來區(qū)分炎癥性腸病的類型。

4 病原體標(biāo)志物

最近的研究比較了患有和不患有IBS的受試者以及IBS不同亞組的糞便微生物群，盡管結(jié)果相互矛盾，但IBS似乎具有獨特微生物組模式，并在IBS的病理生理學(xué)中發(fā)揮關(guān)鍵作用[37]。Liu等[38]基于六項已發(fā)表的研究確定了九種新的IBS微生物組生物標(biāo)記物(Lachnoclostridium、Dorea、丹毒、普雷沃菌、狹義梭菌屬、瘤胃球菌UCG-005、霍爾德曼菌、糞球菌屬2和產(chǎn)糞甾醇真細(xì)菌群)，這可能是了解與IBS相關(guān)的關(guān)鍵腸道微生物的基礎(chǔ)，并可作為基于微生物組診斷和治療的潛在靶點。

Cdt作為一種三肽毒素，具有破壞宿主和環(huán)境之間的機械屏障、抑制獲得性免疫系統(tǒng)和促進促炎細(xì)胞因子釋放的特性，使其成為一種潛在的生物標(biāo)記物,其中重組空腸彎曲菌CdtB已被用作診斷IBS的生物標(biāo)志物[39]；盡管不同的糞便微生物群與IBS的不同亞型有關(guān)，但CdtB和糞便微生物特征均不能區(qū)分特定IBS亞群[40]。

IBS和對照組之間的真菌群落存在統(tǒng)計學(xué)差異，但它是IBS的弱預(yù)測性生物標(biāo)志物，對IBS的治療和診斷潛力有限，不足以用于臨床診斷[41],若和細(xì)菌組和代謝組結(jié)合使用可能識別臨床上重要的疾病亞群或幫助患者分層。此外，腹瀉型IBS的黏膜短螺旋體定植明顯比健康對照組更常見，這可能被用作區(qū)分腹瀉型IBS的標(biāo)志物[42]。

隨著非侵入性微生物標(biāo)記物領(lǐng)域的發(fā)展，研究人員應(yīng)利用越來越多的重復(fù)病例對照研究，有效地將假定的微生物組轉(zhuǎn)化為臨床實踐，但是目前尚無IBS的特異性微生物標(biāo)記物。

5 分子生物學(xué)標(biāo)志物

微小核糖核酸參與調(diào)節(jié)正常的生物功能過程，如細(xì)胞發(fā)育、分化、增殖、凋亡和代謝，微小核糖核酸的失調(diào)可導(dǎo)致人類疾病，包括胃腸道疾病如IBS[43]。微小核糖核酸-24在IBS中上調(diào)，并可能通過抑制5-羥色胺再攝取轉(zhuǎn)運體而加重IBS癥狀，因此，它可作為一種臨床有用的生物標(biāo)記物用于未來的治療。

tRNA衍生的小RNA是一種新型的非編碼小RNA，與微小核糖核酸相比，在體內(nèi)更為保守，更適合作為疾病生物標(biāo)記物，研究認(rèn)為異常的tiRNA-His-GTG-001、tRF-Ser-GCT-113和tRF-Gln-TTG-035與IBS-D的臨床癥狀有關(guān)，并能靶向調(diào)節(jié)腦腸軸的重要分子，有望成為腹瀉型IBS診斷和治療的潛在生物標(biāo)志物。

6 結(jié) 語

本綜述討論了IBS診斷和治療的生物標(biāo)志物，如血液(血清)、糞便、免疫學(xué)、病原體、RNA等標(biāo)志物，其中最有效的是F-Cal和腸道通透性標(biāo)記物。IBS不是一種疾病，建立一種能夠識別所有IBS患者的生物標(biāo)志物目前是不現(xiàn)實的，這限制了其生物標(biāo)志物的發(fā)展，因此應(yīng)將IBS歸納為具有相似癥狀的多種疾病，開發(fā)能識別不同的亞組生物標(biāo)記物，從而實現(xiàn)靶向治療；IBS也是一組非常異質(zhì)的疾病，醫(yī)學(xué)界對該疾病和致病機制尚未有更深入的研究，這也限制了特異性生物標(biāo)志物的尋找；此外許多評估生物標(biāo)志物準(zhǔn)確性的研究多是以健康志愿者作為對照，缺乏更多以其他器質(zhì)性疾病為對照的相關(guān)研究。在我們看來，目前對于IBS的診斷仍應(yīng)基于癥狀的標(biāo)準(zhǔn)進行，同時應(yīng)用多種途徑的生物標(biāo)記物的組合，以獲取新的研究數(shù)據(jù)。