成 璇 吳戰軍
腸易激綜合癥(IBS)是一種常見的腸道功能性疾病,以腹痛、腹部不適、排便習慣異常為特征表現,根據羅馬Ⅲ標準可分為便秘型(IBS-C)、腹瀉型(IBS-D)、混合型(IBS-M)及未定型(IBS-U)。IBS全球發病率約為11%[1],占因腹痛就診患者的2.6%~13.2%[2],造成了嚴重的社會經濟負擔。了解IBS的發病機制對藥物研發意義重大。許多雙胞胎研究、家族聚集性研究均支持遺傳因素在IBS發病中的重要作用[3]。本文旨在對IBS易感基因的最新研究進展作一綜述。
IBS由多因素綜合致病,其發病機制尚不明確,目前研究支持遺傳易感性與IBS發病相關,主要包括神經遞質機制[5-羥色胺(5-HT)、膽囊收縮素(CCK)、α-2腎上腺素能物質、大麻素]、炎性反應相關機制[白細胞介素-10(IL-10)、腫瘤壞死因子(TNF)、G蛋白β3亞單位(GNβ3)]、離子通道機制及膽汁酸(BA)代謝機制[4]。
1.1.1 5-羥色胺轉運體基因多態性 5-HT廣泛分布于中樞神經系統和胃腸道,是腦-腸軸的重要組分,作用于腸神經系統的5-HT受體發揮作用,在神經突觸間隙的再攝取和滅活主要依賴高選擇性5-羥色胺轉運體(SERT)。SERT由單基因(SLC6A4)編碼,位于染色體17q11.1~17q12,啟動子區5-HTTLPR有2種常見等位基因L、S,組成3種常見基因型L/L、L/S和S/S。不同基因型影響基因轉錄效率、SERT數量及親和力等,進而影響突觸間隙5-HT濃度、5-HT受體密度,導致不同的IBS軀體癥狀[5]。
有報道L/L基因型與IBS整體及其亞型IBS-C、IBS-M相關[6]。而一項薈萃分析指出,L等位基因、L/L基因型影響IBS-C的發病,并且這種效應僅存在于東亞人群,但SERT基因多態性與IBS-D、IBS-M無關[7]。但該研究的納入標準未限定于羅馬Ⅲ標準,而IBS的4種診斷標準側重點略有不同[8],故其相關性有待進一步研究。
1.1.2 CCK1-受體基因多態性 CCK是一種內源性腦腸肽,在結腸環形肌層神經叢及腹腔神經叢中含量豐富,作用于消化道CCK1-受體(CCK1-R),可以刺激膽囊收縮、抑制餐后胃排空、抑制結腸運輸等。CCK可以調節乙狀結腸的興奮收縮運動。IBS-D患者的CCK血漿濃度升高,且乙狀結腸移行性運動明顯增強。
CCK1-R基因內含子1 779T>C存在多態性,與IBS-C、IBS-M 有關[9]。與779T 變異型相比,779C替代導致患者對CCK應答增強,延緩胃排空、抑制結腸運動。治療性封閉CCK1-R或許能刺激IBS-C患者的胃腸動力、減少結腸運輸時間。
1.1.3 α-2腎上腺素能受體基因多態性 IBS患者存在自主神經系統功能失調,腎上腺素能物質調節胃腸道的運動和感覺功能失調,進而導致胃腸動力異常、內臟高敏感性。人類結腸中發揮該效應最顯著的是α-2腎上腺素能受體(ADRα2A)[10]。
ADRα2A基因啟動子區1291C>G存在多態性,編碼的受體會減弱突觸自抑制反饋,增加去甲腎上腺素的突觸前釋放,影響去甲腎上腺素的突觸間隙濃度。有研究指出,ADRα2A多態性可能與IBS-C的胃腸功能紊亂、嚴重而頻繁的軀體癥狀有關。Sikander等[11]研究發現,1291C>G多態性與IBS-D相關。韓國一項研究報道ADRα2A1291G等位基因與IBS、IBS-D顯著相關[6]。但土耳其人群中C-1291G基因多態性與IBS無顯著相關性[12]。ADRα2A多態性與IBS的相關性仍需進一步研究,ADRα2A拮抗劑或激動劑或許能改善IBS患者的軀體癥狀。
1.1.4 大麻素1型受體基因多態性 內源性大麻素系統包括神經調節脂質及相關受體,其中大麻素1型(CB1)受體分布于腦、胃腸道的肌間神經叢。大麻素作用于腸肌間神經叢CB1受體可以抑制結腸環形肌的興奮性神經傳遞,還與痛覺感受、軀體癥狀相關。大麻素1型受體基因(CNR1)基因位于染色體6q14-15,其3′末端含多變AAT三聯重復序列,根據AAT重復序列的數目,將等位基因分為兩組(≤10和>10),組成3種基因型(≤10/≤10,≤10/>10和>10/>10)。AAT重復序列數目較多的長等位基因會形成Z形結構,影響基因轉錄?;蛐汀?0/>10、>10/>10與IBS顯著相關[13]。屈大麻酚(非選擇性CB1拮抗劑)抑制胃排空和結腸動力,CB1受體拮抗劑能否改善IBS患者的軀體癥狀值得進一步研究。
據報道IBS患者存在亞臨床腸道炎性反應,提示抗炎因子及促炎因子在炎性反應中起著重要的作用[14]。
1.2.1 IL-10基因多態性 IL-10主要由Th2細胞分泌,是一種重要的抗炎因子。編碼IL-10的基因位于 染 色 體 1q31~1q32,啟 動 子-1082A/G、-819C/T及-592A/C多態性影響IL-10的產量。Bashashati等[15]的薈萃分析顯示,IBS各亞型IL-10濃度與對照組間差異無統計學意義;性別分層后,男性IBS患者的IL-10濃度較對照組顯著降低,IBS組IL-10 mRNA的表達與對照組間差異有統計學意義。另有研究報道-592A/C多態性與亞洲人IBS發病相關,-1082A/G多態性與高加索人IBS發病相關[16]?;诩毎蜃幼V對IBS患者進行分層分析或許能提供個體化治療方案。
1.2.2 TNF超家族成員15基因多態性 編碼TNF超家族成員15(TNFSF15)的基因位于染色體9q32,其蛋白產物腫瘤壞死因子樣配體1A(TL1A)對免疫調節發揮著重要的作用,與多種炎性疾病如克羅恩?。–D)、麻風病密切相關。有研究對與CD密切相關的30種易感基因位點多態性進行檢測,發現rs4263839 G等位基因與IBS-C發病風險相關[17]。
1.2.3 GNβ3基因多態性 約80%與細胞內效應器系統關聯的膜受體與G蛋白耦聯,G蛋白對細胞內信號轉導起關鍵的作用,其改變會影響細胞內信號轉導,導致功能改變。編碼G蛋白3個異源性亞基的基因GNβ3 C825T有多態性,組成3種基因型C/C、T/T、T/C,與抑郁、免疫激活上調、ADRα2A激活的改變有關。其中T等位基因與G蛋白激活增強有關,可引起心血管疾病、軀體及細胞功能障礙。Markoutsaki等[18]報道希臘人中IBS患者的TT基因型、T等位基因與對照組相比有顯著性差異。但另一項薈萃分析指出GNβ3 C825T多態性與IBS各亞型的易感性無關[19]。
電壓門控型鈉通道(NaV1.5)在心肌細胞、Cajal間質細胞和腸平滑肌環形肌中廣泛表達,其編碼基因SCN5A發生突變會導致平滑肌膜電位及慢波升支的改變,與心肌細胞離子通道病、腸道功能紊亂等密切相關。Saito等[20]報道G298S-SCN5A的錯義突變引起細胞鈉離子電流顯著減弱,并導致NaV1.5功能喪失,基因型 H558/Q1077del-SCN5A編碼的NaV1.5機械敏感性衰減。Beyder等[21]報道約2%的IBS患者攜帶SCN5A錯義突變基因,大多數喪失功能的基因突變會破壞NaV1.5通道功能,其中25%為IBS-D患者,IBS-C患者中突變基因攜帶比例顯著高于IBS-D患者。SCN5A與IBS易感性有關。
BA是作用于結腸的天然瀉藥,由肝臟合成、分泌至腸道。成纖維細胞生長因子19(FGF19)由回腸細胞分泌至局部循環,結合成纖維細胞生長因子受體4(FGFR4)和肝細胞膜表面的輔助受體KLB,抑制BA合成的限速酶,反饋抑制細胞內高濃度BA。編碼FGFR4、KLB的基因存在多態性,影響BA的合成調節。
不明原因的慢性腹瀉患者中32%存在BA吸收不良(BAM)。38%的IBS-D患者血清7α-羥基-4-膽甾烯-3-酮(C4,反映血清膽汁酸合成的替代物)水平較健康對照組更高。C4可以診斷43%伴隨BAM的IBS-D患者,BAM或許是IBS-D患者腹瀉癥狀的潛在機制。另有研究顯示,BA螯合劑可以延緩IBS-D患者的結腸運輸,考來維綸(一種膽汁酸螯合劑)對結腸運輸時間的效果差異與FGFR4 rs351855、KLB rs4975017 多態性相關,rs351855 GA/AA基因型、rs497501 CA/AA基因型與慢結腸運輸相關[22-23]。有研究表明BAM可以與IBS-D的癥狀兼容,約25%IBS-D患者伴發BAM,且其中大多數是重度BAM,并提出IBS管理指南應行診斷性檢驗排除BAM[24]。
綜上所述,影響神經遞質、炎性反應、離子通道功能、BA代謝的基因多態性與IBS相關,支持遺傳因素參與IBS的發病。但目前有些研究結論尚不一致,仍需大規模臨床試驗進一步闡明。基因表達的精確檢測對于了解IBS分子水平的致病機制至關重要,目前新的研究方法越來越多,其中結合微陣列表達技術、調查全基因組轉錄模式、建立關于IBS轉錄組的網絡數據庫對發現IBS的易感基因有重大意義[25]。研究IBS的易感基因可以促進控制靶向關鍵受體、調節腸功能等藥物的研發,并通過了解藥物代謝差異的影響,指導個體化用藥。
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