腸道黏膜免疫應答在腹瀉型腸易激綜合征中的作用機制研究進展*

司鶴華，陸　高，裴麗霞，李靜，梁世杰綜述，孫建華△審校（.南京中醫藥大學附屬醫院/江蘇省中醫院針灸康復科，江蘇南京009；.南京中醫藥大學，江蘇南京009；.南京市中醫院針灸科，江蘇009）

腸道黏膜免疫應答在腹瀉型腸易激綜合征中的作用機制研究進展*

司鶴華1，陸高2，裴麗霞2，李靜3，梁世杰2綜述，孫建華1△審校（1.南京中醫藥大學附屬醫院/江蘇省中醫院針灸康復科，江蘇南京210029；2.南京中醫藥大學，江蘇南京210029；3.南京市中醫院針灸科，江蘇210029）

腸易激綜合征；腸黏膜/免疫學；腹瀉；類胰蛋白酶；細胞因子類；免疫應答；綜述

腸易激綜合征（IBS）是一組以腹痛、腹脹、腹部不適、排便習慣改變為主要癥狀，伴隨一系列如焦慮、抑郁、頭痛、失眠等次要并發癥的胃腸道功能紊亂性疾病。以腸道動力改變和主要癥狀為依據，IBS分為腹瀉型、便秘型、混合型。IBS在全球范圍內因國家和年齡的不同，發病率為10%～20%，歐美國家發病率為10%～15%，女性發病率是男性的2倍［1］。雖然IBS的作用機制仍不清楚，但近年來隨著免疫學與腸道疾病相關研究增多，腸道黏膜免疫應答在腹瀉型腸易激綜合征（IBS-D）發病中起著重要作用。本文針對腸道黏膜免疫應答在IBS-D中的異常作用和可能作用機制進行綜述。

1　腸道黏膜免疫應答

直接參與并調節腸道免疫調節的腸道黏膜免疫系統，由腸上皮細胞、腸上皮細胞間淋巴細胞、黏膜固有層淋巴細胞、腸黏膜下集合淋巴結及各種單核細胞組成［2］。上皮細胞、B細胞、巨噬細胞和樹突狀細胞（DCs）等各種抗原遞呈細胞接受有害抗原刺激后，誘導以腸上皮細胞間淋巴結和腸黏膜下集合淋巴結為主的免疫應答［3］。許多研究已證明，腸道黏膜免疫應答異常可以直接或間接影響IBS患者的腸道屏障功能和腸道動力。

2　與腸道黏膜免疫應答相關的生物活性物質

2.1類胰蛋白酶與腸道黏膜免疫應答的關系類胰蛋白酶主要存在于肥大細胞細胞質內，腸道肥大細胞是與IBS相關研究最多且與IBS相關癥狀研究認可度最一致的免疫細胞。大量研究表明，類胰蛋白酶與腸道黏膜免疫應答之間的相互作用，是多途徑、多種信號系統共同作用的結果，如類胰蛋白酶-神經系統/內分泌系統-腸道黏膜免疫應答。當IBS-D患者在食物過敏、腸道感染等因素刺激下導致腸道黏膜免疫調節失衡，位于結腸黏膜組織的感受器肥大細胞被激活，腸黏膜的類胰蛋白酶、5-羥色胺（5-HT）、組胺等產物釋放明顯增多。并且IBS-D患者的空腸黏膜細胞間的頂端連接復合體完整性破壞和肥大細胞激活與臨床癥狀有關［4］。Wilcz-Villega等［5］研究發現，肥大細胞脫敏可顯著降低24 h內交界黏附分子-A（JAM-A）和封閉蛋白1（CLD-1）蛋白表達，而類胰蛋白酶可顯著降低肥大細胞在JAM-A和CLD-1的脫敏。Lee等［6］發現，IBS-D患者直腸組織活檢樣本中類胰蛋白酶激活顯著高于對照組，并且類胰蛋白酶mRNA表達和蛋白酶激活受體-2（PAR-2）水平顯著增高，因此，肥大細胞激活后作用于類胰蛋白酶，類胰蛋白酶可能上調PAR-2，使相關的神經肽釋放增多，導致腸道黏膜完整性受到破壞。IBS-D患者結腸黏膜組織活檢中不僅肥大細胞數目顯著增多，而且肥大細胞激活導致P物質（SP）、血管活性腸肽（VIP）水平升高［7］。這與取自38名研究對象結腸組織檢測結果發現類胰蛋白酶和PAR-2 mRNA水平顯著增高，肥大細胞、VIP、SP、降鈣素基因相關肽水平僅在IBS-D患者中觀察到升高的報道一致［8］。此外，Valdze-Morales等［9］報道，IBS-D患者結腸黏膜活檢培養后的上清液可引起神經興奮性顯著增加，而其誘導的PAR-2基因敲除小鼠未觀察到其興奮性顯著增加，并且半胱氨酸蛋白酶抑制劑可抑制IBS-D小鼠上清液的促神經興奮作用。由此可以看出，可溶性介質使結腸傷害性感受器背根神經節神經元敏化，并且PAR-2信號系統在蛋白信號通路和激活中具有重要作用。另有文獻報道，類胰蛋白酶通過激活PAR-2促進大鼠小腸隱窩上皮細胞6細胞損傷［10］。Zhuang等［11］研究認為，當抗原接觸免疫系統的胞體后，引起感覺神經末梢興奮及信號傳輸，產生IgE抗體，抗原和抗體特異性位點結合后，使肥大細胞激活、脫顆粒，引起生物活性物質釋放。Zhao等［12］通過比較IBS患者結腸中PAR-2和PAR-4的表達發現，類胰蛋白酶mRNA和胰蛋白酶規范化β-actin基因的表達較對照組高，而PAR-4 mRNA或蛋白表達水平較對照組低。因此可以認為，類胰蛋白酶通過激活位于細胞基底外側的PAR-2受體，進而通過緊密連接蛋白重組和肌凝蛋白輕鏈激酶的磷酸化，影響細胞旁路滲透性，導致IBS-D患者產生內臟高敏感性、腸道動力異常等。

2.2細胞因子與腸道滲透性、腸道黏膜免疫應答之間的關系目前多認為IBS-D患者與腸道動力和屏障功能異常有關，很多針對腸道屏障功能改變的研究多以細胞因子變化來衡量，而以細胞因子為檢測結果的有關腸道黏膜免疫的研究，大部分集中在白介素13（IL-13）、IL-5、IL-6、IL-1β、IL-10、IL-8、IL-12、腫瘤壞死因子α（TNF-α）、干擾素γ等［13］。有文獻報道，類胰蛋白酶通過激活腸上皮細胞PAR-2引起緊密連接蛋白的變化，從而允許大分子物質通過上皮屏障通道，并且黏膜肥大細胞數目與腸道滲透性呈正相關，肥大細胞激活與腸道滲透性增高有關，而不是簡單地與黏膜肥大細胞計數增多有關［6］。類胰蛋白酶可顯著降低人結腸腺癌細胞-2（Caco-2）單層膜上皮細胞的完整性，增加上皮細胞對異硫氰酸熒光葡萄糖（FITC-dextran）的滲透性，從而降低連接蛋白JAMA、CLD-1及閉鎖連接蛋白-1的表達［5］。Ludidi等［14］使用體外三維細胞模型進行觀察發現，球狀體基底接觸IBS-D患者的血漿導致異硫氰酸熒光素葡聚糖4滲透性顯著增加，能夠部分選擇性抑制類胰蛋白酶和脂多糖（LPS），并且觀察到類胰蛋白酶和LPS系統對IBS-D模型屏障功能的改變作用。由此可以看出，類胰蛋白酶激活僅僅是腸道滲透性改變機制的一部分，其他神經遞質或肥大細胞介質在腸道滲透性變化過程中的作用需要進一步研究。此外，Vazquez-Roque等［15］發現，谷蛋白可改變IBS-D患者腸道屏障功能，特別是人類白細胞抗原DQ2/8基因（HLA-DQ2/8）陽性患者的腸道屏障功能。

在類胰蛋白酶作用下產生各類細胞因子的過程中，神經免疫相互作用也可調節上皮細胞的屏障功能，從外在迷走神經、交感神經傳出纖維或內在腸神經發出的神經沖動可直接作用于上皮細胞或與免疫細胞互動影響黏膜屏障功能。在IBS-D的病理機制研究中，神經生長因子和內臟高敏感性、腸道滲透性之間的關系需要進一步明確［16］。黃小平等［17］對 IBS患者血清及結腸黏膜中TNF-α及IL-10進行檢測發現，IBS-D患者存在TNF-α水平升高和IL-10水平降低，二者的改變降低了CLD-1的表達，從而導致結腸黏膜緊密連接通透性增強，水和電解質滲出增多，出現腹瀉癥狀。此外，Chen等［18］在一項隨機雙盲臨床對照試驗中觀察到，IBS-D對黃連素有很好的耐受性，能減少患者的臨床癥狀，有效改善其生活質量。另一項研究結果顯示，使用利福昔明后能夠重置菌群多樣性，導致菌群滲透性下降，使IBS癥狀減輕［19］。一項隨機安慰劑對照研究顯示，576例女性IBS-D患者經每天1次、每次口服2.5 μg雷莫司瓊，治療12周后，IBS-D癥狀減輕，糞便硬度增加，患者生活質量改善［20］。總之，異常的腸道屏障功能使抗原暴露增多，當先天性或獲得性免疫系統激活后，使炎癥細胞因子異常釋放，長期持續異常刺激腸道黏膜，使其完整性受到破壞，允許細胞因子穿過上皮屏障大分子通道，從而產生內臟疼痛或腹瀉等癥狀。

3　腸道黏膜免疫應答與IBS-D之間的關系

直接參與并調控腸道黏膜免疫調節的腸道黏膜免疫系統，主要在腸上皮細胞、腸黏膜下集合淋巴結，作為機體抵御外來感染的第一道防線，在抗原侵入機體之前將其消滅，以免機體受到損傷。雖然腸道黏膜免疫異常在IBS中的發病機制仍不十分清楚，但是其與IBS發病之間的聯系仍是國內外研究的熱點。目前很多研究認為，腸黏膜免疫系統對腸道神經系統、分泌系統具有直接或間接的調控作用，特別是在內臟高敏感性及上皮細胞功能紊亂方面。有文獻報道，在IBS、非感染后IBS患者及對照組的研究中，只有IL-10 mRNA表達在女性中有區別，而黏膜NK-1受體mRNA表達在女性中明顯降低；血清IL-10水平和IBS癥狀呈負相關性，并抑制細胞因子合成，因此，IL-10水平下降可以使黏膜細胞因子在炎癥或別的黏膜損傷狀態下增多［21］。Zhuang等［11］在觀察IBS老鼠免疫和炎癥標記物的變化時發現，炎癥在基因敲除組中顯著減輕，IgE、IL-4、IL-9水平顯著下降。蛋白質二硫鍵異構酶A3（PDIA3）可提高內源性抗體的表達，使樹突細胞對內源性抗體的敏感性和興奮性增加，誘導T細胞過度免疫。細胞因子IL-4、IL-9在這個過程中產生，肥大細胞呈現出高敏感、脫顆粒。因此可以認為，PDIA3是細胞內免疫應答信號的重要蛋白質分子，通過介導黏膜異常免疫應答，導致IBS患者產生內臟高敏感等病理變化。有研究使用共聚3D成像推斷分子在主要血管流動，并在內臟表面的主要淋巴結觀察到肥大細胞脫敏，這與針刺可提高免疫功能是一致的［22-23］。此外，有研究發現，具有免疫活性的肥大細胞在IBS-D患者中其數量及活化明顯增加，表明類胰蛋白酶在IBS-D的發病機制中起著至關重要的作用［24］。

除此之外，生理和心理壓力是IBS-D癥狀惡化的重要因素。研究表明，黏膜下神經叢的神經元數目增多似乎可反映壓力引起促分泌神經元、膽堿乙酰轉移酶、VIP數目增多，急慢性應激誘導的腸神經的形態學變化，可能易導致IBS-D的腸道功能和分泌紊亂，產生腹瀉等癥狀［24］。在IBS黏膜活檢中，神經對IBS介質混合物的應答下降，然而與健康對照組比較，腸神經對經典刺激引起的興奮，使IBS患者中混合物的活性下降，這可能與IBS患者腸壁黏膜和免疫細胞脫敏、連續釋放介質有關［25］。盡管支持IBS明顯形態學炎癥變化的證據不多，但免疫因素在其病理生理機制中的重要性已得到認可，黏膜免疫細胞浸潤數量的微小變化及提高循環促炎性細胞因子水平已在IBS患者中得到證實。5-HT的自發釋放可顯著增加腸道習慣改變。Cremon等［26］發現，5-HT釋放增加可能是通過黏膜免疫應答引起IBS腹痛癥狀。IL-6破壞黏膜屏障功能、其他促炎性細胞因子水平提高，可能允許外周離子通過屏障功能，導致黏膜下、腸肌層神經叢的免疫應答［27］。

先天免疫應答對微生物產物反應（如LPS）、鞭毛蛋白對微生物宿主相互作用及腸道內穩態是重要的，與健康對照組比較，IBS不同亞型患者血清中LPS及鞭毛蛋白抗體水平增高，但可溶性CD14（sCD14）水平降低，抗鞭毛蛋白抗體水平與患者的自我焦慮評分相關［28］。腸系膜淋巴結DCs和CD4+T細胞在IBS組中分泌較高的IL-4，然而IL-9在含有CD8+的環境中表達較高。考慮到DCs和肥大細胞在黏膜免疫系統中的重要性及黏膜免疫激活與內臟敏感性之間的關系，可以認為，增高的DCs在結腸中刺激CD4+T細胞分泌較高的IL-4，導致肥大細胞激活，進而導致內臟的高敏感性［29］。

4　其他與IBS腸道黏膜免疫應答有關的研究

一些腸道寄生蟲可以影響感染宿主的免疫系統，在某些情況下，可以修飾、改變宿主的免疫應答，特別是自身免疫性疾病如腹腔病和IBD等。盡管其機制不清楚，但大量研究表明，酵母菌屬、鞭毛蟲屬、核阿米巴、扇棘單睪吸蟲、旋毛蟲、鞭蟲等寄生蟲是形成IBS的易感因素［30］。腸道內黏膜免疫系統的激活，是通過潛在病原微生物破壞腸道上皮屏障功能完成的。IBS患者腸道微生物、腸道上皮組織和基因易感個體免疫系統之間的平衡受損，使具有不同生物活性的免疫遺傳物質調節紊亂，并具有個體差異性的特點［31］。也有文獻報道炎癥性腸病是一個發生在基因易感個體、環境因素、微生物因素、腸道免疫系統之間的復雜的、相互作用之上的、不適當的免疫反應。DCs是啟動先天適應性免疫反應的專業抗原遞呈細胞，位于LPS上的腸道DCs，在引起免疫應答、腸道炎癥方面具有重要作用。而在宿主抵御腸道炎癥時，5-HT7受體在炎癥引起的腸道肌肉收縮、寄生蟲排出和調節免疫應答中具有重要作用［32］。有研究認為，5-HT通過作用于信號通路調節炎癥，引起源于免疫細胞炎癥介質的產生，從而介導先天和后天免疫應答之間的相互作用。IBS患者促炎性細胞因子釋放增加，在IBS亞型中IL-6和IL-8數量增加［1］。

基因與IBS也有潛在的相關性。有研究報道，IL-10基因表達較高能降低IBS風險，TNF與亞洲IBS患者呈正相關，TGF-β1基因與IBS無關［33］。在IBS-D中，通過轉錄組測序技術和逆轉錄聚合酶鏈反應分析乙狀結腸黏膜表現出轉錄組變化影響神經遞質、離子通道、細胞因子、免疫功能、細胞黏附或屏障功能［34］，由此可以假定基因多態性和免疫對病因的應答及個體免疫功能與特殊炎性反應的激活有關。

體液調節在IBS腸道黏膜免疫應答機制中同樣具有不容忽視的作用，如胃腸道內的阿片受體通過調制蠕動、上皮分泌、吸收液體和電解質參與體內平衡的維護；它們也可能與炎癥和功能性胃腸道疾病的病理生理相關。阿片受體在維護胃腸道的體內平衡方面發揮著至關重要的作用，有研究表明，阿片受體抑制劑可使結腸和回腸平滑肌收縮，而阿片類拮抗劑的作用是可逆的［35］。

綜上所述，可以得出以下結論：（1）抗原與抗體過度結合，使腸道黏膜免疫功能失衡，引起肥大細胞激活、脫敏，釋放類胰蛋白酶，并激活PAR，引起炎性細胞因子過度釋放；（2）炎性細胞因子過度釋放，可刺激腸道黏膜，使腸道黏膜的免疫功能失調加重，并改變其通透性及肌肉收縮性，比如允許大分子通過黏膜屏障系統，同時加重腸道內菌群紊亂；（3）當宿主長期持續處于黏膜免疫失衡環境時，易感性個體的基因表達可能發生變化，這在IBS-D中，與屏障功能相關的WDR72、FN1基因表達下降一致［36］。以往有關類胰蛋白酶、炎癥細胞因子在IBS中的作用機制，主要集中在調節腸道屏障功能、腦-腸軸失衡、中樞神經系統感知功能異常、心理異常、內臟高敏感等方面。雖然IBS的發病機制是一個多種類、復雜的網絡系統之間相互作用失衡造成的，其具體發病機制仍無統一的認識，但是腸道黏膜免疫對類胰蛋白酶、炎癥細胞因子的應答機制，需要大樣本的深入研究，為臨床治療IBS-D患者提供更好的依據及最佳的治療方案。

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A

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（2016-03-10）