CD26與炎癥性腸病關系的研究進展

郭 蕊 羅 娟 繆應雷

炎癥性腸病(IBD)包括潰瘍性結腸炎(UC)和克羅恩病(CD)兩種類型，其病因尚未完全明確，目前仍缺乏有效的診療方案。反復發作的癥狀和高昂的治療費用給IBD患者帶來了生理、心理雙重壓力，嚴重影響了患者的生存和生活質量。探究IBD的發病機制，開發新的有效診療方案任重道遠。有研究發現，與健康人群相比，IBD患者的血清可溶性CD26(sCD26)水平下降，而作為淋巴細胞膜表面抗原的CD26表達水平升高；且sCD26水平與IBD疾病活動度呈負相關[1]。另有研究表明，高血清sCD26水平可提示治療反應良好[2]。動物實驗顯示sCD26抑制劑具有減輕腸道炎性反應的作用[3-4]。上述研究提示CD26參與了IBD的發生、發展，可能成為新的IBD治療靶點。本文就CD26的水解、非水解作用與IBD的相關性，以及CD26在IBD臨床診療中應用的研究進展作一綜述。

1 CD26的結構和功能

CD26是一種高度糖基化的Ⅱ型跨膜蛋白，相對分子質量為110 000，由兩個同源亞單位組成，主要結構包括由6個高度保守的氨基酸組成的胞內區、由22個氨基酸組成的跨膜區和由738個氨基酸組成的胞外區。胞外區分為N端糖基化區、C端水解區、富含半胱氨酸區這3個結構域。N端糖基化區可與腺苷脫氨酶(ADA)、微囊蛋白-1(Caveolin-1)結合，膠原蛋白、纖連蛋白、纖溶酶原和鏈激酶可與富含半胱氨酸區結合。CD26胞外區可被剪切、釋放至血清，具有水解作用，這種sCD26又被稱為二肽基肽酶-Ⅳ(DPP-Ⅳ)。CD26廣泛表達于體內多種組織器官，主要發揮兩種功能：(1)絲氨酸蛋白酶水解功能 作用于氨基末端第2個為脯氨酸或丙氨酸的多肽，并剪切氨基末端前的兩個氨基酸，改變底物的生物活性；其底物具有多樣性，目前研究已發現的是胰高血糖素樣肽(GLP)、神經肽、血管活性腸肽等[5]。(2)非水解作用 即受體和共刺激因子功能，參與細胞信號轉導，誘導T細胞活化和細胞遷移、黏附、侵襲等病理、生理過程[6]。由此可見，CD26參與了代謝性疾病、自身免疫性疾病、惡性腫瘤的發生和發展。

2 CD26的水解作用與IBD

2.1 CD26在IBD中對GLP的水解作用

在受CD26水解作用調節的底物中，被研究得較為深入的是GLP。進食刺激腸道L細胞分泌GLP，主要是GLP-1和GLP-2，從而促進胰島素釋放，延遲胃排空，控制血糖水平。GLP在體內的半衰期極短，主要由sCD26水解失活或由腎臟清除。近年來研究發現GLP還參與了免疫調節[7]，這使得GLP和sCD26備受關注。Keller等[8]發現活動期IBD患者的胃腸排空延遲且GLP-1水平升高；Xiao等[9]發現IBD組患者血液中GLP-2活性形式GLP-2-(1-33)水平較健康組顯著升高，而sCD26水平較健康組顯著降低。上述研究表明IBD患者的GLP水平發生了改變。

目前對GLP-1的研究主要集中在糖尿病、動脈粥樣硬化方面，而在GLP-1與胃腸道的關系方面則鮮有研究。Yusta等[10]發現GLP-1基因敲除小鼠的腸道微生態紊亂，且IL-1β、IL-6、IL-12、三葉因子1(TFF1)、TFF2表達異常。Anbazhagan等[11]用GLP-1治療由葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導的結腸炎模型小鼠，雖未觀察到腸道炎性細胞浸潤程度減輕，但觀察到腸上皮杯狀細胞破壞程度明顯減輕；此外，GLP-1治療組小鼠的腹瀉情況緩解，DRA蛋白表達升高，DRA蛋白在維持細胞內外離子平衡，防止腸道液體丟失方面起著重要作用。

GLP-2可維持腸道黏膜屏障，參與腸道炎性反應。GLP-2的促生長作用較表皮生長因子、生長激素、胰島素樣生長因子更強，并具有腸道特異性[12]。Drucker等[13]用GLP-2類似物治療由DSS誘導的IBD模型小鼠，發現其可顯著逆轉小鼠的體質量降低，并可使小鼠結腸及腸腺體長度增加，以及黏膜炎性反應減輕。Gu等[14]用DSS誘導建立小鼠IBD模型，治療組予重組GLP-2二聚體，對照組予生理鹽水，結果顯示治療組小鼠的體質量增高，腸道炎性反應減輕，腸壁通透性較對照組降低，干擾素-γ(IFN-γ)、TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子表達降低，結腸組織中Nod樣受體蛋白3(NLRP3)炎性小體及環氧合酶-2(COX-2)蛋白表達降低，髓過氧化物酶活性減弱。GLP-2的治療作用在由TNBS和乙醇混合液誘導的IBD模型小鼠[15]、IL-10-/-模型小鼠[16]、人類白細胞抗原-B27(HLA-B27)轉基因模型小鼠[17]的研究中也得到了驗證。2006年一項GLP-2類似物Teduglutide治療CD的Ⅱ期臨床試驗納入了100例克羅恩病疾病活動指數(CDAI)為220～450分的CD患者，隨機給予患者3種劑量(每日0.05 mg/kg、0.10 mg/kg、0.20 mg/kg)的Teduglutide或安慰劑皮下注射治療8周，8周后CDAI評分<150分視為治療完全緩解，CDAI較基線下降100分視為治療有應答，結果顯示Teduglutide組的緩解率為55%，安慰劑組的緩解率為33%，且緩解率與藥物劑量呈正相關；由于該試驗中劑量梯度分組較少，故未發現Teduglutide的最佳治療劑量[18]。

上述研究結果表明，GLP可能成為IBD的潛在治療靶點。然而，GLP在人體內的半衰期極短，主要由sCD26水解失去活性，由此推測可通過抑制sCD26的水解活性延長GLP的半衰期，以達到減輕腸道炎性反應的目的。有研究建立了小鼠IBD模型，比較sCD26抑制劑治療組與安慰劑組的療效，發現sCD26抑制劑治療組小鼠的疾病活動度低于安慰劑組，腹瀉、直腸出血、體質量下降等癥狀較安慰劑組明顯改善；腸道細胞增殖加快，腸壁厚度較安慰劑組增大；此外，sCD26抑制劑治療組小鼠的腸道腺體缺失、炎性細胞浸潤、杯狀細胞破壞程度均減輕，促炎因子釋放減少，GLP水平升高且半衰期延長[3-4]。由此可見，sCD26抑制劑可通過抑制GLP水解發揮減輕腸道炎性反應的作用，sCD26抑制劑可能是潛在的IBD治療藥物。

2.2 CD26在IBD中對其他物質的水解作用

除GLP以外，CD26還可作用于其他底物，如神經肽Y(NPY)、血管活性腸肽(VIP)等。研究顯示NPY、VIP可能是胃腸道保護因子[19]。Baticic等[20]為觀察結腸炎機體中CD26是否參與調節神經內分泌因子，分別給予野生型(C57BL/6)小鼠及CD26-/-小鼠直腸注入TNBS和生理鹽水構建IBD組和非IBD組，結果顯示由TNBS誘導的兩系小鼠的炎性反應相關病理學指標之間無明顯差異，僅野生型TNBS組小鼠的Lieberkuhn隱窩的寬度恢復較慢；野生型TNBS組小鼠和CD26-/-TNBS組小鼠的血清、結腸、腦中的VIP水平及血清NPY水平均升高，CD26-/-TNBS組升高幅度更大；在炎性反應急性期和恢復期，野生型TNBS組小鼠的結腸和腦中NPY水平升高，而CD26-/-TNBS組小鼠僅結腸中NPY水平升高且升高幅度較野生型TNBS組小鼠小。該研究結果提示：(1)血清、結腸、腦中神經內分泌因子變化的差異表明IBD發病機制中腦-腸軸調節的存在，sCD26參與調節IBD機體神經內分泌因子變化，恢復期野生型小鼠較CD26-/-小鼠更需要NPY水平升高，提示CD26基因缺乏對于結腸炎可能存在潛在的保護性作用；(2)與野生型小鼠相比，CD26-/-小鼠并未顯示出明顯的腸道炎性反應減輕，CD26-/-小鼠腦中NPY水平的變化，表明sCD26在IBD中的調節機制復雜，不僅僅是水解作用。

3 CD26的非水解作用與IBD

CD26的非水解作用與其結構密切相關。CD26是T細胞活化所需共刺激信號來源，T細胞表面CD26與抗原遞呈細胞(APC)表面Caveolin-1連接，促使Caveolin-1胞內區結合的Toll相互作用蛋白(Tollip)和IL-1受體相關激酶-1(IRAK-1)解離，IRAK-1磷酸化，介導APC表面CD86表達上調并結合T細胞表面CD28，協同活化第一信號，活化抗原特異性T細胞。此外，CD26胞內區尾部可結合CARMA1的PDZ區域，激活NF-κB，誘導T細胞分泌IL-2[4]。CD26胞外區的富含半胱氨酸區可結合膠原蛋白、纖連蛋白，介導T細胞遷移[21]。眾所周知，IBD存在復雜的特異性免疫調節過程[22]。CD26的非水解作用可能參與了IBD的免疫紊亂。目前關于敲除CD26基因對小鼠結腸炎影響的研究報道存在爭議。有研究認為CD26-/-小鼠造模會表現出更為嚴重的結腸炎性反應[23]，而另有研究顯示CD26-/-小鼠結腸炎病理表現與野生型小鼠之間雖無明顯差異，但其結腸炎癥狀較野生型小鼠輕[24]。細胞分子層面的研究采用DSS誘導CD26-/-小鼠建立結腸炎模型，發現髓過氧化物酶活性增強，NF-κB亞單位p65水平升高，脾臟CD8 T淋巴細胞占比升高[25]。不同于CD26對于T細胞活化、遷移作用的理論，也不同于前述研究的結論即sCD26抑制劑可緩解小鼠結腸炎，敲除CD26基因并未表現出對于結腸炎的保護性作用，敲除CD26基因與使用sCD26抑制劑對于結腸炎結局的影響具有差異性。有研究顯示sCD26抑制劑Teneligliptin除可抑制GLP水解外，還可直接與CD26競爭Caveolin-1的結合位點[26]。此外，有研究發現CD26-/-結腸炎小鼠體內絲氨酸二肽酶-9表達升高了約1倍，使得體內sCD26樣水解作用即絲氨酸蛋白酶對相關底物的水解功能并未受到CD26表達缺失的影響[27]。由此可見，CD26在IBD機體中不僅可通過影響底物水解水平起作用，其非水解作用也非常重要，具體作用有待深入研究揭示。

4 CD26與IBD的臨床診療

研究顯示血清sCD26水平與IBD疾病活動度[1]、治療反應性[2]相關，提示臨床上檢測血清sCD26水平可協助評估IBD活動度及預測療效。Yazbeck等[28]采用改良13C同位素呼氣分析法測量sCD26水平，這一無創、簡便的檢測方法為血清sCD26的臨床檢測開辟了道路。目前IBD治療主要是依靠生物制劑、糖皮質激素、免疫抑制劑、水楊酸類等藥物減輕腸道炎性反應。sCD26抑制劑具有促進腸黏膜修復的作用，可能成為IBD的一種輔助治療方案。除IBD外，目前sCD26抑制劑在短腸綜合征、腸易激綜合征、結腸癌、糖尿病、動脈粥樣硬化等疾病治療中的應用也在研究中[29]，這對于有復雜合并癥的IBD患者的藥物研發具有提示作用[30]。

近年來，應用sCD26抑制劑是否會升高糖尿病患者的IBD發病率引起了廣泛關注。Kim等[31]檢索了2005年至2013年的美國保險理賠數據，比較了分別以sCD26抑制劑聯合二甲雙胍與以非sCD26抑制劑聯合二甲雙胍作為起始降糖治療方案的2型糖尿病患者的自身免疫性疾病發病風險，發現在以sCD26抑制劑聯合二甲雙胍治療的患者中，包括IBD在內的自身免疫性疾病發病風險明顯下降。2018年英國一項納入141 170例糖尿病患者的觀察性研究顯示，sCD26抑制劑升高了75%UC患病風險[32]。2019年一項薈萃分析納入了16項有關sCD26抑制劑對IBD發病率影響的研究，共198 404例患者，結果顯示sCD26抑制劑暴露并未導致IBD風險顯著升高[33]。2019年一項隊列研究對比了895 747例服用sCD26抑制劑的糖尿病患者的IBD發病率，發現短期sCD26抑制劑治療并不會升高IBD風險[34]。目前CD26對IBD的影響尚未明確，今后需開展大規模前瞻性研究揭示。

5 小結

CD26與IBD的相關研究顯示，CD26可通過水解作用和非水解作用調節機體細胞因子的生物活性，介導T淋巴細胞的活化、遷移，參與IBD的發生、發展。CD26可能成為IBD診斷和治療的新靶點。然而，目前研究多集中于闡述CD26對GLP類似物的水解作用對IBD的影響，對CD26與IBD發病機制關系的相關研究尚有限，sCD26抑制劑的有效性和安全性也有待臨床觀察評估。