炎癥性腸病的發(fā)病機(jī)制及研究進(jìn)展

炎癥性腸病的發(fā)病機(jī)制及研究進(jìn)展

炎癥腸?。╥bd）包括潰瘍性胃炎（rc）和克羅恩?。╟d）。IBD發(fā)病涉及遺傳、環(huán)境、免疫反應(yīng)異常等因素。近年來(lái)研究顯示腸道細(xì)菌與IBD的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切。NOD2/CARD15是CD易感基因,研究發(fā)現(xiàn)NOD2/CARD15可識(shí)別細(xì)菌肽聚糖,故推測(cè)腸道細(xì)菌與腸道炎癥的發(fā)生有關(guān)。由于腸道菌群繁多、復(fù)雜,導(dǎo)致炎癥的確切機(jī)制不明。目前認(rèn)為其機(jī)制可能為:存在永久性病原菌、腸黏膜屏障通透性異常、大量細(xì)菌移位、免疫系統(tǒng)異常如效應(yīng)分子活性異常和抵御細(xì)菌感染的免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞活性降低,或者是腸道益生菌和致病菌的比例失調(diào),后者稱(chēng)為微生態(tài)失衡。本文就微生態(tài)失衡與IBD之間的關(guān)系作一綜述。1小鼠腸道感染時(shí)擬桿菌volgatu實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎動(dòng)物模型均是在有腸道細(xì)菌時(shí)發(fā)生的。各模型遺傳背景不同,包括IL-10基因敲除小鼠、T細(xì)胞受體αβ缺陷性小鼠、T細(xì)胞受體α缺陷性小鼠、CD3-5轉(zhuǎn)基因小鼠以及HLA-B27轉(zhuǎn)基因鼠等。上述研究的共同特點(diǎn)是未觀察腸道炎癥發(fā)生前或發(fā)生時(shí)腸道菌叢之間的自然聯(lián)系。模型中結(jié)腸炎的發(fā)生依賴(lài)于個(gè)體宿主與微生物之間的關(guān)系。Waidmann等發(fā)現(xiàn)IL-2基因敲除小鼠在無(wú)菌情況下,若轉(zhuǎn)染非致病菌埃希氏菌屬coli,發(fā)生結(jié)腸炎,而轉(zhuǎn)染擬桿菌vulgatus,則不發(fā)生結(jié)腸炎;若同時(shí)轉(zhuǎn)染上述兩種菌屬,也不會(huì)發(fā)生結(jié)腸炎,提示擬桿菌vulgatus有保護(hù)結(jié)腸黏膜避免炎癥發(fā)生的作用。擬桿菌vulgatus誘導(dǎo)角叉膠誘導(dǎo)的豚鼠、T細(xì)胞受體α基因敲除鼠和HLA-B27轉(zhuǎn)基因大鼠可在無(wú)菌條件下發(fā)生結(jié)腸炎。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示具有黏附能力的Ecoli(Nissle菌株)不能誘導(dǎo)結(jié)腸炎發(fā)生,而無(wú)黏附能力的Ecolimpk卻可以誘導(dǎo)結(jié)腸炎發(fā)生,提示細(xì)菌致病的毒力因子尚未確定,微生物與微生物之間的相互作用可能影響疾病的發(fā)生發(fā)展。益生菌治療IBD的機(jī)制可能涉及糾正腸道菌群失調(diào)、調(diào)節(jié)腸道黏膜屏障功能和腸黏膜通透性、調(diào)節(jié)腸黏膜免疫功能以及上調(diào)抑炎因子和下調(diào)促炎因子等。益生菌治療的基本思路是針對(duì)腸道微生態(tài)失衡。乳酸菌亞系reuteri可減輕IL-10基因敲除小鼠腸黏膜的通透性、避免結(jié)腸炎癥的啟動(dòng),減輕已有炎癥病變。若暴露于寄生蟲(chóng)的環(huán)境中,可以減弱三硝基苯磺酸結(jié)腸炎模型腸道Th1型炎癥反應(yīng);若暴露于血吸蟲(chóng)卵,可降低IFN-γ水平,提高IL-4和IL-10mRNA的表達(dá),避免發(fā)生小鼠致死性炎癥。但是究竟何種菌或者益生菌的何種成分與IBD的發(fā)生關(guān)系最為密切,以及它們之間的相互作用如何,是今后研究亟待解決的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎動(dòng)物模型的研究提示某些細(xì)菌對(duì)腸道具有保護(hù)作用,可避免炎癥啟動(dòng)和減輕炎癥;而某些細(xì)菌則可以成為致病菌,誘發(fā)炎癥發(fā)生或加重炎癥。目前IBD微生態(tài)失衡的動(dòng)物模型尚未成功建立。2細(xì)菌免疫反應(yīng)多項(xiàng)IBD患者腸道菌群的分析研究具有一些共同特征。早期研究采用糞便培養(yǎng)、細(xì)菌分離技術(shù)發(fā)現(xiàn)CD、UC和袋囊炎患者厭氧菌濃度增加,而對(duì)照組不增加。研究還發(fā)現(xiàn)CD患者Ecoli數(shù)量增加,而CD、UC和袋囊炎患者腸道益生菌數(shù)量明顯減少。目前,腸道菌群研究存在以下問(wèn)題:第一,大多數(shù)研究雖然采用細(xì)菌生物學(xué)技術(shù)如聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)、原位雜交、流式細(xì)胞術(shù)、DNA探針微序列測(cè)定以及基因芯片分析技術(shù)等,但不可能完成龐大的腸道細(xì)菌研究,僅能分離約30%的腸道菌群。16SrRNA探針技術(shù)有望提高細(xì)菌檢測(cè)率。第二,CD患者腸道細(xì)菌種類(lèi)繁多,多屬于不正常菌屬。即使是正常個(gè)體也有多達(dá)70%的腸道細(xì)菌未能分類(lèi)。所以哪些菌種與IBD的關(guān)系密切尚不清楚。第三,應(yīng)該區(qū)分腸黏膜菌叢和糞便菌叢,因?yàn)閮烧叩木N完全不同。它們之間的差異在IBD發(fā)病中可能具有重大意義。推測(cè)IBD與針對(duì)黏膜相關(guān)細(xì)菌的免疫應(yīng)答反應(yīng)失調(diào)有關(guān)。IBD患者糞便培養(yǎng)和腸黏膜菌群分析顯示厭氧菌和Ecoli菌比例顯著增加,而雙歧桿菌比例顯著降低。Schultsz等采用16SrRNA探針技術(shù)結(jié)合原位非熒光雜交技術(shù)發(fā)現(xiàn),大部分UC腸黏膜增加的細(xì)菌定植于直腸黏膜層。Swidsinski等研究了UC和CD稠厚黏膜層細(xì)菌,發(fā)現(xiàn)黏膜細(xì)菌濃度CD高于UC,回腸高于結(jié)腸。通過(guò)同步細(xì)菌群分析、并用定量PCR技術(shù)以及熒光原位雜交技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)50%的CD主要菌種為Ecoli或擬桿菌。Kleessen等用16SrRNA探針發(fā)現(xiàn)UC與CD存在不同的腸黏膜相關(guān)菌種。Schultsz等及Swidsinski等在對(duì)照組樣本中卻未發(fā)現(xiàn)細(xì)菌定植,也未發(fā)現(xiàn)入侵細(xì)菌與黏膜炎癥程度之間的相關(guān)性。相反,Kleesen等研究卻發(fā)現(xiàn)對(duì)照樣本中細(xì)菌種類(lèi)增加,且黏膜炎癥愈重,細(xì)菌種類(lèi)愈多。各家研究結(jié)果的不同原因可能是病例選擇不同、以及采用的研究手段不同所致。為了解腸黏膜免疫系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌的免疫反應(yīng),對(duì)IBD患者腸黏膜組織和血清學(xué)的特異性抗體和T細(xì)胞亞系進(jìn)行了研究。Furrie等對(duì)從IBD分離的35種腸道細(xì)菌的免疫反應(yīng)進(jìn)行了同步定量分析研究,結(jié)果UC對(duì)消化鏈球菌屬非產(chǎn)氣菌的免疫反應(yīng)產(chǎn)生的抗體明顯增高,而與此對(duì)應(yīng)的是結(jié)腸黏膜中消化鏈球菌屬非產(chǎn)氣菌數(shù)量也增加。同樣,Landers等進(jìn)行了一項(xiàng)CD大樣本研究,目的是探討選擇性細(xì)菌抗原和免疫反應(yīng)的一致性,發(fā)現(xiàn)對(duì)4種細(xì)菌抗原的血清學(xué)反應(yīng)的比例和類(lèi)型不同,故推測(cè)這些抗體與黏膜細(xì)菌的組成以及微生態(tài)失衡情況呈對(duì)應(yīng)關(guān)系。益生菌和益生元治療IBD的研究方興未艾。動(dòng)物模型的研究闡明了共生菌對(duì)黏膜免疫功能和黏膜完整性的作用。但是目前尚無(wú)好的隨機(jī)對(duì)照臨床實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于IBD治療。以往研究曾將袋囊炎作為微生態(tài)失衡的指標(biāo),VSL#3可預(yù)防袋囊炎的發(fā)生和發(fā)展及CD袋囊炎的復(fù)發(fā)?！坝泻奔又豂BD炎癥和“有益菌”減緩炎癥保護(hù)黏膜的作用機(jī)制現(xiàn)在還不清楚。擬桿菌和梭狀菌屬菌種具有產(chǎn)生腸毒素及水解蛋白的特性,使黏膜通透性加大,細(xì)菌繁殖增多。UC和袋囊炎患者細(xì)菌代謝產(chǎn)生的硫化物具有害作用。硫化氫可阻止腸上皮細(xì)胞利用短鏈脂肪酸,而短鏈脂肪酸是結(jié)腸細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。然而,DSS結(jié)腸炎模型顯示硫化物在發(fā)病中并未起重要作用。另外一些研究將興趣集中在探究肽聚糖、脂多糖和細(xì)菌CpGDNA上。研究發(fā)現(xiàn)具有黏附力和侵襲力的Ecoli常定植于CD的回腸病變部位。這些細(xì)菌似乎具有各種毒力,如定植腸黏膜的能力、穿過(guò)上皮屏障的能力、與上皮內(nèi)巨噬細(xì)胞相互作用的能力,以及誘導(dǎo)感染的上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞合成促炎因子的能力等。3新生兒腸道菌群的組成假設(shè)微生態(tài)失衡是IBD發(fā)病機(jī)理中的一個(gè)關(guān)鍵因素,那么最令人疑惑的問(wèn)題是,微生態(tài)失衡的源頭在哪里?以往認(rèn)為腸道菌群是由個(gè)體遺傳背景決定的。IBD患者健康親屬的糞便中細(xì)菌成分發(fā)生改變提示遺傳因素在IBD的發(fā)展中具有舉足輕重的地位。然而,IBD患者近親中的成員也處于共同的生活環(huán)境,這些相同的遺傳背景以及腸道菌群組成的環(huán)境在IBD發(fā)病中占有多少比重尚不清楚。環(huán)境因素可以影響正常菌群的類(lèi)別,如:分娩方式、定植于母親腸道和陰道的細(xì)菌類(lèi)別、斷奶的時(shí)間和方式、局部環(huán)境改變等。對(duì)新生兒的研究顯示分娩后新生兒腸道定植菌快速增加,但是決定細(xì)菌組成的因素尚不清楚。另一個(gè)問(wèn)題是,IBD患者什么時(shí)候發(fā)生腸道微生態(tài)失衡呢?微生態(tài)失衡是IBD的繼發(fā)事件還是IBD的發(fā)病原因?有人認(rèn)為微生態(tài)失衡是IBD的繼發(fā)事件,宿主的免疫表型對(duì)腸道微生物的組成影響很大。以往的文獻(xiàn)認(rèn)為,人一