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潰瘍性結(jié)腸炎的研究進(jìn)展

潰瘍性結(jié)腸炎的研究進(jìn)展


文章發(fā)表于:《醫(yī)藥研究》

作者:丁棟、李佳妮、齊冉、陸源、楊勇(中國藥科大學(xué)藥物科學(xué)研究院)

本文由網(wǎng)友“絕世好男人”推薦(請勿轉(zhuǎn)載)


【摘要】

潰瘍性結(jié)腸炎是一種由免疫反應(yīng)介導(dǎo)的慢性易復(fù)發(fā)的炎癥腸病。最新研究表明多種基因異常導(dǎo)致T細(xì)胞對一系列腸道共生菌產(chǎn)生異常免疫反應(yīng),進(jìn)而損傷腸黏膜是其主要病因。多種環(huán)境因素能瞬時破壞黏膜屏障,與基因異常共同作用,擾亂免疫反應(yīng)或者腸道菌群,導(dǎo)致了潰瘍性結(jié)腸炎的異質(zhì)性。潰瘍性結(jié)腸炎的異質(zhì)性決定了其診斷的復(fù)雜性。目前的診斷主要依賴臨床評估,內(nèi)窺鏡檢測,組織學(xué)和生物學(xué)相結(jié)合的方法。治療藥物主要包括氨基水楊酸鹽,免疫抑制劑和生物學(xué)抗體等。本文總結(jié)了潰瘍性結(jié)腸炎的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展,為結(jié)腸炎預(yù)防、診斷、治療以及新藥研發(fā)提供了新的策略。


【關(guān)鍵詞】潰瘍性結(jié)腸炎;分類;發(fā)病機制;診斷;

潰瘍性結(jié)腸炎是兩種常見炎性腸疾病(IBD)中的一種。潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)生時,腸道免疫系統(tǒng)的平衡被破壞,并具有極高的復(fù)發(fā)可能。該病發(fā)病的高峰是在15~25歲,臨床上診斷主要通過內(nèi)窺鏡和組織學(xué)手段[1]。潰瘍性結(jié)腸炎是一種慢性炎癥疾病,特點表現(xiàn)為直腸與結(jié)腸中的連續(xù)黏膜潰瘍,起始于直腸,不同程度地擴(kuò)展,最長可以蔓延到盲腸[2]。其病因至今仍未確定,普遍認(rèn)為是受到了環(huán)境、遺傳和微生物等因素的影響,并且也有研究認(rèn)為其符合太陽耀斑的活動規(guī)律[3]。多重因素導(dǎo)致了近些年該病的高發(fā),2009年在美國大概有593000例潰瘍性結(jié)腸炎患者,而在歐洲,每10萬人中就有21~246人受到該病的影響。4%~9%的患者在確診的第一年就需要進(jìn)行結(jié)直腸切除手術(shù),而伴隨之的是1%的手術(shù)風(fēng)險[4]。潰瘍性結(jié)腸炎作為慢性疾病,不僅提高了直接的醫(yī)療成本,同時也嚴(yán)重影響了人們的生活質(zhì)量。

1 分類和流行病學(xué)

潰瘍性結(jié)腸炎可以根據(jù)疾病的范圍和嚴(yán)重程度進(jìn)行分類。使用最廣泛的分類方法是蒙特利爾疾病程度分類,它將潰瘍性結(jié)腸炎分為直腸炎(E1,限于直腸)、左位結(jié)腸炎(E2,包含遠(yuǎn)端結(jié)腸左曲)和廣泛結(jié)腸炎(E3,包含近端結(jié)腸左曲)[5]。Truelove-Witts標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)疾病的嚴(yán)重程度對潰瘍性結(jié)腸炎進(jìn)行分類的,它包含了糞便頻率、系統(tǒng)性癥狀/體征/毒性的出現(xiàn)和便血,根據(jù)這些因素來對疾病評級,這些標(biāo)準(zhǔn)同時也被美國胃腸病學(xué)會的指導(dǎo)方針?biāo)褂。梅奧評分主要使用于臨床研究中,包括醫(yī)生的總體評價,糞便頻率,直腸出血和內(nèi)窺鏡觀察得分。簡單的臨床結(jié)腸炎活動指數(shù)是從更復(fù)雜的Powell-Tuck指數(shù)發(fā)展而來,主要強調(diào)各指標(biāo)的頻率和出血[6]。

人們行為習(xí)慣的改變是導(dǎo)致結(jié)腸炎高發(fā)的罪魁禍?zhǔn),流行病學(xué)證據(jù)顯示,慢性炎癥疾病和寄生蟲的減少,抗生素的使用,接種疫苗以及食物水源、居住環(huán)境衛(wèi)生狀況存在著密切的聯(lián)系[7]。這些發(fā)現(xiàn)為微生物是人出生后免疫系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)這個衛(wèi)生假說提供了事實依據(jù)。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),微生物的缺失普遍存在于人受損的免疫馴化中,并且傾向于產(chǎn)生免疫介導(dǎo)的疾病。在臨床發(fā)現(xiàn)以及相關(guān)實驗研究的基礎(chǔ)上,科學(xué)家提出了結(jié)腸炎發(fā)病的一個模式:一個平衡的腸道菌群促使腸道幼稚的樹突狀細(xì)胞分化成耐受的樹突狀細(xì)胞,同時產(chǎn)生調(diào)節(jié)性T細(xì)胞以及免疫穩(wěn)態(tài)的建立。相反,如果幼稚的樹突狀細(xì)胞被暴露在更多樣化的微生物群,過敏源,病原體或外源性物質(zhì),那么它將分化成免疫原性的樹突狀細(xì)胞,導(dǎo)致效應(yīng)T細(xì)胞的產(chǎn)生以及之后的炎癥[8]。

2 發(fā)病機制

2.1遺傳學(xué)因素

通過基于單核苷酸多態(tài)性與候選基因通路的研究和基于轉(zhuǎn)基因以及基因敲除技術(shù)的老鼠實驗性結(jié)腸炎的研究,人們對于潰瘍性結(jié)腸炎遺傳學(xué)的認(rèn)識取得了長遠(yuǎn)進(jìn)步。在這兩個獨立的系統(tǒng)研究結(jié)論中獲得的重疊的結(jié)果,找到了幾種候選的基因,這些基因共同地調(diào)節(jié)幾個重要的生物功能,包括免疫調(diào)節(jié),黏膜屏障的完整,微生物的清除和內(nèi)穩(wěn)態(tài)。首先第一個基因是DLG5,具有2個單體,能夠編碼維持腸上皮完整性支架蛋白,與潰瘍性結(jié)腸炎的產(chǎn)生有著密切聯(lián)[9]。與肉堿/有機陽離子轉(zhuǎn)運體1(OCTN1)和肉堿/有機陽離子轉(zhuǎn)運體2(OCTN2)變異體一樣,DLG5中113位G到A的轉(zhuǎn)變是結(jié)腸炎發(fā)生的很重要原因。多藥耐藥性基因1(MDR1)編碼調(diào)節(jié)藥物運輸?shù)模校堑鞍?P-gp)170,該蛋白生物學(xué)功能是分子進(jìn)出細(xì)胞膜的一種翻轉(zhuǎn)酶。而在動物實驗中,敲除MDR1基因的小鼠容易產(chǎn)生結(jié)腸炎[10]。骨髓轉(zhuǎn)移實驗發(fā)現(xiàn)上皮細(xì)胞或者間葉細(xì)胞在MDR1基因介導(dǎo)的結(jié)腸炎發(fā)生機制起著主要作用。過氧化物酶體增殖物激活受體-γ(PPAR-γ)是一個核受體,它能夠抑制核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)的激活,在潰瘍性結(jié)腸炎患者體內(nèi)其表達(dá)是降低的。除了潛在的預(yù)防腸道炎癥的作用,使用PPAR-γ配體對于人潰瘍性結(jié)腸炎和小鼠實驗性結(jié)腸炎都具有有效的治療作用。其他一些研究發(fā)現(xiàn)NLRP3炎癥小體也參與了結(jié)腸炎的病程[11]。

2.2免疫反應(yīng)

潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病患者都具有激活的先天性免疫反應(yīng)(巨噬細(xì)胞,中性粒細(xì)胞)和獲得性免疫反應(yīng)(T細(xì)胞、B細(xì)胞),并且失去了對腸道共生菌的耐受。在正常宿主中,調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,B淋巴細(xì)胞,NK細(xì)胞和樹突細(xì)胞通過分泌轉(zhuǎn)化生長因子(TGF-β)、白細(xì)胞素-10(IL-10)、干擾素-α/β(IFN-α/β)和前列腺素J2來調(diào)節(jié)耐受?贵w中和反應(yīng)研究發(fā)現(xiàn)腫瘤壞死因子(TNF)和IL-12p40參與了克羅恩病發(fā)病而T細(xì)胞消融療法能有效治療潰瘍性結(jié)腸炎[12]。

在潰瘍性結(jié)腸炎中,板固有層巨噬細(xì)胞和樹突細(xì)胞在絕對數(shù)量上是增加的并具有活性表型,促炎細(xì)胞因子和趨化因子是增加的,同時黏附分子和共刺激分子的表達(dá)也是升高的。黏附分子如細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)等,對于單核細(xì)胞和多形核白細(xì)胞外滲到炎癥部位是必不可少的,另外其能夠介導(dǎo)趨化因子的產(chǎn)生來調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的遷移[13]。促炎因子首先由遷移的單核細(xì)胞和多形核白細(xì)胞產(chǎn)生,定居的巨噬細(xì)胞由于缺少細(xì)菌識別受體(比如TLR和CD14)不能對細(xì)菌做出反應(yīng)。這些模式識別受體選擇性地綁定到細(xì)菌的配體上,通過NF-κB啟動下游信號通路。激活的NF-κB刺激大量結(jié)腸炎癥相關(guān)分子的表達(dá),這些分子參與炎癥應(yīng)答,包括IL-1β、TNF、IL-6、IL-8和其他一些趨化因子,ICAM-1等黏附分子,以及CD40、CD80、CD86等共刺激因子[14]。選擇性地抑制這些細(xì)胞因子能減輕結(jié)腸炎癥。和先天性免疫不同的是,獲得性免疫在IBD不同形式中,機制是不一樣的。T細(xì)胞反應(yīng)在潰瘍性結(jié)腸炎中就比較難以描述,通常認(rèn)為該病包含一個TH2反應(yīng),在TH2反應(yīng)中IL-4、IL-5的濃度是增加的,但在潰瘍性結(jié)腸炎組織中,它們的濃度卻是多變的。Fuss和他的同事研究發(fā)現(xiàn),潰瘍性結(jié)腸炎具有一個自然殺傷(NK)細(xì)胞通過分泌IL-13介導(dǎo)的非典型的TH2反應(yīng)[15],這一發(fā)現(xiàn)就解釋了之前研究結(jié)論的差異,但在被接受之前還要進(jìn)行確認(rèn),如果是正確的,那么阻斷IL-13將為潰瘍性結(jié)腸炎的治療提供新思路。

2.3 環(huán)境誘因

在潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)病過程中,環(huán)境因素也起到非常重要的作用。這些因素包括吸煙,飲食,抗生素和非甾體類抗炎藥的使用,應(yīng)激和感染。這些因素如何引起結(jié)腸炎發(fā)生或者復(fù)發(fā)的機制還不清楚,廣的來講,這些因素主要是改變了黏膜屏障的完整性,免疫應(yīng)答或者腸腔內(nèi)的微環(huán)境,最終影響炎癥敏感性[16]。感染和非甾體類抗炎藥能暫時性啟動非特異性炎癥,破壞黏膜屏障并激活先天性免疫反應(yīng),這些事件在易感宿主體內(nèi)導(dǎo)致共生細(xì)菌抗原和佐劑的吸收增加,刺激持續(xù)性的T細(xì)胞介導(dǎo)的腸炎的產(chǎn)生。比如在IL-10-/-小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)慢性結(jié)腸炎,需要給小鼠口服非甾體類抗炎藥吡羅昔康2個星期[17]。雖然我們總認(rèn)為飲食和壓力會誘發(fā)結(jié)腸炎,但具體如何引起的卻不知道。食品添加劑鐵和鋁等具有配體活性,并且能刺激細(xì)菌毒性。而壓力能夠改變黏膜滲透率,黏膜血流量,上皮電解質(zhì)和水的分泌以及細(xì)胞因子和神經(jīng)肽的分泌。吸煙或許被認(rèn)為是結(jié)腸炎發(fā)病的最重要的環(huán)境因素,但是它對于潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病相反的作用確是難以解釋的。尼古丁、一氧化碳和低氧被認(rèn)為是吸煙對結(jié)腸炎作用的調(diào)節(jié)因素[18]。

2.4微生物影響

胃腸道是身體里最大的微生物群落聚集地,基因組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)大量的微生物基因能夠有效地影響宿主基因的表達(dá)[19]。早期的環(huán)境因素,包括分娩方式、牛奶、食物和衛(wèi)生狀況等都會影響兒童腸道菌群的形成。早期腸道菌群的分布對于免疫系統(tǒng)的發(fā)展成熟是至關(guān)重要的,目的是建立耐受和保護(hù)性免疫的共生關(guān)系。在潰瘍性結(jié)腸炎中,對于微生物抗原的高免疫反應(yīng)性是一直以來被公認(rèn)的。在臨床水平,結(jié)腸炎的復(fù)發(fā)基于術(shù)后黏膜暴露于腸道內(nèi)容物中,在微生物水平,不管是定性還是定量,異常的腸道微生物群都是存在的[20]。在潰瘍性結(jié)腸炎患者體內(nèi),擬桿菌和變形菌的數(shù)量是增加的,厚壁菌和菌類多樣性是減少的。對于病原相關(guān)分子模式(MAPMs)有缺陷的急性炎癥反應(yīng),會導(dǎo)致抗原物質(zhì)清除受損,觸發(fā)一個補償性的適應(yīng)性免疫反應(yīng),最終產(chǎn)生慢性炎癥。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激介導(dǎo)的未折疊蛋白反應(yīng)也會導(dǎo)致類似的事件發(fā)生,研究表明,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可能是通過候選基因XBP1的ORMDL3位點在結(jié)腸炎中發(fā)揮作用的[21]。一個很主要的疑問是結(jié)腸炎相關(guān)的這樣一種生態(tài)失調(diào)是主要現(xiàn)象還是次要現(xiàn)象,支持第一種觀點的證據(jù)表明微生物群受宿主的基因型影響[22]。支持第二種觀點的大量臨床和實驗數(shù)據(jù)顯示,感染、抗生素、藥物和食物可以誘導(dǎo)生態(tài)失調(diào)。即使是炎癥本身也能擾亂腸道微生物群,促進(jìn)優(yōu)生菌生長[23]。更根本的問題是是否生態(tài)失調(diào)單獨就能誘導(dǎo)結(jié)腸炎,或者結(jié)合環(huán)境因素以及免疫異常就能誘導(dǎo)結(jié)腸炎。分娩方式能夠嚴(yán)重影響腸道菌群,但并沒有從本質(zhì)上影響患結(jié)腸炎癥的風(fēng)險,這表明腸道菌群單獨的改變可能并不足以引起結(jié)腸炎。

3 診斷

炎性腸疾病的特點多樣性,給它的診斷帶來了一定挑戰(zhàn),對于它的檢查沒有黃金準(zhǔn)則,主要依賴于多學(xué)科聯(lián)合檢查,以臨床評估為基礎(chǔ),結(jié)合內(nèi)窺鏡、組織學(xué)、放射學(xué)以及生物化學(xué)檢測[24]。

潰瘍性結(jié)腸炎的臨床癥狀主要基于炎癥范圍,嚴(yán)重程度以及發(fā)病的位置。此外二重感染或者正接受的治療方式也會改變臨床表現(xiàn)。潰瘍性結(jié)腸炎最主要的癥狀就是便血,這一現(xiàn)象在95%的患者中都可見。直腸有緊迫下墜感以及偶爾的嚴(yán)重便秘說明是直腸炎,慢性腹瀉伴隨著夜間排便和腹絞痛代表是左位結(jié)腸炎或者廣泛結(jié)腸炎[25]。

回腸-結(jié)腸鏡檢作為結(jié)腸炎患者診斷方法已經(jīng)有很長時間了,典型的潰瘍性結(jié)腸炎具有一些特有的內(nèi)窺檢查的疾病特點,這些特點至少能夠在四分之三的病例中提高診斷率。典型的潰瘍性結(jié)腸炎從近端直腸到回盲瓣具有持續(xù)的彌漫的炎癥。潰瘍性結(jié)腸炎內(nèi)窺鏡檢查的發(fā)現(xiàn)包括顆粒度(砂紙狀的黏膜表面)、脆性(輕微觸摸易出血)、糜爛以及彌漫性炎癥背景下的表面小面積潰瘍[26]。這些特點極大地降低了醫(yī)生的誤診率。

組織學(xué)需提取至少2個樣本的分別5個腸道位點的檢測,這些位點分布于直腸和結(jié)腸,這是診斷和確定疾病子分類的必要的準(zhǔn)則。對潰瘍性結(jié)腸炎患者的組織學(xué)檢測可以發(fā)現(xiàn)一些明顯特點,比如潘式細(xì)胞在末端結(jié)腸化生,黏蛋白損耗多,嚴(yán)重的細(xì)胞浸潤,腸隱窩扭曲萎縮和表面侵蝕等[27]。

生物學(xué)標(biāo)志物在結(jié)腸炎癥中的作用包括支持做出診斷,預(yù)測患者的進(jìn)一步發(fā)展,測定疾病活動指數(shù)、風(fēng)險分級和對治療反應(yīng)的預(yù)期。C反應(yīng)蛋白是肝臟應(yīng)對各種炎癥狀態(tài)而產(chǎn)生的急性的血清標(biāo)志物,在潰瘍性結(jié)腸炎中,C反應(yīng)蛋白的范圍為5~200mgL-1,受疾病嚴(yán)重程度和范圍影響[28]。糞便中的蛋白質(zhì)和從黏膜泄露白細(xì)胞及相關(guān)產(chǎn)物都反映了嚴(yán)重的黏膜細(xì)胞浸潤。在結(jié)腸炎疾病中,銦標(biāo)記的白細(xì)胞、鈣網(wǎng)蛋白、乳鐵蛋白、中性粒細(xì)胞(PMN)-彈性酶、新蝶呤和S110A12蛋白已被用于排除功能障礙,評估腸道黏膜炎癥的存在、范圍和嚴(yán)重程度和監(jiān)測治療反應(yīng)[29]。

4 藥物治療

4.1輕度潰瘍性結(jié)腸炎

美沙拉嗪、柳氮磺胺吡啶和巴柳氮等氨基酸水楊酸鹽類藥物是目前治療輕度潰瘍性結(jié)腸炎的主要藥物。最近的研究發(fā)現(xiàn)局部和口服相結(jié)合使用氨基酸水楊酸比單獨的口服治療效果要好,并且局部使用氨基酸水楊酸對左位結(jié)腸炎具有重要的緩解作用[30]。

布地奈德能有效地緩解輕度潰瘍性結(jié)腸炎,并且它比全身性糖皮質(zhì)激素具有更小的副作用[31]。這個治療選擇或許可以用來限制皮質(zhì)類固醇在潰瘍性結(jié)腸炎患者中的使用,然而,它在潰瘍性結(jié)腸炎長期管理以及治療超過8周等情況中的作用還在進(jìn)一步研究。當(dāng)氨基酸水楊酸類藥物在患者體內(nèi)失效時,它也許可以成為很好的替代藥,并且避免了全身性糖皮質(zhì)激素的使用。

4.2 重度潰瘍性結(jié)腸炎

對于重度潰瘍性結(jié)腸炎,皮質(zhì)類固醇通常是必要的緩解癥狀的藥物,但不能用于維持治療,因此節(jié)制激素療法成為主要的治療手段。

硫唑嘌呤和6-巰基嘌呤能夠治療潰瘍性結(jié)腸炎已有研究表明[32],該研究發(fā)現(xiàn),盡管硫唑嘌呤在潰瘍性結(jié)腸炎隨機對照實驗中效果并不好,但有4個實驗對象是好于安慰劑組的。另一個隨機對照實驗同時使用硫唑嘌呤和美沙拉嗪,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在內(nèi)窺鏡檢測和臨床癥狀緩解方面,硫唑嘌呤都要優(yōu)于美沙拉嗪。雖然甲氨蝶呤口服給藥在潰瘍性結(jié)腸炎中并沒有取得很好的療效,但也促使了腸道外甲氨蝶呤給藥的研究。美國的MERIT-UC實驗和歐洲的METEOR實驗,兩個實驗都致力于評估甲氨蝶呤作為非激素療法對于潰瘍性結(jié)腸炎療效。

TNF抗體能夠綁定循環(huán)的TNF-α,并且阻止它綁定到細(xì)胞膜受體上。英利昔單抗是一個嵌合的IgG1單克隆抗體,是第一個用于治療IBD的生物制劑,通過減少手術(shù)的必要性改變了潰瘍性結(jié)腸炎治療的方式[33]。阿達(dá)木單抗是一個完整的免疫球蛋白G1(IgG1)人源抗體,同樣可以綁定到游離的TNF-α,作為美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)的治療結(jié)腸炎的藥物用于誘導(dǎo)和維持炎癥的緩解。UCSUCCESS實驗發(fā)現(xiàn)聯(lián)合使用免疫抑制劑(硫唑嘌呤)和生物制劑(英利昔單抗)對于結(jié)腸炎的效果要優(yōu)于它們中任何一個單用[34]。研究人員在對免疫抑制劑,皮質(zhì)類固醇和TNF抗體都耐受的潰瘍性結(jié)腸炎患者體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種淋巴細(xì)胞糖蛋白a4β7,它能夠阻斷腸道血管中淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)運。而維多珠抗體是一個人源化抗a4β7的抗體,實驗結(jié)果表明維多珠抗體能有效地緩解重度潰瘍性結(jié)腸炎[35]。

5 小結(jié)與展望

潰瘍性結(jié)腸炎是最常見的炎性腸疾病之一,是一種慢性炎癥,復(fù)發(fā)率高。對于潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)病機制的研究已經(jīng)取得了實質(zhì)性的進(jìn)展,潰瘍性結(jié)腸炎是一種異質(zhì)性疾病,異質(zhì)性表現(xiàn)在遺傳、表型、免疫、細(xì)菌和治療水平。而潰瘍性結(jié)腸炎對于各種治療方法可能存在的獨一無二的反應(yīng)也解釋了臨床上為何找不到一種通用的治療手段,同時也揭示了存在某種特定亞型能被治愈的可能。研究表明潰瘍性結(jié)腸炎的機制主要涉及遺傳、免疫、微生物和環(huán)境等因素,而當(dāng)下結(jié)腸炎癥患者增多很可能是由于未能減少非特異炎癥發(fā)生,這些特異性的炎癥又是由嚴(yán)重的自限性的感染或者非甾體類抗炎藥的使用導(dǎo)致的。潰瘍性結(jié)腸炎特點豐富的原因?qū)е铝似湓\斷方式的多樣性,目前主要使用臨床評估,內(nèi)窺鏡檢測,組織學(xué)和生物學(xué)相結(jié)合的方法對患者進(jìn)行確診。輕度潰瘍性結(jié)腸炎主要使用氨基水楊酸鹽類藥物治療,而重度潰瘍性結(jié)腸炎則需用到免疫抑制劑與生物學(xué)抗體等?傊,對潰瘍性結(jié)腸炎發(fā)病機制的還需進(jìn)一步研究,為腸炎病的預(yù)防治療提供新策略,為腸炎病的診斷治療提供新的方法仍是今后很長一段時間內(nèi)科研工作者們的努力方向。


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