中国胃肠外科杂志1999年第2卷第4期

顾晋祝学光

关键词：炎性肠病（IBD）细胞因子一氧化氮合酶（NOS)细胞凋亡

炎性肠病（inflammatory bowel disease, IBD）包括溃疡性结肠炎（ulcerative colitis,UC )和克隆病（Crohn's disease, CD)。由于病因发病学迄今尚未彻底明了，因此治疗效果尚待提高。近年来运用细胞生物学和分子生物学手段对其病因发病学机制进行了较多的研究，本文对其中比较集中和成熟的看法加以综合介绍。

一. 与IBD发病有关的因子

(一)细胞因子

细胞因子(cytokine)是一类由多种细胞产生的糖蛋白，在机体免疫系统的调控中发挥重要作用。表现在它可以诱发、增强、延长和终止炎症反应。研究表明，细胞因子在炎性肠病炎症形成过程中的主要变化是促炎症细胞因子和抗炎症细胞因子之间的平衡失调。其中促炎症细胞因子主要由白细胞介素（interleukin, IL)1、6、8和肿瘤坏死因子α(TNFα)等组成，抗炎因子多数由激活的T淋巴细胞和激活的巨噬细胞等分泌产生，主要有IL-1ra、sTNF-R、IL-4、IL-10等^［1，2］。

1. 促炎因子IL-1β是一种由单核吞噬细胞产生的促炎因子，是参与介导免疫调节和炎症反应的重要物质。目前了解到一种存在于革兰阴性杆菌糖脂外膜上叫做脂多糖(lipopolysaccharide, LPS）的物质，可刺激人单核细胞产生IL-1β。后者在 IL-1β转化酶(IL-1β converting enzyme,ICE）的作用下裂解为成熟、有活性的17kD IL-1β。Mc Alindon^［3］对存在于IBD患者肠黏膜细胞内IL-1β的变化进行的实验研究结果表明：正常对照组结肠黏膜吞噬细胞即使在LPS的刺激下也仅产生无活性的IL-1β前体，原因是这些细胞不能激活ICE。但是，在IBD患者则有不同，由于ICE被激活，导致释放成熟的IL-1β，引起炎性肠病的发生。

另有研究发现，IL-8在体内可以诱导多核中性粒细胞渗出，因此有作者将IL-8称为多核中性粒细胞的趋化剂及激活剂。Mahida^［4］注意到在溃疡性结肠炎的患者体内IL-8水平升高。因此推测IL-8有可能是通过对IL-1和TNF-α发挥调节作用，并诱导IBD患者肠道壁内的多核粒细胞浸润而促进炎性肠病的病变形成。

2. 抗炎因子IL-1ra是一种由肠上皮细胞产生的受体拮抗剂，可以竞争性地与IL-1受体结合。已有研究表明，IL-1β和IL-1ra在IBD发病过程中起重要作用。IL-10作为抗炎性细胞因子已经发现对IBD有治疗作用。

(二)诱导型一氧化氮合酶（inducdible nitric oxide synthase,NOS)

一氧化氮(NO)是最小的生物活性分子之一，由NOS从左旋精氨酸(L-arginine) 诱导而成。NOS的同功酶有两类，由钙依赖型NOS（cNOS）和诱导型NOS(iNOS)组成。最初在内皮细胞和神经细胞中表达。iNOS代表不同的细胞类型，包括吞噬细胞，正象某些细菌产物一样，由各种促炎症细胞因子所介导的高浓度NO对组织细胞有毒性和破坏作用。有资料表明，小肠和结肠的慢性炎症病变能够通过抑制NOS而得到缓解。Kimura^［5］对33例溃疡性结肠炎患者肠黏膜iNOS进行临床研究，在纤维结肠镜获取的炎性肠黏膜标本上进行以左旋精氨酸转变成瓜氨酸来表示iNOS的活性状态，发现iNOS的水平与患者肠道炎性病变成平行关系。iNOS的表达不仅发生在黏膜的固有层，而且在表皮亦有表达。还认为NO和过氧化氮能造成活动性溃疡性结肠炎及结肠黏膜细胞的不可逆损害。

(三)微卫星不稳定性

微卫星是一些简单的DNA重复序列，突变率相对较低,这些基因序列内的不稳定是整体基因组突变的标志,也是DNA修复缺陷的特征。微卫星不稳定性(micro-satellite instability,MSI)已经见于许多癌症患者,而在慢性炎性疾病患者中发现MSI可能是发展成癌的早期表现征象。 Cravo^［6］对26例病史在10年以上的UC患者进行临床研究,结果发现DNA修复缺陷与低叶酸状态有关,是造成UC的又一病因。他认为这种DNA缺乏与低叶酸状态，促使大范围基因突变,而且不能及时得到矫正,进而向恶性变方向转化。

(四)pANCA

在IBD患者体内存在抗结肠的自身免疫抗体，可直接作用于结肠黏膜上皮细胞引起一系列炎症反应。但这些抗体的确切作用机制还不清楚。由于到目前为止尚缺乏标准的免疫学测定方法,因此各家报道的这种自身抗结肠抗体的量化指标差异较大。Lee等^［7］以人类结肠癌细胞株作为抗原用ELISA方法对55例UC和94例CD患者血清中抗结肠抗体进行检测，结果发现在UC患者抗结肠抗体(36%)明显高于CD患者(13%)。也有报告在IBD患者体内,特别是UC患者血清中存在核周抗中性粒细胞胞浆自身抗体(perinuclear antineutrophil cytoplasmic autoantibodies,pANCA)。

(五)FasL，CD95L与 IBD发病的关系

炎性肠病的发病机制中,细胞程序性死亡 (programmed cell death)即细胞凋亡(apoptosis)的作用也被观察到，在诱导细胞凋亡的因素中,FasL起着重要作用。Fas是一种I型膜转运蛋白,48 kDa,属肿瘤坏死因子受体家族。Fas配体(Fas Ligand,FasL)是40 kDa Ⅱ型膜转运蛋白, Fas-FasL系统可以诱导细胞凋亡。Ueyama^［8］用分子生物学方法分析了IBD患者的FasL的表达,发现FasL mRNA在UC患者中呈高表达,但在CD患者中未见表达。其可能的作用机制是FasL在细胞毒性T淋巴细胞有高表达,可以诱导细胞的凋亡。

作为TNF家族的另一类Ⅱ型膜蛋白,CD95配体(CD95L)存在于正常和UC患者的肠上皮细胞内。Strater^［9］的研究结果表明:CD95L介导的结肠上皮细胞凋亡可能导致患者肠上皮屏障功能受到不同程度的损害,从而引起致病微生物的侵入导致发病。

二. 与IBD 病情活动有关的因素

(一)TNFα,TNFβ

Noguchi^［10］对170例活动性IBD患者黏膜活检标本中TNFα,TNFβ以及可溶性TNF的受体进行检测,结果发现在IBD患者肠黏膜中TNFα的分泌明显高于对照组,且TNFβ在CD患者中高于UC患者，黏膜TNFα的产生与炎性肠病严重程度相关。说明IBD 的发生与TNF及TNF抑制因子间的平衡失调有关。

(二)血栓素

近年报道可溶性血栓素(thrombomodulin,TM)是内皮细胞挫伤的重要标志，因此有些学者将血栓素的研究用于对IBD机制的探讨。TM是内皮细胞膜转运糖蛋白,与血栓结合起到重要的抗凝作用,导致加速C型蛋白的激活。激活后TM即降解，因此可溶性TM仅能在内皮细胞受到毒性或机械性损伤后出现。在体内TM激活的生物学片断代表可溶性血栓素，可在血浆、血清和尿中检测到。 Boehme^［11］对100份IBD患者血清样本进行了TM测定,结果表明血清TM水平仅在UC和败血症并发肠道感染性腹痛患者明显升高,他认为TM作为一种新的活动性UC的重要标志与局部血管内皮的损伤密切相关。

(三)NO检测

Rachmilewitz^［12］近来报道应用NO检测作为判断UC是否处于活动期的标志。通过一种NO电极来检测结肠黏膜内NO水平，17例UC中NO水平明显高于对照组。并将此结果与临床症状及经内镜观察结果相比较发现：NO水平升高的UC患者明显处于活动性病变期，与内镜及临床观察结果一致。因此认为，NO的检测可作为一种判断UC活动与否的鉴别方法。

三. 对IBD有治疗作用的因子

Rolger^［13］将肠黏膜内各种炎症介质的动态平衡描述为一个天平，抗炎症细胞因子与促炎症因子的平衡失调可以部分地解释IBD的发生机制，从而为细胞因子用于IBD的治疗提供了有力的生物学依据。Deuenter^［14］用IL-10对难治性的UC进行灌肠治疗，结果表明，IL-10灌肠后使外周血中单核细胞促炎症细胞因子的分泌水平下调，临床症状明显改善，为IBD防治开拓了新的途径。

四. UC与CD鉴别的生物学方法

UC与CD两者在病因和发病机制方面有许多共同点，大约有10%～20%的IBD患者从内镜检查及病理学分析仍难鉴别UC与CD^［15］。到目前为止尚缺乏一种能够区分两种疾病的特异性方法，现行的鉴别方法主要依据临床表现、实验室检查、内镜、组织学以及放射学等综合判断。

(一)CD44v6

Rosenberg^［16］应用免疫组化方法发现,在UC患者CD44v6表达明显增加,但在CD患者没有表达，因此认为CD44v6可以作为鉴别UC与CD的较为可靠的方法。

(二)pANCA

Quinton^［17］报道100例CD和UC患者pANCA的测定结果,发现pANCA在UC表达明显不同于CD。由于pANCA在UC患者中较易测到而CD患者中则含量较低,故近年来作为鉴别UC和CD的重要方法之一。

(三)TMs

抗原肌凝蛋白自身抗体(tropomyosins, TMs)是存在于所有真核细胞的一种细胞骨架微丝蛋白,至少有8种异构体,TMs能诱导产生与自身免疫有关的过敏反应。在IBD患者肠上皮细胞内及平滑肌内存在有hTM异构体(hTM1～5),有作者将人结肠切除标本作为抗原,用UC和CD患者肠黏膜产生的IgG抗体进行hTM异构体检测发现，TMs存在于UC患者肠上皮细胞及平滑肌内,hTM主要为hTM5和hTM1^［18］。