董妮珊,鄭曙云
(南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科,南京 210012)
腸道不僅是消化和吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的器官,也是機(jī)體防御功能的一道重要屏障。許多研究表明腸道在全身炎癥反應(yīng)綜合征、膿毒癥、多器官功能不全綜合征的連續(xù)發(fā)生發(fā)展中起重要作用[1]。腸屏障功能障礙引起腸內(nèi)細(xì)菌、毒素移位入血,從而促進(jìn)腸源性感染的發(fā)生與發(fā)展,最終可能導(dǎo)致多系統(tǒng)器官功能衰竭[2]。因此,對(duì)腸道屏障功能的研究已成為當(dāng)今醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的一個(gè)重要課題,但目前臨床上仍無一種成熟的腸屏障功能檢測(cè)方法。本文就腸黏膜屏障功能檢測(cè)的主要常用指標(biāo)及其應(yīng)用進(jìn)行綜述。
脂肪酸結(jié)合蛋白(FABP)是一族同源性的小分子胞質(zhì)蛋白質(zhì),是長(zhǎng)鏈脂肪酸的載體,在脂肪酸代謝中起重要作用。迄今為止,已經(jīng)至少發(fā)現(xiàn)9種類型,以首次分離獲得并鑒定的組織命名,包括肝型(liver FABP,L-FABP)、小腸型(intestinal FABP,I-FABP)、心臟型(heart FABP,H-FABP)、脂肪細(xì)胞型(adipocyte FABP,A-FABP)、腦型(brain FABP,B-FABP)、腎型(kidney FABP,K-FABP)、骨骼肌型(skeletal FABP,S-FABP)、牛皮癬相關(guān)型(psoriasis FABP,PA-FABP)和表皮型(epidermal FABP,E-FABP)[3]。
I-FABP主要存在于腸道絨毛頂端成熟細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中,含量豐富,占細(xì)胞蛋白質(zhì)總量約2%,具有較好的器官特異性。正常情況下,周圍血中檢測(cè)不到I-FABP。但當(dāng)腸缺血時(shí),由于腸絨毛處血流為逆流交換機(jī)制,維持頂端的氧分壓明顯下降,從而導(dǎo)致腸絨毛頂端細(xì)胞壞死,其內(nèi)的I-FABP即經(jīng)門靜脈和乳糜管釋放入血[4],可在外周血及尿液中檢出。
常用的測(cè)定方法包括(1)放射免疫法:此法由Ockner在1974年最早報(bào)道,但測(cè)定過程較為繁瑣,價(jià)格昂貴,且存在放射性污染;(2)酶聯(lián)免疫測(cè)定法:簡(jiǎn)單快速,穩(wěn)定性及重復(fù)性較好,但費(fèi)用較高;(3)免疫比濁法:自動(dòng)化程度高,測(cè)定更為簡(jiǎn)便快捷,且成本較前兩種低廉,有可能成為臨床檢測(cè)I-FABP的常規(guī)方法。
Niewold等[5]通過建立豬腸系膜動(dòng)脈梗死實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型,發(fā)現(xiàn)小腸發(fā)生缺血15min后,血清中I-FABP即可明顯升高,此時(shí)腸損傷還處于可逆階段,提示I-FABP可成為小腸缺血性損害的早期診斷的一個(gè)有效標(biāo)志物,而且I-FABP濃度與腸組織黏膜損傷程度呈正相關(guān)。有臨床研究表明在腸缺血早期,人血清和尿液中I-FABP值即見增高,尿液中的濃度更高。切除缺血的腸段后,I-FABP值即恢復(fù)正常,對(duì)腸壞死、腸缺血的敏感性達(dá)到100%,較以往采用的肌酸激酶、乳酸脫氫酶、堿性磷酸酶等腸缺血的指標(biāo)敏感性高,可作為診斷早期腸黏膜損害和缺血的指標(biāo)[6]。van Haren等[7]通過對(duì)入住重癥加強(qiáng)護(hù)理病房的膿毒癥休克患者進(jìn)行尿液I-FABP水平的檢測(cè),證實(shí)I-FABP水平升高的同時(shí)腸上皮細(xì)胞數(shù)量急劇下降。國(guó)內(nèi)胡凱強(qiáng)等[8]通過對(duì)56例急腹癥患者研究表明,血清I-FABP水平與腸壞死、腸缺血的程度呈正相關(guān),腸壞死、腸缺血糾正后,血清I-FABP水平恢復(fù)正常,且單純腸道炎癥及開腹手術(shù)對(duì)血清I-FABP水平無影響,故I-FABP亦可應(yīng)用于術(shù)后腸黏膜損傷的評(píng)估。
瓜氨酸是一種非蛋白質(zhì)氨基酸,由腸上皮細(xì)胞通過谷氨酸-鳥氨酸途徑,從谷氨酰胺代謝而來。谷氨酰胺代謝瓜氨酸的主要線粒體酶為二氫吡咯-5-羧酸合成酶[9],該酶主要存在于小腸黏膜上皮細(xì)胞,故小腸黏膜上皮細(xì)胞是血瓜氨酸的最主要來源。另外,血瓜氨酸水平不受肝臟影響[10],沒有首過效應(yīng),所以血清瓜氨酸水平測(cè)定能夠較準(zhǔn)確地反映小腸黏膜上皮細(xì)胞的功能。
目前國(guó)內(nèi)一般采用高效液相色譜法,具有較高的敏感性和穩(wěn)定性。
Santarpia等[11]研究發(fā)現(xiàn),短腸綜合征患者血清瓜氨酸水平較健康志愿者顯著低下,血清瓜氨酸水平可用于評(píng)價(jià)短腸綜合征患者殘存吸收小腸長(zhǎng)度及腸功能衰竭的程度。Herbers等[12]研究證實(shí),大劑量化療后血清瓜氨酸濃度下降,下降程度與不同化療藥物的毒性相關(guān),是反映化療后小腸黏膜受損的指標(biāo)。克羅恩病患者炎癥活動(dòng)期血清瓜氨酸水平也嚴(yán)重下降[13]。另外,腸移植患者術(shù)前血清瓜氨酸水平較低,術(shù)后瓜氨酸水平升高,發(fā)生排斥反應(yīng)后,瓜氨酸水平迅速下降,腸移植患者術(shù)后血清瓜氨酸水平與排斥反應(yīng)嚴(yán)重程度相關(guān)[14]。國(guó)內(nèi)外諸多研究都表明,血清瓜氨酸可評(píng)價(jià)由于腸上皮細(xì)胞的損害和數(shù)量減少導(dǎo)致的腸黏膜屏障的破壞,是一個(gè)敏感且安全的指標(biāo)。
乳酸水平往往被認(rèn)為是容量復(fù)蘇和循環(huán)支持有效性的重要指標(biāo),存在L-乳酸和D-乳酸兩種同分異構(gòu)體(>90%為L(zhǎng)-乳酸),臨床測(cè)定的主要為L(zhǎng)-乳酸,是組織缺氧的敏感指標(biāo)。人體內(nèi)的D-乳酸主要是由胃腸道細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生,包括克雷伯菌、大腸桿菌、乳桿菌屬等。其他潛在途徑尚有從外界攝入,如腌菜等發(fā)酵食品或藥物等[15]。
哺乳動(dòng)物體內(nèi)缺乏D-乳酸脫氫酶,不能將其快速代謝。D-乳酸代謝由D-2-羥酸脫氫酶替代,該酶是一種線粒體酶,僅在極狹小的pH范圍內(nèi)具備活性,故速度緩慢。當(dāng)腸道發(fā)生急性缺血時(shí),局部細(xì)菌大量繁殖,發(fā)酵產(chǎn)生大量代謝終產(chǎn)物,破壞腸黏膜生物屏障,腸黏膜絨毛頂端上皮脫落,導(dǎo)致腸黏膜通透性增加。此時(shí),腸道中細(xì)菌產(chǎn)生的大量D-乳酸通過受損的腸黏膜經(jīng)循環(huán)進(jìn)入血液,使外周血D-乳酸水平升高,檢測(cè)血D-乳酸水平可及時(shí)反映腸黏膜損害程度和通透性變化。
目前均采用改良的酶學(xué)分光光度法檢測(cè),一般實(shí)驗(yàn)室均可完成。
(1)短腸綜合征。小腸短縮或建立旁路,導(dǎo)致碳水化合物消化吸收不良,被腸道細(xì)菌代謝生成D-乳酸,可產(chǎn)生嚴(yán)重的D-乳酸代謝性酸中毒[16]。(2)炎性腸病。有研究表明[17],腸道的高通透性參與了炎性腸病的發(fā)病。因此,作為反映腸道通透性的標(biāo)志物,D-乳酸可為炎性腸病的診斷與預(yù)后提供依據(jù)[18]。(3)腸道急性缺血。曾永梅等[19]通過對(duì)缺氧缺血新生大鼠的研究,證實(shí)血D-乳酸水平與腸道損傷程度呈正相關(guān)。陳少華等[20]研究表明,血清D-乳酸含量可作為新生兒胃腸功能障礙時(shí)早期診斷的一個(gè)敏感指標(biāo)。韋秋文等[21]研究發(fā)現(xiàn),新生兒危重癥胃腸功能障礙時(shí)血清D-乳酸水平明顯高于非危重組,血漿D-乳酸水平與危重癥危重程度、胃腸功能損害程度密切相關(guān)。
血漿內(nèi)毒素水平可在一定程度上反映腸通透性的改變。內(nèi)毒素是G-細(xì)菌細(xì)胞壁的脂多糖成分,在細(xì)菌死后細(xì)胞壁崩解時(shí)釋出,活菌亦可以發(fā)孢形式釋出內(nèi)毒素。正常情況下機(jī)體腸腔內(nèi)含有大量細(xì)菌和內(nèi)毒素,當(dāng)腸屏障功能障礙時(shí),內(nèi)毒素穿過腸黏膜,進(jìn)入血循環(huán),形成內(nèi)毒素血癥。研究顯示,在各種應(yīng)激狀態(tài)下,腸道缺血30~45min,伴有腸黏膜上皮的輕度損傷,即可引起內(nèi)毒素釋放入血。因此,檢測(cè)外周血中的內(nèi)毒素水平,成為評(píng)估腸屏障功能的重要手段。目前多采用改良鱟實(shí)驗(yàn)定量測(cè)定[22]。
細(xì)菌移位指原存于腸道內(nèi)的細(xì)菌通過腸黏膜侵入腸道以外的部位,如腸系膜淋巴結(jié)、肝、脾、血液以至全身的感染過程,是腸黏膜功能障礙的突出表現(xiàn)[1]。外周血中發(fā)現(xiàn)細(xì)菌可間接推斷腸黏膜屏障的破壞。檢測(cè)主要依靠組織細(xì)菌培養(yǎng)及細(xì)菌16S rRNA基因的檢測(cè)[23]。
乳果糖半徑0.5nm,只能經(jīng)細(xì)胞外絨毛末梢和緊密處的擠壓帶被動(dòng)吸收。進(jìn)入循環(huán)后不易代謝,而甘露醇半徑為0.4nm,可直接穿過腸黏膜上皮絨毛細(xì)胞間的緊密連接而被主動(dòng)吸收[24]。因此,如果乳果糖/甘露醇比值增加,則表示腸通透性增加,反映腸黏膜緊密連接部不完整,或絨毛末梢損壞,或有組織間隙水腫。
目前主要應(yīng)用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[25]測(cè)量,簡(jiǎn)單快速,靈敏可靠。
腸黏膜缺血缺氧在腸屏障功能障礙發(fā)生發(fā)展過程中起關(guān)鍵作用,因此,判斷腸黏膜有無缺血是評(píng)估腸屏障功能狀況的重要手段,腸黏膜內(nèi)pH(intramucosal pH,pHi)可較客觀地反映腸黏膜血液灌注和氧合情況。pHi值正常,表明腸黏膜氧合正常,若降低則說明腸黏膜缺血缺氧,腸屏障功能可能受到損害。目前測(cè)定的方法主要有鹽水張力計(jì)測(cè)定方法和連續(xù)氣態(tài)張力計(jì)測(cè)定方法,測(cè)量期間進(jìn)食或胃內(nèi)有殘余食物等因素可影響其準(zhǔn)確性,且過程較復(fù)雜,誤差較大。
綜上所述,腸道是防止致病菌侵入人體的重要屏障之一。在發(fā)生失血性休克、膿毒癥等時(shí),腸道是最易受損的器官之一。尤其對(duì)于老年患者[26],由于高齡、免疫力低,多種基礎(chǔ)疾病同時(shí)存在,以及腸道功能的自然退化,更加容易導(dǎo)致腸屏障的損傷。因?yàn)闆]有典型的臨床表現(xiàn),有些老年性腸病容易誤診、漏診,直接影響預(yù)后,因此早期判斷患者有無腸黏膜損傷、并進(jìn)行有效干預(yù)意義重大。目前,隨著對(duì)腸屏障功能障礙這一疾病的深入研究,我們能在臨床上有選擇性和針對(duì)性地進(jìn)行專項(xiàng)或綜合性檢測(cè)。同時(shí),新的檢測(cè)方法不斷涌現(xiàn),從而也帶動(dòng)了臨床治療策略的進(jìn)步,但大多仍處于基礎(chǔ)研究階段,需多項(xiàng)指標(biāo)結(jié)合以綜合判斷。故選擇更具敏感性和特異性、且安全經(jīng)濟(jì)的檢測(cè)方法是目前臨床研究的重點(diǎn)之一。如今,外周血I-FABP的檢測(cè)具有較高特異性、敏感性和可靠性,更具有臨床實(shí)用價(jià)值。
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