陽　毅，蒙　煒

1.四川大學(xué)華西臨床醫(yī)學(xué)院(成都　610041)；2.四川大學(xué)華西醫(yī)院 心臟大血管外科(成都　610041)

腸道屏障功能障礙：治療急性Stanford A型主動(dòng)脈夾層全身炎性反應(yīng)的新靶點(diǎn)*

陽毅1，蒙煒2△

1.四川大學(xué)華西臨床醫(yī)學(xué)院(成都610041)；2.四川大學(xué)華西醫(yī)院 心臟大血管外科(成都610041)

【摘要】目的探討急性Stanford A型主動(dòng)脈夾層(ATAAD)患者中是否存在腸道屏障功能障礙，并分析其損傷程度與炎癥水平之間的相關(guān)性。方法選取2013年8月至2014年8月于四川大學(xué)華西醫(yī)院就診的75例ATAAD患者及門診體檢中心的50例健康人的血清標(biāo)本進(jìn)行前瞻性分析。通過比色法測(cè)定血清中二胺氧化酶(DAO)、乳酸脫氫酶(LDH)的活性；利用酶聯(lián)免疫吸附法及免疫比濁法分別測(cè)定白細(xì)胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)及C反應(yīng)蛋白(CRP)的表達(dá)水平；通過Pearson分析DAO與TNF-α、IL-6和CRP之間的相關(guān)程度。結(jié)果ATAAD組DAO、LDH、IL-6、TNF-α及CRP的表達(dá)水平明顯高于對(duì)照組(P<0.05)。DAO的活性與IL-6(r=0.682，P<0.001)、TNF-α(r=0.696，P<0.001)及CRP(r=0.519，P<0.001)表達(dá)水平存在明顯正相關(guān)性。此外，DAO的活性與氧合指數(shù)(OI)存在負(fù)相關(guān)性(r=-0.397，P<0.001)。結(jié)論血清DAO活性升高可反映腸道屏障功能障礙，其可能是ATAAD患者合并全身性炎癥反應(yīng)的重要機(jī)制。

【關(guān)鍵詞】急性Stanford A型主動(dòng)脈夾層；腸道屏障功能障礙；二胺氧化酶；白細(xì)胞介素-6；C反應(yīng)蛋白；腫瘤壞死因子-α

急性主動(dòng)脈夾層是心臟外科死亡率極高的危急重癥[1-3]。報(bào)道[4]顯示，急性Stanford A型主動(dòng)脈夾層(acute type A aortic dissection,ATAAD)在急性起病后，未經(jīng)治療的情況下，死亡率在24 h內(nèi)可達(dá)35%，在48 h內(nèi)可高達(dá)68%。近年來的臨床和基礎(chǔ)研究[5-8]都揭示，炎癥反應(yīng)參與了主動(dòng)脈夾層的發(fā)病過程，也證明了血清中炎癥因子濃度的增加與患者不良預(yù)后之間的密切關(guān)系。盡管有大量證據(jù)[7,9-10]顯示，炎癥參與了急性主動(dòng)脈綜合征的發(fā)生，但目前并無文獻(xiàn)明確揭示主動(dòng)脈夾層引起全身性炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)的具體機(jī)制。

腸道上皮細(xì)胞的正常屏障功能在允許營養(yǎng)物質(zhì)和電解質(zhì)通過的同時(shí)，限制著腸腔細(xì)菌及致病因子如內(nèi)毒素等通過，腸道屏障功能障礙則可以導(dǎo)致過量的革蘭氏陰性菌易位進(jìn)入腸壁和微循環(huán)，進(jìn)而引起SIRS，導(dǎo)致成人呼吸窘迫綜合征、多器官功能衰竭甚至死亡[11-12]。二胺氧化酶(diamine oxidase,DAO)主要存在于腸道黏膜中，在腸黏膜損傷的早期階段，血清DAO活性即可升高。現(xiàn)有研究[13-14]證明，血清中DAO活性升高是腸道防御功能障礙的一個(gè)重要標(biāo)志。本團(tuán)隊(duì)之前的研究[8]顯示，在急性主動(dòng)脈夾層的動(dòng)物模型中，存在腸道通透性的增加并伴發(fā)內(nèi)毒素血癥；但在ATAAD患者中，腸道屏障功能障礙是否參與了炎癥反應(yīng)的進(jìn)程仍然未知。本研究旨在探索ATAAD患者體內(nèi)血清DAO活性的變化，并且分析其與ATAAD進(jìn)程中SIRS的關(guān)系。

1資料及方法

1.1臨床資料

本研究是一個(gè)單中心、前瞻性、觀察性的研究。選取2013年8月至2014年8月于四川大學(xué)華西醫(yī)院就診的ATAAD患者為研究對(duì)象，納入標(biāo)準(zhǔn)：所有診斷為ATAAD的急性期患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：存在腎功能不全、自身免疫性疾病病史、全身性炎癥性疾病病史、胃腸道疾病病史、肝腫瘤病史、肺或腎臟疾病病史的患者。最終納入本研究的患者共75例(ATAAD組)。所有患者根據(jù)典型的臨床癥狀、超聲心動(dòng)圖及夾層動(dòng)脈瘤增強(qiáng)CT診斷為Stanford A型主動(dòng)脈夾層。夾層的急性期被定義為從出現(xiàn)臨床癥狀開始14 d以內(nèi)[1]。同時(shí)，從門診體檢中心選取50例健康成人志愿者作為對(duì)照組。對(duì)照組納入標(biāo)準(zhǔn)：在門診體檢中心就診的所有成人。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并有腫瘤、自身免疫性疾病或炎癥性疾病、既往有慢性疾病致器官功能不全者。

1.2血清DAO活性和炎癥標(biāo)記物濃度的測(cè)定方法

在所有患者空腹?fàn)顟B(tài)下，采取靜脈血液標(biāo)本，在4 ℃、1 000 r/min，離心半徑12.3 cm情況下，離心15 min，取得血清標(biāo)本，并于-80 ℃存儲(chǔ)以待檢測(cè)。DAO活性用分光光度法測(cè)定(Sigma-Aldrich,Louis,Missouri)。血清白細(xì)胞介素-6(IL-6)及腫瘤壞死因子α(TNF-α)依照說明書使用酶聯(lián)免疫吸附法進(jìn)行測(cè)定(R&D Systems,Minneapolis,Minnesota)。血清C反應(yīng)蛋白(CRP)使用免疫比濁法進(jìn)行測(cè)定(Beck-man Assay 360; Beckman,Brea,California)。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2結(jié)果

2.1一般資料比較

ATAAD組患者病程為:1～2 d 6人，3～4 d 13人， 5～6 d 19人，7～8 d 15人，9～10 d 7人，11～12 d 10人，13～14 d 5人。除OI及血清乳酸脫氫酶(LDH)外，ATAAD組和對(duì)照組年齡、性別以及其他臨床變量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表1)。

表1　ATAAD組與對(duì)照組的基線資料比較

2.2血清DAO活性和炎癥標(biāo)記物濃度

在ATAAD組中，血清DAO活性相比對(duì)照組明顯升高(P<0.001)。在ATAAD組和對(duì)照組中，血清IL-6濃度比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。相比對(duì)照組，ATAAD組TNF-α濃度和CRP濃度均出現(xiàn)明顯升高(P<0.001)(表2，圖1)。

表2　ATAAD組與對(duì)照組血清DAO活性和炎癥標(biāo)記物濃度比較

2.3DAO活性與炎癥標(biāo)記物及OI的關(guān)系

在ATAAD患者中，DAO活性與多種炎癥標(biāo)記物濃度水平存在明顯正相關(guān)性，包括IL-6(r=0.668，P<0.001)、TNF-α(r=0.616，P<0.001)以及CRP(r=0.506，P<0.001)。此外，DAO活性與OI呈負(fù)相關(guān)性(r=-0.358，P=0.002)。而LDH活性與炎癥標(biāo)記物IL-6(r=-0.160，P=0.450)、TNF-α(r=0.110，P=0.720)及CRP(P=-0.090，P=0.480)則并未表現(xiàn)出明顯相關(guān)性(圖2)。

圖1ATAAD組與對(duì)照組DAO活性比較

圖2DAO活性與炎癥標(biāo)記物及OI的相關(guān)性

注：A. DAO與IL-6的相關(guān)性(r=0.668,P<0.001)；B.DAO與TNF-α的相關(guān)性(r=0.616,P<0.001);C.DAO與CRP的相關(guān)性(r=0.506,P<0.001);D.DAO與OI的相關(guān)性(r=-0.358,P=0.002)

3討論

本研究顯示，在ATAAD患者中，體內(nèi)血清DAO活性明顯升高。在急性主動(dòng)脈夾層患者中，反映腸道屏障功能障礙的DAO活性升高與包括IL-6、 TNF-α及CRP在內(nèi)的血清炎癥標(biāo)記物的濃度水平呈現(xiàn)明顯正相關(guān)性，同時(shí)，進(jìn)一步揭示了DAO活性和OI的關(guān)系。這一發(fā)現(xiàn)可表明，腸道屏障功能障礙在ATAAD患者SIRS和肺損傷的發(fā)展中，可能起著重要作用。IL-6、TNF-α以及CRP是常見的炎性細(xì)胞因子，它們?cè)谥鲃?dòng)脈夾層中的過度表達(dá)已經(jīng)多次被證明[5-8]。其中，CRP是在包括主動(dòng)脈夾層在內(nèi)的多種情況下的炎癥反應(yīng)中，都會(huì)升高的非特異性急性期蛋白。更重要的是，血清CRP的水平可能反映了撕裂的主動(dòng)脈壁炎癥反應(yīng)的劇烈程度，并且，CRP的水平與ATAAD患者的不良預(yù)后密切相關(guān)[6,15]。本研究結(jié)果表明，ATAAD患者中血清IL-6、 TNF-α及CRP水平明顯升高，炎性過程參與了ATAAD的疾病進(jìn)展。但是，在主動(dòng)脈夾層中炎性反應(yīng)的發(fā)病機(jī)理仍存在著未明之處。

通常認(rèn)為在主動(dòng)脈夾層發(fā)生后，主動(dòng)脈中膜暴露在血液中，從而引發(fā)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，并導(dǎo)致SIRS。然而，血清中炎癥標(biāo)記物的水平與發(fā)病后經(jīng)過的時(shí)間及假腔大小的動(dòng)態(tài)變化并未表現(xiàn)出很好的相關(guān)性[16]，這說明在ATAAD發(fā)病后，可能有其他機(jī)制參與了炎性反應(yīng)的發(fā)展。本研究觀察到，LDH和DAO的活性在ATAAD患者中都明顯增加。LDH和DAO活性的增加，通常認(rèn)為是與腸道上皮細(xì)胞及黏膜的損傷有關(guān)[13-14,17]。但是，LDH被證明是一種多種情況下組織損傷的標(biāo)記物，其活性增高的特異性很低，只有處于最佳臨界值的同工酶LDH-2的活性比總LDH活性能更精確地檢驗(yàn)?zāi)c道損傷[17]。與之相反，在人體內(nèi)，95%的DAO存在于小腸絨毛上[18]，僅有一小部分起源于胎盤、胸腺及腎臟[19]。由于本研究并沒有納入妊娠、有胸腺疾病和存在腎功能不全的患者，有理由相信，血清DAO活性水平是一個(gè)能夠反映研究對(duì)象腸道屏障功能損傷的可靠指標(biāo)。因此，在本研究中，DAO和炎癥標(biāo)記物水平之間的密切關(guān)系清楚地表明，腸道屏障功能損傷參與了ATAAD所導(dǎo)致的SIRS發(fā)生。

本團(tuán)隊(duì)在之前的ATAAD犬模型的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[8]中，觀察到明顯的腸道黏膜上皮損傷，并且揭示了其與內(nèi)毒素血癥以及隨后的炎性反應(yīng)的關(guān)系。在本研究中，進(jìn)一步確定了在人類患者中，腸道屏障損傷與ATAAD相關(guān)炎性反應(yīng)的聯(lián)系。更重要的是，確定了血清DAO水平與OI之間的相關(guān)性，這意味著腸道屏障功能損傷參與了急性主動(dòng)脈夾層病程中SIRS的形成以及終末器官的損傷過程。這些資料表明，腸道屏障功能的損傷程度與SIRS的嚴(yán)重性相關(guān)，并且患者腸道屏障功能損傷越重，其發(fā)生并發(fā)癥、器官衰竭以及夾層致命性的風(fēng)險(xiǎn)也越高。

本研究有許多局限不足之處。首先，由于缺乏單個(gè)夾層患者整個(gè)夾層進(jìn)展過程中，連續(xù)在不同時(shí)期采集的血液標(biāo)本，難以充分闡明腸道屏障功能的動(dòng)態(tài)變化情況，以及其在ATAAD中炎性反應(yīng)發(fā)展過程中的機(jī)械性作用。其次，盡管血清DAO水平上升被認(rèn)為是反映腸道上皮通透性增加的標(biāo)記物，仍沒有足夠的證據(jù)表明腸道黏膜完整性受到破壞(缺乏組織學(xué)檢查)和腸腔細(xì)菌的毒素向全身播散。最后，本研究是基于較小樣本的人血液標(biāo)本在體外分析來進(jìn)行的，因此，不能排除如藥物(他汀類、β受體阻滯劑等)與血清標(biāo)記物水平的相互作用等干擾因素，可能對(duì)結(jié)果造成影響。

綜上所述，本研究強(qiáng)調(diào)了腸道屏障功能障礙在ATAAD患者SIRS的形成過程中的重要作用，以及與終末器官損傷的相關(guān)性。保護(hù)正常的腸道屏障功能可能會(huì)是以后ATAAD治療的新靶點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]Hagan PG,Nienaber CA,Isselbacher EM,etal.The International Registry of Acute Aortic Dissection (IRAD):new insights into an old disease[J].JAMA,2000,283(7):897-903.

[2]Wheat MW JR,Palmer RF,Bartley TD,etal.Treatment of dissecting aneurysms of the aorta without surgery[J].J Thorac Cardiovasc Surg,1965,50:364-373.

[3]Qian H,Hu J,Du L,etal.Modified hypothermic circulatory arrest for emergent repair of acute aortic dissection type a:a single-center experience[J].J Cardiothorac Surg,2013,8(1):125-125.

[4]Bonser RS,Ranasinghe AM,Loubani M,etal.Evidence,lack of evidence,controversy,and debate in the provision and performance of the surgery of acute type A aortic dissection[J].J Am Coll Cardiol,2011,58(24):2455-2474.

[5]Wen D,Du X,Dong JZ,etal.Value of D-dimer and C reactive protein in predicting inhospital death in acute aortic dissection[J].Heart,2013,99(16):1192-1197.

[6]Wen D,Wu HY,Jiang XJ,etal.Role of plasma C-reactive protein and white blood cell count in predicting in-hospital clinical events of acute type a aortic dissection[J].Chin Med J (Engl),2011,124(17):2678-2682.

[7]Wen D,Zhou XL,Li JJ,etal.Plasma concentrations of interleukin-6,C-reactive protein,tumor necrosis factor-α and matrix metalloproteinase-9 in aortic dissection[J].Clin Chim Acta,2012,413(1-2):198-202.

[8]Li M,Luo N,Bai Z,etal.A canine model of multiple organ dysfunction following acute type-A aortic dissection[J].Surg Today,2012,42(9):876-883.

[9]Li Y,Hu J,Qian H,etal.Novel findings:Expression of angiotensin-converting enzyme and angiotensin-converting enzyme 2 in thoracic aortic dissection and aneurysm[J].J Renin Angiotensin Aldosterone Syst,2015,16(4):1130-1134.

[10] He R,Guo DC,Estrera AL,etal.Characterization of the inflammatory and apoptotic cells in the aortas of patients with ascending thoracic aortic aneurysms and dissections[J].J Thorac Cardiovasc Surg,2006,131(3):671-678.

[11] Shen L,Su L,Turner JR.Mechanisms and functional implications of intestinal barrier defects[J].Dig Dis,2009,27(4):443-449.

[12] Ammori BJ,Leeder PC,King RF,etal.Early increase in intestinal permeability in patients with severe acute pancreatitis:correlation with endotoxemia,organ failure,and mortality[J].J Gastrointest Surg,1999,3(3):252-262.

[13] Dang S,Shen Y,Yin K,etal.TREM-1 Promotes Pancreatitis-Associated Intestinal Barrier Dysfunction[J].Gastroenterol Res Pract,2012,2012:720865.

[14] García-Faroldi G,Sánchez-Jiménez F,Fajardo I.The polyamine and histamine metabolic interplay in cancer and chronic inflammation[J].Curr Opin Clin Nutr Metab Care,2009,12(1):59-65.

[15] Sakakura K,Kubo N,Ako J,etal.Peak C-reactive protein level predicts long-term outcomes in type B acute aortic dissection[J].Hypertension,2010,55(2):422-429.

[16] Kurabayashi M,Okishige K,Azegami K,etal.Reduction of the PaO2/FiO2ratio in acute aortic dissection - relationship between the extent of dissection and inflammation[J].Circ J,2010,74(10):2066-2073.

[17] Block T,Nilsson TK,Bj?rck M,etal.Diagnostic accuracy of plasma biomarkers for intestinal ischaemia[J].Scand J Clin Lab Invest,2008,68(3):242-248.

[18] He C,Yang S,Yu W,etal.Effects of continuous renal replacement therapy on intestinal mucosal barrier function during extracorporeal membrane oxygenation in a porcine model[J].J Cardiothorac Surg,2014,9(1):72.

[19] Karabulut KU,Narci H,Gul M,etal.Diamine oxidase in diagnosis of acute mesenteric schemia[J].Am J Emerg Med,2013,31(2):309-312.

Intestinal Barrier Dysfunction: A Novel Therapeutic Target for Inflammatory Response in Acute Stanford Type A Aortic Dissection

YangYi1,MengWei2△.

1.WestChinaSchoolofMedicine,SichuanUniversity,Chengdu610041,China; 2.DepartmentofCardiacandGreatVascularSurgery,WestChinaHospital,SichuanUniversity,Chengdu610041,China

【Abstract】ObjectiveTo investigate whether intestinal barrier dysfunction occurs in patients with acute Stanford type A aortic dissection (ATAAD), and to determine the potential relationship between its degree of injury and levels of inflammation.MethodsSerum samples from a total of 75 patients with ATAAD and 50 healthy volunteers were prospectively collected and analyzed. Colorimetric assay was used to measure the serum levels of diamine oxidase (DAO), lactate dehydrogenase(LDH), and enzyme linked immunosorbent assay(ELISA) and immuno-turbidimetric assay were used to measure interleukin-6, tumor necrosis factor-α(TNF-α) and C-reactive protein(CRP). Degree of correlation between DAO and TNF-α, IL-6 and CRP were analyzed via pearson. Results Serum levels of DAO, LDH, IL-6, TNF-α and CRP in patients with ATAAD were significantly higher than those in healthy controls(P<0.05). A significantly positive correlation between DAO activity and interleukin-6 (r=0.682，P<0.001), tumor necrosis factor-α (r=0.696, P<0.001), and C-reactive protein (r=0.519, P<0.001) was observed. Moreover, the activity of DAO correlated negatively with oxygenation index(OI) (r=-0.397, P<0.001). ConclusionIntestinal barrier dysfunction, reflected by an increased level of serum DAO, may play an important role in the development of systemic inflammatory responses in patients with ATAAD.

【Key words】Acute stanford type A aortic dissection; Intestinal barrier dysfunction; Diamine oxidase; Interleukin-6; C-reactive protein; Tumor necrosis factor-α

doi:10.3969/j.issn.1674-2257.2016.01.001

*基金項(xiàng)目：國家自然青年科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No:81300155)；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No:81370413)；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No:81170288)；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No:81470481)

通信作者：△蒙煒，E-mail：929831722@qq.com

【中圖分類號(hào)】R654.3

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1705.R.20160221.2021.036.html

·論著·