張秉欣 吳建濃 馮丹丹 蔣昭清

重癥患者腸屏障功能檢測指標(biāo)的研究進(jìn)展

張秉欣 吳建濃 馮丹丹 蔣昭清

重癥患者常出現(xiàn)急性胃腸功能損傷，導(dǎo)致腸屏障功能障礙，其與預(yù)后密切相關(guān)。因此，腸屏障功能的評價越來越受到重視，目前評價方法分體外和體內(nèi)法。體外方法通過腸組織活檢經(jīng)免疫組化和掃描電子顯微鏡觀察；體內(nèi)方法通過腸道滲透性試驗(yàn)以及生物標(biāo)志物評估腸上皮完整性，如腸道細(xì)菌代謝產(chǎn)物、腸道內(nèi)相關(guān)酶或蛋白質(zhì)、細(xì)菌標(biāo)志物如循環(huán)內(nèi)毒素等。本文就近年來腸屏障功能的主要檢測指標(biāo)及其研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

腸屏障重癥患者檢測指標(biāo)

腸屏障主要包括機(jī)械屏障、化學(xué)屏障、生物屏障及免疫屏障。目前與腸屏障功能障礙相關(guān)的機(jī)制主要有4種：腸上皮細(xì)胞完整性喪失；細(xì)胞間通透性增加；腸道黏液層分解；腸道黏膜免疫屏障破壞。前兩者對于維持腸屏障功能的完整性至關(guān)重要，前者與腸道損傷標(biāo)志物異常相關(guān)，后者導(dǎo)致腸道通透性增加。重癥患者腸屏障功能障礙可使大量腸道細(xì)菌或內(nèi)毒素入血，進(jìn)而可導(dǎo)致多器官功能障礙綜合征（MODS）。因此，在危重癥治療中，腸屏障功能的評價越來越受到重視。本文就腸屏障功能的主要檢測指標(biāo)及其研究進(jìn)展予以綜述。

1 D-乳酸

D-乳酸是腸內(nèi)細(xì)菌的代謝產(chǎn)物,當(dāng)機(jī)體嚴(yán)重創(chuàng)傷或感染后腸黏膜缺血缺氧致腸黏膜頂部上皮脫落，腸黏膜通透性增高，大量D-乳酸進(jìn)入血流，而哺乳動物不具有將其分解的酶系統(tǒng)，故血漿D-乳酸水平可顯著升高。國外動物實(shí)驗(yàn)表明D-乳酸可以作為腹腔高壓誘導(dǎo)的腸缺血的有用生化標(biāo)志物[1]。Shi等[2]也發(fā)現(xiàn)急性胃腸損傷所致腸道缺血患者血漿D-乳酸明顯高于其他無腸道缺血患者，血漿D-乳酸聯(lián)合其他檢測指標(biāo)可明顯提高急性腸道損傷的診斷。血漿D-乳酸的升高水平與腸道組織病理損傷程度一致，其在48h內(nèi)持續(xù)升高可預(yù)測預(yù)后或死亡[3-4]。由于只需采集外周血即可檢測，特異度和靈敏度均較高，目前血漿D-乳酸可作為臨床評價腸屏障功能的較為理想的指標(biāo)。

2 二胺氧化酶（DAO）

DAO是具有高度活性的細(xì)胞內(nèi)酶,與小腸黏膜內(nèi)的核酸和蛋白質(zhì)合成密切相關(guān)。其主要分布于哺乳動物小腸黏膜絨毛層。正常情況下，血漿DAO水平很低，急性胃腸損傷時，腸黏膜缺血缺氧，腸絨毛壞死，DAO可快速通過腸細(xì)胞間隙或淋巴管釋放入血，導(dǎo)致血漿DAO水平升高。Cai等[5]通過動物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)血清DAO水平與小腸缺血持續(xù)時間和小腸黏膜損傷程度呈正相關(guān)，是小腸損傷敏感的預(yù)測指標(biāo)，其靈敏度和特異度分別為94.34%和100.00%。崔艷麗等[6]通過觀察重癥急性胰腺炎（SAP）患者血清DAO水平的變化，認(rèn)為血清DAO水平可作為SAP腸黏膜損傷早期診斷的敏感指標(biāo)，SAP病情加重而DAO下降時,提示腸黏膜損傷加重。因此，DAO作為腸屏障損傷的標(biāo)志物，具有重要臨床應(yīng)用價值，但DAO臨床檢測需排除肝素輸入、溶血、惡性腫瘤、妊娠等因素。目前DAO在臨床重癥患者腸屏障功能檢測方面尚缺乏大樣本研究，對腸道損傷的嚴(yán)重程度還缺乏具體的標(biāo)準(zhǔn)。

3 內(nèi)毒素

內(nèi)毒素是革蘭陰性菌細(xì)胞壁的脂多糖（LPS）成分，并大量存在于人體腸道中，是全身炎癥反應(yīng)的重要觸發(fā)物質(zhì)，在人體外周血中不易檢測到。當(dāng)機(jī)體發(fā)生嚴(yán)重創(chuàng)傷、應(yīng)激反應(yīng)或發(fā)生胃腸道功能障礙時，腸道內(nèi)大量細(xì)菌入血，通過一系列途徑激活NF-κB，釋放TNF-α、IL-1等大量細(xì)胞因子和炎癥因子導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)綜合征。循環(huán)內(nèi)毒素增加了腸道通透性，長期或重復(fù)暴露于全身性內(nèi)毒素或相關(guān)細(xì)胞因子可損害胃腸道黏膜屏障的完整性。Bein[7]研究結(jié)果表明腸道Toll樣受體4可識別來自細(xì)菌壁的LPS，導(dǎo)致腸上皮細(xì)胞間通透性和上皮屏障損傷顯著增加繼而引起壞死性小腸結(jié)腸炎。但也有研究通過ROC曲線顯示血內(nèi)毒素用來預(yù)測胃腸道功能障礙的靈敏度較高，但其特異度僅為0.2，故用血內(nèi)毒素來預(yù)測胃腸道功能障礙的價值受到明顯的影響[8]。其原因在于內(nèi)毒素除來源于消化道外，其他部位的感染或有創(chuàng)操作引起表皮屏障破壞也會使內(nèi)毒素入血引起血漿內(nèi)毒素水平升高，因此目前血漿內(nèi)毒素對腸屏障功能障礙的治療指導(dǎo)意義有限。脂質(zhì)A是LPS的主要組成部分，其與核心寡糖連接組成疏水區(qū)域，是內(nèi)毒素核心抗體（EndoCAb）的主要結(jié)合區(qū)域。循環(huán)EndoCAb測定法主要通過檢測人體內(nèi)針對內(nèi)毒素的免疫球蛋白（IgG、IgM和I－gA）濃度從而間接反應(yīng)血漿內(nèi)毒素水平。但由于內(nèi)源性基礎(chǔ)EndoCAb水平受個體因素影響差異較大，因此通過EndoCAb水平反應(yīng)腸屏障功能損害的準(zhǔn)確性還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

4 腸脂肪酸結(jié)合蛋白（I-FABP）

I-FABP是在成熟腸細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的水溶性小蛋白（14～15 kDa），當(dāng)腸道細(xì)胞膜完整性喪失時其釋放到血液循環(huán)中，并快速被腎臟清除，因此可通過ELISA法測定I-FABP在血漿和尿中的含量。正常情況下，I-FABP在周圍血液中含量很低，基礎(chǔ)I-FABP水平反映正常的上皮周轉(zhuǎn)率，而在腸缺血、全身炎癥反應(yīng)綜合征和壞死性小腸結(jié)腸炎患者中發(fā)現(xiàn)I-FABP濃度上升明顯[9-10]。血漿I-FABP的峰值高度可反映與小腸缺血和再灌注持續(xù)時間相關(guān)的腸黏膜損傷的嚴(yán)重程度，＞355pg/ml被證明與危重病患者的28d病死率相關(guān)，＞1 300pg/ml可能提示小腸不可逆損傷[11-12]。人體外周循環(huán)中I-FABP的半衰期很短（11min），這使得血漿I-FABP水平可作為腸道損傷的實(shí)時監(jiān)測[13]。國外臨床研究表明I-FABP診斷腸缺血的敏感度和特異度分別為71.4%和94.6%[14]。而Shi[2]發(fā)現(xiàn)雖然血漿I-FABP可作為早期腸道損傷的標(biāo)志物，但其不能預(yù)測腸壞死。孔令尚等[15]發(fā)現(xiàn)腸屏障功能障礙的發(fā)生與24h尿I-FABP總量、血內(nèi)毒素水平密切相關(guān)，外科危重癥患者若出現(xiàn)消化道癥狀和體征，同時伴24h尿I-FABP總量＞17.12ng及血內(nèi)毒素水平＞8.0ng／ml提示可能發(fā)生腸屏障功能障礙。因此，監(jiān)測24h尿I-FABP水平有助于避免腸損傷的進(jìn)展和降低腸屏障功能障礙的發(fā)病率。

5 瓜氨酸

瓜氨酸（C6H13N3O3）是一種非蛋白質(zhì)氨基酸，主要由谷氨酰胺作為前體在哺乳動物成熟小腸細(xì)胞的線粒體中合成。西方國家健康成人的血漿瓜氨酸濃度在20～60μmol/L。瓜氨酸從腸細(xì)胞釋放進(jìn)入門靜脈循環(huán)，到達(dá)體循環(huán)后不通過肝臟代謝而主要在腎臟中轉(zhuǎn)化為精氨酸[16]。目前認(rèn)為瓜氨酸只受胃腸功能和腎功能影響。當(dāng)腸屏障功能障礙時，腸上皮缺氧壞死，瓜氨酸合成減少，進(jìn)入血漿的瓜氨酸濃度下降。Noordally等[17]對90例重癥患者分析發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)腸道功能障礙的患者血漿瓜氨酸濃度低于15μmol/L（P=0.014），血漿瓜氨酸水平低下與腸功能障礙相關(guān)性良好。Piton等[18]對67例ICU重癥患者進(jìn)行多變量分析發(fā)現(xiàn)24h血漿瓜氨酸濃度與血漿CRP濃度呈負(fù)相關(guān)，且血漿瓜氨酸濃度降低與不良預(yù)后相關(guān)，24h內(nèi)血漿瓜氨酸濃度≤10μmol/L，SOFA評分≥8為死亡的獨(dú)立危險因素。但近來Piton等[19]的相關(guān)研究表明血漿瓜氨酸不能反映重癥患者小腸吸收葡萄糖的功能，由于其在危重癥患者的體內(nèi)代謝復(fù)雜，目前危重癥患者的血漿瓜氨酸濃度還缺乏準(zhǔn)確性。

6 乳果糖/甘露糖（L/M）試驗(yàn)

L/M試驗(yàn)是功能性檢測腸屏障通透性的金標(biāo)準(zhǔn)。乳果糖是分子量為342的雙糖，正常情況下，口服后可經(jīng)腸黏膜細(xì)胞間的緊密連接（旁細(xì)胞途徑）吸收。甘露糖是分子量為182的單糖，口服后可經(jīng)腸黏膜細(xì)胞上的水溶性微孔（穿細(xì)胞途徑）吸收。這兩種糖在人體內(nèi)均不代謝，且兩者在體內(nèi)受胃腸運(yùn)動、細(xì)菌降解、腎功能的影響基本相同，因此尿L/M比值可反映腸屏障的通透性[9]。當(dāng)腸黏膜受損時，腸黏膜細(xì)胞間緊密連接蛋白破壞，乳果糖經(jīng)旁細(xì)胞途徑吸收增加，故尿排泄量增加，而甘露糖基本不變，因此尿L/M比值升高。有研究證明尿L/M指標(biāo)可作為腸道屏障功能評估的實(shí)用指標(biāo)，當(dāng)L/M＞0.178時，結(jié)合臨床癥狀可考慮患者出現(xiàn)腸屏障功能障礙[20]。此實(shí)驗(yàn)靈敏度和特異度均較高且無創(chuàng)傷，目前主要用于肝硬化、炎癥性腸病患者腸黏膜屏障通透性的檢測，也可用于評價不同治療方法對腸屏障功能的作用[21-22]。因L/ M試驗(yàn)需要口服乳果糖和甘露糖6h后檢測，因此耗時較長，且對禁食患者應(yīng)用受限，目前重癥患者應(yīng)用較少。

7 三葉因子家族（TTF）

TTF是一群由胃腸道黏液細(xì)胞分泌的具有三葉形結(jié)構(gòu)的小分子多肽（12～22kD）。目前哺乳動物體內(nèi)主要存在3種TTF，分別為TTF1、TTF2、TTF3，其中TTF1主要表達(dá)于胃，TTF2主要表達(dá)于胃和十二指腸，TTF3主要表達(dá)于小腸和結(jié)腸內(nèi)的杯狀細(xì)胞，其可通過多種途徑參與胃腸道黏膜的再生和修護(hù)[23]。TTF3可與黏蛋白相互作用增強(qiáng)腸屏障功能，以減少腸上皮的細(xì)胞旁通透性。另外，當(dāng)腸道功能損傷時TFF3表達(dá)明顯增加，通過抑制血小板活化因子誘導(dǎo)的Claudin-1和ZO-1的下調(diào)增強(qiáng)腸屏障功能[24]。因此，TTF可作為腸道功能損傷的評價指標(biāo)。

8 緊密連接蛋白

腸道上皮屏障的完整性可通過腸上皮結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué)及緊密連接評估。目前電子顯微鏡常用于檢測腸道上皮屏障超微結(jié)構(gòu)變化，蛋白印跡法或?qū)崟r熒光定量核酸擴(kuò)增（qPCR）技術(shù)多用于腸道組織標(biāo)本緊密連接的表達(dá)分析。緊密連接是腸黏膜上皮細(xì)胞之間的主要連接方式，對于維持腸上皮細(xì)胞屏障的完整性具有重要意義，其包含超過50種類型的蛋白復(fù)合體（Claudin、Occludin、Zonulin、連接黏附分子等），其中Claudin家族是構(gòu)成緊密連接的主要骨架蛋白。緊密連接是炎癥性腸病的上皮屏障功能的關(guān)鍵參與者，在克羅恩病患者中發(fā)現(xiàn)腸道Claudin-2表達(dá)增加，而Claudin-3、5、8表達(dá)下降，潰瘍性結(jié)腸炎也檢測到類似結(jié)果，其中Claudin-2主要表達(dá)于小腸，其組成的通道可選擇性通過鈉、鉀等陽離子和水分子，滲漏機(jī)制對腸屏障的通透性具有重要調(diào)節(jié)作用[25-26]。Xing等[27]發(fā)現(xiàn)注射參附可減少膿毒癥大鼠緊密連接蛋白Claudin-3及Zonula、Occludens、Protein-1的破壞從而改善腸上皮損傷。最近研究表明腸內(nèi)緊密連接的非侵入性分析可能有助于早期檢測腸損傷。Thuijls等[28]通過動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)尿液Claudin-3水平在組織學(xué)證明腸道緊密連接缺失的出血性休克大鼠中較假手術(shù)組明顯升高，尿液Claudin-3被認(rèn)為可用作腸內(nèi)緊密連接蛋白缺失的非侵入性標(biāo)志物。因此，緊密連接蛋白對于重癥患者腸屏障功能障礙的早期診斷和治療提供了新的機(jī)會。

9 其他指標(biāo)

9.1 谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶（GST）GST參與細(xì)胞保護(hù)，抗氧化和解毒等一系列作用。GST家族有4個亞組，Αgst/ μGST、πGST和θGST，其中μGST、πGST和θGST存在于各種器官的細(xì)胞中，αGST主要存在于肝、腎和腸中，已被提議作為腸上皮細(xì)胞損傷的潛在標(biāo)記[29]。

9.2 糞便丁酸鹽丁酸鹽的產(chǎn)生依賴于益生元和其他飲食因素以及腸道微生物群的組成和活性，已有研究顯示丁酸鹽可修飾腸上皮緊密連接蛋白的表達(dá)，有利于腸屏障保護(hù)[30]。因此，糞便丁酸鹽缺乏可以作為腸屏障受損的間接指標(biāo)[31]。

9.3 α-溶血素細(xì)菌來源的α-溶血素是促炎毒素，其可以損害腸屏障。增加腸中的α-溶血素濃度將增強(qiáng)腸道通透性[32]，最近研究發(fā)現(xiàn)從炎癥性腸病（IBD）患者分離的大腸桿菌的溶血菌株可產(chǎn)生α-溶血素破壞腸道緊密連接蛋白，導(dǎo)致腸屏障功能障礙[33]。

目前腸屏障功能評價指標(biāo)很多，但大多仍處于臨床研究階段，尚無診斷腸屏障損傷的具體標(biāo)準(zhǔn)，且重癥患者常合并多種器官衰竭，使得很多評估指標(biāo)應(yīng)用受限。因此，對上述提到的指標(biāo)尚需通過更多的患者來驗(yàn)證其臨床效能。

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2017-05-18）

（本文編輯：馬雯娜）

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