方媛媛 綜述 魯厚清 審校

(銅陵市人民醫(yī)院重癥醫(yī)學科，安徽 銅陵 244000)

胰高血糖素樣肽-2與膿毒癥腸道的保護

方媛媛 綜述 魯厚清 審校

(銅陵市人民醫(yī)院重癥醫(yī)學科，安徽 銅陵 244000)

膿毒癥是指明確或可疑的感染引起的全身炎癥反應綜合征，腸道在膿毒癥的發(fā)生發(fā)展中地位非常重要。胰高血糖素樣肽-2是一種特異性胃腸道生長因子，通過降低腸道通透性、減少細菌移位來提高腸道的屏障功能，刺激腸黏膜隱窩細胞的增殖及抑制腸上皮凋亡來促進損傷腸上皮的恢復。GLP-2的上述特性，提示其對膿毒癥腸道具有一定的保護作用。

膿毒癥；胰高血糖素樣肽-2；腸道；保護

膿毒癥(sepsis)是指明確或可疑的感染引起的全身炎癥反應綜合征(systemic inflammatory response syndrome，SIRS)，可發(fā)展成為嚴重膿毒癥和膿毒癥休克。嚴重膿毒癥和膿毒性休克是重癥醫(yī)學面臨的重要臨床問題，隨著人口的老齡化、腫瘤發(fā)病率上升以及侵入性醫(yī)療手段的增加，膿毒癥的發(fā)病率在不斷上升，每年全球新增數(shù)百萬膿毒癥患者，其中超過1/4的患者死亡[1]。膿毒癥極易并發(fā)腸功能衰竭[2]，而腸道衰竭又會造成腸道微生物及毒素移位，啟動或加重SIRS，膿毒癥與腸道損傷互為因果，容易陷入惡性循環(huán)[3]。

胰高血糖素樣肽-2(glucagon-like peptide-2，GLP-2)是一種腸上皮特異性生長因子，通過各種生物學作用最終達到促進正常黏膜生長和病理黏膜修復的作用[4]，從而發(fā)揮腸道保護作用。本文針對GLP-2對膿毒癥的腸道保護做一概述。

1 膿毒癥與腸道損傷

腸道是人體內(nèi)最大的菌群庫，也是機體的潛在致病源，正常腸黏膜屏障的職責是阻止腸道內(nèi)有害物質(zhì)進入體循環(huán)。膿毒癥時機體釋放的大量炎性介質(zhì)損傷血管壁，改變?nèi)斫M織及器官血流，引起腸道的缺血/再灌注損傷，腸黏膜屏障遭受破壞，同時抑制T淋巴細胞的免疫功能，降低機體免疫力。此外，由于禁食及全胃腸外營養(yǎng)(total parenteral nutrition，TPN)使腸道谷氨酰胺(glutamine，Glu)合成減少，而Glu為胃腸道黏膜及免疫細胞提供能量，Glu缺乏影響腸黏膜細胞的自身修復作用，加重腸道屏障功能的損傷[5]。腸道屏障受損，通透性增加，腸道內(nèi)微生物、毒素以及各種代謝產(chǎn)物的移位，誘發(fā)或加重膿毒癥，甚至導致多器官功能障礙綜合征[5-6]，因此腸道被稱為膿毒癥、多器官功能衰竭(multiple organ dysfunction syndrome，MODS)的扳機。因此，如何防治腸功能障礙成為膿毒癥研究中的重要內(nèi)容。

2 GLP-2的腸道保護機制

GLP-2是一種具有腸道保護作用的腸源性多肽，在哺乳動物中，屬于胰高血糖素樣肽家族中一員，是由胰高血糖素原基因(preproglucagon gene，Gcg)編碼，經(jīng)轉(zhuǎn)錄、翻譯和加工，形成包含33個氨基酸的單鏈多肽。GLP-2主要由遠端回腸和結(jié)腸的L細胞合成和分泌，其分泌呈雙相性，包括由神經(jīng)內(nèi)分泌刺激引起的早期分泌高峰和營養(yǎng)物質(zhì)(糖、脂肪、膳食纖維)刺激引起的第二高峰[7]。GLP-2在循環(huán)中的濃度和對腸道的作用在禁食情況下會消失并隨著食物的攝入而恢復，外源性的GLP-2有明顯的修復腸道損傷作用[8]。GLP-2在體內(nèi)主要通過腎臟清除及二肽酰肽酶-Ⅳ(dipeptidyl-peptidase IV，DPP-IV)降解，DPP-IV可水解完整的GLP-2，即GLP-2(1-33)，生成無生物學活性的GLP-2(3-33)，故DPP-IV的活性及腎功能水平是影響GLP-2代謝的重要因素。GLP-2特異性作用于胰高血糖素樣肽-2受 體 (glucagon-like peptide-2 receptor，GLP-2R)，GLP-2R是G蛋白耦聯(lián)受體，主要在胃腸道中的腸道內(nèi)分泌細胞、腸神經(jīng)元細胞和上皮下成纖維細胞表達，少數(shù)表達于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，GLP-2R具有很高的特異性，只能與GLP-2結(jié)合，對Gcg表達的其他多肽沒有結(jié)合能力[9]，因此GLP-2被稱為腸道特異性生長因子[10]。

GLP-2作為一種腸道特異性生長因子，具有強大的修復腸上皮損傷的作用，并且強于其他非特異性腸上皮生長因子。大量研究證實GLP-2在胃腸道中發(fā)揮重要的生理作用，通過綜合GLP-2的研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)GLP-2對腸道的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 促進腸上皮的生長與修復 GLP-2通過IGF-1、PI3K/AKT通路刺激腸黏膜隱窩細胞的增殖，同時提高細胞周期蛋白A(cyclin A)、cyclin D1以及cyclin E的表達，發(fā)揮協(xié)同效應[11]，從而增加絨毛的高度、隱窩的深度，促進腸道生長和損傷后修復[12]。GLP-2具有抑制細胞凋亡的作用，可通過減少線粒體細胞色素C的釋放以及原癌基因Bax的表達來抑制線粒體途徑的細胞凋亡[11]還可通過抑制Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9酶活性而抑制細胞凋亡[8]。GLP-2可結(jié)合腸內(nèi)神經(jīng)元、腸內(nèi)分泌細胞和肌纖維母細胞的GLP-2R，產(chǎn)生5-羥色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)、血管活性腸肽(vasoactive intestinal polypeptide，VIP)和一氧化氮(nitric oxide，NO)等神經(jīng)遞質(zhì)，促進腸上皮細胞增殖和功能改善[13]。陳駿等[14]研究GLP-2促進腸切除大鼠術(shù)后殘余小腸黏膜的增殖情況及其與時間的相關(guān)性，實驗結(jié)果表明實驗組較對照組、對照組較空白組在腸絨毛高度、厚度、陷窩深度的數(shù)值均有明顯升高(P＜0.05)，且實驗組第14天較第7天時數(shù)值亦有明顯升高(P＜0.05)，提示GLP-2能有效改善小腸黏膜的增殖功能，且效能隨著使用時間的延長而增加。Kaji等[15]通過對TPN的大鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，外源性給予GLP-2可增加TPN大鼠的全小腸重量、絨毛高度及隱窩深度，且這些作用的強弱與GLP-2劑量大小相關(guān)。

2.2 增加腸道的屏障功能 腸道黏膜屏障由機械屏障(腸上皮細胞及其緊密連接)、生物屏障(腸道微生物)、化學屏障(消化液、消化酶及黏液)和免疫屏障(腸道相關(guān)淋巴組織及分泌性免疫球蛋白)組成[16]。GLP-2通過增加上皮細胞間的緊密連接和黏膜厚度、影響細胞間和跨細胞轉(zhuǎn)運途徑，來維持黏膜的完整性[17]。Walker等[18]研究發(fā)現(xiàn)GLP-2可通過增加與緊密連接蛋白相關(guān)的多種蛋白來增強腸道黏膜的完整性，如claudins 4、F11 receptor、occludin等。葛鵬磊等[19]研究顯示GLP-2可以通過與腸黏膜上GLP-2R結(jié)合并增加其表達量以減少腸道黏膜細胞凋亡，從而達到保護腸道屏障功能的作用。GLP-2是一種重要的抗炎生長因子，能降低炎性腸上皮和巨噬細胞黏膜反應，降低腸道屏障功能損傷的程度，減少細菌移位率[20]。Zhang等[21]證明，GLP-2提高腸道黏膜DNA和蛋白水平，顯著減少炎癥介質(zhì)(TNF-α和IL-6)，減輕大鼠腸缺血?再灌注損傷，提高其存活率?？追踩A等[20]研究結(jié)果顯示應用GLP-2能夠提高CD3+、CD4+、CD8+淋巴細胞和IgA λ鏈的表達，從而改善腸道免疫系統(tǒng)功能，促進腸黏膜屏障的保護或修復。

2.3 增加腸道血流量 腸道血流對于維持腸道功能十分重要，GLP-2可能通過調(diào)節(jié)一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)、VIP或5-HT來增加腸系膜血流供應，腸黏膜血液的增加有助于黏膜的損傷修復及營養(yǎng)物質(zhì)的吸收[22]。外源性給予GLP-2通過增加NO水平使全腸外營養(yǎng)新生仔豬的門靜脈血流量增加25%，Stephens等[22]認為，GLP-2引起的血流改變主要通過增加腸系膜上動脈的血流量來進行，進而對空腸、十二指腸、胰腺血流產(chǎn)生顯著影響。

2.4 促進營養(yǎng)物質(zhì)的攝取 GLP-2增加腸道上皮細胞刷狀緣膜中的葡萄糖轉(zhuǎn)運載體1和葡萄糖轉(zhuǎn)運載體2的表達，從而促進腸道對葡萄糖的攝入[23]，亦可增強消化酶，如麥芽糖-葡萄糖化酶、蔗糖-異麥芽糖酶及雙糖酶等表達發(fā)揮加強營養(yǎng)吸收的作用[24]。GLP-2通過誘導NO促進餐后脂肪吸收及乳糜微粒的形成[25]。吳云紅等[26]發(fā)現(xiàn)外源性GLP-2促進腸外營養(yǎng)下新生仔豬對葡萄糖、亮氨酸、賴氨酸和脯氨酸等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。GLP-2還可調(diào)節(jié)腸神經(jīng)系統(tǒng)(enteric nervous system，ENS)，減慢胃腸道的運動，從而達到增加營養(yǎng)物質(zhì)吸收的目的[27]。此外，GLP-2能夠增加干細胞的增殖、減少黏膜對離子和小分子物質(zhì)的通透性以及增加十二指腸碳酸氫鹽的分泌來促進營養(yǎng)物質(zhì)的吸收[28]。GLP-2通過刺激腸上皮生長、抑制其凋亡、增加腸道的屏障功能、增加腸黏膜血流量及促進營養(yǎng)物質(zhì)吸收等多方面作用發(fā)揮腸道保護功能。

3 GLP-2對腸道的保護應用前景

通過綜合GLP-2對腸道的保護機制及膿毒癥對腸道的損傷機制，得知GLP-2可能對膿毒癥的腸道起到一定的保護作用。張宗兵等[29-30]應用內(nèi)毒素腹腔注射制作膿毒癥大鼠模型，腸道黏膜組織電鏡檢查提示細胞及線粒體損傷，細胞間的緊密連接受到破壞，表明膿毒癥導致腸上皮屏障受到損害。同時檢測血漿D-乳酸水平反映腸黏膜上皮細胞通透性及腸屏障功能的損害程度，實驗證明膿毒癥組中D-乳酸水平較正常對照組顯著升高，說明膿毒癥大鼠腸黏膜通透性增加。應用GLP-2后，腸黏膜在分子生物學和形態(tài)學上均發(fā)生了顯著改變，表現(xiàn)為：緊密連接蛋白occludin表達明顯增加，減輕了線粒體及細胞間緊密連接的損傷，腸道細胞損傷程度明顯減輕，說明GLP-2對腸黏膜機械屏障具有一定的保護作用[4]。應用GLP-2治療后，D-乳酸含量治療組較內(nèi)毒素組明顯降低，說明GLP-2使腸黏膜通透性降低，細菌移位率下降，降低腸道屏障功能損傷的程度。

目前，GLP-2在多種胃腸道疾病上已經(jīng)體現(xiàn)了廣闊的應用前景，Nakame等[31]通過對大鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)外源性給予GLP-2能夠通過促進細胞增殖、抑制凋亡來增絨毛高度和隱窩深度，降低小腸黏膜炎癥因子的產(chǎn)生，減輕壞死性小腸炎的嚴重程度，并提高生存率。GLP-2治療短腸綜合征(SBS)和炎癥性腸病(IBD)的研究已進入臨床試驗階段。對于短腸綜合征患者，外源性給予GLP-2或GLP-2長效類似物(Teduglutide)，能夠明顯增加患者的體重和瘦體重，增加脂肪、碳水化合物的吸收，減少糞便濕重，增加腸黏膜絨毛高度和隱窩深度[32-33]。中度克羅恩病患者接受Teduglutide治療的臨床實驗顯示GLP-2能夠有效緩解癥狀，并且呈劑量依賴性[35]。在動物模型的研究中發(fā)現(xiàn)，GLP-2能夠減輕放化療等導致的腸黏膜損傷[36-37]。

4 結(jié) 語

GLP-2作為一種腸道特異性生長因子，有強大的促進損傷腸上皮恢復的作用。腸道既是膿毒癥及MODS的最易損傷的靶器官，也是膿毒癥及MODS的啟動器，兩者互為因果，因此保護腸道功能，減少細菌、毒素的移位是膿毒癥研究中的重要內(nèi)容。目前在動物模型中應用GLP-2減輕膿毒癥的腸損傷的效果已得到初步肯定，為膿毒癥引起的腸黏膜損傷和腸道炎癥反應的預防和保護提供了新的思路。

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Gut protection of glucagon like peptide-2 for sepsis.

FANG Yuan-yuan,LU Hou-qing.Department of Intensive Care Medicine,Tongling People's Hospital,Tongling 244000,Anhui,CHINA

Sepsis is a complex syndrome resulting from the innate host response to invasive infection,and intestinal tract plays important roles in the development of sepsis.Glucagon like peptide-2(GLP-2)is recognized as a specific hormone that influences multiple functions specifically in the gastrointestinal tract,which improves the epithelial barrier capacity through decreasing transcellular and paracellular permeability,as well as reducing bacterical translocation.GLP-2 are involved in the stimulation of crypt cell proliferation and the inhibition of apoptosis in the enterocyte. The properties of GLP-2 above indicate gut protection in sepsis.

Sepsis;Glucagon like peptide-2;Intestinal;Protection

R631

A

1003—6350（2017）03—0456—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.03.036

2016-04-27)

安徽省銅陵市衛(wèi)生科研項目(編號：[2014]09號)

魯厚清。E-mail：hou.qingl@163.com