劉可心，吳星星，王卯，陳雪蓮，吳琪，吳靜

1南京中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院，南京 210046；2南京中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院倫理委員會，南京 210029；3南京大學醫(yī)學院附屬鼓樓醫(yī)院/南京大學中醫(yī)研究院/南京中醫(yī)藥大學鼓樓臨床醫(yī)學院，南京 210008

乳糜瀉(celiac disease，CD)又稱麥膠敏感性腸病、非熱帶性脂肪瀉，是一種免疫介導的胃腸疾病，由對麥膠產生的固有免疫及適應性免疫反應所致[1]。CD患者小腸黏膜的絨毛萎縮、扁平，導致小腸吸收不良[2]，去麥膠飲食(gluten-free diet，GFD)能使其癥狀得以緩解、小腸黏膜恢復正常及抗麥膠抗體(anti-gliadin antibody，AGA)消失，然而再次進食含有麥膠的食物又可迅速復發(fā)。因此，當CD患者進食含麥膠類食物時，在有高度遺傳易感基因人群的小腸中將引起炎癥反應。有研究發(fā)現，全球范圍內CD的發(fā)病率為1%[3]，在北美、北歐及澳大利亞，CD的發(fā)病率較高，拉丁美洲的發(fā)病率與歐洲相近[4]，CD遺傳易感基因頻率較低及麥膠消耗量較低的國家和地區(qū)(如日本、亞撒哈拉地區(qū)等)發(fā)病率則較低。由于CD的臨床表現各異，在未進行血清學篩查的情況下，一些CD病例可能未被發(fā)現[5]。在過去20年中，CD發(fā)病率顯著增高，一方面可能是由于使用了更敏感的診斷工具，另一方面是因為篩查率的提高使更多患有CD的高風險個體被檢出。盡管如此，目前仍有很多病例未被診斷[6]。提高對CD臨床表現的認識有助于臨床診斷，而深化對CD發(fā)病機制的認識則有助于進一步理解CD表現的多樣性。本文從CD的發(fā)病機制入手，以遺傳因素、環(huán)境因素為主，介紹CD在病理機制方面的最新研究進展，以期提高醫(yī)務工作者對CD的認識，推動CD的早期預防與診治。

1 CD的遺傳因素

目前公認CD是典型的多基因遺傳易感性疾病，主要組織相容性復合物(major histocompatibility complexes，MHC)與CD密切相關[7]。人類白細胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)-Ⅰ類基因及HLA-Ⅱ類基因位于MHC的第6對染色體上，這些基因編碼糖蛋白，與多肽類物質相結合，形成HLA-多肽復合物，被小腸黏膜中的特異性T細胞所識別。其中存在HLA-DQ2或HLA-DQ8基因型的個體具有CD遺傳易感傾向[8]。一項針對北歐人群的研究表明，95%的CD患者為HLA-DQ2基因型，其余則為HLA-DQ8基因型的攜帶者[3]。Ting等[9]的研究表明，在DQ2的多個同型異構體中，DQ2.5發(fā)生CD的風險最高。然而，也有小于1%的CD患者同時缺乏DQ2及DQ8基因[3]。因HLA的分型檢測有較高的陰性預測價值，若沒有HLA-DQ2/DQ8型基因，則可以排除可疑病例存在CD的可能性[3]。對于CD易感患者，麩質在體內不能徹底分解，其降解產物可與抗組織轉谷氨酰胺酶抗體(anti-tissue transglutaminase antibody，tTGA)形成復合物，被HLA-DQ2/HLADQ8呈遞給免疫細胞，產生抗tTGA及抗AGA抗體，進而引發(fā)一系列炎癥反應[10]。HLA-DQ8及CD4+T細胞在細胞毒性T細胞介導的腸上皮細胞(intestinal epithelial cells，IECs)溶解中起關鍵性作用[7]。另外，γ-干擾素(Interferon-γ，IFN-γ)及轉谷氨酰胺酶2(transglutaminase 2，TG2)對腸組織的破壞也起著重要作用，TG2在存在HLA-DQ2或HLADQ8分子的情況下，可增強抗麥膠T細胞反應，而HLA-DQ8可促進并放大IFN-γ下游通路[7]。同時，含有TG2的特異性B細胞可通過其表面抗TG2-Ig分子攝取麥膠-TG2復合物后，經由HLA-DQ分子將麥膠多肽呈遞給麥膠反應T細胞[11]。由此可以解釋為何上述抗體只在表現為HLA-DQ2/DQ8基因型且食用麥膠的個體中形成[11]。然而，TG2作為CD的自身抗原仍存在爭議。雖然體外細胞破裂或壞死將從細胞中釋放TG2，但是在疾病狀態(tài)下，TG2是否仍存在于細胞內尚不明確[12]。TG2在腸道中不具有活性，可能是由病毒信號激活INF-γ誘導其發(fā)揮作用。但是，對于TG2在病理生理環(huán)境中被激活的原因，仍有待進一步研究[11]。

2 CD的環(huán)境因素

2.1 麥膠 麥膠是目前公認的CD環(huán)境因素，CD的另一個名稱“麥膠敏感性腸病”(gluten sensitive enteropathy，GSE)即由此得名。麥膠是多種谷物(如小麥、大麥、黑麥等)中的主要蛋白質成分，可被管腔內及刷狀緣上的酶類分解成氨基酸及多肽[8]，其中麥醇溶蛋白是麥膠的醇溶部分且含有大量的有毒成分[13]，未消化的醇溶蛋白分子可能在腸道感染或腸道通透性增加時通過腸上皮屏障與固有層的抗原遞呈細胞(antigen presenting cell，APC)相互作用[13]。其中，麥膠的非免疫顯性肽段及免疫顯性肽段在CD的病理機制中均具有重要作用[14]。

2.1.1 非免疫顯性肽段 如α-麥醇溶蛋白31-43肽段(P31-43)，主要通過固有免疫反應引起上皮改變。P31-43肽段可通過上調MHC來激活分裂原活化蛋白(mitogen activated protein，MAP)激酶，不僅使腸道細胞形態(tài)以及肌動蛋白細胞骨架發(fā)生改變，還可誘導體內體外的肌動蛋白重組[15]。刺激角質細胞生長因子(keratinocyte growth factor，KGF)可誘發(fā)麥醇溶蛋白產生破壞性影響的條件，促使白細胞介素(interleukin，IL)-15的表達上調[5]，激活上皮內淋巴細胞(intraepithelial lymphocyte，IEL)表達活化NK-G2D受體[13]，從而對具有MHC-Ⅰ類分子的腸道細胞產生細胞毒作用，進而殺死腸道細胞。IL-15還可損傷CD的Treg細胞功能[16]。然而，由于麥膠中富含谷氨酸及脯氨酸，人體胃腸道內的轉谷氨酰胺酶及脯氨酸肽酶缺乏，導致麥膠不能完全消化而產生免疫原性肽。在固有免疫介導下，腸道細胞凋亡后向細胞內釋放組織轉谷氨酰胺酶(tissue transglutaminase，tTG)，使麥醇溶蛋白被部分脫酰胺[17-18]。脫酰胺的麥醇溶蛋白被DQ2+/DQ8+相關的APC識別，隨后被遞呈給輔助性T細胞[18]。同時，輔助性T細胞可觸發(fā)B細胞的活化與成熟[19]，產生針對tTG的IgM、IgG、IgA抗體，使其成為具有免疫源性的分子，從而影響適應性免疫反應。

2.1.2 免疫顯性肽段 免疫顯性肽段如33-mer肽段主要通過適應性免疫引起腸道固有層發(fā)生改變。在固有層中，CD4+T細胞可激活適應性免疫反應，麥膠不完全降解生成33-mer，刺激T細胞的反應。因肽段中富含谷氨酰胺，經tTG脫酰胺生成帶負電荷的谷氨酸，增加了與樹突狀細胞表面DQ2/DQ8的親和力，通過CD4+T細胞誘導適應性免疫反應，釋放大量促炎性細胞因子，如INF-γ、INF-α，增加腸道通透性，并協(xié)同細胞毒性T細胞引發(fā)腸病[20]。同時，33-mer肽段會促使B細胞的增殖分化，生成AGA、抗肌內膜抗體(EMA)及tTGA等抗體[21]。由于受損的腸細胞在其頂側可表達CD71轉運蛋白，導致分泌型IgA-麥醇溶蛋白復合物通過逆轉胞吞作用，增強麥膠從管腔向固有層的運輸[5]。最終，腸道固有層中的CD4+T細胞與麥醇溶蛋白之間的相互作用誘導其活化及增殖，并通過基質細胞產生促炎性細胞因子、金屬蛋白酶及KGF，誘發(fā)隱窩增生，并且在IECs死亡后繼發(fā)絨毛變鈍[5]。

雖然麥膠攝入會增加患CD風險這一觀點已被廣泛接受，但目前還沒有研究能完全解釋并非所有攜帶遺傳易感傾向HLA-DQ2/DQ8基因的個體在食用麥膠后均發(fā)生CD這一疑問[22]，尚需進一步研究證實。

2.2 腸道內環(huán)境

2.2.1 腸道黏膜屏障 腸上皮是由單細胞層組成，是腸道針對外部環(huán)境最重要的保護屏障。在生理狀態(tài)時，IECs在絕大多數情況下不會滲透麥膠或麥醇溶蛋白。但在病理狀態(tài)時，CD患者的腸道黏膜中腸上皮緊密連接的完整性被破壞，其細胞旁(上皮細胞間隙)通透性增加，這將會促使麥醇溶蛋白可以跨越腸道屏障，進而激活腸道內的免疫系統(tǒng)，加重腸上皮屏障功能障礙。同時，腸道通透性在CD的發(fā)展過程中也起著重要作用，且腸道通透性的增加可能發(fā)生于CD之前[23]。IECs以其完整的細胞間連接發(fā)揮屏障作用，在生理情況下，少量抗原碎片可以通過小腸防御屏障經兩種途徑被吸收[23-25]。在大多數(>90%)可被吸收的蛋白質中，一種途徑是經跨細胞膜途徑通過小腸黏膜屏障后被溶酶體降解，使蛋白質轉化為非免疫原性多肽[24]；另一種途徑是通過細胞間緊密連接的吸收，可誘導抗原耐受。若細胞間緊密連接系統(tǒng)的完整性受損，宿主對環(huán)境中抗原成分(如麥膠)的免疫應答就會持續(xù)進展[25]。因此，在CD的病理生理機制中，部分消化的麥醇溶蛋白片段與位于上皮頂側的趨化因子受體3相互作用，誘導髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88，MyD88)釋放連蛋白(zonulin)[5,22]，促使腸通透性增加，使腸道黏膜免疫功能受到破壞，導致非自身抗原通過細胞旁通道由管腔向固有層移位，進而與免疫系統(tǒng)相互作用[26]。麥醇溶蛋白肽也將觸發(fā)IL-15、KGF及IL-8的釋放，可在固有層中大量募集嗜中性粒細胞[5]。同時，致病菌、病毒及小麥中的非麥膠蛋白成分(如淀粉酶-胰蛋白酶抑制劑)，也可能誘導樹突狀細胞成熟及促進炎性細胞因子的產生，調節(jié)CD4+T細胞反應[27]。以上因素將導致腸道屏障功能破壞，微生物抗原及內毒素從管腔轉移至固有層，從而引發(fā)促炎的微環(huán)境[28]，造成腸道穩(wěn)態(tài)失衡，進而加重腸道損傷及炎癥反應。如果此過程持續(xù)進行，便會誘發(fā)機體內適應性免疫反應應答，加劇促炎因子的釋放，使細胞旁通路被激活，形成惡性循環(huán)，最終導致CD患者腸道內炎癥的持續(xù)進展[28]。

2.2.2 腸道微生物 腸道內環(huán)境中的微生物群越來越受到重視[29]。人體內富含多種微生物群，而細菌是最主要的微生物群，其數量遠遠超過人體細胞總量，微生物數量與人體細胞數量的比例是1.3:1[30]。有研究指出，腸道微生物群在某種程度上影響了CD的發(fā)病與進展[31]。Caminero等[32]的研究表明，腸道微生物群之間的不平衡也會影響CD的發(fā)病，其中主要的腸道內細菌可能在麥膠水解過程中發(fā)揮至關重要的作用。大多數研究強調，CD的腸道微生態(tài)失調主要表現為革蘭陰性桿菌及擬桿菌增加，雙歧桿菌及乳酸桿菌減少。由于腸道微生物群可能參與調節(jié)細胞因子環(huán)境，不利的微生物群會增強CD患者對麥醇溶蛋白的免疫反應，而應用益生菌則可能會減少促炎細胞因子的產生。因此，腸道菌群失調可能是CD發(fā)病機制中的另一個重要環(huán)境因素。雖然人體內的消化蛋白酶對麥膠蛋白的作用已為人所熟知，但是腸道微生物群在蛋白代謝中的作用卻常常被低估[32]。有報道指出，麥膠-微生物及宿主-微生物的相互作用會驅動麥膠介導的免疫反應的發(fā)生與變化[33]。在長期嚴格的GFD過程中，人體內的微生物群可能發(fā)生改變，而這一改變可能具有潛在的致病性，將促使胃腸道癥狀持續(xù)存在[34]。因而，對于伴有嚴重并發(fā)癥及難治性的CD患者，僅單一使用GFD治療效果并不理想[35]。雖然GFD對微生物群調節(jié)的研究數據有時存在矛盾[36]，但目前已有足夠的證據證實，將GFD與益生菌聯(lián)合應用可改變腸道微生物群的組成，進而緩解CD患者的胃腸道癥狀，同時其不僅能下調參與CD發(fā)病的細胞因子，還可改善腸道黏膜炎癥反應的嚴重程度。越來越多的證據支持腸道微生物群的組成及功能變化與包括CD在內的多種慢性炎癥性疾病可能相關[37]。Xu等[38]研究發(fā)現，使用雙向孟德爾隨機化方法有助于闡述腸道微生物與復雜疾病的關系。有研究通過全基因組相關性分析，發(fā)現了遺傳變異與腸道微生物的相關性[39]。但目前對腸道微生物的組成及其與CD的因果關系尚無定論。

2.3其他環(huán)境因素

2.3.1母乳喂養(yǎng)與維生素D攝入 在大多數研究中，母乳喂養(yǎng)被認為可能是保護嬰兒免于罹患CD的有利環(huán)境因素之一[40]。母乳中的麥膠特異性IgA抗體及免疫系統(tǒng)調節(jié)劑可誘導耐受，母乳喂養(yǎng)也可減少麥膠及牛奶的攝入，調整嬰兒的腸道微生態(tài)。然而，對于維生素D的應用則說法不一。近期有報道指出，有CD遺傳易感傾向的個體，補充維生素D可能會增加患CD的風險[41]，然而，M?rild等[42]的研究則發(fā)現，母親孕期或新生兒維生素D水平與兒童期罹患CD的風險無關。但因該研究的樣本量有限，且混雜了日照時間等因素，故維生素D是否作為獨立因素影響CD，目前尚無定論。

2.3.2高脂飲食與TCR-γδ CD腸上皮淋巴細胞中T細胞受體(T cell receptor，TCR)-γδ的比例增高[43]。斯堪的納維亞高脂飲食對CD具有平衡保護作用，有作者推測其可能是通過TCR尤其是TCRγδ識別脂質而作用的[44]。當人體攝取高脂飲食后，體內的TCR-γδ會對已消化的脂質做出反應。處于活動期的CD患者空腸上皮內淋巴細胞的TCR-γδ表達量增多，而TCR-γδ水平升高可能體現了其對CD患者的免疫保護作用[44]。但是TCR-γδ發(fā)揮作用的分子機制不清楚，尚待進一步研究。

2.3.3病原體感染 對于CD患者的反復胃腸道感染，有研究認為輪狀病毒感染可能是增加嬰兒罹患CD的風險之一[8]。研究發(fā)現，在接觸病原體特別是對胃腸道有影響的病原體(如呼腸孤病毒)后，可能通過抑制外周Treg細胞的轉化促進CD自身免疫反應的發(fā)生，但該研究發(fā)現，伯氏疏螺旋體感染與CD不存在因果關系[45]。

3 總結與展望

近年來CD越來越受到關注，國內外大量研究指出，CD的病理機制以麥膠為主要誘發(fā)因素，協(xié)調多種因素共同起作用，包括遺傳因素、腸道微生態(tài)、腸黏膜屏障、病原體感染、喂養(yǎng)方式等。假使相關環(huán)節(jié)出現異常，必然會促使腸道內出現炎癥級聯(lián)反應，進而加重疾病的嚴重程度。目前CD特定微生物群的特征尚未明確，并且針對各病理因素本身的致病性與各因素間的關聯(lián)研究還不充分。因此，未來需進一步深化對CD病理機制的認識，探討CD的一級預防措施，以實現針對CD的精準醫(yī)療。