肠道免疫因素在炎症性肠病中的研究进展及治疗策略

潘广涛 陈爱莹

1盐城市中医院 南京中医药大学附属盐城中医院，盐城 224000；2高邮市中医医院脾胃病科，高邮 225600

炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）是溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）和克罗恩病（Crohn disease，CD）的统称，它是一类由多种病因引起的肠道免疫功能异常的慢性、复发性肠道炎性疾病。早在16世纪和18世纪，UC和CD就被分别首次报道［1］。随着分子生物学及免疫学的不断进步，IBD发病机制的研究也由宏观进入微观，由整体到细胞、分子。研究证实，IBD的发病与肠内营养、肥胖、肠道菌群失衡、肠道缺氧，免疫因子紊乱以及昼夜节律等与机体免疫功能异常的因素密切相关［1］。故本文通过对上述要点的概括和总结，旨在为IBD的诊断及治疗靶点的选择提供思路和方向。

肠道营养

传统观念认为，与肠道营养相关的饮食、吸烟、卫生条件、生活方式等均是IBD发病的相关因素。近年来，全球IBD的发病率持续增高，现已成为我国消化系统的常见疾病。而目前有关维生素D（VitD）、锌和肥胖因素在IBD中的发病机制探讨较为热门。

1.VitD

大量流行病学和实验研究表明，VitD缺乏与IBD发病密切相关。首先，有临床研究提示，IBD成人患者的血清VitD和骨矿物质密度均低于健康对照组［2］；实验证实VitD可通过以下途径抑制炎症进展：①调控肠道细胞自噬［3］，②改善肠道局部氧化应激［4］，③降低白细胞激活及分化［5］，④促进肠上皮细胞紧密连接蛋白表达，改善黏膜屏障的通透性和组织完整性［6］等。其次，已有研究证实，VitD可通过提高保护性的固有免疫反应［7］和调控适应性免疫反应［8］影响肠道免疫功能。Cantorna等［9］在IBD动物模型中发现VitD缺乏小鼠造模后迅速出现便血、体质量下降等结肠炎症状，而补充VitD后可改善上述症状，且在VitD充足的对照组中，敲基因小鼠并未出现结肠炎表现，提示VitD与IBD发病密切相关。在CD缓解期患者的对照研究中［10］，VitD治疗组中CD复发率低。另一项VitD缺乏UC患者的前瞻性随机对照试验［11］显示，补充VitD可减少疾病活动度，改善生活质量。因此，补充VitD对于改善IBD患者预后具有积极意义。

2.锌

锌在组织再生、伤口修复以及免疫应答中具有积极作用，而IBD锌缺乏患者较为常见。前瞻性回归研究指出，与锌正常的IBD患者相比，锌缺乏患者相关手术率、住院率及并发症发生率都随之增加，锌水平正常后，患者预后有所改善［12］。血清标志物锌指蛋白A20在调控机体免疫和炎症反应中发挥关键作用。肠道微生物通过调控泛素化体系而参与IBD的发病［13］，而A20正是一种重要的泛素调节酶，其表达异常可能与IBD进展密切相关。有研究发现，A20在肠上皮细胞中对脂多糖（LPS）可以建立耐受［12］。所以，在IBD患者治疗过程中密切监测血清锌水平有重要意义。

3.肥胖

全球IBD患病率和发病率与肥胖同呈流行与上升趋势，肥胖可能成为IBD发病的相关因素。一项人群基础研究提示，IBD人群中的肥胖率（18%）与普通人群（23%）具有可比性［14］。然而，目前可用的IBD人群中肥胖发病流行病学数据主要来自横断面研究，限制了IBD与肥胖的因果关系推断。但临床指导IBD患者适当控制体质量、合理饮食与锻炼或对于控制IBD进展具有积极意义。

肠道微环境

近年来，肠道菌群研究较为热门，肠道菌群对维持肠道黏膜功能及免疫功能发挥的作用重大。肠道内正常菌群失调可通过一定的机制导致肠道微局部环境破坏，肠黏膜通透性增加，从而诱发IBD。IBD发病与失调的肠道菌群联系密切。有研究证实：IBD患者肠道菌群数量和比例发生变化，IBD患者肠道菌群多样性较常人水平低，其中优势菌数量降低、致病菌数量升高［15］；对失去正常免疫功能的无菌状态下的IBD模型并不会出现肠道的炎症反应［16］；而当肠道回归到细菌的动态平衡时，则会出现明显的肠道炎症反应［10］。故临床中合理使用抗生素、粪菌移植等手段，调节肠道菌群，恢复宿主与肠道微生物之间的稳态，对于控制IBD进展具有积极意义。

1.幽门螺杆菌（Helicobacter pylori，Hp）

流行病统计数据显示，Hp感染与经济发展及环境密切相关，而IBD则多见于发达国家，提示IBD与Hp感染间可能存在负相关性。早在1994年就有研究报道，IBD患者Hp免疫球蛋白G（IgG）抗体阳性率显著低于健康人群［17］。Hp可以通过诱导免疫耐受、降低炎症反应等对IBD的发生起保护作用。在临床上，若IBD患者合并Hp感染，需权衡IBD病情的轻重程度和Hp感染可能导致或已经导致的不良后果。且有文献指出IBD发病急性期，可在治疗IBD的基础上暂不根除Hp［17］。其具体治疗手段仍待临床进一步发现与探索。

2.难辨梭状芽孢杆菌/艰难梭菌（C.diff）

国外研究显示，IBD尤其UC是C.diff感染的独立危险因素［18］。IBD患者是C.diff的易感人群，IBD患者中C.diff感染的发病率较非IBD患者高且呈上升趋势。浙江大学医学院附属邵逸夫医院在一年内住院治疗的IBD患者中发现，C.diff的感染率为13.9%，与欧美国家的发病率不相上下［19］。从此，国内对于C.diff的重视程度逐渐增加，对于IBD合并C.diff感染者在使用免疫抑制剂时需权衡利弊，指南提出应用糖皮质激素和免疫抑制剂的IBD患者在病情反复及效果不佳时应行C.diff检查［20］。

3.普氏粪杆菌/普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）

研究表明，普拉梭菌数量减少是IBD患者肠道菌群紊乱的重要特征之一［21-23］。肠道菌群紊乱特别是普拉梭菌减少后又可引起其肠内主要相关代谢产物短链脂肪酸（主要为丁酸盐）的减少及胆汁酸代谢的异常［24-26］。研究证明，肠道普拉梭菌是产生丁酸的关键细菌，也是影响胆汁酸代谢的主要细菌之一［27-28］。动物实验发现，给实验大鼠服用益生菌可改变厚壁菌门和拟杆菌的比例，且有利于胆汁酸的合成及粪便排出，补充益生菌有利于改善肠腔胆汁酸代谢紊乱［29］。以上证据均说明，普拉梭菌的减少及胆汁酸代谢紊乱与IBD的致病过程密切相关。

肠道供氧

在IBD中，巨噬细胞和树突状细胞等常驻免疫细胞被激活，从而产生促炎性细胞因子和趋化因子，诱导T细胞分化并将炎症细胞从血液聚集至肠道黏膜，炎症状态的肠上皮细胞和浸润的免疫细胞会消耗大量的氧气［30］，同时，炎症组织中微血栓的形成可能会导致血流供氧减少［31］。耗氧量的增加以及供氧量的减少使得肠道炎症黏膜缺氧。研究表明，在IBD患者的结肠组织中检测到低氧诱导转录因子的水平升高，其升高水平与UC的严重程度呈正相关［20］。在肠道中，细胞对缺氧的适应是受缺氧诱导因子（hypoxia-inducible factor，HIF）的调控，HIF由α亚基（HIF-1α、2α和3α）和组成表达的β亚基（HIF-1β）组成［32］。HIF结合HIF-1β形成活性转录因子。转录因子招募辅助因子p300和CBP，并结合靶基因内或靶基因附近的缺氧反应元件，启动参与细胞存活、血管生成和代谢的基因的转录［33-36］。HIF的稳定性由脯氨酸羟化酶（prolyl hydroxylase，PHD）控制。在氧气存在的情况下，PHD将高度保守的脯氨酸残基羟基化，羟基化的HIF随后被E3泛素连接酶pVHL蛋白识别，并被泛素化降解［37］。在IBD肠道缺氧时，肠道黏膜细胞为对抗缺氧而诱导适应性反应，包括HIF的激活和核因子-κB（NF-κB）的调节，而HIF蛋白的稳定性受到氧敏感的PHD的严格调控，因此，通过抑制PHD来稳定HIF正成为治疗IBD的新策略［38］。

肠道免疫因子

免疫因素在IBD的发病机制中占据主导作用。肠道上皮屏障破坏，黏膜通透性增加，使肠组织长期暴露于大量抗原中，导致肠道免疫系统过度反应和错误识别，激活巨噬细胞和淋巴细胞并释放各种炎症介质，激活机体的免疫应答并逐级放大炎症反应，最终导致组织损伤，出现IBD的病理改变和临床表现［39］。在IBD的免疫发病机制研究中，免疫调节细胞、人类β防御素、细胞因子、抗原呈递细胞、人类白细胞抗原、自身抗体因素等诸多因素共同参与并最终导致了IBD的发作。随着对IBD黏膜免疫炎症过程研究的深入，近年来不少旨在阻断这些免疫反应通道的生物制剂正陆续进入治疗IBD的临床应用或研究，并在临床推广。下面介绍有关Th9细胞、CD200/CD200受体（CD200 receptor，CD200R）及细胞因子制瘤素M（Oncostatin M，OSM）在免疫致IBD发病的环节中的作用机制。

1.Th9细胞

Th9细胞是一种新型CD4+辅助性T细胞亚群，在IBD的发生过程中起着重要作用。Th9细胞的免疫调节功能主要通过大量分泌白细胞介素（IL）-9完成。Th9细胞和IL-9调控炎症进展，调节胃肠道上皮细胞的生物学活性，破坏肠上皮屏障功能，在IBD的发生中发挥重要作用，尤其是UC。以Th9细胞为来源的IL-9可能成为治疗IBD的新靶标。目前，对Th9细胞的分化及调控机制研究进展迅速，故深入发掘Th9细胞的体内功能及其免疫调节机制、研究Th9细胞相关因子和信号通路的作用，可为IBD的治疗开辟新通路［40］。

2.CD200/CD200R

CD200/CD200R在肠道组织及细胞中分布较多，CD200与CD200R结合可调节免疫细胞的功能，减少炎症反应。Chen等［41］发现CD200缺陷小鼠、CD200R1缺陷小鼠与野生型小鼠相比，更易发生急性肠炎；而在慢性肠炎中，高表达CD200分子则可减轻IBD症状。因此认为，CD200/CD200R可减轻肠炎的发生和进展。所以，以CD200R作为靶点展开IBD免疫疗法的相关研究具有巨大潜在价值。

3.OSM

IBD目前的主要免疫治疗基于抗肿瘤坏死因子-α（TNF-α）抗体。OSM是一种小免疫系统蛋白，有助于调节炎症反应。研究表明，IBD患者肠道中的OSM水平比健康对照组更高，通过测量OSM在肠道组织样本中的水平可预测参与抗TNF-α治疗试验的无应答患者，且敲除OSM基因或药物阻断该细胞因子可以显著降低小鼠结肠炎［42］。OSM不仅可作为IBD新药物治疗的靶点，也可以作为一个指标来预测患者是否可对抗TNF-α治疗有较好应答。

昼夜节律

昼夜节律是一种内源性及持续性的生理现象，在生物体内呈现以约24 h为周期的变动。昼夜节律的发现获2017年诺贝尔生理医学奖，由此掀起了人们对昼夜节律的关注，昼夜节律与IBD之间的关系也进一步被揭示。Swanson等［43］发现IBD患者更易发生睡眠紊乱，反之昼夜节律紊乱亦可提升结肠炎患病率。研究表明，昼夜节律可通过调节肠黏膜屏障的通透性［43］、影响肠道菌群的结构和数量［44］、调控NF-κB通路而改变机体对各种免疫刺激的炎症反应［45］、影响Th17细胞的分化［46］和细胞因子的分泌［47］等诱导IBD的发生。故阻断昼夜节律相关靶点可能是IBD的治疗的新途径［48］。

小 结

综上所述，IBD的发病机制错综复杂。对于IBD不同方面作用机制的研究可尝试应用于疾病预防、诊断和个体化治疗，于临床实践而言有着非常大的现实意义。但由于各因素的具体作用及其之间的相互作用尚未明确，故科研和临床工作者可以针对上述研究进展深入探索新的诊断与治疗方案。

作者贡献声明潘广涛负责文献检索及整理，陈爱莹负责文章思路设计及修改