感染后肠易激综合征中免疫与肠神经系统的关系
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感染后肠易激综合征中免疫与肠神经系统的关系
刘 玮(综述),王承党(审校)
(福建医科大学附属第一医院消化内科,福州350004)
中图分类号:RS7 文献标识码:A 文章编号:1006-208412008)20-3134-04
摘要:肠易激综合征是l临床常见功能性胃肠病之一,通常伴随排便习惯的改变和腹部疼痛
或不适。低度炎症(特别是急性肠道感染后遗留的肠道低度炎症)可能在肠易激综合征中的发
病机制中扮演重...
·3134· 匡堂缝述趔§生!Q旦筮!璺鲞筮垫魍丛鲤i型曼曼垒坚i丛璺!曼。Q堕2Q鲤:!丛:!曼,塑!:垫
感染后肠易激综合征中免疫与肠神经系统的关系
刘 玮(综述),王承党(审校)
(福建医科大学附属第一医院消化内科,福州350004)
中图分类号:RS7 文献标识码:A 文章编号:1006-208412008)20-3134-04
摘要:肠易激综合征是l临床常见功能性胃肠病之一,通常伴随排便习惯的改变和腹部疼痛
或不适。低度炎症(特别是急性肠道感染后遗留的肠道低度炎症)可能在肠易激综合征中的发
病机制中扮演重要角色,本文就低度炎症引起肠道局部免疫反应与肠神经系统之间的相互作
用关系研究予以综述。
关键词:感茹后肠易激综合征;肠道免疫反应;内脏高敏感性,肠道神经系统
TheInteracfionBetweenIInmuueReacfionandIntestinalNerveSysteminPostInfectiouslrrita.
bleBowelSyndromeLlU霹ei.WANGChe,孵·dang.(Department巧Gasteoenterology,theFirstA师ai-
atedHospitalofFujianMedicalUniversity,Fuzhou350004.China)
Abstract:Irritablehowelsyndrome(IBS)isoneofthemostcol㈣nfunctionaldisordemencoun.
teredbygastJDentemlogists.Iti8associetedwithabdominalpainordiscomfortandalteredbowelhabits.
1aw—gradei№tion,espeeiallyIowiIljfllmmIationafteracuteinfecdon.mayplay∞importantrolein
£llepathogenesisofIBS.Thisarticlereviewedtheinteractionbet'we2nintestinalimnlunereactionand
intestinalnervesystemcausedbylowinflammation.
KeyWords:PostinfectiousI而tablebewelsyndrome(PI.ms):Intestinalimunereaction;Vis.
ceralhypersensitivity;Intestinalnervefiber
肠易激综合征(irritablebowelsyndrome,IBS)是
由腹部不适或腹痛伴排便异常组成的一组肠功能障
碍性综合征,无任何器质性或异常的生化指标。IBS
的病因和发病机制至今还不完全清楚。目前研究表
明,本病患者常具有肠道低度炎
症以及内脏感觉异常的特性,即
结肠对刺激的敏感性增高,在健
康人不能引起明显反应的微弱
刺激,即可使IBS患者的肠管剧
烈收缩而引起腹痛和排便
异常‘1|。
1肠道免疫反应与IBS的关系
1.1 PI-IBS患者的细胞因子改
变据临床调查,约1/3的IBS
患者患病前曾有胃肠道的感染
史,IBS与免疫系统改变的关系早已引起人们的注
意。1997年,英国学者Neal等‘21对544例急性胃肠
炎患者进行了观察后报道:感染后6个月肠功能紊
乱的发生率为25%,致病细菌主要为弯曲菌
—+——●一-—}·-+-——P-■—--+·—-+一——●一--+-—+-■————-—P—+—+-+-—●—+————+—+-+斗—+—+—+—+-+—+-+—+—+-+斗—+—..——+—+-+·+-+·+-+—+-+-+·
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收稿日期:2008娟-12修回日期:2008-09-24
.三.训Ⅲ川
rl
rL
万方数据
(64.1%)和沙门菌(30.5%),首次提出了感染后
IBS(post—infectiveIBS,PI-IBS)的概念。
细胞因子是由免疫细胞和某些非免疫细胞(如
血管内皮细胞等)经刺激而合成、分泌的一类具有广
泛生物学活性的小分子蛋白质。其作为细胞问信号
传递分子,主要功能为调节免疫应答、参与免疫细胞
分化发育、介导等。PI.IBS患者通过促炎性细胞因
子[白细胞介素1(interleckin-1,IL.1)、IL一1p、IL-6、肿
瘤坏死因子(tumornecrosisfactor,TNF)]的释放诱导
细胞免疫反应的增强pJ。在产生多种细胞因子的动
物炎症模型中,特异性地阻断IL-1或TNF—a,或二者
同时阻断都可以减轻炎症的严重程度,而低浓度的
’rNF.q在肠黏膜内通过自分泌或旁分泌的方式在局
部发挥作用,诱发肠黏膜炎性反应HJ。Elsenbmch
等[51在研究15例女性IBS患者进食后神经内分泌和
细胞免疫反应时发现,进食可以明显影响TNF-值和
IL石分泌,IBS患者组的基础TNF-a浓度明显降低,
且在进餐后不能像健康对照组那样出现进一步明显
的降低,两组的IL-6浓度均在餐后出现下降,但是之
间无统计学差异。而Gonsalkorale等旧1使用PCR技
术,对230例IBS患者(其中24%以便秘型为主,
38%以腹泻型为主,其余38%为混合型)和450例
健康对照者进行IL-10基因分型,证实在IL—10基因
型和IBS之间有明显的关联。IBS患者比对照组
IL.10产生明显减少,提示IL—10产生减少的个体更容
易发生IBS。
1.2 PI—IBS患者肠道免疫细胞的改变PI.IBS患者
肠道内存在了多种炎性细胞,这些炎性细胞包括巨
噬细胞、淋巴细胞、肥大细胞(mastcell,MC)、肠嗜铬
细胞等,而炎性细胞活化后释放的一系列炎性介质,
作用于肠道的神经末梢以及内分泌.运动感受器,从
而引起肠道症状⋯。
MC是广泛分布于胃肠道的免疫细胞,许多刺激
(比如变应原、神经肽、压力)可以刺激MC活化和持
续释放组胺、纤维蛋白溶酶、类前列腺素等介质。
PI.IBS患者回肠末端固有膜内MC的数目增多
(PI—IBS:85%Vnon.IBS:15%)[1】。而Park等¨1则报
道,直肠中MC总数及活化MC明显高于对照组。至
于不同部位MC的差异,机制尚不明了,可能与IBS
患者肠道吸收、分泌及动力失调的病理生理和神经
机制,以及与MC异质性分布、内含介质的生理功能
差异有关。
患者的淋巴细胞水平和种类、比例也发生改变。
Spiller等哺1报道,IBS患者结肠黏膜上皮层中CD3+T
淋巴细胞在感染期较对照组显著增多,而在3个月
后虽然T淋巴细胞与感染期相比明显降低,但是与
·3135·
正常组相比仍有显著性增加。对IBS患者血中淋巴
细胞亚群进行分析,发现CD4+/CDs的比值明显不同
于正常人,进一步提示免疫细胞与IBS有一定联系。
Wheatcroft等【91实验证明,肠道炎症可以引起肠
嗜铬细胞数目的增多,可减少5一羟色胺受体的数目,
这可以导致黏膜5-羟色胺利用率降低从而诱发内脏
敏感性增高,引起腹部不适、疼痛,排便习惯改变等
一系列临床症状的呈现。
2 肠道的感觉神经致敏与PI-IBS的关系
2.1肠道感觉神经的分布肠道主要受肠神经系
统、迷走神经、脊髓神经、交感神经及副交感神经控
制,其中肠神经系统因其功能独立于中枢神经系统,
又被称为“肠小脑”。肠神经系统主要包括黏膜下神
经丛和肌间神经丛两大类,前者分布在消化道黏膜
下,其运动神经元主要释放乙酰胆碱和血管活性肠
肽(vasoactiveintestinalpeptide,VIP);而肌间神经丛
主要分布于纵行肌和环行肌之间,包括兴奋性神经
元(递质为乙酰胆碱、P物质)和抑制性神经元(递质
为VIP和NO)。肠神经系统主要起控制肠道运动和
分泌活动,并调控内脏敏感性的作用¨0|。
消化道的内在初级传人神经元之间通过突触联
系以及彼此间相互作用形成的增强网络,将信息传
递给运动神经元、促分泌神经元、血管舒张神经元
等,从而影响肠道的运功和消化功能。迷走神经和
脊神经通过感觉模型对腔内化学环境、细胞间隙、脉
管系统的变化以及肠壁机械性扭曲(特别是扩张)产
生反应。迷走神经节和脊神经节内的外在初级感觉
神经元可以释放神经肽递质一降钙素相关基因肽
(calcitoningene—relatedpeptide,CGRP)和速激肽(P
物质,神经激肽A)等,这些递质依次释放从而影响
肠神经元的活性。
2.2 PI.IBS患者内脏高敏感性与感觉神经元关系
内脏高敏感是指引起内脏疼痛或不适刺激的阈值
降低、内脏对生理性刺激产生不适感或对伤害性刺
激反应强烈的现象。IBS患者存在结肠对扩张刺激
的高敏感性,如反复给予患者结肠扩张刺激,其结肠
高敏感性可明显增强,这可能与患者脊髓神经致敏
有关。脊髓后角是内脏和躯体感觉产生的关键部
位,脊髓后角可因周围组织损伤而发生改变。后角
中原先静止的伤害感受神经元可被损伤激活,甚至
在损伤愈合后仍处于活化状态。即脊髓后角的神经
性致敏。Niels等¨¨研究也表明,在以DSS诱导的小
鼠结肠炎后IBS模型中脊髓神经元的c.fos活化使内
脏对于辣椒碱的疼痛感觉增敏。当脊髓后角出现神
经致敏后,大脑接受内脏从脊髓后角传来的刺激信
号就无法正确区分是来自于内脏还是来自于外周。
万方数据
·3136·
同时,Spiller等[12o研究表明,蛋白酶(比如纤维蛋白
溶酶)可以引起肠道和背根神经节的神经元持续活
化,使机体出现肠道动力和分泌功能的紊乱。位于
肠壁的神经元致敏对于内脏高敏感性起了至关重要
的作用。在外周,初级传人神经元对伤害性刺激产
生反应,主要是激发胃肠道保护性反应,如肠道内存
在细菌性产物时激发机体产生腹泻。当肠道发生低
度炎症时初级传人神经元产生强烈的感觉信号,并
向上传导,使机体产生不适感。
3黏膜局部免疫反应与感觉神经元相互作用
近年来,随着“免疫一神经.内分泌网络”理论的提
出,人们逐渐认识到免疫系统与神经系统之间存在
直接的双向交流,推论神经和免疫机制之间在肠黏
膜内可能存在某种沟通的渠道或联接机制。该联接
机制需具备下列条件:①有神经纤维及其相关介质
存在;②需存在具有活性的免疫细胞;③神经细胞
(或纤维)和免疫细胞之间有紧密联系或存在沟通
条件。
3.1神经纤维及相关介质的存在肠壁内存在上
文所述神经末梢,并释放VIP、P物质、NO等神经递
质,这些递质相互作用,相互影响,共同发挥调节作
用。它们除调节肠道生理功能外,在肠道的免疫系
统及内分泌系统之间具有双向调节作用,从而构成
神经.免疫.内分泌网络。如VIP是一个由28个氨基
酸组成的碱性多肽,广泛分布于胃肠道和神经系统,
其中结肠中含量最高。在肠壁内,VIP主要存在于神
经从和平滑肌层内。体内外刺激迷走神经能促进其
释放。VIP可引起胃容受性舒张,松弛胃肠道平滑
肌、括约肌和胆囊,并可扩张血管及促进胆汁、胰液
和肠液分泌,抑制结肠和直肠紧张性。P物质在全身
均有分布,以胃肠道和中枢神经系统浓度最高。P物
质有强烈促消化道平滑肌收缩,刺激小肠、结肠黏膜
分泌水和电解质作用¨引。
MC能合成一系列的细胞因子,参与黏膜的免疫
反应,而细胞因子对神经功能的作用也逐渐被证实,
如IL一1能提高大鼠下丘脑去甲肾上腺素的新陈代
谢,提高细胞培养中神经细胞的存活率,增加神经生
长因子和神经生长因子受体mRNA的转录。
3.2肠黏膜内具有活性的免疫细胞其中肠嗜铬
细胞释放5.羟色胺作用于不同的5-羟色胺受体活化
内在与外在感觉神经元。位于黏膜下丛的肠内在神
经元主要作用于5.羟色胺1P和5一羟色胺4亚型,而
位于肠肌丛的内在神经元和外在传人神经元优先作
用于5-羟色胺3[14,15]。
MC在肠道中是一种具有免疫活性,又能分泌多
种介质的重要免疫细胞。而目前研究认为肠黏膜
MC就是PI.IBS患者神经.免疫一内分泌网络上的一
个重要连接点。肠黏膜MC细胞上有蛋白酶激活受
体(protease.activatedreceptors-2,PAR-2),PAR-2诱
导促炎性介质如P物质、CGRP的释放,可以引起神
经源性炎症。这些介质的释放可以引起肠道生理和
感知觉的改变。
3.3肠神经细胞或纤维与免疫细胞的紧密连接与
沟通PAR属于与G蛋白耦联受体家族,有4个成
员¨引:PAR.1、PAR-2、PAR-3、PAR-44种亚型,其中
肠上皮细胞高表达PAR-2。PAR-2是胰岛素、MC纤
维蛋白溶酶、凝血因子VIIa和Xa和其他未知蛋白水
解酶的受体。在肠黏膜,PAR-2有促炎性和抗炎性
双重作用,可引起的炎性反应机制包括多重级联反
应、血管渗透性增加、细胞因子生成和黏附因子的表
达,进一步引起白细胞聚集,激活神经末梢的PAR-2
可释放CGRP和P物质ⅢJ。PARs的激活有赖于蛋
白酶对其N末端的裂解。蛋白酶识别相应PARs(如
凝血酶识别PAR-1、-3、-4,胰蛋白酶识别PAR.2、-4),
并裂解N末端的特殊部位。完整受体的N末端被裂
解后,可形成新的N末端,即系锁配体。系锁配体与
细胞外袢相互作用,激活PARslt6]。PAR-2激活后可
破坏结肠黏膜屏障完整性,肠黏膜对肠腔内细菌及
各种蛋白酶通透性增加,导致结肠炎症持续加重,这
种肠黏膜紧密连接的破坏依赖于肌球蛋白轻链激酶
的活化mJ,同时可引起粒细胞浸润、Thl型细胞因子
增多、结肠渗透性增加和细菌易位等炎性反应【l引。
Fiorucci等¨副证实,反复的皮下给予PAR.2激动剂一
SLIGRL—amide,可以阻止Thl细胞介导的实验性大
肠炎的发展,并可使其痊愈。而不同的是,结肠内给
予PAR-2激动剂,可引起结肠炎症的迅速发展,辣椒
素敏感性神经元、NO和细胞渗透性改变参与了此机
制¨9I。因此,PAR-2在结肠炎症中的作用是复杂的,
在临床上应用PAR-2激动剂或拮抗剂治疗炎性肠疾
病还有待进一步研究。
肾上腺素、组胺、前列腺素、MC所释放的类胰蛋
白酶、凝血酶则可作用于PAR,使ca2+依赖离子通道
活化,导致感觉神经末梢去极化和致敏。研究发现,
背根神经节细胞膜上表达PAR—l和PAR-2,PAR-2
激动剂可以引起肠系膜传入神经元兴奋,丝氨酸蛋
白酶抑制剂FUT·175则可以阻止大鼠的背根神经节
神经元的Ca2+流动Ⅲ。。通过逆行示踪和电生理学
检查,Nicolas等⋯1发现,背根神经节神经元细胞膜
上PAR-2的活化可以引起该神经元所支配的鼠的结
肠持续高敏。Richard等⋯研究表明,在动物模型中
地塞米松可以治疗PAR一2激动剂引起的内脏高敏感
性同时伴随着肠黏膜MC与MC蛋白酶Ⅱ含量的减
万方数据
少,但是对其弓|起酶结肠渗透性增高无效。
研究发现,在线虫寄生大鼠的空肠,大约66%
MC与肽能(P物质或钙基因相关肽)神经纤维并行
分布,其中4%一8%的MC与神经末梢存在膜膜接
触,丽且神经寒梢部分含奄大量的肽能辨经来梢所
具有酶典戮的形蘩念珠麓致密核心蘸张体(或膨
体),其他MC伸出伪足包绕着神经柬【_7|。Pang
等口¨在同时患有IBS和Ic的患者膀胱和结肠组织
标本中,观察到MC计数、脱颗粒明显增多,且增多的
MC靠近并沿P物质阳性纤维分布,尿孛MC分质
(组胺、类胰蟹白酶)增加。Chang等潆】的研究表
明,在PI-IBS患者肠道中活化的MC与肠神经的距
离较对照组明显缩短。在生物系统中,空间上的密
切关系往往提示功能上的相互作用。肽类物质如P
物覆可致MC脱颗粒;另一方蘑,当MC受到刺激时
又可释放肽类物质,如VIP。目前,已在不同部位的
MC胞质内分别发现P物质、CGRP等肽类物质,而且
MC表面存在P物质等神经肽的受体旧1;La等Ⅲ1体
外实验证实,辛枣经与MC之闯的交互作用不鬣要中介
细胞,并挺示这一神经免疫联系可能存在予气道炎
症、肠道高敏感性等MC参与的病理生理过程。研究
表明,对MC功能的抑制可以改善IBS患者的症状,
具有潜在控制MC功能(比如抗IgE抗体)和介质释
放臻能《第2代抗组胺药)的药物被认为是治疗IBS
有用的药瑗攀工具瞬l。健是,非感染后IBS的患者
MC与释放肽类递质的神经纤维数目同样增多。而
且IBS的发嫩还与遗传因素、未明确的食物过敏、以
及肠道菌群的紊乱有关,故目前尚无法刿断不同类
型的IBS患者是否具有两样熬发病祝裁。
4展望
总结以上,虽然可以推测的是肠道的局部免疫
活性细胞与肠道感觉神经元相互作用,释放多种神
经递质参与零l起内整骞敏感性,参与了IBS的发疯过
程,但是其舆体税翩仍不是穰明确。对这些递质释
放调节机制的研究亦为内脏高敏感性的药物治疗提
供新的靶点。但目前科研上尚缺乏成熟的能够模拟
IBS的动物模型;针对MC和P物质、VIP、PAR-2等
这些参与了IBS发病枧剩的关键惶透子裔研镶酶药
物是否能够干预患者的症状等,这些问
都需要进
一步的研究。
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收稿日期:2008-07-04修回日期:2008-09-29
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万方数据
感染后肠易激综合征中免疫与肠神经系统的关系
作者: 刘玮, 王承党, LIU Wei, WANG Cheng-dang
作者单位: 福建医科大学附属第一医院消化内科,福州,350004
刊名: 医学综述
英文刊名: MEDICAL RECAPITULATE
年,卷(期): 2008,14(20)
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本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_yxzs200820034.aspx
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