胃排空檢測方法的研究及展望

陳學(xué)艷，王立振，廖中華，劉娟,2*

(1. 西南大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院中藥創(chuàng)新實驗室，重慶 榮昌 402460； 2. 重慶市高校獸醫(yī)科學(xué)工程研究中心中獸藥創(chuàng)新實驗室，重慶 榮昌 402460)3.江蘇省原子醫(yī)學(xué)研究所/衛(wèi)生部核醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實驗室/江蘇省分子核醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實驗室，江蘇 無錫 214063)

胃排空(gastric emptying，GE)是指食物由胃排入十二指腸的過程，由多種因素共同調(diào)節(jié)而完成，主要依賴于近端和遠(yuǎn)端胃收縮活動的協(xié)調(diào)以及幽門和小腸通過內(nèi)外神經(jīng)系統(tǒng)和神經(jīng)體液途徑之間復(fù)雜的相互作用[1]。這一過程中的因素包括乙酰膽堿和神經(jīng)肽P物質(zhì)以及抑制性介質(zhì)，如VIP肽(也稱為血管活性腸肽)、一氧化碳和一氧化氮等，它們能促進(jìn)肌肉收縮[2]，受中樞神經(jīng)系統(tǒng)、迷走神經(jīng)、循環(huán)肽類激素等的調(diào)節(jié)，因此，動物的情緒[3]、機(jī)體內(nèi)激素[4]、血糖[5]、食物的理化特征[6]等均能引起胃排空的異常。研究表明，食物的粘度對胃排空率會造成一定的影響，增加半固體營養(yǎng)性膳食的粘度能調(diào)節(jié)血糖并影響餐后飽腹感，從而影響機(jī)體胃排空率[6-7]。但是對于非營養(yǎng)性膳食，食物粘度對胃排空率的影響相對較小[8]。

由于胃排空參與了許多疾病的病理生理過程，因此胃排空異?？商崾疚改c蠕動功能異常、血糖代謝疾病等多種疾病的發(fā)生，如一些慢性疾病、帕金森病、功能性消化不良、胃食管反流、代謝綜合征、營養(yǎng)不良等均可引起胃排空異常[9-11]。研究報道，胃排空延遲可能與機(jī)體血糖控制有關(guān)，高血糖可使胃排空延遲，反之，低血糖可使胃排空加速。Hebbard等[12]發(fā)現(xiàn)，在禁食狀態(tài)下，誘導(dǎo)高血糖可降低胃竇活動性，增強(qiáng)孤立幽門壓力波群(IPPWS)，改變十二指腸動力，降低近端胃動力，導(dǎo)致胃排空的延遲。近年來的研究報道也說明胃排空和血糖之間存在著一種復(fù)雜的雙向關(guān)系——胃排空占健康個體和糖尿病患者的餐后血糖濃度差異的35%，而胃排空率本身是受血糖的急性變化調(diào)節(jié)[13]。因此在糖尿病患者中，經(jīng)常出現(xiàn)胃排空紊亂現(xiàn)象[14, 15]。同樣，帕金森疾病(Parkinson’s disease, PD)也可導(dǎo)致胃動力不足而使胃排空延遲，Goetze等[16]研究發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)治療的 PD 患者中，約16%的患者有惡心癥狀，43%有腹脹感，近100%的 PD 患者均存在胃動力障礙[17]，繼而引發(fā)惡心、腹脹。最近有研究表明幾乎所有的PD患者都會出現(xiàn)胃腸功能紊亂，影響藥物藥效，導(dǎo)致生活質(zhì)量受損；并有可能加強(qiáng)患者的胃腸運(yùn)動波，導(dǎo)致機(jī)體功能惡化，從而進(jìn)一步殘疾[18]。因此，通過有效方法測定胃排空，對于臨床上胃腸生理功能的評價以及消化道功能異常的診斷很有必要。

在以往的動物實驗中，大多采用直接解剖動物觀察胃內(nèi)食物殘留量來判斷體內(nèi)胃排空的情況，這種方法有悖于動物福利規(guī)定，且該方法僅能確定胃排空的狀態(tài)，對于動物的消化道狀況并不能給出一個完整的評價。目前，臨床上檢測胃排空的方法主要有插管法、實時超聲法、13C辛酸鹽呼氣試驗、放射性核素顯像法等。盡管早些年實時超聲[19]、呼吸試驗[20]及放射性核素顯像[21]等方法作為一種無創(chuàng)性評價胃排空的方法，且有研究已應(yīng)用于評價犬、貓等動物胃腸情況，但各方法均具有一定的局限性[22]。本文就幾種臨床常見胃排空測定方法做一簡述，并對其動物臨床中的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

1 插管法

臨床上最早用于測定胃排空的插管法是Hunt等[23]創(chuàng)立的雙樣本濃度差法，該方法可以準(zhǔn)確測定胃排空的情況。具體方法是進(jìn)試驗餐后，置胃管，先抽取胃液為樣本1，再注入兩倍于樣本體積的濃縮標(biāo)志物，混勻后，再取與樣本1等體積胃液為樣本2。根據(jù)兩次樣本濃度，推算當(dāng)時胃內(nèi)殘余液體量。在不同時間間隔下重復(fù)上述檢查，即可得到胃排空的動態(tài)變化。后來George[24]發(fā)明了雙重抽樣法，在抽樣的同時加入酚紅染料，該方法能在觀察胃排空情況的同時計算出胃內(nèi)容物的體積，并能夠觀察胃液分泌對胃體積的影響[25]。由于插管法檢查方法相當(dāng)繁瑣，需要反復(fù)插管，侵入性較強(qiáng)，且插管法更多適用于檢測液體胃排空[26]。隨著核素顯像及其他非侵入性方法的應(yīng)用，目前該法已很少用于檢測人體胃排空，在動物身上也鮮有報道。盡管插管法侵入性較強(qiáng)，但它相對于其他測定方法可以更為精確的提供胃排空過程的信息，因此該方法常用于驗證其他方法的準(zhǔn)確性[27]。

2 實時超聲法

超聲檢查是一種無創(chuàng)性的研究方法，它能深入了解人體胃排空、功能性疾病和胃腸道動力障礙情況，實時超聲技術(shù)由于其無創(chuàng)性和相對較低的成本，是研究胃動力的一種潛在的有價值的工具[28]。超聲檢查迄今主要包括三種檢測方法：全胃體積法、胃竇體積法、胃竇單切面積法，目前多采用胃竇單切面積法。1980年，Holt等[29]首次用超聲研究液體試驗餐后全胃收縮情況。1982年，Bateman等[30]首先應(yīng)用實時超聲測定液體胃排空，進(jìn)餐后，通過動態(tài)監(jiān)測從胃底到胃竇一系列不同切面徑線的變化，計算胃腔容積，獲得不同時間點(diǎn)胃容積的變化，以了解胃排空情況。1985年，Bolondi等[31]簡化該方法，利用胃竇橫截面積在不同的時間段測定胃排空值，確定混合餐總胃排空時間。然而，腹部超聲在測定固體胃排空方面存在局限性，由于進(jìn)食固體食物后胃壁回聲較高，很難鑒別[32]。它還需要結(jié)合臨床或內(nèi)鏡檢查來診斷病變，同時，檢查人員也需要有熟練的超聲檢查技術(shù)，且對于肥胖患者，超聲檢測難度更大[33]。不過由于超聲檢查具有廉價、無放射性等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為近年來研究的一個熱點(diǎn)[32]。Hamada等[34]用超聲檢測危重病人胃竇橫截面積并計算其胃容積大小，說明實時超聲法在危重病患特別是具有吸入困難的病患身上，測定其胃排空具有可行性和有效性。臨床上已經(jīng)有實時超聲對孕婦及新生兒進(jìn)行胃排空的檢測，側(cè)面反應(yīng)了超聲的安全性等特點(diǎn)[35-36]。相比于其他方法，超聲的無放射性和無創(chuàng)性，更有利于在孕畜及新生幼畜的胃排空檢測。

3 放射性核素顯像法

放射性核素顯像法一直以來被認(rèn)為是測定胃排空功能的“金標(biāo)準(zhǔn)”，能在機(jī)體正常生理狀態(tài)下對胃排空功能進(jìn)行檢測，對消化道疾病病因?qū)W探討和胃腸道功能研究具有重要的臨床價值[37]。放射性核素顯像技術(shù)是利用放射性標(biāo)記的底物在臟器和病變組織中的攝取、滯留等的差異，通過顯像儀器顯影臟器或病變組織進(jìn)行診斷的方法。放射性元素及示蹤劑的選擇至關(guān)重要，臨床常用的胃排空示蹤劑有99mTc-DTPA[38]、99mTc-硫膠體[38]、99mTc-白蛋白膠體[39]等，選擇锝元素(99mTc)的主要原因是99mTc半衰期較短(約6 h)，與DTPA等螯合物結(jié)合后口服不容易被食管和胃黏膜吸收[40]。目前該方法的優(yōu)異作用已在大鼠及小鼠實驗中得到驗證[41-42]，其具體操作為大鼠在禁食12 h后接受所提供的含有放射性標(biāo)記物的試餐，將大鼠仰臥固定，利用SPECT探頭進(jìn)行圖像采集。隨著時間推移，胃內(nèi)放射性逐漸降低，在半對數(shù)坐標(biāo)圖上，繪出不同時間全胃的輪廓，計算出全胃內(nèi)的放射性計數(shù)，使用編制的軟件計算胃內(nèi)食物排除50%所需的時間即胃半排空時間(GET1/2)，以此作為胃排空的指標(biāo)[41]。放射性核素顯像在臨床胃排空檢測中同樣顯示出了良好的效果，Amiriani等[43]利用SPECT對24例功能性消化不良患者進(jìn)行胃排空顯像，結(jié)果顯示功能性消化不良患者空腹胃容積、餐后胃容積均明顯低于對照組(P< 0.05)。因此SPECT可作為測量胃容積及診斷功能性消化不良的一種有價值的方法。放射性核素顯像具有操作簡便、無侵入性、符合生理條件、靈敏準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，對判斷病情與觀察療效有一定臨床價值，但該方法因具有放射性且檢查價格昂貴，目前臨床應(yīng)用被限制。

4 13C辛酸鹽呼氣試驗

13C辛酸鹽呼氣試驗因其具有非侵入性、安全、可重復(fù)等優(yōu)點(diǎn)，與核素顯像法比較具有較好的一致性和相關(guān)性，目前已在臨床上普及[20, 44]。呼氣試驗的原理是將同位素13C與游離脂肪酸(如辛酸/乙酸)結(jié)合后作為標(biāo)志物與食物混合制成試驗餐，受試者在口服試餐后，13C辛酸經(jīng)胃排空迅速在十二指腸被吸收并在肝中代謝，氧化后形成CO2經(jīng)呼氣排出[45-46]。再應(yīng)用同位素比值質(zhì)譜儀等設(shè)備檢測，經(jīng)過特定公式計算即可得到胃排空參數(shù)[47]。近年來已有學(xué)者將13C辛酸鹽呼氣試驗應(yīng)用到馬、豬、狗、貓等動物胃排空的測定[48-49]。Sutton等[49]在探討阿托品致使馬胃排空延遲試驗中，利用13C辛酸鹽呼氣法測得馬屬動物正常生理鹽水排空時間及胃排空延遲時間分別為(6.76 ± 1.65)和(2.52 ± 0.35)h，兩組間的差異呈正態(tài)分布，且有顯著性(P< 0.001)。結(jié)果證明，13C辛酸鹽呼氣試驗對檢測阿托品引起的動物胃排空延遲有足夠的敏感性。同樣，J?rgensen等[49]發(fā)現(xiàn)13C辛酸鹽呼氣試驗對估計妊娠母豬的胃排空情況具有可行性。因此，13C辛酸鹽呼氣試驗也適用于評估動物胃排空。

5 小結(jié)及展望

胃排空速度是衡量動物消化道運(yùn)動機(jī)能的主要指標(biāo)之一。上述的超聲、核素顯像在人體臨床較為常用，但在動物臨床上并不普及。經(jīng)典的動物實驗方法是手術(shù)安裝各種瘺管，待傷口愈合、恢復(fù)正常后開始做實驗。此方法由于手術(shù)操作復(fù)雜，且若術(shù)后護(hù)理不當(dāng)易發(fā)生感染。因此，開發(fā)新型無創(chuàng)、簡捷、精確定量的胃排空測定方法具有重要意義。

放射性核素顯像法作為測定胃排空的“金標(biāo)準(zhǔn)”，能夠測定動物在正常生理狀態(tài)下不同狀態(tài)下食物的胃排空情況，具有操作簡便、無侵入性、符合生理條件、靈敏準(zhǔn)確等特點(diǎn)，能夠通過顯像直觀的觀察生理狀態(tài)下胃動力及消化道情況，第一時間診斷病情，對疾病診斷具有一定的價值[50]。但目前的SPECT(單光子發(fā)射計算機(jī)斷層成像術(shù))顯像靈敏度和分辨率都較低，只能相對定量[51]。近年來，正電子發(fā)射計算機(jī)斷層掃描(PET)的出現(xiàn)促進(jìn)了分子影像的發(fā)展。PET是唯一能在體內(nèi)顯示生物分子代謝、受體和神經(jīng)元活性的新成像技術(shù)，此外，它還可用于預(yù)后疾病復(fù)發(fā)[52]。PET具有靈敏度高、特異性高、定量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，其靈敏度是SPECT的10倍以上，可檢出1.4 mm大小的病灶，圖像清晰，診斷準(zhǔn)確率高[53]。盡管PET胃排空顯像存在價格昂貴等問題，但因其具有活體檢測及精確測量等功能特色，且操作簡單、快捷，更具推廣應(yīng)用前景。