無(wú)線動(dòng)力膠囊的研究及應(yīng)用進(jìn)展

錢(qián)凱，莊小端，鄧果明，白楊

【提要】 無(wú)線動(dòng)力膠囊(Wireless motility capsule，WMC)是一種無(wú)創(chuàng)、無(wú)輻射、非侵入性的全胃腸道動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)，它的面世改變了傳統(tǒng)的胃腸道動(dòng)力檢查部位單一的缺點(diǎn)，在西方國(guó)家已得到了廣泛的臨床應(yīng)用。其適應(yīng)癥主要包括胃輕癱、結(jié)腸運(yùn)動(dòng)功能障礙及胃腸道廣泛運(yùn)動(dòng)障礙。目前WMC已成為胃腸道運(yùn)動(dòng)功能檢查的研究熱點(diǎn)，在評(píng)估繼發(fā)性胃腸道動(dòng)力異常、藥物對(duì)胃腸道運(yùn)動(dòng)功能影響等領(lǐng)域均展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。本文就WMC的工作原理、檢查流程及臨床研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

無(wú)線動(dòng)力膠囊(wireless motility capsule, WMC)是一種胃腸道動(dòng)力檢測(cè)系統(tǒng)。膠囊吞服后可隨消化道的蠕動(dòng)而移動(dòng)，定時(shí)采集消化道各個(gè)部位的pH值、溫度、壓力信息，從而對(duì)患者的胃腸道運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行評(píng)估。美國(guó)smartpill膠囊于2006年最先獲得美國(guó)食品和藥物管理局(food and drug administration, FDA)批準(zhǔn)運(yùn)用于胃腸道動(dòng)力異常的患者檢查，經(jīng)過(guò)十余年的臨床經(jīng)驗(yàn)積累，目前其適應(yīng)癥主要包括[1]：①對(duì)疑似胃輕癱和上消化道運(yùn)動(dòng)障礙癥狀患者胃排空及區(qū)域和整個(gè)腸道的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間的評(píng)估；②小腸運(yùn)動(dòng)功能檢測(cè)，特別有助于在廣泛胃腸道運(yùn)動(dòng)障礙患者中檢測(cè)小腸運(yùn)動(dòng)功能障礙；③慢性便秘患者的結(jié)腸轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間(CTT)的評(píng)估。隨著臨床的廣泛應(yīng)用及相關(guān)研究的推動(dòng)，WMC在其它領(lǐng)域也展現(xiàn)出了強(qiáng)大的應(yīng)用前景。現(xiàn)就WMC的工作原理、檢查過(guò)程及相關(guān)臨床及研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 WMC的工作原理及檢查過(guò)程

WMC可以通過(guò)傳感器采集pH值、溫度、壓力信息，其中溫度信息用于判斷膠囊吞入體內(nèi)(溫度上升為人體溫度)及排出體外(溫度下降至室溫)的時(shí)間，pH變化可用于消化道不同部位的劃分[2]，壓力信息可記錄膠囊所在部位的收縮頻率和幅度，但是無(wú)法記錄蠕動(dòng)波。通過(guò)溫度及pH值可以計(jì)算出胃排空時(shí)間(gastric emptying time, GET)、小腸轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間(small bowel transit time, SBTT)、 結(jié)腸轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間(colonic transit time, CTT)及全消化道轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間(whole gut transit time, WGTT)，據(jù)此判斷患者是否存在胃腸動(dòng)力障礙。

在進(jìn)行WMC檢查時(shí)，受檢者先空腹進(jìn)食260 kcal的標(biāo)準(zhǔn)餐，隨后吞服膠囊，繼續(xù)禁食6 h后方可正常飲食，整個(gè)檢查持續(xù)3～5 d。檢查期間患者可進(jìn)行日?；顒?dòng)，但需避免劇烈運(yùn)動(dòng)，同時(shí)記錄睡眠、飲食、排便及胃腸道癥狀。當(dāng)檢查結(jié)束后，操作人員將數(shù)據(jù)接收器中的信息上傳至電腦，利用相關(guān)軟件處理分析并生成報(bào)告[3]。

2 WMC在胃輕癱患者中的應(yīng)用

胃輕癱(gastroparesis)是指在沒(méi)有任何機(jī)械障礙的情況下出現(xiàn)的胃排空延遲，其臨床癥狀主要包括早飽、餐后飽腹感、惡心、嘔吐、腹脹和上腹痛等[4-5]。在美國(guó)，胃輕癱發(fā)病率約為0.24%，而在糖尿病人群的發(fā)病率較非糖尿病人群明顯升高[6]。胃輕癱不僅會(huì)給患者造成不適，同時(shí)會(huì)直接影響食物消化與吸收，進(jìn)而影響患者生活質(zhì)量。目前，臨床上采用的診斷胃輕癱的方法有胃排空閃爍掃描術(shù)(Scintigraphy)、胃排空呼氣試驗(yàn)、WMC等[5]，其中胃排空閃爍掃描術(shù)一直以來(lái)被認(rèn)為是診斷胃排空延遲的“金標(biāo)準(zhǔn)”，但是該方法存在輻射及檢查期間患者無(wú)法自由活動(dòng)等缺點(diǎn)，而WMC則展現(xiàn)了較好的應(yīng)用前景。

胃排空延遲是FDA批準(zhǔn)的WMC的第一個(gè)適應(yīng)癥，也是目前WMC研究最多的領(lǐng)域[7-11]。Kuo等[9]將WMC與胃排空閃爍掃描術(shù)進(jìn)行對(duì)比研究，一共納入87例健康志愿者及61例胃輕癱患者，結(jié)果顯示W(wǎng)MC測(cè)得胃排空時(shí)間與閃爍掃描術(shù)測(cè)得2 h核素排空率及4 h核素排空率一致性較好(相關(guān)系數(shù)分別為0.63及0.73)，ROC曲線提示W(wǎng)MC的診斷準(zhǔn)確性為0.83，而GES- 4 h、GES- 2 h分別為0.82和0.79，同時(shí)該研究顯示W(wǎng)MC診斷胃輕癱的最佳時(shí)間分界點(diǎn)為300 min，敏感性和特異性分別為0.65和0.87。Lee[7]等納入了169例疑似胃輕癱患者進(jìn)行研究，其中53例為糖尿病患者，114例為非糖尿病患者，同時(shí)進(jìn)行WMC及胃排空閃爍掃描術(shù)，發(fā)現(xiàn)兩者診斷一致性為75.7%(kappa=0.42)，但在糖尿病患者與非糖尿病患者胃排空延遲的診斷中一致性較差，該研究可能對(duì)糖尿病胃輕癱患者的治療產(chǎn)生影響。

3 WMC在結(jié)腸運(yùn)動(dòng)功能障礙患者中的應(yīng)用

在世界范圍內(nèi)，慢性便秘在全年齡段發(fā)病率約16%，在60歲以上人群發(fā)病率高達(dá)33.5%，在婦女、社會(huì)地位較低人群中發(fā)病率亦較高[12]。在我國(guó)亦有流行病學(xué)研究表明成人發(fā)病率約為4%～6%，60歲以上人群高達(dá)22%[13]。慢性便秘患者往往并存心理疾病，生活質(zhì)量出現(xiàn)明顯下降[14-16]。慢性便秘病因可分為功能性或器質(zhì)性，而大多數(shù)患者為功能性疾病導(dǎo)致，功能性慢性便秘可根據(jù)結(jié)腸運(yùn)輸和盆底功能分為正常運(yùn)輸性便秘(normal transit constipation，NTC)、慢運(yùn)輸性便秘(slow transit constipation，STC)和排便障礙型便秘(defecatory disorder)[17]。目前常規(guī)診斷方法包括結(jié)腸傳輸試驗(yàn)、肛腸測(cè)壓及直腸球囊排出試驗(yàn)等[13]。

目前，已有研究將WMC與常規(guī)檢查方法的診斷效果進(jìn)行比較。Rao[18]等納入39名便秘患者及11名健康老年男性進(jìn)行研究，對(duì)WMC與放射不透明標(biāo)記物法(ROM)的診斷效果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)便秘組CTT、WGTT、GET均較健康組慢，兩種方法檢測(cè)的一致性較好(CTTr=0.718,P=0.000 1, WGTTr=0.693,P=0.000 1)，且WMC可以提供較ROM更多的消化道運(yùn)動(dòng)信息。Surjanhata 等[19]使用WMC研究慢性便秘人群的清醒反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)STC患者的清醒反應(yīng)受損，提示STC患者存在神經(jīng)功能障礙，也為后續(xù)的治療提供了時(shí)間靶點(diǎn)。

4 WMC在胃腸道廣泛運(yùn)動(dòng)障礙中的應(yīng)用

胃腸動(dòng)力障礙常常累及胃腸道多個(gè)區(qū)域，而目前常規(guī)檢查方法多局限于單個(gè)區(qū)域的動(dòng)力檢查，而WMC可以全面評(píng)估胃腸道動(dòng)力情況，有研究表明這種優(yōu)勢(shì)會(huì)顯著影響患者后續(xù)治療策略的選擇[20-22]。Triantafyllou等[20]納入29例2型糖尿病患者和58例健康志愿者進(jìn)行膠囊內(nèi)鏡檢查，發(fā)現(xiàn)糖尿病患者的GTT顯著長(zhǎng)于非糖尿病患者(87 min vs 24 min，P<0.001)，而小腸檢查完成率顯著低于非糖尿病患者(69% vs 89.6%，P=0.02)，能夠到達(dá)盲腸的糖尿病患者SBTT顯著低于非糖尿病組(261.2±55.5 min vs 302.0±62.7 min，P=0.032)，說(shuō)明糖尿病胃輕癱患者小腸亦存在動(dòng)力障礙。Sarosiek[21]的研究亦證實(shí)部分糖尿病患者存在胃腸道廣泛運(yùn)動(dòng)障礙。Arora[22]納入了161名疑似多區(qū)域胃腸運(yùn)動(dòng)功能障礙的患者，結(jié)果在109例陽(yáng)性結(jié)果患者中發(fā)現(xiàn)有54例(49.5%)存在多區(qū)域運(yùn)動(dòng)功能障礙，其中有11例患者同時(shí)存在GTT、SBTT、CTT延長(zhǎng)。

同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)有較多文獻(xiàn)報(bào)道了患者癥狀與WMC檢查結(jié)果之間的不一致[23-24]，WMC檢查可能為這部分患者提供更好的臨床治療決策。Rao等[25]同時(shí)用WMC及傳統(tǒng)動(dòng)力檢測(cè)法對(duì)86例有上消化道(upper gastrointestinal, UGI)癥狀或下消化道(lower gastrointestinal, LGI)癥狀的患者進(jìn)行檢查，依據(jù)WMC的檢查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)47%的UGI組和53%的LGI組患者存在與癥狀不一致的診斷(如上腹痛患者WMC提示結(jié)腸運(yùn)動(dòng)功能障礙)，改變了30%的UGI組和53%的LGI組的治療計(jì)劃。Barshop等[11]發(fā)現(xiàn)胃輕癱患者的癥狀與十二指腸的運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)強(qiáng)相關(guān)性，而與胃竇的運(yùn)動(dòng)關(guān)系較弱。因此，WMC能夠更好的評(píng)估患者全消化道運(yùn)動(dòng)情況，提高研究者對(duì)胃腸道動(dòng)力障礙的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而改變患者的治療策略，這些都是常規(guī)檢查所不能完成的。

5 WMC在評(píng)價(jià)藥物及治療方案對(duì)胃腸道影響中的應(yīng)用

WMC能夠很方便的得到患者的全胃腸道運(yùn)動(dòng)信息，因此特別適用于評(píng)價(jià)藥物及治療方案對(duì)于胃腸道的影響[26-29]。 Rozov-Ung[27]使用WMC探究了不同藥物對(duì)于胃腸道蠕動(dòng)功能的影響，發(fā)現(xiàn)紅霉素可誘導(dǎo)胃排空加速，而嗎啡可引起胃運(yùn)動(dòng)遲緩。Every-Palmer[28]利用WMC評(píng)價(jià)了奧氮平對(duì)胃腸道運(yùn)動(dòng)影響，發(fā)現(xiàn)奧氮平對(duì)上下消化道運(yùn)動(dòng)均有顯著的減緩，部分患者可出現(xiàn)多區(qū)域運(yùn)動(dòng)功能障礙。Triadafilopoulo[30]采用WMC及高分辨率測(cè)壓，對(duì)帕金森病胃腸道動(dòng)力障礙患者內(nèi)鏡下注射肉毒桿菌的療效進(jìn)行評(píng)估。

同時(shí)，WMC可以測(cè)量患者消化道各個(gè)部位的pH值，這對(duì)于部分pH值敏感的藥物釋放可能存在影響[31-32]。Glefond[31]發(fā)現(xiàn)對(duì)于囊性纖維化的患者，WMC提示患者小腸近端的pH值及SBTT高于正常人。Wegeberg等[32]探究了1型糖尿病病人的胃腸道pH值變化情況，發(fā)現(xiàn)與健康受試者相比，T1DM患者胃和大腸中位pH值較低，而小腸的中位pH值沒(méi)有差異。因此，不同疾病患者的胃腸道pH值變化可能影響相關(guān)藥物的生物利用，這對(duì)于指導(dǎo)個(gè)體化用藥有很大的應(yīng)用價(jià)值。

6 WMC在繼發(fā)性胃腸動(dòng)力障礙中的應(yīng)用

WMC適用人群不僅僅局限于原發(fā)性胃腸動(dòng)力障礙如胃輕癱或慢性便秘等患者，在繼發(fā)性胃腸道運(yùn)動(dòng)功能障礙，例如重癥[33]、脊髓損傷[34]、肌營(yíng)養(yǎng)不良[35]、家族性GUCY2C腹瀉綜合征[36]等患者中的應(yīng)用也有研究報(bào)道。Stefan[33]納入8例重癥患者，對(duì)比87例健康志愿者，發(fā)現(xiàn)胃排空時(shí)間、小腸排空時(shí)間均明顯較健康人延長(zhǎng)，且膠囊排除體外時(shí)間亦明顯延長(zhǎng)。Williams[34]研究納入了20例脊髓損傷患者及10例健康志愿者，結(jié)果表明患者的胃腸轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間均明顯延長(zhǎng)。這些研究均表明WMC可以用于評(píng)估重癥、肌營(yíng)養(yǎng)不良等患者的胃腸道轉(zhuǎn)運(yùn)情況，指導(dǎo)營(yíng)養(yǎng)支持等相關(guān)治療。

7 總結(jié)

WMC是一種無(wú)輻射、非侵入性、便于攜帶的智能膠囊，與常規(guī)的胃腸道動(dòng)力檢測(cè)方法一致性較好，同時(shí)可以分析全消化道運(yùn)動(dòng)情況，特別適用于可疑多區(qū)域胃腸動(dòng)力異?；颊?。目前我國(guó)亦有少量文獻(xiàn)報(bào)道及小規(guī)模臨床試驗(yàn)研究[37-39]，但尚未正式進(jìn)入臨床。隨著更多研究的深入，WMC的適應(yīng)癥有望進(jìn)一步拓展，給臨床患者帶來(lái)更多獲益。