藥物性消化道系統(tǒng)損傷標(biāo)志物及其評價

馬紅 劉淑清 楊凌

摘要 消化道是體內(nèi)多臟器的管狀組合，在體內(nèi)組成、結(jié)構(gòu)、功能復(fù)雜，在受到損傷時也表現(xiàn)出的不同特征。藥物導(dǎo)致的消化道損傷因損傷發(fā)生的具體部位、細(xì)胞種類、損傷程度、標(biāo)志物類型而異。組織、細(xì)胞標(biāo)志性酶活性評價是表征消化道損傷最簡單有效的方法。但是，這些標(biāo)志物常常會因體內(nèi)基礎(chǔ)疾病導(dǎo)致的代謝紊亂而發(fā)生變化，進(jìn)而影響損傷評價的準(zhǔn)確性。只有深刻了解損傷機制，才能做到消化道損傷的準(zhǔn)確與穩(wěn)定性評價。本文綜述了消化道的組成、結(jié)構(gòu)、以及因代謝紊亂誘發(fā)損傷標(biāo)志物變化對損傷評價產(chǎn)生的影響。

關(guān)鍵詞 消化道損傷，生物標(biāo)志物，代謝酶，轉(zhuǎn)運體

Biomarkers and Assessments of Drug-induced Digestive Tract Injures

MA Hong1，2，LIU Shuqing2，YANG Ling3

（1 Shanghai Research Institute of Acupuncture and Meridian，Shanghai 200030，China; 2 Department of Biochemistry，College of Basic Medical Sciences，Dalian Medical University，Dalian 116044，China; 3 Institute of Interdisciplinary Integrative Medicine Research，Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 201203，China）

Abstract The digestive tract is a tubular combination of multiple organs in the body，with complex composition，structure and function，and different characteristics in case of injury.The injury of digestive tract caused by drugs varies with the specific site，cell types，damage degree and marker types.Evaluation of tissue and cell marker enzyme activity is the simplest and most effective way to characterize the damage of the digestive tract.However，these markers are often changed due to metabolic disorders caused by in vivo underlying diseases，thus affecting the accuracy of injury assessment.Only by deeply understanding the injury mechanism can we achieve the accurate and stable evaluation of digestive tract injury.This paper reviews the composition and structure of digestive tract，and the impact of changes in injury markers induced by metabolic disorders on injury evaluation.

Keywords Digestive tract injure; Biomarker; Metabolic enzyme; Transporter

中圖分類號：R285文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2020.23.005

隨著人類食譜的大范圍擴展，大量治療藥物的開發(fā)與應(yīng)用，工業(yè)社會高速發(fā)展下的大眾工業(yè)品的生產(chǎn)，農(nóng)畜牧業(yè)中大量添加劑的廣泛應(yīng)用，各種外源性物質(zhì)在短時間內(nèi)爆炸性的產(chǎn)生，我們?nèi)祟惖南烂媾R著巨大的應(yīng)對性挑戰(zhàn)，這給消化道損傷已經(jīng)成為一個普遍性問題。

有研究表明，從器官功能和整個藥物生命周期來看，藥物不良影響（Adverse Effects，AES）和藥物不良反應(yīng)（Adverse Drug Reaction，ADR）的影響已經(jīng)凸顯出來。藥物導(dǎo)致的各種靶器官系統(tǒng)損傷呈現(xiàn)出越來越頻繁的嚴(yán)重不良反應(yīng)、藥物標(biāo)簽不良反應(yīng)、以及藥物撤市[1]。

消化道系統(tǒng)的不良反應(yīng)包括大量體征和癥狀，包括惡心、嘔吐、潰瘍、腸炎、腹瀉、腹痛/不適、便秘等[2-3]。在臨床上觀察到的大多數(shù)消化道系統(tǒng)AES是功能性的，由于輕癥難以獲得組織樣本，缺少病理學(xué)檢查結(jié)果，是否發(fā)生了消化道的實質(zhì)損傷難以判斷。腹瀉是最常見的消化道損傷癥狀，大量的藥物（據(jù)稱>700種藥物）會導(dǎo)致這種特殊的不良反應(yīng)[4]。雖然大多數(shù)消化道系統(tǒng)的AES不危及生命，而且多數(shù)恢復(fù)較快，常常被忽略。但在相當(dāng)多的情況下，嚴(yán)重的消化道系統(tǒng)事件也常有發(fā)生，例如復(fù)雜的上、下消化道并發(fā)癥、胃十二指腸潰瘍、胃腸道出血和/或穿孔的發(fā)生，都與長期使用非甾體抗炎藥物（NSAIDs）有關(guān)，甚至克羅恩氏病、慢性腸炎等發(fā)病均呈升高趨勢[5]。

據(jù)估計，美國因使用非甾體抗炎藥每年有>100 000例患者住院，其中17 000例死亡[6]。在對19 000名患者進(jìn)行的前瞻性分析報告中，17例死于胃腸道不良反應(yīng)，其中大多數(shù)歸因于NSAIDs的使用[7]。根據(jù)藥物信息協(xié)會每日警報數(shù)據(jù)，在11%的延遲或停止開發(fā)的化合物中，治療領(lǐng)域涵蓋II型糖尿病、抗炎性反應(yīng)、癌癥、抑郁、感染和痤瘡[8]。胃腸道不良事件（Gastrointestinal Adverse Events，GI AEs）不僅與不同的藥物類別有關(guān)，而且還與廣泛的治療領(lǐng)域和化學(xué)類別有關(guān)。有報道說，超過100種藥物會導(dǎo)致食管損傷。藥物毒性可由治療性藥物作用或與直接黏膜接觸有關(guān)的損傷引起。例如，平滑肌松弛劑促進(jìn)胃食管反流病，藥物誘導(dǎo)的免疫抑制增加機會性感染的風(fēng)險，抗生素相關(guān)的菌群改變可能導(dǎo)致念珠菌感染。食管炎是由食管瘀滯引起的，通常發(fā)生在食管狹窄的區(qū)域。常見的嵌塞部位包括那些受外部壓迫的部位，如食管靠左主支氣管、胃食管交界處和以前的損傷部位。左心房增大的患者也可能在這個部位發(fā)生損傷。食管炎的癥狀包括突然出現(xiàn)吞咽困難和胸骨后胸痛?？鼓[瘤藥物被證明具有很強的致GI AEs發(fā)病率;非甾體類抗炎藥（NSAIDs）也具有嚴(yán)重的不良反應(yīng)-胃十二指腸潰瘍、胃腸道出血和/或穿孔[9-11]。除了胃腸道AES和ADR在臨床上可能產(chǎn)生的有害影響外，GI功能的改變也會導(dǎo)致劑量限制毒性，并在臨床前研究中引起藥代動力學(xué)特征的改變。與GI的AEs有關(guān)的問題發(fā)生在藥物開發(fā)的所有領(lǐng)域。急性腸道損傷因可快速增殖修復(fù)，這一特征往往掩蓋了其損傷的重要性，也給評價帶來明顯影響。

1 消化道組成及功能

消化系統(tǒng)分為消化道和消化腺。消化道（Digestive Tract）是一個開放的管狀器官，其在體內(nèi)跨度極大，通過頭、頸、胸腹多個不同的解剖區(qū)域。

消化道是一條起自口腔延續(xù)為咽、食管、胃、小腸、大腸、終于肛管[12]的很長的肌性管道，包括口腔、咽、食管、胃、小腸（十二指腸、空腸、回腸）、大腸（盲腸、闌尾、結(jié)腸、直腸）和肛管等部。消化腺（Digestive Gland）是分泌消化液的器官，包括口腔腺、肝、胰及消化管壁內(nèi)的小腺體，如胃腺和腸腺等，它們都開口于消化道。臨床上常把口腔到十二指腸的這一段稱上消化道，空腸以下的部分稱下消化道。

在組織學(xué)上，消化道管腔壁由黏膜層、黏膜下層、肌層及基底層組成，其最大特點是在保障及維持良好屏障功能的基礎(chǔ)上，發(fā)揮攝入、推進(jìn)、消化、吸收、分泌、儲存和消除排泄物等復(fù)雜多樣化的功能。整個過程需要神經(jīng)、內(nèi)分泌、肌肉等多系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性參與，完成物理、化學(xué)、生物物理及生物化學(xué)等多機制的作用，是一個組成、結(jié)構(gòu)及功能迥異、協(xié)同一致的系統(tǒng)性作用范例。其中，腸道屏障由3部分組成，物理屏障和化學(xué)屏障，后者又由酸堿屏障和疏親水屏障組成。不同的區(qū)域因功能不同，其物理與化學(xué)屏障的權(quán)重不同。由于屏障功能是其功能基礎(chǔ)，外界的各種因素導(dǎo)致的管壁屏障損傷均可能對消化道功能造成影響。

消化系統(tǒng)的基本功能是食物的消化和吸收，供機體所需的物質(zhì)和能量，食物中的營養(yǎng)物質(zhì)除維生素、水和無機鹽可以被直接吸收利用外，蛋白質(zhì)、脂肪和糖類等物質(zhì)均不能被機體直接吸收利用，需在消化道內(nèi)被分解為結(jié)構(gòu)簡單的小分子物質(zhì)，才能被吸收利用。食物在消化道內(nèi)被分解成結(jié)構(gòu)簡單、可被吸收的小分子物質(zhì)的過程就稱為消化（Digestion）。這種小分子物質(zhì)透過消化道黏膜上皮細(xì)胞進(jìn)入血液和淋巴液的過程就是吸收（Absorption）。對于未被吸收的殘渣部分，消化道則通過大腸以糞便形式排出體外。

2 消化道損傷評估

對藥物誘導(dǎo)的消化道系統(tǒng)損傷，其評估主要包括上、下內(nèi)鏡與活檢結(jié)合。完整的鱗狀黏膜，毗鄰糜爛和潰瘍，顯示富含中性粒細(xì)胞的浸潤和反應(yīng)性上皮改變，包括擴大、深染細(xì)胞核和多核。藥物性胃黏膜損傷通常在胃竇中較多發(fā)生。內(nèi)鏡特征包括紅斑、水腫和糜爛。出血或接觸性出血有時與NSAIDs或皮質(zhì)類固醇給藥有關(guān)。最常見的損傷組織學(xué)模式是化學(xué)胃病，其特征是黏蛋白缺失的上皮和拉長，彎曲的胃坑。固有層含有擴張和充血的黏膜毛細(xì)血管，在愈合糜爛的情況下與水腫和纖維化有關(guān)。炎性反應(yīng)浸潤是最小的，但中性粒細(xì)胞反映了侵蝕和潰瘍的存在?；瘜W(xué)性胃病也可能與攝入乙醇，酸性和堿性物質(zhì)，膽汁和其他十二指腸內(nèi)容物回流到胃有關(guān)。藥物引起的炎性反應(yīng)和潰瘍發(fā)生在整個小腸和結(jié)腸，但尤其常見于十二指腸近端、回腸末端和右結(jié)腸。潰瘍可能出現(xiàn)在正常黏膜內(nèi)，也可能發(fā)生在斑片狀紅斑、水腫或缺血型改變的背景上。

3 消化道損傷藥物

消化道損傷最常見的原因是：1）非甾體抗炎藥（NSAID）的過度使用/敏感性;2）化療;3）放療;4）代謝紊亂[13]。導(dǎo)致藥物性消化道損傷的主要藥物類別包括抗精神病藥、細(xì)胞毒素、抗抑郁藥、抗菌藥物和抗炎藥，如奎尼丁、氯化鉀、依美溴銨、阿侖膦酸鹽、四環(huán)素、克林霉素、硫酸亞鐵和苯妥英等。嚴(yán)重的損傷可能需要內(nèi)窺鏡或外科手術(shù)干預(yù)，但大多數(shù)損傷在停用藥物后會痊愈。糜爛、潰瘍、紅斑和黏膜脆性是典型的，但在某些情況下狹窄和周壁增厚可模擬惡性腫瘤。

NSAIDs是最頻發(fā)消化道損傷的藥物，其主要作用機制是抑制環(huán)氧化酶（Cyclooxygenase，COX），也會直接作用消化道黏膜造成損傷。其不良反應(yīng)從輕度消化不良到胃腸道出血和穿孔，最多見的表現(xiàn)為胃潰瘍和腸潰瘍。NSAIDs引起的胃十二指腸黏膜損傷不僅是簡單的局部損傷，而且是具有局部和全身雙重作用的復(fù)雜機制。全身作用主要是由于內(nèi)源性前列腺素合成的抑制[14]，進(jìn)而導(dǎo)致上皮黏液減少、碳酸氫鹽分泌、黏膜血流、上皮增生和黏膜損傷抵抗[15-16]。

當(dāng)然，最嚴(yán)重的藥物損傷來自于腫瘤化療藥物?；熕孪蓝拘圆粌H僅只針對上消化道如胃十二指腸，它將沿整個消化道延伸[17]，通過激活蛋白激酶、核因子kappa B（Nuclear factor-kappa B，NF-kB）、Fos/Jun和Wnt等廣泛信號通路[18]，導(dǎo)致細(xì)胞因子、基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）、神經(jīng)酰胺和COX-2大量產(chǎn)生、激活并溢出[19-20]。

4 消化道損傷標(biāo)志物

在臨床上，如休克、大面積燒傷、嚴(yán)重感染等引起潛在性腸道低血壓、低灌注導(dǎo)致腸道黏膜缺血、缺氧，腸道屏障功能障礙，由于沒有及時的檢測和發(fā)現(xiàn)從而誘發(fā)腸源性全身炎性反應(yīng)綜合征、多器官功能障礙綜合征等一系列臨床危癥。人們認(rèn)為腸道不僅是多器官功能障礙綜合征（Multiple Organ Dysfunction Syndrome，MODS）的靶器官，更是MODS的啟動者。

傳統(tǒng)上，除了通過組織病理學(xué)檢查外，糞便隱血、胃腸道容量、胃腸道吸收和平滑收縮功能等也是消化道損傷的評判監(jiān)測方法。但這些方式機體損傷較為嚴(yán)重。為了更好地預(yù)測早期消化道損傷或預(yù)后，人們一直在尋找臨床相關(guān)的微創(chuàng)/非侵襲性生物標(biāo)志物。因此，消化道組織特征性高豐度成分、特征性功能（如腸道屏障或吸收功能）分子、特征性組織代謝物的累積、腸道菌群產(chǎn)物的返流（如腸道屏障功能損傷）、特征性細(xì)胞增殖（如炎性細(xì)胞的增殖）、外投入探針等檢測已成為判斷消化道損傷及其嚴(yán)重性、預(yù)后及恢復(fù)的重要指標(biāo)。

4.1 組織特征性高豐度成分

4.1.1 腸和肝脂肪酸結(jié)合蛋白 小腸是膳食脂肪酸攝取的起始部位，小腸近端腸上皮細(xì)胞富含有2種脂肪酸結(jié)合蛋白（FABPs），即腸脂肪酸結(jié)合蛋白（I-FABP）和和肝脂肪酸結(jié)合蛋白（L-FABP）[21]。I-FABP存在于小腸的腸上皮細(xì)胞中，占腸上皮蛋白的2%[22-23]。正常情況下，周圍血中檢測不到I-FABP，但當(dāng)腸缺血等損害時，腸上皮細(xì)胞通透性增加，I-FABP釋出，通過毛細(xì)血管及乳糜管進(jìn)入血循環(huán)，即可在周圍血中檢出。研究描述了I-FABP用于急性缺血性疾病后大鼠腸道損傷的檢測[24]、排斥反應(yīng)[25-26]和壞死性小腸結(jié)腸炎[27]。I-FABP和L-FABP是非常小的蛋白質(zhì)，它們在細(xì)胞損傷后迅速從胃腸道腸上皮細(xì)胞釋放到血液中，使它們成為很好的生物標(biāo)志物。

4.1.2 基質(zhì)金屬蛋白酶 基質(zhì)金屬蛋白酶（Matrix Metalloproteinases，MMPs）是一組鋅依賴性內(nèi)肽酶，其作用是促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)轉(zhuǎn)化[20]。最近的研究發(fā)現(xiàn)這些蛋白酶是化療誘導(dǎo)大鼠腸道損傷的重要遞質(zhì)[28]。因此，MMPs可以作為化療所致腸道損傷的組織特異性標(biāo)志物。然而，目前尚未對MMPs的變化進(jìn)行充分監(jiān)測，使其作為毒性生物標(biāo)志物在全身存在。

4.1.3 胃蛋白酶原I和II 胃蛋白酶原I和II是胃蛋白酶的前體，胃蛋白酶原I和II由胃黏膜產(chǎn)生并釋放到胃腔和周圍循環(huán)[29]。胃黏膜的嚴(yán)重炎性反應(yīng)及其向萎縮性胃炎的進(jìn)展與血清生物標(biāo)志物胃蛋白酶原I和II的變化有關(guān)。胼胝體黏膜的萎縮導(dǎo)致胃蛋白酶原I的低合成，從而導(dǎo)致其低釋放到血清中。進(jìn)展性胃萎縮和胃酸稀化導(dǎo)致極低水平的胃蛋白酶原I，而胃蛋白酶原II在血清中仍然升高[30-31]。先前有報道稱胃蛋白酶原II是診斷任何類型胃炎的良好標(biāo)記物，因為它可以區(qū)分胃炎和正常黏膜的受試者。急性胃炎和pangast胃炎的進(jìn)展與血清胃蛋白酶原II水平的持續(xù)升高有關(guān)，而在急性胃炎早期胃蛋白酶原I水平保持不變并在正常范圍內(nèi)[32]。

4.1.4 乳鐵蛋白 乳鐵蛋白（Lactoferrin）是一種結(jié)合鐵的糖蛋白，由大多數(shù)黏膜分泌，是多形核中性粒細(xì)胞的次級顆粒的主要成分，是急性炎性反應(yīng)的主要成分[33-34]。在腸道炎性反應(yīng)過程中，白細(xì)胞浸潤黏膜，導(dǎo)致糞便中乳鐵蛋白濃度升高[35]。乳鐵蛋白對蛋白質(zhì)水解具有抗性，且不受多種凍膠的影響，這為糞便中的腸道炎性反應(yīng)指標(biāo)提供了一個有用的標(biāo)記。

4.2 特征性功能分子

4.2.1 CD64 Tillinger等[36]建議用流式細(xì)胞術(shù)檢測嗜中性粒細(xì)胞CD64，將其作為一種的腸道炎性反應(yīng)和功能性疾病患者胃腸損傷的生物標(biāo)志物。CD64是IgG的高親和力FcRI受體，可作為急性期反應(yīng)劑、C反應(yīng)蛋白（CRP）和淀粉樣蛋白P的配體。CD64被發(fā)現(xiàn)在IBD患者中顯著升高，對治療干預(yù)反應(yīng)良好。因此，它被用作鑒別胃腸疾病的生物標(biāo)志物。目前，小鼠抗體已可用于臨床前應(yīng)用，除臨床應(yīng)用外，其他物種的抗體正在研究中，以評估CD64在其他相關(guān)臨床前體內(nèi)毒理學(xué)研究中的作用。

4.2.2 胃泌素 胃泌素（Gastrins）是由胃竇和十二指腸的內(nèi)分泌G細(xì)胞在各種胃腸道刺激下產(chǎn)生的一系列與序列相關(guān)的羧基化肽。胃泌素從G細(xì)胞釋放的機制尚不清楚，但胃竇膨脹、部分消化的蛋白質(zhì)、氨基酸和迷走神經(jīng)刺激似乎參與了這一過程。血清胃泌素水平的升高通常與十二指腸潰瘍、細(xì)菌感染、腫瘤和其他與胃腸道損傷相關(guān)的致病因素有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)醋酸處理的大鼠血漿胃泌素水平升高，而醋酸可誘發(fā)胃潰瘍[37]。與未患胃腸道疾病的犬比較，患有慢性淋巴細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞性腸炎的犬的血清胃泌素濃度也有所增加[38]。因此，有大量證據(jù)可以將胃泌素定義為一種很好的GI修飾生物標(biāo)志物，盡管目前對其機制還沒有明確的了解。

4.3 特征性組織代謝物的累積

4.3.1 瓜氨酸 瓜氨酸（Citrulline）是一種主要由小腸細(xì)胞產(chǎn)生的中間代謝氨基酸。瓜氨酸水平與化療減少的腸細(xì)胞質(zhì)量相關(guān)，與營養(yǎng)和炎性反應(yīng)狀態(tài)無關(guān)。血漿瓜氨酸測量最近被用于清髓治療方案，作為黏膜腫塊的指示物[39-40]。血漿瓜氨酸的分析是具有挑戰(zhàn)性的，常規(guī)的分析已經(jīng)被限制在酶的測定，這往往是不太敏感的。然而，利用高效液相色譜（HPLC）和質(zhì)譜檢測血漿瓜氨酸的方法，使得瓜氨酸成為了一個更有前途的消化道生物標(biāo)記物。LC-MS/MS方法對瓜氨酸的測量具有高度特異性，可以很容易地消除干擾代謝物成分的影響。最近，相關(guān)報道中，血漿瓜氨酸被作為一種小腸毒性標(biāo)志物，在非臨床安全性研究中似乎具有一定的潛力[41]。然而，仍需進(jìn)一步的工作來確定它對人類和其他臨床前物種的適用性。瓜氨酸在腸道疾病/毒性體外模型中的應(yīng)用還有待進(jìn)一步探索。

4.3.2 MicroRNAs MicroRNAs（miRNAs）是一種內(nèi)源性的小的非編碼RNA，在基因表達(dá)中起轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)作用。作為幾種器官毒性的新興生物標(biāo)記物，miRNAs也正在被評估其追蹤胃和腸黏膜損傷的潛力。細(xì)胞死亡時，miRNAs釋放到周圍環(huán)境中，并穩(wěn)定地出現(xiàn)在循環(huán)中[42-43]。因此，檢測生物樣本中組織特異性或組織富集的miRNA有望成為該組織損傷的良好生物標(biāo)志物。血清miRNAs已被確定為肝臟毒性[44]和心肌損傷[45]以及肺癌、結(jié)直腸、卵巢癌和前列腺癌的生物標(biāo)志物[43]。研究人員正在研究尿液miRNA作為腎小管損傷的指標(biāo)，而糞便miRNA檢測也正在開發(fā)中，作為散發(fā)性人結(jié)腸癌和活動性UC的篩查工具[46]。命名為miR-194的miR-194被選擇用于初始實驗，因為它在小腸和結(jié)腸中高表達(dá)，盡管它并不是完全特異性的[47]。因此，糞便或任何其他相關(guān)生物樣本中存在GI特異性或GI富集的miRNA可能表明GI毒性。

4.4 返流腸道菌群產(chǎn)物或糞便中標(biāo)志物

4.4.1 膽汁酸 膽汁酸（Bile acids）在小腸近端被最低限度地吸收，膽汁酸池流向回腸遠(yuǎn)端，在那里，膽汁酸被腸肝運輸系統(tǒng)重新吸收，然后通過門靜脈返回到肝臟[48]。剩余的膽汁酸隨糞便排出體外。糞便膽汁酸是腸道微生物產(chǎn)生的膽汁酸代謝產(chǎn)物的復(fù)雜混合物。因此，糞便膽汁酸的增加表明吸收不良，可導(dǎo)致腹瀉。然而，基于分析的可靠性，糞便膽汁酸準(zhǔn)確檢測胃腸道損傷和/或胃腸道功能下降的能力是值得懷疑的，盡管它通常被用作臨床應(yīng)用的胃腸道標(biāo)記。

4.4.2 糞便S100A12 糞便S100A12與鈣衛(wèi)蛋白在鈣結(jié)合特性上相似[49]。該蛋白激活NF-kB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)并增強細(xì)胞因子釋放[50]。血清中也可檢測到S1000A12，但糞便試驗對IBD更敏感、特異性更高[51]。對這個生物標(biāo)志物的進(jìn)一步研究正在進(jìn)行中。

4.4.3 其他糞便標(biāo)志物 其他一些糞便生物標(biāo)記物正在被研究用于胃腸道疾病，盡管前景廣闊，但這些替代品與疾病活動的相關(guān)性較低[52]。這些酶包括溶菌酶、白細(xì)胞酯酶、彈性蛋白酶、髓過氧化物酶、TNFa、IL-beta、IL-4、IL-10、α-1抗胰蛋白酶和α-2-大球蛋白[50，53-54]。m2-丙酮酸激酶可能是這些新的糞便生物標(biāo)志物中最有前途的[55]。基因表達(dá)分析顯示，推測的脂肪細(xì)胞特異性蛋白，脂肪蛋白酶，也有類似的mRNA水平升高，是大鼠胃腸道中Notch/ he-1信號中斷效應(yīng)的潛在標(biāo)記物。這些蛋白水平在經(jīng)過fgsi處理的大鼠的腸道內(nèi)容物和糞便中被發(fā)現(xiàn)上調(diào)，可以進(jìn)行非侵入性監(jiān)測[56]。識別這些生物標(biāo)志物，以預(yù)測這些照射或后續(xù)治療相關(guān)的不良事件是非常重要的。在這種情況下，外周血生物標(biāo)記物或非侵入性生物標(biāo)記物將是首選，因為它們比結(jié)腸活檢更具侵入性。在另一項研究中，發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞激活標(biāo)志物CD177和CEACAM1的表達(dá)增加與GI免疫相關(guān)不良事件的發(fā)生有關(guān)[57]，這也正在進(jìn)一步研究用于生物標(biāo)志物的應(yīng)用。

4.5 特征性細(xì)胞增殖

4.5.1 二肽基肽酶 二肽基肽酶（Dipeptidyl-Peptidase，DPP-IV，CD26，EC 3.1.14.5）是一種寡肽酶家族的細(xì)胞表面蛋白酶。DPP-IV水解肽鏈N端倒數(shù)第2個氨基酸為脯氨酸和丙氨酸的二肽，它在血液中和尿液中以游離的形式存在，并通過水解生物活性肽在體內(nèi)發(fā)揮著重要作用。DPP-IV除催化活性外，它還與多種蛋白質(zhì)相互作用，例如腺苷脫氨酶、HIV gp120蛋白、纖連蛋白、膠原蛋白、趨化因子受體CXCR4和酪氨酸磷酸酶CD45[58]。它主要高表達(dá)于淋巴細(xì)胞、腸道和腎臟，后2個臟器在發(fā)生慢性炎性反應(yīng)時，其表達(dá)增加，可能是淋巴細(xì)胞組織浸潤的表現(xiàn)特征。如克羅恩氏病時，其血液中DPP-IV活性下降，而組織中DPP-IV顯著增加。但在炎性反應(yīng)未發(fā)生前的急性損傷時，血液中DPP-IV活性也有所增加[59]。

4.5.2 鈣衛(wèi)蛋白 鈣衛(wèi)蛋白（Calprotectin）是一種大量存在于中性粒細(xì)胞中的鈣結(jié)合蛋白，它占細(xì)胞溶膠中可溶性蛋白的60%。鈣衛(wèi)蛋白是一種敏感、穩(wěn)定的標(biāo)記物，不受藥物、膳食補充劑或酶降解的影響。這種中性粒細(xì)胞來源的蛋白質(zhì)反映了進(jìn)入腸管腔的白細(xì)胞通量。研究表明，IBD中發(fā)現(xiàn)糞便鈣保護(hù)素水平升高[60-61]、結(jié)腸癌[62]和非甾體抗炎藥治療[63-64]，提示它是胃腸道炎性反應(yīng)的敏感標(biāo)志。因此，糞便鈣衛(wèi)蛋白現(xiàn)在被用于臨床評估胃腸道炎性反應(yīng)，使用標(biāo)準(zhǔn)的ELISA程序。

4.5.3 二胺氧化酶 二胺氧化酶（Diamine Oxidase，DAO）是一種分解代謝多種底物，包括組胺和二胺的氧化酶。血液DAO的活性與小腸黏膜絨毛中的DAO活性以及與抗癌藥物引起的小腸黏膜病變的嚴(yán)重程度有良好的相關(guān)性[65-66]。然而，血DAO的測量一直是分析上的挑戰(zhàn)，因為在血液中可測量的水平極低。報道顯示，在抽血前，肝素刺激導(dǎo)致血漿水平顯著升高，這一事實很容易混淆DAO測量[67-68]。這導(dǎo)致血DAO水平的使用既不切實際，也不方便在臨床前環(huán)境中進(jìn)行常規(guī)胃腸道毒性篩選。因此，這種生物標(biāo)志物的測量在臨床或臨床前的應(yīng)用中還沒有得到足夠的普及。

4.5.4 C-反應(yīng)蛋白 C-反應(yīng)蛋白（C-reactive Protein，CRP）是一種肝臟蛋白，可對各種急性和慢性炎性反應(yīng)情況作出反應(yīng)，通?？勺鳛槲改c道炎性反應(yīng)的間接生物標(biāo)志物。與炎性腸?。↖nflammatory Bowel Disease，IBD）相關(guān)的細(xì)胞因子即白細(xì)胞介素（IL）-6、腫瘤壞死因子（TNFa）和IL-1b刺激肝細(xì)胞產(chǎn)生高于基線水平的CRP[69]。這種升高的CRP水平并不是IBD特有的，因為在各種病毒和細(xì)菌感染、其他自身免疫性疾病、惡性腫瘤和其他導(dǎo)致組織壞死的毒性反應(yīng)中，CRP水平也會升高[70]。CRP是一種可靠的生物標(biāo)志物，因為它在診斷實驗室中易于且準(zhǔn)確地測量，而且血漿半衰期很短（約19 h），是由合成而不是降解確定的[71]。

4.5.5 中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶 中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶（Polymorphonuclear Neutrophil Elastase，PMN-e）是一種中性蛋白酶，通常存在于中性粒細(xì)胞的堿性粒細(xì)胞顆粒中。它通過這些細(xì)胞的激活釋放，作為炎性反應(yīng)的遞質(zhì)[72]。研究正在建立利用PMN-e作為一個有用的胃腸道糞便生物標(biāo)志物。

4.6 外投型診斷探針 口服探針的糞便和尿液排泄已被用于評估黏膜通透性，作為胃腸道功能障礙和藥物性腸屏障損害的標(biāo)志。分子探針是常用的機械屏障的檢測方法，主要有糖分子探針、同位素分子探針及聚乙烯二醇分子類探針等[39，73-74]。正常情況，探針分子能有限的穿透腸黏膜上皮屏障入血，并很快被腎臟清除經(jīng)尿排出。當(dāng)腸上皮黏膜受損，黏膜通透性發(fā)生改變，通過上皮的探針分子的量就會由于黏膜通透性改變而改變[75-77]。

5 結(jié)束語

本文綜述了17種消化道系統(tǒng)損傷標(biāo)志物，這些標(biāo)志物可以測定血液、糞便、尿液和組織，可以是組織結(jié)合型，多數(shù)是體液釋放型的。這些標(biāo)志物的不斷發(fā)現(xiàn)將加深我們對消化道損傷機制的認(rèn)識，實現(xiàn)早期及正確的消化道損傷程度與機制評價。

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（2020-11-19收稿 責(zé)任編輯：王明）