膿毒癥腸黏膜屏障功能障礙防治研究進(jìn)展

田永超

天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院(天津300381)

膿毒癥是由嚴(yán)重感染引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS),也是引發(fā)多器官功能障礙綜合征(MODS)及ICU患者死亡的主要原因之一[1]。全球范圍內(nèi)，每年約有 1800萬人罹患膿毒癥，較高的發(fā)病率和病死率導(dǎo)致家庭和社會(huì)面臨沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。腸道是機(jī)體除體表外隔絕外界的主要屏障，腸屏障由機(jī)械、生物、化學(xué)、免疫4個(gè)屏障結(jié)構(gòu)構(gòu)成；腸道又是人體最大的細(xì)菌儲(chǔ)源庫，在各種刺激作用下腸道免疫功能受抑制,腸黏膜完整性被破壞，導(dǎo)致腸屏障功能受損,促使腸道細(xì)菌移位,引起宿主過度炎癥反應(yīng)，誘發(fā)/加重SIRS,而SIRS再次損傷腸道,兩者互為因果，互相促進(jìn)，最終形成膿毒癥休克/MODS[2]。腸道既是損傷的“靶”器官，其又對(duì)炎性介質(zhì)起到擴(kuò)增器的作用，因此又是損傷的“激發(fā)”器官，常常被認(rèn)為是危重病應(yīng)激的“中心器官”及MODS“啟動(dòng)器官”[3]，腸屏障功能已成為評(píng)價(jià)危重病預(yù)后的關(guān)鍵指標(biāo)之一，如何在治療嚴(yán)重膿毒癥時(shí)盡早改善腸缺血，恢復(fù)受損的腸黏膜屏障功能，是目前嚴(yán)重膿毒癥治療的關(guān)鍵之一。

目前方式主要是通過各種手段保護(hù)腸黏膜屏障的完整性、調(diào)整腸道微生態(tài)失衡、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力等達(dá)到降低腸道細(xì)菌移位從而防治腸屏障功能障礙。

1 谷氨酰胺(Gln)

Gln是機(jī)體必需條件氨基酸,參與蛋白質(zhì)和核酸的合成,其在各種病理生理過程中均發(fā)揮重要作用，如促進(jìn)生長發(fā)育、保持細(xì)胞完整性、抗感染以及調(diào)節(jié)免疫等[4]。為了有效維護(hù)患者小腸黏膜結(jié)構(gòu)的完整性，預(yù)防小腸黏膜通透性的增加，從而在一定程度上修復(fù)腸黏膜病理性損傷，可給予接受靜脈營養(yǎng)的患者Gln治療[5]。另有學(xué)者發(fā)現(xiàn)Gln可抑制細(xì)胞因子分泌，并通過提高腸黏膜免疫系統(tǒng)T淋巴細(xì)胞及免疫抑制性細(xì)胞的比例，減輕腸道炎癥反應(yīng)，改善腸損傷程度，從而有效保護(hù)腸屏障功能[6]。在膿毒癥等動(dòng)物模型的研究中發(fā)現(xiàn)，Gln的添加可明顯降低模型MODS的發(fā)生，進(jìn)而降低模型死亡率,并認(rèn)為其可能機(jī)制與Gln增加熱休克蛋白表達(dá),減低細(xì)胞凋亡，改善腸屏障功能障礙，從而發(fā)揮組織保護(hù)作用有關(guān)；Gln還可通過迅速誘導(dǎo)ERK通道依賴的MKP-1蛋白,滅活P38和JNK,保護(hù)致死性內(nèi)毒素血癥時(shí)腸屏障功能[7-8]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，給予膿毒癥大鼠補(bǔ)充Gln可降低其TLR4，MYD88，TRAF6 mRNA水平，并通過提升大鼠腸組織Gln濃度來降低腸黏膜通透性，提高腸黏膜免疫功能，保持腸黏膜結(jié)構(gòu)完整性，從而減少腸道細(xì)菌移位，減輕膿毒癥大鼠腸黏膜損傷，達(dá)到防治腸屏障功能障礙的作用[9-10]。

2 N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)

NAC為硫醇類化合物,是L-半胱氨酸與還原型谷胱苷肽的前體，可以抗氧自由基、穩(wěn)定細(xì)胞膜。NAC能改善因感染、腸缺血/再灌注損傷、燒傷、炎性腸病等原因所致的腸黏膜萎縮、腸通透性增高、腸上皮受損、腸免疫功能紊亂、腸道微生態(tài)失衡等病理生理的改變，對(duì)危重病腸屏障功能起到良好的保護(hù)作用。孫瑩杰等[11]發(fā)現(xiàn)NAC可明顯降低體外循環(huán)期間大鼠血漿D-乳酸含量、DAO活性，降低腸上皮通透性，并顯著減輕腸黏膜的病理性損傷，維護(hù)腸屏障的完整性，從而減少腸源性膿毒癥的形成。當(dāng)器官缺血/再灌注時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的氧自由基，使器官組織的細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化，激活組織細(xì)胞凋亡壞死造成損傷，而胃腸黏膜則是缺血/再灌注時(shí)損傷嚴(yán)重的器官之一[12]。周曉燕等[13]發(fā)現(xiàn)NAC顯著降低大鼠缺血/再灌注損傷導(dǎo)致的胃黏膜損傷指數(shù)，通過抑制胃黏膜細(xì)胞凋亡，提高p-ERK蛋白表達(dá)，p-JNK、NF-κB蛋白表達(dá)受抑，胃黏膜組織中TNF-α及Caspase-3的mRNA表達(dá)減少，從而維護(hù)胃腸屏障功能，對(duì)大鼠缺血/再灌注損傷起到保護(hù)作用。張小龍等[14]報(bào)道，NAC通過抑制誘導(dǎo)型一氧化氮(NO)合酶mRNA的表達(dá),進(jìn)而抑制NO等炎性介質(zhì)生成,通過抑制ICAM-1及過氧亞硝基陰離子介導(dǎo)的炎癥反應(yīng),減少中性粒細(xì)胞浸潤,降低MPO活性水平,進(jìn)而減輕腸屏障損傷；另外，NAC通過抑制IκB激酶而降低TNF誘導(dǎo)的NF-κB的活性,使炎性介質(zhì)生成減少,MMP-9表達(dá)水平降低,從而使腸道黏膜的損傷明顯減輕,改善病態(tài)大鼠腸屏障功能，減少內(nèi)毒素入血，有效防治膿毒癥及MODS的發(fā)生和發(fā)展。燒傷后急性胃腸黏膜缺血/再灌注損傷以及由此導(dǎo)致的胃腸屏障功能障礙也是誘發(fā)燒傷后SIRS、MODS的關(guān)鍵環(huán)節(jié),亦是降低燒傷休克復(fù)蘇成功率,誘發(fā)腸源性膿毒癥的關(guān)鍵危險(xiǎn)因素。NAC通過降低大鼠體內(nèi)MDA及MPO含量，增加GSH水平,加速腸黏膜屏障功能修復(fù),抑制腸道細(xì)菌移位,從而保護(hù)燒傷大鼠胃腸黏膜屏障功能[15]。

3 烏司他丁(Ulinastatin，UTI)

UTI來源于人尿的酸性糖蛋白,是廣譜蛋白酶抑制劑，具有穩(wěn)定溶酶體和細(xì)胞膜及調(diào)控炎性介質(zhì)和氧自由基釋放作用，被證實(shí)有良好的臟器功能保護(hù)及免疫調(diào)節(jié)作用。胃腸缺血/再灌注損傷時(shí)腸屏障損傷以腸黏膜形態(tài)學(xué)破壞、通透性改變?yōu)橹饕憩F(xiàn),導(dǎo)致腸道細(xì)菌、內(nèi)毒素移位，而此病理過程的發(fā)生均有細(xì)胞凋亡及凋亡相關(guān)基因失衡參與。劉曉毅等[16]研究顯示，UTI在治療大鼠缺血/再灌注損傷的過程中，通過上調(diào)Bcl-2基因和下調(diào)Bax基因表達(dá),來抑制腸黏膜細(xì)胞凋亡，降低腸黏膜通透性，從而顯著保護(hù)腸黏膜上皮屏障功能。王立峰等[17]證實(shí)UTI通過抑制TNF-α、IL-6等炎性介質(zhì)釋放，使Bax與Caspase-3凋亡蛋白表達(dá)受抑，腸黏膜上皮細(xì)胞凋亡減輕，從而減少腸道細(xì)菌移位，使膿毒癥導(dǎo)致的腸屏障損傷得到有效保護(hù)。黃巍[18]給予嚴(yán)重膿毒癥病人UTI治療后，有效提高了腸黏膜對(duì)Gln利用率，加快了腸黏膜細(xì)胞生長速度及修復(fù)水平，維護(hù)了腸黏膜完整結(jié)構(gòu)和正常功能，并使胃腸道中內(nèi)毒素水平下降，有效改善了胃腸屏障功能。孫勇等[19]也發(fā)現(xiàn)Gln及UTI聯(lián)合使用具有明顯的協(xié)同作用，除可以有效的保護(hù)腸黏膜，維護(hù)腸黏膜的完整性外，還能顯著的下調(diào)炎性介質(zhì)，降低黏膜通透性，從而有效治療由嚴(yán)重?zé)齻鸬哪c黏膜損害及SIRS。

4 益生菌

膿毒癥時(shí)，受內(nèi)源性和外源性雙重因素的影響，出現(xiàn)腸道菌群失調(diào)，腸道微生態(tài)受到破壞，從而導(dǎo)致胃腸功能障礙。而益生菌可定植于腸道內(nèi)，調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)，首先通過促進(jìn)腸非免疫屏障功能，達(dá)到干擾致病菌對(duì)腸道的入侵、粘附作用；另外起到增強(qiáng)未暴露于致病菌的腸上皮細(xì)胞的屏障功能的作用[20-21]。益生菌還可通過使腸黏膜固有層中免疫球蛋白A(Immunoglobulin A，IgA)分泌細(xì)胞的增加，促進(jìn)腸黏膜分泌型IgA分泌，阻止致病菌在腸道定殖，并通過調(diào)控促炎和抗炎因子平衡，減輕腸道炎癥反應(yīng)，增強(qiáng)腸免疫屏障功能；另外，乳酸桿菌通過產(chǎn)生β-葡聚糖,使腸黏膜上皮細(xì)胞表面的黏液黏稠度增加,從而增強(qiáng)腸黏膜對(duì)各種損傷的耐受性[22-24]。秦環(huán)龍等[25]研究證實(shí)，益生菌通過提高急性重癥胰腺炎病人腸上皮跨膜結(jié)合蛋白表達(dá)，保持腸上皮緊密連接，調(diào)節(jié)腸道菌群失調(diào)，促腸道微生態(tài)穩(wěn)定，減少腸道細(xì)菌移位，達(dá)到保護(hù)腸屏障功能的作用。相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)亦證實(shí)，益生菌可穩(wěn)定腸黏膜屏障結(jié)構(gòu)和功能，減少腸道細(xì)菌移位，其機(jī)制是通過減少膿毒癥小鼠腸上皮細(xì)胞間緊密連接蛋白而實(shí)現(xiàn)[26]。李素彥等[27]發(fā)現(xiàn)早期給予膿毒癥患者益生菌治療，可明顯增加腸道內(nèi)有益菌數(shù)量，改善腸道微生態(tài)，并降低膿毒癥患者病死率，考慮與調(diào)節(jié)腸道菌群，減少腸道細(xì)菌移位，恢復(fù)腸道微生態(tài)穩(wěn)定有關(guān)。可見，益生菌可通過改善腸道通透性及免疫屏障功能、恢復(fù)腸道微生態(tài)穩(wěn)定、調(diào)控促炎和抗炎因子平衡等對(duì)腸黏膜屏障起到有效保護(hù)作用。

5 ?；撬?Taurine，TAU)

TAU具有抗氧化、及時(shí)清除過多氧自由基的作用，從而穩(wěn)定細(xì)胞膜、線粒體結(jié)構(gòu)及功能，抑制炎癥介質(zhì)生成，使細(xì)胞得到保護(hù)。另外，TAU可使脾臟生長發(fā)育加快，淋巴細(xì)胞增殖加速，進(jìn)而調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力。有實(shí)驗(yàn)證明，TAU既能抑制促炎細(xì)胞因子釋放，還能明顯抑制NF-κB的活性和腸道內(nèi)毒素的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移，從而發(fā)揮其細(xì)胞保護(hù)及機(jī)體免受內(nèi)毒素傷害的功能[28-30]。連淑君等[31]給予內(nèi)毒素血癥幼鼠TAU治療可有效減輕幼鼠腸道黏膜損傷，保護(hù)腸黏膜屏障功能，其可能機(jī)制是TAU通過抑制NF-κB的活化，降低炎性因子TNF-α、IL-6水平得以實(shí)現(xiàn)。

6 依達(dá)拉奉(Edaravone，EDA)

EDA作為一種自由基清除劑,具有清除自由基和抑制脂質(zhì)過氧化的作用，同時(shí)可產(chǎn)生抗凋亡、抗壞死和抗細(xì)胞因子作用，在臨床中得到廣泛應(yīng)用。SIRS誘發(fā)腸屏障衰竭的病理過程有腸道中性粒細(xì)胞脂質(zhì)過氧化參與，而EDA可減少腸道中性粒細(xì)胞脂質(zhì)過氧化，從而抑制腸道細(xì)菌移位，防治腸屏障衰竭[32]。Tomatsuri等[33]證實(shí)EDA能清除氧自由基，降低腸黏膜髓過氧化物酶活性，抑制腸黏膜脂質(zhì)過氧，保護(hù)缺血/再灌注損傷小腸多發(fā)性潰瘍及出血發(fā)生，進(jìn)而防治腸屏障衰竭。Mori等[34]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)出血性休克時(shí)細(xì)菌移位到腸系膜淋巴結(jié)的發(fā)生率和細(xì)菌移位程度可通過給予EDA顯著降低。宋祖軍等[35]對(duì)失血性休克的研究發(fā)現(xiàn)，早期并大量使用EDA可使腸組織細(xì)胞ICAM-1生成減少,腸組織中PMN活化受抑,從而減輕中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的腸黏膜破壞、通透性增加,進(jìn)而對(duì)腸黏膜屏障起到有效保護(hù)?？盗x華[36]也發(fā)現(xiàn)EDA可有效改善大鼠缺血/再灌注損傷小腸黏膜絨毛的壞死程度，減少絨毛脫落，從而保護(hù)小腸黏膜結(jié)構(gòu)完整和生理功能正常，并顯著降低大鼠小腸缺血/再灌注損傷后腸道細(xì)菌移位。

7 神經(jīng)降壓素(Neurotensin，NT)

NT是一種被新近認(rèn)定的對(duì)腸黏膜功能具有顯著調(diào)節(jié)作用的神經(jīng)肽類物質(zhì)，由中樞神經(jīng)系統(tǒng)和胃腸道合成并分泌，故又稱之為“腦-腸肽”，可與P物質(zhì)、生長抑素、組胺等協(xié)同調(diào)節(jié)腸道消化、小腸運(yùn)動(dòng)以及腸道炎癥[37]。NT具有調(diào)節(jié)胃腸道的蠕動(dòng)、促進(jìn)腸道上皮的生長等各種生理功能，從而維持腸道的物理屏障功能[38]。同時(shí)，NT可使實(shí)驗(yàn)組大鼠腸黏膜杯狀細(xì)胞內(nèi)黏蛋白2水平增加[39]，促進(jìn)胃腸黏膜分泌黏液，增強(qiáng)腸道黏膜化學(xué)屏障功能。NT作為腸道中的分子調(diào)節(jié)器，通過提升緊密連接蛋白Claudin-4在腸道絨毛的表達(dá)能力，給予腸道黏膜上皮細(xì)胞營養(yǎng)，并起到抗氧化、抗凋亡、促有絲分裂等作用[40-41]，促進(jìn)腸道黏膜上皮生長，加速修復(fù)損傷的腸道黏膜，從而有效阻止腸道細(xì)菌及內(nèi)毒素等移位。Assimakopoulos 等[42]亦證實(shí)NT可改善腸屏障功能，使腸道和各系統(tǒng)中的細(xì)菌、內(nèi)毒素濃度明顯降低，從而治療實(shí)驗(yàn)性阻塞性黃疸。文黎明等[43]亦證實(shí)，NT能夠加速受損腸黏膜修復(fù),提高小腸黏膜屏障功能,阻止腸道細(xì)菌移位,并且NT的作用呈劑量依賴性。

醫(yī)學(xué)界對(duì)腸黏膜屏障功能障礙研究及其防治給予了很大關(guān)注，并已取得了良好的成就，如帕瑞昔布鈉、艾司洛爾、MFG-E8等藥物的研究也均證實(shí)了對(duì)腸黏膜屏障功能具有保護(hù)作用，包括近年來興起的糞便菌群移植也為腸源性膿毒癥的防治提供了新思路[44-47]，但針對(duì)膿毒癥誘發(fā)腸損傷的研究依然存在不足，尚未完全明確腸黏膜屏障損傷的作用機(jī)制，臨床有效治療方案也并未突顯，導(dǎo)致腸源性膿毒癥仍處于高發(fā)病率和高病死率狀態(tài)。 因此，如何防治膿毒癥誘發(fā)的腸黏膜屏障損傷仍然是目前臨床治療膿毒癥的重大難題，值得我們進(jìn)一步去探索與研究。