誘發(fā)餐后腹痛的“真兇”
——食物抗原引起的局部免疫反應(yīng)

黏膜免疫系統(tǒng)使病原體和無害的共生菌或食物抗原處于平衡狀態(tài)，從而限制不必要的炎癥和伴隨的組織損害，這是通過口服耐受 (oral tolerance) 實(shí)現(xiàn)的，即主動(dòng)抑制細(xì)胞和體液對(duì)口服抗原劑的反應(yīng)。然而，病毒和細(xì)菌感染會(huì)干擾對(duì)飲食抗原的耐受性，從而擾亂腸道穩(wěn)態(tài)。超過10%的普通人群出現(xiàn)腸易激綜合征癥狀，這些癥狀通常是由食物攝入引起。反常疼痛信號(hào)或內(nèi)臟過敏 (VHS) 是腸易激綜合征(IBS) 的標(biāo)志性癥狀。盡管在IBS 中負(fù)責(zé)肥大細(xì)胞激活的刺激原、特別是對(duì)食物攝入的反應(yīng)原仍然不清楚，但肥大細(xì)胞數(shù)量的增加和肥大細(xì)胞介質(zhì)的釋放被認(rèn)為是VHS 的基礎(chǔ)。腸易激綜合征是一種使人虛弱且難以治療的疾病，目前還沒有根治的方法。

本文作者認(rèn)為由細(xì)菌感染引起的對(duì)食物抗原的口服耐受崩潰是食物誘導(dǎo)VHS 的基礎(chǔ)。他們利用嚙齒枸櫞酸桿菌感染BALB/c 小鼠，同時(shí)在飲水中給它們添加卵蛋白 (OVA)。小鼠感染恢復(fù)后，反復(fù)口服OVA 導(dǎo)致感染組小鼠腹瀉、糞便含水量增加和轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間縮短，但在未感染組小鼠中無此現(xiàn)象。他們?cè)诟腥拘∈蟮慕Y(jié)腸（鼠枸櫞酸桿菌的定植部位）檢測(cè)到OVA 特異性IgE 抗體，但在小腸或血清中檢測(cè)不到。此外，這些小鼠在皮內(nèi)注射OVA 后并沒有表現(xiàn)出耳朵腫脹，這與對(duì)OVA 過敏的小鼠形成對(duì)比，說明上述過程是局部免疫反應(yīng)，而不是全身免疫反應(yīng)。

為了解這種對(duì)食物抗原的免疫反應(yīng)改變的功能意義，作者檢測(cè)了再次暴露于OVA是否會(huì)影響痛覺。與其他的報(bào)道類似，感染嚙齒枸櫞酸桿菌的小鼠會(huì)對(duì)結(jié)直腸擴(kuò)張產(chǎn)生一過性疼痛增強(qiáng)反應(yīng)，即VHS，4 周后恢復(fù)到基線水平。值得注意的是，感染后5周或更長(zhǎng)時(shí)間再次暴露于OVA，導(dǎo)致感染小鼠再次出現(xiàn)VHS，但未感染的小鼠無此現(xiàn)象，這種情況在最后一次OVA 灌胃后持續(xù)至少4 周。VHS 與黏膜對(duì)熒光素鈉的通透性增加有關(guān)，這與從IBS 病人獲得的數(shù)據(jù)一致。在感染前對(duì)OVA 有耐受性的小鼠中也得到了類似的發(fā)現(xiàn)，表明一旦建立了嚙齒枸櫞酸桿菌的感染，就會(huì)導(dǎo)致口服耐受性的崩潰。此外，VHS 的發(fā)展是抗原特異性的，因?yàn)榉磸?fù)灌胃牛血清白蛋白 (BSA) 不能影響感染小鼠的痛覺。兩組之間的腹內(nèi)容量和腹內(nèi)壓力之間的關(guān)系沒有發(fā)現(xiàn)差異，排除了炎癥介導(dǎo)的腸壁僵硬和傷害性信號(hào)改變的可能性。

為了進(jìn)一步研究VHS 中OVA 的抗原特異性免疫反應(yīng)的作用，作者利用單克隆抗IgE 抗體處理小鼠。發(fā)現(xiàn)這種治療防止了VHS 的惡化和再次暴露于OVA 時(shí)結(jié)腸通透性的增加。在IgE 缺陷 (Igh7-/-)小鼠中證實(shí)了這些結(jié)果。相反，用OVA 特異性IgE單克隆抗體致幼齡小鼠過敏，會(huì)導(dǎo)致反復(fù)注射OVA后出現(xiàn)VHS。在VHS 小鼠的結(jié)腸引流腸系膜淋巴結(jié)中，產(chǎn)生IL-4 的淋巴細(xì)胞數(shù)量增加。這些數(shù)據(jù)表明：胃腸道細(xì)菌感染可以打破對(duì)飲食抗原的口服耐受，導(dǎo)致對(duì)食物抗原的適應(yīng)性免疫反應(yīng)，腸道通透性增強(qiáng)，并在再次接觸該抗原時(shí)發(fā)出異常的疼痛信號(hào)。

由于腸道微生物組成的變化與IBS 有關(guān)，作者調(diào)查了小鼠模型中是否也存在類似的現(xiàn)象。與給予生理鹽水的小鼠相比，在感染后10 天，再次暴露于OVA 后，嚙齒枸櫞酸桿菌感染期間暴露于OVA改變了腸道微生物群落結(jié)構(gòu)。雖然羅賓遜氏菌和艾森伯氏菌是造成微生物群落結(jié)構(gòu)改變的最強(qiáng)驅(qū)動(dòng)因素，但這些與VHS 的發(fā)展沒有顯著的相關(guān)性。此外，抗生素治療和賦形劑治療的感染小鼠還是會(huì)發(fā)生VHS 現(xiàn)象。盡管在VHS 小鼠體內(nèi)觀察到的微生物群組成發(fā)生了變化，但是結(jié)果表明VHS 的發(fā)展很可能獨(dú)立于腸道微生物區(qū)系。

輕度炎癥和肥大細(xì)胞激活增加也被認(rèn)為是IBS的潛在機(jī)制，特別是在感染后的IBS 中。雖然小鼠在急性感染期（感染后10～14 天）有輕微的結(jié)腸炎，但VHS 或正常敏感性感染的小鼠7 周后已經(jīng)恢復(fù)。值得注意的是，無論是否再次暴露于卵白蛋白，肥大細(xì)胞限制性類胰蛋白酶α/β-1 基因 (Tpsab1) 在感染小鼠的結(jié)腸中都會(huì)上調(diào)，這表明肥大細(xì)胞是由于感染期間暴露于膳食抗原而致敏或激活的。作者利用其他的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一觀點(diǎn)：OVA-肽孵育來自O(shè)VA/感染+ OVA 小鼠的肥大細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致肥大細(xì)胞脫顆粒增加，組胺（主要肥大細(xì)胞介質(zhì)之一）的釋放增加。另外，肥大細(xì)胞穩(wěn)定劑多沙曲唑和遺傳消融分別能緩解VHS 和預(yù)防VHS 及降低結(jié)腸通透性。消除B 細(xì)胞和漿細(xì)胞降低了OVA 特異性IgE水平，防止了VHS 的發(fā)展。這表明B 細(xì)胞和漿細(xì)胞在局部產(chǎn)生的OVA 特異性抗體會(huì)使肥大細(xì)胞變得敏感，隨后在再次暴露時(shí)介導(dǎo)肥大細(xì)胞的激活。

來自IBS 病人的組胺和活檢上清液會(huì)激活并敏化內(nèi)臟傳入和背根神經(jīng)節(jié) (DRG) 神經(jīng)元。作者發(fā)現(xiàn)機(jī)械刺激將內(nèi)臟疼痛信號(hào)傳遞到脊髓的結(jié)腸內(nèi)臟神經(jīng)，在VHS 小鼠引起比正常敏感小鼠更高的動(dòng)作電位放電，表明VHS 小鼠的內(nèi)臟神經(jīng)更敏感。此外，與正常敏感小鼠的結(jié)腸上清液相比，VHS 小鼠的結(jié)腸上清液會(huì)增強(qiáng)神經(jīng)元的興奮性，并增加了DRG 神經(jīng)元對(duì)辣椒素（瞬時(shí)受體電位通道TRPV1的特異性激動(dòng)劑）的敏感性。傷害性感受器上的這種陽離子通道參與了IBS 病人的VHS。將DRG 神經(jīng)元與VHS 結(jié)腸上清液在組胺-1 受體 (H1R) 拮抗劑下孵育，可阻止興奮性增加和TRPV1 介導(dǎo)的反應(yīng)。表明肥大細(xì)胞介導(dǎo)的內(nèi)臟疼痛信號(hào)的增加是通過H1R 介導(dǎo)的，同時(shí)感覺神經(jīng)元中TRPV1 和其他電壓門控離子通道的敏化也是造成傳導(dǎo)信號(hào)增強(qiáng)的另一因素。

在上呼吸道，一種可引起T 細(xì)胞非特異性激活的超抗原 (SAgs) 會(huì)通過2 型T 輔助細(xì)胞 (Th2) 針對(duì)無辜抗原產(chǎn)生極化免疫反應(yīng)。該過程與哮喘和特應(yīng)性鼻炎的發(fā)病有很大的關(guān)聯(lián)性。因此作者認(rèn)為，腸道暴露于SAgs 可能會(huì)引發(fā)對(duì)飲食抗原的與細(xì)菌性胃腸炎類似的免疫反應(yīng)。與OVA/感染小鼠相似，在葡萄球菌腸毒素B (SEB) 存在的情況下暴露于OVA 的小鼠在再次暴露于OVA 時(shí)會(huì)發(fā)生VHS（即使它們?cè)赟EB 給藥前已耐受OVA）和腸道黏膜通透性增加。此外，Tpsab1、IL-4、IL-6 和IL-10 表達(dá)上調(diào)。肥大細(xì)胞激活介導(dǎo)了這些變化，因?yàn)樵撨^程可以被多沙曲唑阻斷，并且在Cpa3Cre/+小鼠中不存在。SEB-VHS 小鼠結(jié)腸OVA 特異性IgE 高于生理鹽水/SEB 小鼠和SEB-VHS 小鼠，同時(shí)在皮內(nèi)注射OVA 后沒有出現(xiàn)耳腫脹，表明對(duì)OVA 只有局部免疫反應(yīng)，但不是全身免疫反應(yīng)。為了評(píng)估SAgs是否也與IBS 的發(fā)病有關(guān)，比較了病人和健康志愿者糞便樣本中產(chǎn)生SAgs 的主要細(xì)菌（金黃色葡萄球菌和化膿性鏈球菌）比例。值得注意的是，23%的IBS 病人糞便樣本金黃色葡萄球菌檢測(cè)呈陽性，而健康志愿者的這一比例為9%。此外，47%的IBS陽性樣本中呈SAgs 陽性，而健康志愿者的這一比例為17%。既往的研究已經(jīng)將金黃色葡萄球菌定植與抗原特異性致敏相關(guān)的條件聯(lián)系起來，如過敏性鼻炎、哮喘和食物過敏。因此，SAgs 可能參與誘發(fā)IBS 病人亞群的VHS。

最后，作者進(jìn)一步調(diào)查了食物抗原是否真的能在結(jié)腸引起局部免疫反應(yīng)。將大豆、小麥、面筋和牛奶的溶液注入12 名IBS 病人和8 名健康志愿者的直腸乙狀結(jié)腸黏膜。參與者中沒有一人對(duì)這些飲食抗原過敏。值得注意的是，IBS 組的12 名志愿者都對(duì)至少一種被測(cè)試的食物抗原顯示出黏膜反應(yīng)，而只有2 名健康志愿者表現(xiàn)出單一的陽性反應(yīng)（1名對(duì)大豆、1 名對(duì)麩質(zhì)）。隨后作者檢測(cè)了類胰蛋白酶活性作為肥大細(xì)胞脫顆粒的指標(biāo)。在基礎(chǔ)條件下，IBS 病人的總胰蛋白酶樣活性高于健康志愿者，并且在注射組胺、大豆、小麥和麩質(zhì)后，與使用特定抑制劑APC-366 的總活性區(qū)分開來的類胰蛋白酶活性更高。最后，作者還發(fā)現(xiàn)雖然肥大細(xì)胞或IgE+肥大細(xì)胞的總數(shù)并無差異，但腸易激綜合征病人有更多的IgE+肥大細(xì)胞靠近神經(jīng)纖維(≤5 μm)。IBS病人IgE+肥大細(xì)胞與神經(jīng)纖維之間的距離比健康志愿者小，且與腹痛的嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)。IBS 病人肥大細(xì)胞IgE 免疫熒光強(qiáng)度高于健康志愿者，且與腹痛程度和黏膜水腫直徑呈正相關(guān)。使用活檢組織cDNA 對(duì)免疫球蛋白基因進(jìn)行深度測(cè)序，結(jié)果顯示IBS 病人和健康志愿者有相似數(shù)量的IgE+克隆。這些結(jié)果表明，食物抗原可能通過局部IgE 介導(dǎo)的機(jī)制觸發(fā)IBS 病人肥大細(xì)胞的激活。

本文的亮點(diǎn)是提出了一個(gè)新的對(duì)食物抗原口服耐受的觀點(diǎn)，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡調(diào)節(jié)關(guān)鍵，在IBS中該平衡被破壞，導(dǎo)致了異常疼痛信號(hào)。本文的數(shù)據(jù)表明，局部IgE 抗體與食物引起的腹痛有關(guān)。與食物過敏的一個(gè)根本區(qū)別是，OVA 特異性IgE 抗體只能在結(jié)腸組織中檢測(cè)到，這表明對(duì)飲食抗原的局部免疫反應(yīng)，而不是全身免疫反應(yīng)。既往已經(jīng)證明局部IgE 抗體在氣道中的作用，特別是在過敏性鼻炎和慢性鼻竇炎合并鼻息肉的病人中，他們與氣道反應(yīng)性增加有關(guān)。作者認(rèn)為，至少在免疫易感的病人亞群中，IBS 是由肥大細(xì)胞激活介導(dǎo)的食物誘導(dǎo)疾病譜的一部分。患IBS 的風(fēng)險(xiǎn)可能取決于基因構(gòu)成，這有利于特應(yīng)性免疫反應(yīng)。IBS 與過敏性鼻炎、過敏性濕疹和哮喘等特應(yīng)性疾病的相關(guān)性進(jìn)一步支持了這一假說。

綜上所述，本文提出的食物介導(dǎo)VHS 的概念對(duì)于IBS 和相關(guān)疾病的治療具有重要的意義。利用H1R 拮抗劑依巴斯汀阻斷肥大細(xì)胞介質(zhì)的作用可能是有效的，特別是當(dāng)使用針對(duì)導(dǎo)致肥大細(xì)胞敏化和激活的上游機(jī)制的化合物時(shí)。因此，IgE 介導(dǎo)的肥大細(xì)胞活化可作為IBS 病人預(yù)后的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。同樣，使用抗IgE 的單克隆抗體奧馬珠單抗治療嚴(yán)重哮喘病人的IBS 癥狀也得到了改善。本文的研究結(jié)果為進(jìn)一步研究針對(duì)肥大細(xì)胞敏化和/或激活的上游機(jī)制治療的潛力奠定了基礎(chǔ)。