CD26與炎癥性腸病關(guān)系的研究進(jìn)展

郭 蕊 羅 娟 繆應(yīng)雷

炎癥性腸病(IBD)包括潰瘍性結(jié)腸炎(UC)和克羅恩病(CD)兩種類型，其病因尚未完全明確，目前仍缺乏有效的診療方案。反復(fù)發(fā)作的癥狀和高昂的治療費(fèi)用給IBD患者帶來了生理、心理雙重壓力，嚴(yán)重影響了患者的生存和生活質(zhì)量。探究IBD的發(fā)病機(jī)制，開發(fā)新的有效診療方案任重道遠(yuǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)，與健康人群相比，IBD患者的血清可溶性CD26(sCD26)水平下降，而作為淋巴細(xì)胞膜表面抗原的CD26表達(dá)水平升高；且sCD26水平與IBD疾病活動度呈負(fù)相關(guān)[1]。另有研究表明，高血清sCD26水平可提示治療反應(yīng)良好[2]。動物實(shí)驗(yàn)顯示sCD26抑制劑具有減輕腸道炎性反應(yīng)的作用[3-4]。上述研究提示CD26參與了IBD的發(fā)生、發(fā)展，可能成為新的IBD治療靶點(diǎn)。本文就CD26的水解、非水解作用與IBD的相關(guān)性，以及CD26在IBD臨床診療中應(yīng)用的研究進(jìn)展作一綜述。

1 CD26的結(jié)構(gòu)和功能

CD26是一種高度糖基化的Ⅱ型跨膜蛋白，相對分子質(zhì)量為110 000，由兩個(gè)同源亞單位組成，主要結(jié)構(gòu)包括由6個(gè)高度保守的氨基酸組成的胞內(nèi)區(qū)、由22個(gè)氨基酸組成的跨膜區(qū)和由738個(gè)氨基酸組成的胞外區(qū)。胞外區(qū)分為N端糖基化區(qū)、C端水解區(qū)、富含半胱氨酸區(qū)這3個(gè)結(jié)構(gòu)域。N端糖基化區(qū)可與腺苷脫氨酶(ADA)、微囊蛋白-1(Caveolin-1)結(jié)合，膠原蛋白、纖連蛋白、纖溶酶原和鏈激酶可與富含半胱氨酸區(qū)結(jié)合。CD26胞外區(qū)可被剪切、釋放至血清，具有水解作用，這種sCD26又被稱為二肽基肽酶-Ⅳ(DPP-Ⅳ)。CD26廣泛表達(dá)于體內(nèi)多種組織器官，主要發(fā)揮兩種功能：(1)絲氨酸蛋白酶水解功能 作用于氨基末端第2個(gè)為脯氨酸或丙氨酸的多肽，并剪切氨基末端前的兩個(gè)氨基酸，改變底物的生物活性；其底物具有多樣性，目前研究已發(fā)現(xiàn)的是胰高血糖素樣肽(GLP)、神經(jīng)肽、血管活性腸肽等[5]。(2)非水解作用 即受體和共刺激因子功能，參與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，誘導(dǎo)T細(xì)胞活化和細(xì)胞遷移、黏附、侵襲等病理、生理過程[6]。由此可見，CD26參與了代謝性疾病、自身免疫性疾病、惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。

2 CD26的水解作用與IBD

2.1 CD26在IBD中對GLP的水解作用

在受CD26水解作用調(diào)節(jié)的底物中，被研究得較為深入的是GLP。進(jìn)食刺激腸道L細(xì)胞分泌GLP，主要是GLP-1和GLP-2，從而促進(jìn)胰島素釋放，延遲胃排空，控制血糖水平。GLP在體內(nèi)的半衰期極短，主要由sCD26水解失活或由腎臟清除。近年來研究發(fā)現(xiàn)GLP還參與了免疫調(diào)節(jié)[7]，這使得GLP和sCD26備受關(guān)注。Keller等[8]發(fā)現(xiàn)活動期IBD患者的胃腸排空延遲且GLP-1水平升高；Xiao等[9]發(fā)現(xiàn)IBD組患者血液中GLP-2活性形式GLP-2-(1-33)水平較健康組顯著升高，而sCD26水平較健康組顯著降低。上述研究表明IBD患者的GLP水平發(fā)生了改變。

目前對GLP-1的研究主要集中在糖尿病、動脈粥樣硬化方面，而在GLP-1與胃腸道的關(guān)系方面則鮮有研究。Yusta等[10]發(fā)現(xiàn)GLP-1基因敲除小鼠的腸道微生態(tài)紊亂，且IL-1β、IL-6、IL-12、三葉因子1(TFF1)、TFF2表達(dá)異常。Anbazhagan等[11]用GLP-1治療由葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型小鼠，雖未觀察到腸道炎性細(xì)胞浸潤程度減輕，但觀察到腸上皮杯狀細(xì)胞破壞程度明顯減輕；此外，GLP-1治療組小鼠的腹瀉情況緩解，DRA蛋白表達(dá)升高，DRA蛋白在維持細(xì)胞內(nèi)外離子平衡，防止腸道液體丟失方面起著重要作用。

GLP-2可維持腸道黏膜屏障，參與腸道炎性反應(yīng)。GLP-2的促生長作用較表皮生長因子、生長激素、胰島素樣生長因子更強(qiáng)，并具有腸道特異性[12]。Drucker等[13]用GLP-2類似物治療由DSS誘導(dǎo)的IBD模型小鼠，發(fā)現(xiàn)其可顯著逆轉(zhuǎn)小鼠的體質(zhì)量降低，并可使小鼠結(jié)腸及腸腺體長度增加，以及黏膜炎性反應(yīng)減輕。Gu等[14]用DSS誘導(dǎo)建立小鼠IBD模型，治療組予重組GLP-2二聚體，對照組予生理鹽水，結(jié)果顯示治療組小鼠的體質(zhì)量增高，腸道炎性反應(yīng)減輕，腸壁通透性較對照組降低，干擾素-γ(IFN-γ)、TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子表達(dá)降低，結(jié)腸組織中Nod樣受體蛋白3(NLRP3)炎性小體及環(huán)氧合酶-2(COX-2)蛋白表達(dá)降低，髓過氧化物酶活性減弱。GLP-2的治療作用在由TNBS和乙醇混合液誘導(dǎo)的IBD模型小鼠[15]、IL-10-/-模型小鼠[16]、人類白細(xì)胞抗原-B27(HLA-B27)轉(zhuǎn)基因模型小鼠[17]的研究中也得到了驗(yàn)證。2006年一項(xiàng)GLP-2類似物Teduglutide治療CD的Ⅱ期臨床試驗(yàn)納入了100例克羅恩病疾病活動指數(shù)(CDAI)為220～450分的CD患者，隨機(jī)給予患者3種劑量(每日0.05 mg/kg、0.10 mg/kg、0.20 mg/kg)的Teduglutide或安慰劑皮下注射治療8周，8周后CDAI評分<150分視為治療完全緩解，CDAI較基線下降100分視為治療有應(yīng)答，結(jié)果顯示Teduglutide組的緩解率為55%，安慰劑組的緩解率為33%，且緩解率與藥物劑量呈正相關(guān)；由于該試驗(yàn)中劑量梯度分組較少，故未發(fā)現(xiàn)Teduglutide的最佳治療劑量[18]。

上述研究結(jié)果表明，GLP可能成為IBD的潛在治療靶點(diǎn)。然而，GLP在人體內(nèi)的半衰期極短，主要由sCD26水解失去活性，由此推測可通過抑制sCD26的水解活性延長GLP的半衰期，以達(dá)到減輕腸道炎性反應(yīng)的目的。有研究建立了小鼠IBD模型，比較sCD26抑制劑治療組與安慰劑組的療效，發(fā)現(xiàn)sCD26抑制劑治療組小鼠的疾病活動度低于安慰劑組，腹瀉、直腸出血、體質(zhì)量下降等癥狀較安慰劑組明顯改善；腸道細(xì)胞增殖加快，腸壁厚度較安慰劑組增大；此外，sCD26抑制劑治療組小鼠的腸道腺體缺失、炎性細(xì)胞浸潤、杯狀細(xì)胞破壞程度均減輕，促炎因子釋放減少，GLP水平升高且半衰期延長[3-4]。由此可見，sCD26抑制劑可通過抑制GLP水解發(fā)揮減輕腸道炎性反應(yīng)的作用，sCD26抑制劑可能是潛在的IBD治療藥物。

2.2 CD26在IBD中對其他物質(zhì)的水解作用

除GLP以外，CD26還可作用于其他底物，如神經(jīng)肽Y(NPY)、血管活性腸肽(VIP)等。研究顯示NPY、VIP可能是胃腸道保護(hù)因子[19]。Baticic等[20]為觀察結(jié)腸炎機(jī)體中CD26是否參與調(diào)節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌因子，分別給予野生型(C57BL/6)小鼠及CD26-/-小鼠直腸注入TNBS和生理鹽水構(gòu)建IBD組和非IBD組，結(jié)果顯示由TNBS誘導(dǎo)的兩系小鼠的炎性反應(yīng)相關(guān)病理學(xué)指標(biāo)之間無明顯差異，僅野生型TNBS組小鼠的Lieberkuhn隱窩的寬度恢復(fù)較慢；野生型TNBS組小鼠和CD26-/-TNBS組小鼠的血清、結(jié)腸、腦中的VIP水平及血清NPY水平均升高，CD26-/-TNBS組升高幅度更大；在炎性反應(yīng)急性期和恢復(fù)期，野生型TNBS組小鼠的結(jié)腸和腦中NPY水平升高，而CD26-/-TNBS組小鼠僅結(jié)腸中NPY水平升高且升高幅度較野生型TNBS組小鼠小。該研究結(jié)果提示：(1)血清、結(jié)腸、腦中神經(jīng)內(nèi)分泌因子變化的差異表明IBD發(fā)病機(jī)制中腦-腸軸調(diào)節(jié)的存在，sCD26參與調(diào)節(jié)IBD機(jī)體神經(jīng)內(nèi)分泌因子變化，恢復(fù)期野生型小鼠較CD26-/-小鼠更需要NPY水平升高，提示CD26基因缺乏對于結(jié)腸炎可能存在潛在的保護(hù)性作用；(2)與野生型小鼠相比，CD26-/-小鼠并未顯示出明顯的腸道炎性反應(yīng)減輕，CD26-/-小鼠腦中NPY水平的變化，表明sCD26在IBD中的調(diào)節(jié)機(jī)制復(fù)雜，不僅僅是水解作用。

3 CD26的非水解作用與IBD

CD26的非水解作用與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。CD26是T細(xì)胞活化所需共刺激信號來源，T細(xì)胞表面CD26與抗原遞呈細(xì)胞(APC)表面Caveolin-1連接，促使Caveolin-1胞內(nèi)區(qū)結(jié)合的Toll相互作用蛋白(Tollip)和IL-1受體相關(guān)激酶-1(IRAK-1)解離，IRAK-1磷酸化，介導(dǎo)APC表面CD86表達(dá)上調(diào)并結(jié)合T細(xì)胞表面CD28，協(xié)同活化第一信號，活化抗原特異性T細(xì)胞。此外，CD26胞內(nèi)區(qū)尾部可結(jié)合CARMA1的PDZ區(qū)域，激活NF-κB，誘導(dǎo)T細(xì)胞分泌IL-2[4]。CD26胞外區(qū)的富含半胱氨酸區(qū)可結(jié)合膠原蛋白、纖連蛋白，介導(dǎo)T細(xì)胞遷移[21]。眾所周知，IBD存在復(fù)雜的特異性免疫調(diào)節(jié)過程[22]。CD26的非水解作用可能參與了IBD的免疫紊亂。目前關(guān)于敲除CD26基因?qū)π∈蠼Y(jié)腸炎影響的研究報(bào)道存在爭議。有研究認(rèn)為CD26-/-小鼠造模會表現(xiàn)出更為嚴(yán)重的結(jié)腸炎性反應(yīng)[23]，而另有研究顯示CD26-/-小鼠結(jié)腸炎病理表現(xiàn)與野生型小鼠之間雖無明顯差異，但其結(jié)腸炎癥狀較野生型小鼠輕[24]。細(xì)胞分子層面的研究采用DSS誘導(dǎo)CD26-/-小鼠建立結(jié)腸炎模型，發(fā)現(xiàn)髓過氧化物酶活性增強(qiáng)，NF-κB亞單位p65水平升高，脾臟CD8 T淋巴細(xì)胞占比升高[25]。不同于CD26對于T細(xì)胞活化、遷移作用的理論，也不同于前述研究的結(jié)論即sCD26抑制劑可緩解小鼠結(jié)腸炎，敲除CD26基因并未表現(xiàn)出對于結(jié)腸炎的保護(hù)性作用，敲除CD26基因與使用sCD26抑制劑對于結(jié)腸炎結(jié)局的影響具有差異性。有研究顯示sCD26抑制劑Teneligliptin除可抑制GLP水解外，還可直接與CD26競爭Caveolin-1的結(jié)合位點(diǎn)[26]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)CD26-/-結(jié)腸炎小鼠體內(nèi)絲氨酸二肽酶-9表達(dá)升高了約1倍，使得體內(nèi)sCD26樣水解作用即絲氨酸蛋白酶對相關(guān)底物的水解功能并未受到CD26表達(dá)缺失的影響[27]。由此可見，CD26在IBD機(jī)體中不僅可通過影響底物水解水平起作用，其非水解作用也非常重要，具體作用有待深入研究揭示。

4 CD26與IBD的臨床診療

研究顯示血清sCD26水平與IBD疾病活動度[1]、治療反應(yīng)性[2]相關(guān)，提示臨床上檢測血清sCD26水平可協(xié)助評估IBD活動度及預(yù)測療效。Yazbeck等[28]采用改良13C同位素呼氣分析法測量sCD26水平，這一無創(chuàng)、簡便的檢測方法為血清sCD26的臨床檢測開辟了道路。目前IBD治療主要是依靠生物制劑、糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑、水楊酸類等藥物減輕腸道炎性反應(yīng)。sCD26抑制劑具有促進(jìn)腸黏膜修復(fù)的作用，可能成為IBD的一種輔助治療方案。除IBD外，目前sCD26抑制劑在短腸綜合征、腸易激綜合征、結(jié)腸癌、糖尿病、動脈粥樣硬化等疾病治療中的應(yīng)用也在研究中[29]，這對于有復(fù)雜合并癥的IBD患者的藥物研發(fā)具有提示作用[30]。

近年來，應(yīng)用sCD26抑制劑是否會升高糖尿病患者的IBD發(fā)病率引起了廣泛關(guān)注。Kim等[31]檢索了2005年至2013年的美國保險(xiǎn)理賠數(shù)據(jù)，比較了分別以sCD26抑制劑聯(lián)合二甲雙胍與以非sCD26抑制劑聯(lián)合二甲雙胍作為起始降糖治療方案的2型糖尿病患者的自身免疫性疾病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)現(xiàn)在以sCD26抑制劑聯(lián)合二甲雙胍治療的患者中，包括IBD在內(nèi)的自身免疫性疾病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)明顯下降。2018年英國一項(xiàng)納入141 170例糖尿病患者的觀察性研究顯示，sCD26抑制劑升高了75%UC患病風(fēng)險(xiǎn)[32]。2019年一項(xiàng)薈萃分析納入了16項(xiàng)有關(guān)sCD26抑制劑對IBD發(fā)病率影響的研究，共198 404例患者，結(jié)果顯示sCD26抑制劑暴露并未導(dǎo)致IBD風(fēng)險(xiǎn)顯著升高[33]。2019年一項(xiàng)隊(duì)列研究對比了895 747例服用sCD26抑制劑的糖尿病患者的IBD發(fā)病率，發(fā)現(xiàn)短期sCD26抑制劑治療并不會升高IBD風(fēng)險(xiǎn)[34]。目前CD26對IBD的影響尚未明確，今后需開展大規(guī)模前瞻性研究揭示。

5 小結(jié)

CD26與IBD的相關(guān)研究顯示，CD26可通過水解作用和非水解作用調(diào)節(jié)機(jī)體細(xì)胞因子的生物活性，介導(dǎo)T淋巴細(xì)胞的活化、遷移，參與IBD的發(fā)生、發(fā)展。CD26可能成為IBD診斷和治療的新靶點(diǎn)。然而，目前研究多集中于闡述CD26對GLP類似物的水解作用對IBD的影響，對CD26與IBD發(fā)病機(jī)制關(guān)系的相關(guān)研究尚有限，sCD26抑制劑的有效性和安全性也有待臨床觀察評估。