腸易激綜合征生物標(biāo)志物的研究進(jìn)展

潘春曲

（ 廣西中醫(yī)藥大學(xué)研究生學(xué)院，廣西 南寧 530001）

0 引言

腸易激綜合征（IBS）是一種常見的功能性胃腸道疾病。IBS 的全球總患病率為11%[1]。目前尚無(wú)IBS 特異性的診斷方法，其診斷主要基于羅馬IV 標(biāo)準(zhǔn)，即在沒有其他器質(zhì)性胃腸道疾病的情況下，以反復(fù)發(fā)作的腹痛、腹脹、稀便和/或便秘為特征，且癥狀出現(xiàn)至少6個(gè)月，近3個(gè)月內(nèi)有癥狀的一種疾病。根據(jù)主要的排便習(xí)慣，IBS 患者分為三種亞型：腹瀉型（IBS-D）、便秘型（IBS-C）和混合型（IBS-M）[2,3]。該診斷標(biāo)準(zhǔn)需排除其他器質(zhì)性的胃腸道疾病，且以癥狀為診斷基礎(chǔ)，這使得IBS 診斷的客觀性欠佳且加重了患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，特異性診斷標(biāo)志物的研究和應(yīng)用對(duì)于IBS 的診斷是十分必要的。生物標(biāo)志物被定義為能客觀測(cè)量的，參與到人體生理、病理、甚至是治療時(shí)藥理反應(yīng)的，反映某些具體特征的指標(biāo)[4]。隨著研究的深入，目前發(fā)現(xiàn)了大量與IBS 相關(guān)的生物標(biāo)志物，有望區(qū)分IBS 與其他器質(zhì)性的腸道疾病或者直接用于IBS的特異性診斷。因此本文將從血液、糞便、代謝組、基因組等方面綜述用于IBS 診斷和管理的生物標(biāo)志物。我們更專注于總結(jié)更常見、更準(zhǔn)確、更具有診斷和臨床價(jià)值的生物標(biāo)志物，以期為臨床服務(wù)。

1 血清標(biāo)志物

IBS 是一種多因素疾病，其中許多致病因素起著重要作用，包括腦-腸道相互作用改變、腸道免疫改變、腸道通透性增加、腸道感染和炎癥、遺傳易感性以及外源性和內(nèi)源性因素等。而這些復(fù)雜的生理變化已被證明能在血清標(biāo)志物中得到反映[5]。目前已有大量關(guān)于IBS 血清標(biāo)志物的研究。Lembo等人[6]的研究較早地發(fā)現(xiàn)了10 種診斷IBS 的血液生物標(biāo)志物（白細(xì)胞介素-1? 和生長(zhǎng)相關(guān)癌基因-α 等）。這組生物標(biāo)志物區(qū)分IBS 和非IBS 的靈敏度和特異性分別為50%和88%?？傮w準(zhǔn)確率為70%。

另一項(xiàng)研究[7]在Lembo 等人[6]原有的10個(gè)生物標(biāo)志物中另加入了10個(gè)血清標(biāo)志物（包括組胺等）以及14個(gè)基因表達(dá)標(biāo)志物（包括CBFA2T2等）。結(jié)果表明，所有的標(biāo)志物在區(qū)分IBS 和健康對(duì)照組的靈敏度和特異性分別為81%和64%。且能區(qū)分IBS-C 與IBS-D 亞型，其靈敏度和特異性分別為83%和86%。

單核細(xì)胞趨化蛋白-1（CCL2），是由多種細(xì)胞產(chǎn)生的趨化因子。CCL2 具有誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)并將白細(xì)胞募集到腸膜并引起炎癥的能力[8]。Hayatbakhsh 等人[9]的研究發(fā)現(xiàn)與健康對(duì)照組相比，IBS 患者的血清CCL2 和趨化因子配體16（CCL16）水平顯著降低。與IBS-M 患者相比，IBS-D 患者血清中CCL16 的水平顯著增加。這與Valle-Pinero 等人[10]之前的研究結(jié)果相反。而最新的一項(xiàng)研究[11]表明IBS 組的CCL2 血清水平較高但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Sheikhesmaili 等人[12]發(fā)現(xiàn)IBS 患者血清中CCL28 升高，表明CCL28 可能在IBS 的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮作用。CCL28 診斷IBS 患者的敏感性和特異性分別為68.3%和70.7%，截?cái)嘀禐?78.9ng/mL。因此，CCL28 可以作為診斷IBS的潛在生物標(biāo)志物。

小腸細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng)（SIBO）是IBS 的發(fā)病機(jī)制之一[13,14]。而細(xì)胞致死性膨脹毒素 B（CdtB）和紐蛋白的循環(huán)抗體水平與IBS 動(dòng)物模型的小腸細(xì)菌過(guò)度生長(zhǎng)水平相關(guān)[15]。且有研究表明IBS-D和IBS-M 中的抗CdtB 和抗紐蛋白抗體較健康者升高，可作為IBS-D 和IBS-M 診斷的生物標(biāo)志物[16,17]，其中，抗CdtB 的特異性和敏感性分別為91.6%和43.7%，抗紐蛋白抗體的特異性和敏感性分別為83.8% 和32.6%。Morales 等人[18]對(duì)CdtB和紐蛋白進(jìn)行表位穩(wěn)定后，抗CdtB 和抗紐蛋白對(duì)IBS-D 與炎癥性腸?。↖BD）鑒別的特異性分別為93.5% 和90.9%，敏感性分別為43.0% 和52.2%，他們認(rèn)為這個(gè)測(cè)試可以更成功地區(qū)分IBS-D 和IBD。

2 糞便生物標(biāo)志物

糞便生物標(biāo)志物已成為無(wú)創(chuàng)檢測(cè)功能性胃腸病最重要的生物標(biāo)志物之一，用于反映腸道黏膜的炎癥，其首要作用是診斷IBD，從而排除IBS[19]。

2.1 糞便鈣衛(wèi)蛋白

糞便鈣衛(wèi)蛋白（FC）是一種小的鈣鋅結(jié)合蛋白，在中性粒細(xì)胞以及單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中大量存在[20]。Waugh 等人[21]的一項(xiàng)研究顯示，在50μg/g 的臨界值下，F(xiàn)C 鑒別IBS 與IBD 的敏感性為93%，特異性為94%。鈣衛(wèi)蛋白的陰性結(jié)果排除了IBD，從而使大多數(shù)IBS 患者不必進(jìn)行有創(chuàng)檢查，如結(jié)腸鏡檢查等。

2.2 糞便短鏈脂肪酸

糞便短鏈脂肪酸（SCFAs）是由非消化性碳水化合物經(jīng)腸道微生物發(fā)酵產(chǎn)生的[22]。由于SCFAs與人類多種病理和生理機(jī)制有關(guān)，例如調(diào)節(jié)炎癥、飽腹癥和致癌等，是結(jié)腸細(xì)胞必不可少的能量來(lái)源[23]，因此它們是很有前景的生物標(biāo)志物。迄今為止，SCFAs 僅在小樣本研究中進(jìn)行，該研究通過(guò)測(cè)量糞便中的SCFA 來(lái)診斷IBS。其結(jié)果表明，丁酸和丙酸值的差異具有最佳的診斷性質(zhì)，在截?cái)嗨剑?.015mmol/L 時(shí)，敏感性為92%，特異性為72%[24]。

2.3 粒蛋白類

粒蛋白類是廣泛分布于腸道、內(nèi)分泌和免疫系統(tǒng)分泌細(xì)胞囊泡中的蛋白質(zhì)，如嗜鉻粒蛋白類（Cg）和分泌型粒蛋白類（Sg），可作為腸道神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)活性的標(biāo)志[25]。?hman 等人[25]研究發(fā)現(xiàn)，與29 名健康志愿者相比，82 名IBS 患者的糞便樣本中的CgA、Sg Ⅱ和Sg Ⅲ升高。且0.16nmol/g 的Sg Ⅱ值可識(shí)別IBS，其敏感性為80%，特異性為79%。

3 基因相關(guān)標(biāo)志物

3.1 基因標(biāo)志物

Lin 等人[26]發(fā)現(xiàn)疼痛相關(guān)基因（GRPR、NPFF和 TRPA1）的過(guò)度表達(dá)可能導(dǎo)致慢性內(nèi)臟高敏感，確定了GRPR、NPFF 和TRPA1 基因是IBS 患者刺激性腹痛的潛在生物標(biāo)志物。

3.2 MicroRNA

MicroRNAs（miRNAs）是短的非編碼RNA分子，在信使RNA 的翻譯后調(diào)控中發(fā)揮作用。miRNA 的失調(diào)可導(dǎo)致人類疾病，包括胃腸道疾病[27]。新出現(xiàn)的證據(jù)表明miRNAs 可以作為可靠的生物標(biāo)志物[28,29]，因?yàn)檫@些分子在生物體液（包括血清）中具有高穩(wěn)定性[30]。近來(lái)，有研究在參與IBS 發(fā)病機(jī)制的miRNA 中建立了許多有用的生物標(biāo)志物。

Liao 等人[31]發(fā)現(xiàn)miRNA-24 在IBS 中上調(diào)，并可能通過(guò)抑制5-羥色胺再攝取轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白而加重IBS 癥狀。因此，它可以作為臨床上有用的生物標(biāo)志物來(lái)識(shí)別IBS 患者。Zhou 等人[32,33]的研究表明，miRNA-29 可以識(shí)別出一部分腸膜通透性增加的IBS 患者。此外，他們還發(fā)現(xiàn)IBS-D 患者的miRNA-199 水平降低，這可能是驅(qū)動(dòng) TRPV1表達(dá)增加并導(dǎo)致 IBS 患者腹痛和其他胃腸道癥狀增加的潛在因素[34]。因此，miRNA-199 是內(nèi)臟痛的潛在標(biāo)志物。Fourie 等人[35]也發(fā)現(xiàn)，在IBS 患者中,hsa-miR-150 和hsa-miR-342-3p 的表達(dá)與健康對(duì)照組相比分別高出1.6 和1.7 倍。miRNA miR-23a 和miR-181b 已被證明為致癌和炎癥通路的潛在生物標(biāo)志物[36,37]，Chira 等人[38]通過(guò)一項(xiàng)前瞻性研究表明，IBS 患者的血清 miR-23a 和miR-181b 水平顯著高于健康對(duì)照組。而在IBS 亞型中，IBS-D 中miR-181b 的表達(dá)顯著高于IBS-C和IBS-M。因此，miRNA 的表達(dá)可以為今后研究miRNA 作為IBS 的生物標(biāo)志物提供依據(jù)。

3.3 tsRNA

隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，tRNA 衍生的小RNA(tsRNAs）作為一種新型的非編碼小RNA被發(fā)現(xiàn)。與miRNA 相比，tsRNA 在體內(nèi)更保守，更適合作為疾病生物標(biāo)志物[39]。Cha 等人[40]發(fā)現(xiàn)，tiRNA-His-GTG-001 在IBS-D 中高表達(dá)，與腹痛程度及大便性狀相關(guān)。tRF-Ser-GCT-113 在IBS-D 患者腸組織中低表達(dá)，與腹脹及大便性狀相關(guān)。tRF-Gln-TTG-035 在IBS-D 患者腸組織中表達(dá)下降，與腹脹相關(guān)。因此，Chai 等人認(rèn)為以上三種基因有望作為IBS-D 診斷和治療的生物標(biāo)志物。

4 基于代謝組學(xué)特征的標(biāo)志物

已有研究報(bào)道健康人群和IBS-D 患者血清和尿液的代謝物濃度在基線時(shí)有顯著差異[41]。越來(lái)越多的研究通過(guò)評(píng)估代謝組學(xué)特征來(lái)研究IBS 的潛在機(jī)制和新的生物標(biāo)志物。

Jeffery 等人[42]發(fā)現(xiàn)IBS 患者的89 種尿液代謝物（如L-精氨酸等）在IBS 患者中顯著減少，38種尿液代謝物（如酰甘氨酸等）在IBS 患者中顯著升高，靈敏度為100%,特異度為97%。而77 種糞便代謝物在IBS 患者中顯著缺失，51 種糞便代謝物顯著豐富。但這些代謝物的差異很有可能與患者的飲食或服用的藥物相關(guān)。Lee 等人[43]通過(guò)研究IBS-D 和健康對(duì)照者、服用瀉藥的健康對(duì)照者的糞便代謝物變化，且維持了患者和健康對(duì)照者的常規(guī)飲食，發(fā)現(xiàn)了5 種可以作為IBS-D 患者的特征糞便代謝物，即尸胺、腐胺、苯丙氨酸、蘇氨酸和色氨酸，可用于區(qū)分IBS-D 和健康對(duì)照者的潛在生物標(biāo)志物。

Zhu 等人[44]的研究發(fā)現(xiàn)IBS 患者相較于健康者有31個(gè)糞便代謝產(chǎn)物顯著上調(diào)（如較高水平的L-蛋氨酸和同型半胱氨酸）。這表明這些腸道代謝物可作為 IBS 的潛在診斷生物標(biāo)志物。

Keshteli 等人[45]的研究表明，與健康對(duì)照組相比，IBS 患者尿磷脂酰膽堿?；榛鵆38:6、多巴胺和對(duì)羥基苯甲酸均降低；與潰瘍性結(jié)腸炎患者相比，IBS 患者尿中組氨酸、賴氨酸和谷氨酰胺等氨基酸水平較高，但脯氨酸和谷氨酸水平較低。且這項(xiàng)研究的29 例潰瘍性結(jié)腸炎患者均處于臨床緩解期。這項(xiàng)研究表明尿液代謝物可以作為IBS 的生物標(biāo)志物，且有望與潰瘍性結(jié)腸炎患者相鑒別。

5 用于診斷中醫(yī)證候的標(biāo)志物

IBS 在中醫(yī)的病名根據(jù)其臨床表現(xiàn)，歸屬于“泄瀉”“便秘”“腹痛”范疇。其中以大便糞質(zhì)清稀為主癥者，屬于中醫(yī)“泄瀉”范疇，對(duì)應(yīng)西醫(yī)的IBS-D亞型；以排便困難、糞便干結(jié)為主癥者，屬于中醫(yī)“便秘”范疇，對(duì)應(yīng)西醫(yī)的IBS-C 亞型。每個(gè)亞型根據(jù)中醫(yī)證候劃分不同的證型[3]。

中醫(yī)證候代謝組學(xué)研究技術(shù)是通過(guò)采集證候樣本或模型動(dòng)物的血液、尿液等進(jìn)行代謝產(chǎn)物譜分析，得到各自的代謝產(chǎn)物譜，從中找出具有診斷意義的生物標(biāo)志物，闡釋中醫(yī)證候的實(shí)質(zhì)[46，47]。Tang 的團(tuán)隊(duì)[48]使用代謝組學(xué)分析評(píng)估IBS-D 患者的代謝譜，鑒定出IBS-D 患者肝郁脾虛證的10個(gè)特異性潛在生物標(biāo)志物（如C42H84NO7P 等）、脾腎陽(yáng)虛證的12個(gè)特異性潛在生物標(biāo)志物（如C44H80NO8P 等）和脾虛濕盛證的10個(gè)特異性潛在生物標(biāo)志物（如C46H84NO8P 等）。三組交叉點(diǎn)13個(gè)代謝產(chǎn)物被認(rèn)為是IBS-D 的潛在生物標(biāo)志物（如C42H80NO8P 等），其中磷脂酰膽堿、溶血磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺是IBS-D 患者重要的潛在生物標(biāo)志物。目前關(guān)于IBS 患者中醫(yī)證候標(biāo)志物的研究較少，期待今后的研究進(jìn)一步探討。

6 總結(jié)與展望

IBS 的病因復(fù)雜，很多發(fā)病機(jī)制尚未明確，目前無(wú)法用單一的病因來(lái)解釋IBS 的發(fā)病，也未能發(fā)現(xiàn)單一生物標(biāo)志物來(lái)準(zhǔn)確診斷IBS。就靈敏度和特異性而言，目前最有效的標(biāo)志物是細(xì)胞致死性膨脹毒素B、糞便鈣衛(wèi)蛋白和Jeffery 團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的尿液代謝物。

問(wèn)題:①目前多數(shù)研究樣本量小、靈敏度和特異性低,相關(guān)結(jié)論有待進(jìn)一步證實(shí);②同一類型的生物標(biāo)志物因?yàn)檠芯糠椒ɑ蛱崛〖夹g(shù)的不同呈現(xiàn)出不一致的結(jié)果，其方法的統(tǒng)一和制備提取技術(shù)的有待進(jìn)一步提高;③對(duì)于腸易激綜合征的中醫(yī)證候生物標(biāo)志物的研究較少,目前只有文獻(xiàn)涉及IBS-D 的中醫(yī)證候研究，故仍需大量研究進(jìn)一步深入挖掘;④雖然越來(lái)越多的IBS 生物標(biāo)志物被發(fā)現(xiàn)，但是他們?cè)诔Ｒ?guī)臨床實(shí)踐中使用的很少，因此IBS 生物標(biāo)志物須在不同的人群中進(jìn)行驗(yàn)證和實(shí)踐。

最后，對(duì)于未來(lái)的研究而言，要想找到IBS 的特異性生物標(biāo)志物，關(guān)鍵在于對(duì)IBS 病理機(jī)制的解構(gòu)，找出特異性的發(fā)病機(jī)制或通路。有學(xué)者提出功能性胃腸病可視為腸道免疫功能障礙的疾病[49]?，F(xiàn)有研究間接證明了免疫反應(yīng)參與了功能性胃腸病的發(fā)病機(jī)制[50]。IBS 中血清較高的IL-6、IL-8和TNF-α 水平表明細(xì)胞因子作為免疫介質(zhì)在IBS的發(fā)病機(jī)制中具有重要作用[51]。因此筆者認(rèn)為，免疫系統(tǒng)對(duì)闡釋IBS 的病理生理機(jī)制有重要意義，IBS 的免疫機(jī)制及免疫生物標(biāo)志物在今后的研究中應(yīng)該被重視。