胰高血糖素樣肽?2改善潰瘍性結(jié)腸炎的研究進展

岳 娜 王韶軒

1.山東第一醫(yī)科大學（山東省醫(yī)學科學院）研究生部，山東 濟南 250117； 2.濟寧市第一人民醫(yī)院消化內(nèi)科，山東 濟寧 272011

潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis UC）是一種影響結(jié)腸、直腸的慢性特發(fā)性炎癥性疾病，可以發(fā)生在任何年齡，且男女發(fā)病率相似，發(fā)病率呈雙峰分布，最高峰在20 ～ 40 歲，第2 個較小的峰值出現(xiàn)在60 ～ 70 歲，60 歲之后的發(fā)病率高達10% ～ 15%［1-4］。UC 典型癥狀為黏液膿血便、腹瀉、腹痛、大便急迫和里急后重［5］。UC 患者伴有長期衰弱癥狀，如發(fā)燒、腹痛、便血、體質(zhì)量減輕和疲勞等［6］，降低患者的生存質(zhì)量，嚴重者危及生命。目前，對于UC主要采用藥物治療，部分患者需行外科手術(shù)切除結(jié)腸。

胰高血糖素樣肽-2（glucagon like peptide-2 GLP-2）是一種通過其受體發(fā)揮作用的腸道特異性營養(yǎng)因子。可對GLP-2 產(chǎn)生反應(yīng)的細胞包括腸細胞、杯狀細胞、神經(jīng)元、上皮下肌成纖維細胞、內(nèi)皮細胞和某些腸內(nèi)分泌細胞。GLP-2對腸道有改善炎癥、促進黏膜增殖、增強屏障功能等作用，有望成為治療UC的新型藥物。

1 UC的發(fā)病機制

UC 的發(fā)病機制仍不清楚，可能是遺傳因素與環(huán)境因素共同作用，導(dǎo)致免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)障礙，進而黏膜損傷，最終導(dǎo)致慢性腸道炎癥［7］。目前，公認的危險因素包括腸道微生物失調(diào)導(dǎo)致的腸道屏障破壞、藥物、家族遺傳傾向、吸煙等［6］。首先，免疫反應(yīng)失調(diào)在UC 的發(fā)生、持續(xù)、進展中起著重要作用；免疫耐受的喪失導(dǎo)致由不同類型細胞分泌的各種促炎癥介質(zhì)增加從而引起炎癥；細胞因子參與各種生物過程、細胞活化和分化，是炎癥和免疫反應(yīng)發(fā)展的核心因素，可導(dǎo)致上皮損傷、腸屏障缺損和組織損傷［8］。其次，遺傳因素是UC 發(fā)病的重要因素之一，研究發(fā)現(xiàn)，患有UC的患者，其一級親屬患UC的風險是正常人的4 倍［7］。全基因組關(guān)聯(lián)研究（genome-wide association study，GWAS）已確定了200多種與炎癥性腸病相關(guān)的基因，其中有30個基因有UC 特異性，137 種基因?qū)倏肆_恩與UC 共有［9-11］。再次，腸道菌群失調(diào)也是UC發(fā)病的關(guān)鍵因素，UC 患者腸道微生物群的組成與正常人明顯不同，UC 患者菌群多樣性差，腸桿菌屬比例較高，厚壁菌門及擬桿菌屬比例較低［7］。除此之外，一些藥物的使用也是UC 發(fā)病不可忽視的因素，如非甾體類抗炎藥、類固醇、避孕藥等。另外，報道稱煙草、高膳食纖維飲食、闌尾手術(shù)是UC的保護因素，但具體機制尚不清楚［12］。

2 GLP-2的生理學

胰高血糖素原在腸道和大腦中通過激素原轉(zhuǎn)化酶PC1/3 裂解生成胰高血糖素樣肽-1、GLP-2、腸高血糖素、胃泌酸調(diào)節(jié)素［13］。GLP-2 位于胰高血糖素原基因的第126 ～ 158 位［14］，通過與GLP-2R 結(jié)合后發(fā)揮生物活性，GLP-2R 在腸上皮下肌成纖維細胞、腸內(nèi)分泌細胞和腸神經(jīng)元細胞中表達［15］。GLP-2水平與小腸長度和腸外營養(yǎng)輸注的頻率均呈負相關(guān)［16］；營養(yǎng)不良會引起GLP-2濃度降低［17］；腸道菌群的改變也會導(dǎo)致GLP-2 分泌減少［18］。Hartmann等［19］通過N-末端放射免疫分析法、側(cè)視放射免疫分析法和高效液相色譜法測定血漿中GLP-2 的濃度，發(fā)現(xiàn)GLP-2有2種主要的分子循環(huán)形式，GLP-21-33和GLP-23-33，其中GLP-23-33是無活性的。GLP-2 可能通過二肽基肽酶IV（dipeptidyl peptidase IV，DPP-IV）在人體內(nèi)廣泛降解，產(chǎn)生無活性的GLP-23-33。

3 GLP-2對腸道的作用

3.1 修復(fù)腸道損傷、改善腸道屏障功能

Feng 等［20］對實驗小鼠接受全腸外營養(yǎng)或腸內(nèi)營養(yǎng)，分別給予GLP-2 單獨治療或與受體拮抗劑GLP-23-33聯(lián)合治療。收集空腸，通過組織學、基因和蛋白質(zhì)表達分析評估黏膜萎縮和腸上皮細胞反應(yīng)。該研究發(fā)現(xiàn)，在接受全腸外營養(yǎng)的小鼠中，外源性GLP-2可減輕黏膜萎縮，恢復(fù)腸上皮細胞增殖，由此得出GLP-2 可修復(fù)腸道損傷，甚至可進一步改善腸道屏障功能。

3.2 調(diào)節(jié)腸道菌群

腸道微生物群在宿主營養(yǎng)、糖脂代謝、抗炎和免疫調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮重要作用［21］。Wu等［22］探討了衰老和GLP-2對大鼠腸道微生物群的影響，將12只3 月齡雄性SD 大鼠隨機分為2 組：年輕對照組（C 組）和年輕GLP-2 治療組（G 組）；12 只26 月齡雄性SD 大鼠隨機分為2組：老年對照組（L 組）和老年GLP-2 治療組（T 組）。治療組大鼠腹腔注射GLP-2 14 d，通過酶聯(lián)免疫吸附試驗（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）評估大鼠血漿GLP-2濃度。收集各組大鼠的新鮮腸道糞便樣本，并從中提取總糞便細菌基因組DNA，再通過Miseq 高通量測序分析糞便樣本的細菌組成，并與SRA數(shù)據(jù)庫進行比較。該研究發(fā)現(xiàn)，SD大鼠腸道微生物群的多樣性隨著年齡的增加而顯著降低，而GLP-2 對腸道微生物群多樣性沒有顯著影響；但是GLP-2 治療可顯著降低幼鼠及老年大鼠致病細菌屬的感染率，并增加一些潛在的有益細菌。

3.3 抑制胃腸運動

格列帕魯肽是一種長效GLP-2 類似物。Hvistendahl 等［23］將18 例短腸綜合征患者隨機分為3組，分別給予0.1、1.0、10.0 mg格列帕魯肽，每日皮下注射，連續(xù)3周，通過閃爍掃描測量胃腸道傳輸時間基線的變化，發(fā)現(xiàn)格列帕魯肽使固體的胃排空時間增加了10%，液體的胃排空時間增加了50%，固體的小腸排空時間增加了10%。該研究表明，格列帕魯肽治療后可通過抑制胃腸運動導(dǎo)致胃腸道轉(zhuǎn)運時間延長。

3.4 增加腸系膜血流

Hansen 等［24］研究了GLP-2 在健康志愿者和短腸綜合征患者中的基本生理作用，在餐后刺激和GLP-2 給藥后重點觀察其對腸系膜血流、其他血管部位血流和心臟參數(shù)的影響。該研究顯示，GLP-2可增加健康人和短腸綜合征患者的腸系膜血流量，且呈劑量依賴性；其他動脈血管部位的血流量未增加。據(jù)此可推測GLP-2 雖然未顯著改變血壓的作用，但可能代償性增加脈搏率和心輸出量。

3.5 促進腸道隱窩增殖、腸道生長

阿普魯肽是一種新型長效GLP-2 類似物，Martchenko 等［25］研究了阿普魯肽對腸道生長的影響，對小鼠用阿普魯肽皮下注射給藥3 mg/kg，每周3次，分別治療3周、7周和10周，發(fā)現(xiàn)阿普魯肽治療3 周后，小鼠小腸重量相比于對照組顯著增加了80%，治療10 周后進一步增加51%，達到對照組小腸重量的231%。另外，小腸長度在阿普魯肽治療3周后增加了13%，與治療3周相比，治療10周后小腸長度增加15%。除此之外，小鼠經(jīng)阿普魯肽治療3周后，可增加小鼠腸道的絨毛高度和隱窩深度（分別增加36%和37%），但是在治療7周或10周后，絨毛高度和隱窩深度沒有進一步增加。與之相反，在小鼠給予阿普魯肽治療3 周后，其腸道隱窩數(shù)和腸道周長均未顯著增加，但在治療7周和10周后分別增加16% ～ 18%和22% ～ 23%。由此推測，阿普魯肽可顯著促進腸道生長，且具有時間依賴性，并且可促進腸道隱窩增殖。

3.6 保護腸黏膜的通透性、減輕炎癥反應(yīng)

脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）在腸道中的移位會導(dǎo)致內(nèi)毒素血癥，與敗血癥和嚴重的急性疾病有關(guān)，從而引發(fā)全身炎癥。全身炎癥還會增加腸細胞旁通透性，與內(nèi)毒素血癥相關(guān)，進一步增加全身炎癥。Koji等［26］麻醉大鼠后向其十二指腸內(nèi)注射油酸/牛磺膽酸（oleinic acid/taurocholic acid，OA/TCA），觀察了異硫氰酸熒光素（fluorescein isothiocyanate，F(xiàn)ITC）LPS 進入門靜脈和腸系膜淋巴的情況。該研究發(fā)現(xiàn)，LPS 大部分通過門靜脈進入肝臟，GLP-2抑制了門靜脈對LPS的攝取，表明GLP-2 可減少LPS 進入門靜脈，GLP-2 可通過“腸-肝軸”減少全身炎癥。Maruta 等［27］通過測量大鼠十二指腸內(nèi)灌注FITC-dextran 4000（FD4）至門靜脈來評價小腸細胞旁通透性，發(fā)現(xiàn)LPS處理6 h后通過給予外源性GLP-2，可使LPS 處理24 h 后門靜脈FD4 濃度高于LPS處理6 h后FD4濃度。該研究表明，GLP-2可降低LPS 引起的通透性增加，因此外源性GLP-2治療可預(yù)防內(nèi)毒素血癥相關(guān)的細胞旁通透性增加。

3.7 減少胃酸分泌

Meier等［28］將15名健康男性志愿者在禁食狀態(tài)下靜脈滴注GLP-2或安慰劑120 min，觀察五肽胃泌素對胃酸分泌的影響，發(fā)現(xiàn)給予GLP-2 可使五肽胃泌素刺激的胃酸和氯化物分泌減少約15%。

3.8 促進營養(yǎng)吸收

Eliasson 等［29］研究了短腸綜合征伴腸功能不全（short bowel syndrome with intestinal insufficiency，SBS II）和短腸綜合征伴腸功能衰竭（short bowel syndrome with intestinal failure，SBS-IF）患者應(yīng)用阿普魯肽對腸道吸收的影響。他們對患者每周皮下注射1次5 mg阿普魯肽，共注射4周，最后測量患者濕重（指液體吸收）、電解質(zhì)和腸吸收能量的基線變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)阿普魯肽能顯著改善液體、電解質(zhì)和能量的吸收。

4 GLP-2治療UC的機制

4.1 減輕炎癥

研究發(fā)現(xiàn)，UC 發(fā)生有眾多炎癥因子參與，如：促炎因子白細胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）、白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白細胞介素-8（interleukin-8，IL-8）、白細胞介素-12（interleukin-12，IL-12）、白細胞介素-17（interleukin-17，IL-17）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、γ-干擾素（interferon-γ，IFN-γ）；抗炎因子白細胞介素-4（interleukin-4，IL-4）、白細胞介素-10（interleukin-10，IL-10）、白細胞介素-13（interleukin-13，IL-13）、轉(zhuǎn)化生長因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）等［30］。Sigalet 等［31］假設(shè)了GLP-2 通過激活黏膜下神經(jīng)叢的血管活性腸多肽（vasoactive intestinal polypeptide，VIP）神經(jīng)元減輕腸黏膜炎癥。該研究選用體質(zhì)量在280 ～ 300 g之間的雄性大鼠，將其分為對照組和實驗組，通過在飲用水中加入右旋糖酐硫酸鈉（dextran sodium sulfate，DSS）誘導(dǎo)大鼠導(dǎo)致結(jié)腸炎，在實驗組動物的炎癥形成后立即或2天后給予GLP-2治療，通過同時給予GLP-2 和VIP拮抗劑以及GLP-2激活的神經(jīng)元的免疫組織化學標記評估VIP神經(jīng)元的參與。該研究發(fā)現(xiàn)，對于GLP-2治療結(jié)腸炎，無論是立即給藥還是延遲給藥，都能導(dǎo)致動物體質(zhì)量及黏膜炎癥指數(shù)（髓過氧化物酶水平、組織學黏膜評分）升高，炎癥細胞因子（IFN-γ、TNF-α、IL-1β）和誘導(dǎo)型一氧化氮水平降低。而GLP-2與VIP拮抗劑合用可消除上述效應(yīng)。該研究還發(fā)現(xiàn)GLP-2能激活回腸黏膜下神經(jīng)叢中的神經(jīng)元并增加表達VIP 的細胞數(shù)量。這些發(fā)現(xiàn)表明，GLP-2 通過激活腸VIP 神經(jīng)元而發(fā)揮抗炎作用，導(dǎo)致促炎因子IFN-γ、TNF-α、IL-1β 水平降低，表明GLP-2可通過降低促炎因子IL-1β、TNF-α、IFN-γ 水平，緩解UC的腸道炎癥。

4.2 對腸道屏障保護作用

研究發(fā)現(xiàn)，DPP-IV可消除GLP-2的活性，產(chǎn)生無活性的GLP-23-33，同時GLP-23-33是GLP-2R拮抗劑［19］。西他列汀是首個被批準用于治療2型糖尿病的DPPIV 抑制劑［32］。Ning 等［33］選用雄性BALB/c 小鼠隨機分為5 組：正常對照組、DSS 對照組、DSS+西他列汀組、DSS+GLP-23-33組和DSS+西他列汀+GLP-23-33組。除正常對照組外，其余小鼠均給予3% DSS 誘導(dǎo)UC模型建立，通過TUNEL分析研究細胞凋亡，通過Ki-67免疫反應(yīng)性評估細胞增殖，發(fā)現(xiàn)給予西他列汀顯著降低了凋亡細胞與結(jié)腸上皮的比率，并增加了增殖細胞的比率。單獨給予GLP-23-33對這2個比率沒有顯著影響，GLP-23-33與西他列汀聯(lián)合給藥可逆轉(zhuǎn)西他列汀的這些影響。因此可得知，西他列汀對DSS誘導(dǎo)UC 的腸道保護作用依賴于通過增強GLP-2 作用從而減少上皮細胞凋亡和增加腸上皮細胞增殖。

4.3 調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)

Li 等［34］使用UC 患者和健康對照受試者的腸黏膜活檢進行了研究。通過高通量16S rRNA 基因測序，以估計微生物群組成和豐度，以及它們與臨床指標（如病變嚴重程度）的關(guān)聯(lián)。通過ELISA測定血清GLP-2水平。該研究結(jié)果表明，UC患者腸道微生物群的多樣性和豐度顯著低于健康受試者；此外腸道微生物組譜的變化與GLP-2 水平呈正相關(guān)，且隨著疾病嚴重程度的增加，相關(guān)性增強。這些結(jié)果表明，增加腸黏膜中GLP-2水平可能對UC的治療有效。

5 結(jié) 論

GLP-2 作為一種腸道特異性營養(yǎng)因子，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。GLP-2在改善結(jié)腸炎的腸道炎癥、修復(fù)腸道損傷、保護結(jié)腸黏膜等方面大有裨益。GLP-2 可通過減輕炎癥、提高腸道屏障保護作用和調(diào)節(jié)腸道菌群，進而發(fā)揮治療UC的作用，但是具體機制尚未明確，需要進行深入研究。GLP-2 在人類腸道作用中最佳效用的劑量以及起效時間等方面，也仍需更多實驗來證明。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突