综述肠道黏膜屏障功能评估的研究进展

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本文刊于：发育医学电子杂志，,7(1):70-74

作者：高鹏1　张旭光2　刘雪来3（1.医院　普外一科，黑龙江　哈尔滨；2.医院　儿童保健科，黑龙江　哈尔滨　；3.首都儿医院　外科，北京　）

通信作者：刘雪来（Email：liuxuelai_steven

. 　　肠道具有免疫功能，可将肠道内细菌、毒素阻隔在肠腔内，防止病原微生物及其毒素入侵人体。肠道免疫功能主要靠肠道黏膜屏障实现，各种因素（如免疫、生物、理化）损伤肠道黏膜屏障功能，将出现肠道内菌群移位、内毒素吸收等一系列病理改变。采用合适的方法及时准确地评估肠道屏障功能受损程度，是有效阻止上述病理效应发生的重要手段。目前肠道黏膜屏障功能的评估方法有肠黏膜通透性测定、血浆内毒素测定、肠黏膜pH值测定、肠型脂肪酸结合蛋白(intestinalfattyacidbindingprotein,IFABP)含量测定、血浆谷氨酰胺含量测定、大便浆细胞分泌型蛋白（sIgA）含量测定、病理检测等。尿乳果糖和甘露醇比值（ratiooflactulosetomannitol,L/M），血、尿IFABP测定方法因其简单、快速、经济等特点，已被广泛应用。本文简述肠道黏膜屏障功能，并对尿L/M，血、尿IFABP用于评估肠黏膜屏障功能的研究进展进行综述。

01

肠道黏膜屏障及其功能评估方法

　　肠道屏障是指肠道防止肠腔内有害物质或病原微生物进入人体的结构和功能总和，包括肠道黏膜上皮、肠道菌群、黏液、分泌型免疫球蛋白、肠道相关淋巴组织等。肠道黏膜屏障为肠道屏障的主体，由机械屏障、化学屏障、免疫屏障与生物屏障组成。肠黏膜上皮细胞、细胞间紧密连接与菌膜三者构成肠道的机械屏障，能有效阻止细菌及内毒素等有害物质透过肠黏膜进入血液；肠黏膜上皮分泌的黏液、消化液及肠腔内正常寄生菌产生的抑菌物质构成肠道的化学屏障；肠黏膜淋巴组织（包括肠系膜淋巴结、Kupper细胞）和肠道内sIgA构成免疫屏障，通过产生特异性sIgA来防止致病性抗原对机体的损害，当外源性因素刺激肠道黏液分泌并加速黏液层的流动，可有效地阻止细菌对肠黏膜的粘附；肠道正常寄生菌群与宿主的微空间结构形成了一个相互依赖、相互作用的微生态系统，构成了肠道的生物屏障。在创伤、感染、休克等病理状态下，肠道组织充血水肿、肠黏膜上皮紧密连接破坏、通透性增强、肠道内淋巴组织分泌免疫球蛋白减少、菌群失调，可导致肠道菌群移位、肠源性感染及内毒素血症。

　　迄今为止，研究者们是通过搜集血液、粪便、肠道组织等标本并测定其中的某些指标来间接评估肠道黏膜屏障功能。已在临床检测和研究中公认的检测方法有以下几种：①肠道活组织检测，通过光镜或电镜观察肠道黏膜基本结构和超微结构的变化；②粪便细菌培养及DNA指纹图谱检测，可反映肠道微生态改变情况；③粪便标本检测肠道sIgA含量可在一定程度上反映肠道免疫功能；④血液中检测D-乳酸、二胺氧化酶（diamineoxidase，DAO）含量以及尿液中检测L/M、IFABP，均能在一定程度上评估肠道通透性及肠道黏膜屏障功能。

02

尿L/M评估肠黏膜屏障功能

　　肠黏膜通透性是指肠黏膜上皮容易被某些分子物质以简单扩散的方式通过的特性。肠黏膜通透性增高是肠黏膜屏障功能受损的早期表现。利用不被体内代谢的大分子糖类测定肠黏膜的通透性及完整性，是一种评价肠黏膜屏障功能的无创性方法。其中尿L/M已广泛应用于临床，原理在于乳果糖与甘露醇在肠道的吸收途径不同。乳果糖是双糖,主要通过小肠黏膜上皮间的紧密连接透过肠黏膜，因此肠道对乳果糖的通透性可反映肠黏膜的屏障功能。而甘露醇是单糖，主要通过肠黏膜细胞膜上的水溶性微孔透过肠黏膜。当病理状态下肠黏膜出现萎缩时，肠道吸收面积减少导致甘露醇通过量减少，肠黏膜细胞间的紧密连接受到破坏，乳果糖的通过量增加，引起L/M增加。

　　在所有检测L/M方法中，因带脉冲电化学检测器的高压液相色谱法（HPLC-PED）显著提高了检测的敏感性和特异性而被广泛应用。其操作步骤包括收集禁食10h口服乳果糖与甘露醇后6h患者的尿液标本，离心取上清液除离子处理后，上机（HPLC-PED）进行色谱分析。色谱图形经配套软件处理得出峰面积，根据标准曲线公式计算标本中乳果糖与甘露醇浓度及比值。因常量法（口服乳果糖10g、甘露醇5g）常导致患者腹痛、腹泻，干扰结果的分析，更多学者倾向于选择小剂量法（口服乳果糖2g、甘露醇1g）。

　　无论在基础或临床研究领域，单用或与其他指标联合检测，尿L/M作为评估肠道黏膜屏障功能的检测方式之一已被学者们广泛认同。李志浩等在研究小儿先天性心脏病术后肠道通透性时单独选用尿L/M作为反映肠道通透性的指标，发现先天性心脏病术后24h起尿L/M增加，肠道通透性增大，并因此引起内毒素血症，术后96h开始恢复到术前水平。葛珊珊等通过高效液相蒸发光散射（HPLC-ELSD）法单独检测L/M，评价重症监护病房脓毒症患者住院治疗72h后肠黏膜屏障功能的变化，指出脓毒症患者肠道通透性增强。HPLC-ELSD法单独检测L/M评价肠黏膜通透性的准确度高、重复性好、样品前处理简单，是临床评价肠黏膜屏障功能的实用方法。万丹晶等采用高效液相色谱示差检测法（HPLC-RI）测量健康受试者及日间术后6h患儿尿L/M，评价日间手术是否会对患者肠道功能屏障构成影响。结果提示，手术患者尿L/M明显高于健康人群，提示手术患者肠黏膜屏障功能受损，通透性增强。但该研究团队认为，HPLC-RI虽然能够检测人尿液乳果糖和甘露醇的含量，但其灵敏度较低。与单独应用尿L/M相比，更多研究选择尿L/M与其他检测指标联用，来评价肠道黏膜屏障功能，并取得了理想的研究数据。

　　在基础研究方面，卢锡基等建立小鼠糖尿病动物模型，通过气相色谱法检测L/M、显色基质量试剂法检测血浆脂多糖（plasmalipopolysaccharide，LPS），microRNA-靶向抑制闭合蛋白表达从而保护糖尿病患者肠道上皮屏障功能。李鑫等认为，目前的检测方法中尿L/M是国际上最常用的反映肠道黏膜屏障功能的无创诊断方法。该研究团队选择尿L/M与血浆DAO、D-乳酸联合评价酒精性肝炎小鼠肝肠组织变化与内毒素血症的关系，并得出肠道通透性增加早于肝脏损伤、其引起的内毒素血症是酒精性肝炎关键诱发因素的结论。李永红和武华通过检测尿L/M、血DAO评价急性重症胰腺炎对大鼠肠道黏膜屏障功能的影响，同时评估ω-3鱼油脂肪乳对肠道损伤的保护作用。该研究指出，尿L/M、血浆DAO、组织病理联合检测能够全面反映肠道黏膜屏障受损情况，在急性胰腺炎患者中，应用ω-3鱼油脂肪乳能够起到保护肠道黏膜屏障的作用。

　　临床研究中，有学者选择尿L/M、血D-乳酸反映肠道通透性，同时检测一些炎症因子，来研究益生菌对炎症或手术后引起的肠道黏膜屏障功能损伤的保护作用。也有学者在研究肠内营养对炎症性肠病或肠道手术后肠黏膜屏障功能恢复的治疗效果时，单用尿L/M或联合血D-乳酸、LPS共同反映肠道黏膜屏障功能的受损与修复情况。杜超等研究严重腹腔感染患者的尿L/M后发现，尿L/M升高可提示患者病情显著恶化，对临床判断腹腔感染患者病情进展及预后具有提示作用。史昌河等观察大黄清毒汤灌肠治疗肝硬化患者前后尿L/M、血浆内毒素含量、血DAO，以评估该治疗方式对肠道黏膜屏障损伤的疗效。该研究发现，治疗后患者尿L/M、血浆内毒素含量明显下降，提示肠道黏膜屏障功能有所恢复。但DAO改变不明显，分析原因可能为DAO释放速度大于肠黏膜修复速度，是否提示血浆DAO可以用于评价肠黏膜功能缺乏足够敏感性和特异性尚不确定。而在研究重症急性胰腺炎患者肠道屏障功能损伤与机体免疫应答方面，有学者选择尿L/M、血D-乳酸联合检测来反映肠道通透性，得出重症急性胰腺炎患者存在的炎症反应、免疫抑制及免疫失衡与肠道通透性增加、肠道黏膜屏障功能损伤具有相关性，重视保护肠道黏膜屏障功能是有效治疗重症急性胰腺炎的关键。

03

血、尿IFABP评估肠黏膜屏障功能

　　脂肪酸结合蛋白（fattyacidbindingprotein，FABP）是一组哺乳动物组织细胞液中的低分子量蛋白质，目前已经发现至少9种不同类型的FABP。肠道内FABP分为肠型（IFABP）和肝型（LFABP）。IFABP仅存在于胃肠道，主要位于小肠成熟肠上皮细胞液中，占胞液蛋白质的1%～2%，在胃和大肠中仅见微量，具有较好的器官特异性。其主要功能为参与机体对脂肪酸的吸收、转运以及在细胞器内的再分布和利用。由于IFABP的半衰期短，仅为11min，进入血循环后很快被肾脏清除，导致血清中IFABP水平在可检测限度以下，故在正常情况下周围血中检测不到IFABP，但当遭受肠缺血等损伤时，肠上皮细胞通透性增加，IFABP通过毛细血管及乳糜管进入血循环，可在外周血中检测到。由于IFABP分子量小，主要由肾脏排出，导致尿浓度高于血浓度，因此可以通过尿IFABP浓度对病人进行检测。基于具备良好的肠道特异性、敏感性等特点，有学者将IFABP在发育生物学领域定义器官。而Ockner在20世纪90年代即提出IFABP可考虑作为早期肠屏障功能损伤的预警指标。此后，无论单独检测还是与其他指标联合检测，学者们已逐渐选择IFABP来评估肠道黏膜屏障功能。

　　有研究对51例肠道疾病患者及92例健康志愿者的血清IFABP水平进行了比较，结果显示，在所有罹患肠道疾病的患者血清中，IFABP水平增高，而在健康对照组血清中则未能检出IFABP。权斌等单独检测IFABP胃肠肿瘤手术患者肠黏膜屏障功能的改变，同时选择甲状腺癌、乳腺癌患者作为对照，指出IFABP是胃肠肿瘤手术患者肠黏膜屏障功能改变的早期敏感性指标。赵海东等研究认为IFABP比肌酸激酶、脑型同工酶和乳酸盐脱氢酶的敏感性和特异性更强，是小肠缺血性疾病的早期、特异、敏感的生化诊断指标。多种检测方法中，一些研究倾向于运用ELISA法来检测血液中IFABP含量，提高了敏感性和特异性，为早期诊断肠黏膜损伤提供了更准确的方法。而且该法操作简便，与其他血清标志物相比优势明显，医院开展，临床应用前景较好。胎儿生长迟缓（fetalgrowthretardation,FGR）容易发生肠道疾病。Panakhova用ELISA法检测血清肠三叶因子（serumintestinaltrefoilfactor,ITF）和血IFABP评估肠道黏膜屏障功能，探讨肠道黏膜防御能力在FGR婴儿肠道损伤形成中的作用。该研究认为，FGR婴儿出生早期以高水平ITF为特点，这对缺氧条件下的肠黏膜起到了保护作用，但随后的ITF下降和IFABP的升高，提示肠道杯状细胞分泌ITF耗竭，导致肠黏膜屏障的完整性受损。

　　尽管如此，也有研究认为，虽然单独应用IFABP对诊断某些疾病（如绞窄性肠梗阻或新生儿坏死性小肠结肠炎）的敏感性较高，但缺乏特异性。更多学者尝试IFABP与其他检测指标联合检测，更全面地评价肠道黏膜屏障功能。张玮等选择血清IFABP和D-乳酸联合检测，结合胃肠功能障碍/衰竭评分系统评估危重症肠黏膜屏障功能，指出该检测方法能够对危重症肠黏膜功能损害进行早期判断、评估病情严重程度及预后。也有学者在临床试验中观察血清IFABP和D-乳酸对缺血性肠炎的诊断价值，认为IFABP和D-乳酸水平与缺血性肠炎相关性显著，用于诊断缺血性肠炎有较高的准确度，但IFABP的判断准确率、敏感性及特异性均低于D-乳酸。也有一些研究选择IFABP与尿L/M联合检测来评估肠道黏膜屏障功能，并认为两种检测指标能够佐证实验结论。需要指出的是，在研究中无论单独评估还是联合检测，都需要 　　综上所述，及时准确地评估人体的肠道黏膜屏障功能对于全面纠正患者病理状态、改善预后意义重大。目前而言，临床上缺乏针对评估肠道黏膜屏障功能的理想化标记物和检测方法，尿L/M，血、尿IFABP因其简便快捷而被临床广泛应用。但现有的检测方法从不同角度均存在一定的局限性。为提高评估方法的准确性、特异性、敏感性和时效性，学者们更倾向于将现有较为科学合理的指标联合应用。期待人体肠道黏膜屏障功能更为特异和敏感的评估指标在未来的研究中出现。

参考文献（略）

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