李雯靜 廖呂釗 王希 周建明 潘思旭 徐那菲 江榮林

急性胃腸損傷（AGI）是危重患者因自身疾病導(dǎo)致的急性胃腸功能障礙[1]，主要表現(xiàn)為胃腸道運動功能障礙（如腹脹、腹瀉）與消化道出血等。腸黏膜屏障（以下簡稱腸屏障）是人體的防御屏障之一，由機械屏障、化學(xué)屏障、生物屏障及免疫屏障等構(gòu)成?；颊逜GI狀態(tài)下，腸屏障受到打擊，各種條件致病菌通過腸黏膜受損部位發(fā)生易位，侵入血液循環(huán)和遠隔器官，誘發(fā)全身炎癥反應(yīng)，造成機體損害，甚至引發(fā)多器官功能障礙綜合征（MODS）和死亡。由此可見，胃腸道在人體器官中處于中心地位，對重癥患者而言，保護腸屏障功能意義更是重大[2]?；诖?，本文就AGI狀態(tài)下腸黏膜屏障的受損機制作一綜述，以期為臨床防治AGI提供參考。

1 機械屏障

機械屏障是一層完整的腸黏膜上皮結(jié)構(gòu)，由腸黏膜上皮細胞、細胞間緊密連接及黏液層等構(gòu)成，能有效防止腸腔內(nèi)的有害物質(zhì)穿過腸黏膜進入血液循環(huán)。

1.1 腸黏膜上皮細胞 小腸上皮細胞是機械屏障的主要成員之一，在機體免疫反應(yīng)中發(fā)揮作用[3]。腸道的生理學(xué)特點決定其對缺血較敏感[4]。AGI初期時，腸道處于應(yīng)激性缺血狀態(tài)，線粒體內(nèi)脫氫酶活性降低，鈉-鉀ATP酶功能紊亂導(dǎo)致水、鈉潴留，造成細胞水腫壞死[5]。隨著AGI的進展，細胞內(nèi)鈣超載、氧自由基大量釋放及白三烯增多3者協(xié)同作用，引起細胞內(nèi)級聯(lián)性破壞反應(yīng)，加劇腸黏膜上皮細胞的凋亡。同時，大量中性粒細胞炎性浸潤，半胱天冬酶（Caspase）-3通路激活，核酸內(nèi)切酶活性增高[6]，引起腸黏膜通透性增加，各種致病菌大量入血，加重炎癥反應(yīng)。

1.2 緊密連接蛋白 緊密連接是細胞間連接組成之一，由各種緊密連接蛋白分子與肌動蛋白骨架構(gòu)成，它既是一種蛋白復(fù)合體，也是一種選擇性屏障，呈帶狀分布于細胞-細胞連接復(fù)合體頂端，只允許可溶性小分子物質(zhì)通過并由此調(diào)節(jié)腸黏膜通透性[7]。Miousse等[8]研究發(fā)現(xiàn)，緊密連接蛋白對腸上皮功能的維持有重要意義[9]，其成員之一閉鎖小帶蛋白1（ZO-1）位于緊密連接的細胞膜表面，參與調(diào)控頂部連接復(fù)合物蛋白[10]；作為細胞骨架的閉合蛋白（CLDNs）是一種絲狀蛋白結(jié)構(gòu)，遍布于細胞質(zhì)內(nèi)，輔助形成離子選擇通道[11]。ZO-1與CLDNs共同構(gòu)成緊密連接的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，參與物質(zhì)轉(zhuǎn)運，維持細胞極性，保護腸上皮結(jié)構(gòu)的完整性[12]。AGI狀態(tài)下，某些致病菌與腸上皮細胞表面分子結(jié)合，降低ZO-1及CLDNs的表達，造成緊密連接復(fù)合體中蛋白質(zhì)解體，細胞旁通透性增加。肌球蛋白輕鏈激酶（MLCK）是一種鈣調(diào)素（CaM）依賴酶，通過介導(dǎo)調(diào)節(jié)輕鏈磷酸化，影響細胞骨架的收縮活動。經(jīng)證實，MLCK1和 MLCK2受TNF-α的調(diào)控，應(yīng)激反應(yīng)發(fā)生時，MLCK蛋白表達上調(diào)，其過度激活導(dǎo)致腸上皮細胞發(fā)生變形變性、錯位排列以及ZO-1和CLDNs的部分重組，造成腸黏膜通透性升高[13]。Edelblum等[14]證實腸屏障的通透性與腸道微生物群相關(guān)，雖然緊密連接的損傷在短期內(nèi)不足以使菌群發(fā)生完全易位，但腸黏膜的易感性會大幅增加。由此可知，腸黏膜機械屏障完整性遭到破壞會引發(fā)多米諾骨牌效應(yīng)。

1.3 黏液層 腸道黏液層表面有可黏附細菌的生態(tài)位點，使細菌固定于黏液層，在腸道蠕動時被清除，保持腸道內(nèi)環(huán)境健康。AGI發(fā)生時，黏蛋白分子內(nèi)部共價鍵斷裂，空間結(jié)構(gòu)變化，結(jié)構(gòu)域中暴露的糖多肽不僅是腸道共生微生物的結(jié)合位點，也是微生物的能量來源。黏液厚度和成分的改變可使條件致病菌直接作用于腸上皮細胞，造成腸腔內(nèi)細菌易位，引起炎癥反應(yīng)。

2 化學(xué)屏障

胃腸道分泌的各種消化液不僅能抑制細菌在腸道上皮的定植和生長，也可稀釋毒素、沖刷腸腔，使條件致病菌難以黏附于腸上皮表面。而當(dāng)AGI發(fā)生時，胃腸道腺體腫脹造成消化液分泌障礙，各種分泌物無法發(fā)揮作用。例如，腸上皮細胞表面含有豐富的生長激素（GH）受體和胰島素樣生長因子1（IGF-1）受體。GH可增強谷氨酰胺的活性，促進細胞對谷氨酰胺的攝取和利用，抑制炎性介質(zhì)釋放，增加AGI患者抗炎細胞的總數(shù)和循環(huán)中CD4/CD8的比率，減輕機體應(yīng)激反應(yīng)的程度；另有Tian等[15]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)IGF-1干預(yù)，壞死性小腸結(jié)腸炎實驗?zāi)Ｐ徒M的Toll樣受體（TLR）4 mRNA和IL-6在72h內(nèi)表達減少，炎性介質(zhì)的產(chǎn)生被抑制，黏蛋白MUC2和S-IgA的表達增加，腸屏障功能得到保護。而在AGI狀態(tài)下，IGF-1受體及GH受體含量急劇下降，無法發(fā)揮其正常作用。

3 生物屏障

腸道是人體最大的細菌庫，腸道菌群包括厚壁菌門、放線菌門、擬桿菌門及變形菌門4大類。正常情況下，各種菌群之間比例穩(wěn)定，與宿主存在共生關(guān)系，一方面可與腸黏膜上皮細胞結(jié)合，通過多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑消耗病原微生物的必需營養(yǎng)底物以抑制其生長；另一方面，可刺激TLR使上皮細胞增殖，從而降低其受損程度，影響腸黏膜免疫細胞的發(fā)育[16]。許多益生菌產(chǎn)生的短鏈脂肪酸（SCFA）能刺激和誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細胞（Treg細胞）產(chǎn)生轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）和IL-10，抑制免疫誘導(dǎo)，減輕腸道炎癥反應(yīng)，維持腸黏膜的穩(wěn)態(tài)[17]。SCFA被認為是腸上皮細胞的能量來源，幫助修復(fù)受損的上皮細胞，同時也對免疫細胞起調(diào)節(jié)作用[18]。

總的來說，正常菌群可以改善腸道通透性，減少炎癥細胞因子的產(chǎn)生和釋放[19]。經(jīng)研究證實，應(yīng)激會改變腸道菌群的組成及結(jié)構(gòu)[20]。AGI狀態(tài)下，腸道與細菌之間關(guān)系失衡。由于腸黏膜通透性增加，正常菌群定植力下降、大量逸出導(dǎo)致腸道內(nèi)環(huán)境紊亂，免疫系統(tǒng)功能受到抑制[21]。同時，各種條件致病菌快速繁殖，尤其是腸道內(nèi)革蘭陰性菌釋放大量內(nèi)毒素，分泌蛋白酶作為毒力因子，誘導(dǎo)腸黏膜上皮細胞凋亡，從而加重AGI損害，甚至誘發(fā)MODS。

4 免疫屏障

腸道是人體最大的免疫器官。腸上皮內(nèi)淋巴細胞（iIEL）作為腸道免疫屏障的重要組成部分和其他免疫細胞進行雙向互動，對啟動局部修復(fù)和抑制微生物入侵有重要作用[22]。Li等[23]研究發(fā)現(xiàn) AGI初期時，γδT17 細胞增殖明顯，IL-17A表達上升，通過IL-17R-ACT1途徑調(diào)節(jié)閉合蛋白亞細胞的定位，促進腸屏障的修復(fù)。而隨著AGI的加重，iIEL以及T細胞抗原受體（TCR）γδT細胞數(shù)量減少明顯[24]，殺滅病原體的能力也隨之降低，先天淋巴細胞（ILCs）是一類先天性免疫細胞，位于消化系統(tǒng)內(nèi)壁，在病原體入侵時快速響應(yīng)，釋放細胞因子傳遞信號以對抗感染[25]。經(jīng)研究證實，生理狀態(tài)下，某些腸道菌群參與ILCs的分化，同時ILCs通過產(chǎn)生不同類型的細胞因子影響腸道菌群的組成，兩者共同維護腸黏膜的穩(wěn)態(tài)[26]，而在AGI狀態(tài)下，腸道菌群發(fā)生紊亂使得ILCs過度激活并快速消耗。免疫的缺陷為致病菌創(chuàng)造潛在的壁龕；而在腸道菌群紊亂的情況下，監(jiān)管細胞的完整性同樣遭到破壞[27]。

NF-κB是存在于細胞內(nèi)的一種重要的核轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族，其活化后與細胞DNA結(jié)合，調(diào)控炎癥反應(yīng)[13]。炎癥發(fā)生時，NF-κB向細胞核轉(zhuǎn)移，引起下游炎癥因子TNF-α、IL-1 和 IL-6、巨噬細胞趨化因子 1（MCP-1）的釋放。炎癥因子會破壞緊密連接，IL-1β、IL-6、TNF-α均可通過激活NF-κB信號通路降低 ZO-1、CLDNs等緊密連接蛋白的表達[28]，增大上皮細胞間隙，加劇炎癥反應(yīng)進展。

除淋巴細胞外，腸道免疫屏障中還有腸黏膜分泌的IgA、IgM、IgE等物質(zhì)。其中，IgA多以S-IgA的形式存在，S-IgA是體內(nèi)分泌量最大的免疫球蛋白，主要由腸黏膜固有層中的IgA漿細胞產(chǎn)生，可選擇性地包被致病菌形成抗原抗體復(fù)合物，同時刺激腸道黏液的分泌，減少細菌在腸黏膜表面的黏附定植。胃腸道是SIgA的中樞器官。AGI狀態(tài)下，腸黏膜營養(yǎng)不良，腺體萎縮，此時，S-IgA的分泌受到影響，機體的免疫屏障功能被削弱。此外，腸相關(guān)淋巴組織呈現(xiàn)選擇性抑制狀態(tài)，導(dǎo)致S-IgA分泌減少，使細菌通過增大的細胞間隙發(fā)生易位，誘發(fā)全身炎癥反應(yīng)。

5 小結(jié)

綜上，本文主要闡述了腸道四重屏障的生理功能及AGI狀態(tài)下腸屏障發(fā)生改變的主要機制。隨著AGI的進程，腸屏障的改變導(dǎo)致致病菌易位，內(nèi)毒素入血，造成全身炎癥反應(yīng)加重，從而進一步加重原發(fā)病的進展，形成惡性循環(huán)，發(fā)生MODS甚至死亡。故臨床處理AGI時應(yīng)最大程度減少腸屏障的損害，維護胃腸的基礎(chǔ)生理功能，以達到延緩疾病進展并改善預(yù)后的目的。