魏 薇，姚樹坤

1.中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院，北京 100032； 2.中日友好醫(yī)院消化內(nèi)科

腸易激綜合征(irritable bowel syndrome，IBS)是一種常見的功能性腸病，以反復發(fā)作的腹痛伴隨排便習慣/糞便性狀改變?yōu)橹饕憩F(xiàn)。根據(jù)糞便性狀可將IBS分為IBS腹瀉型(IBS with predominant diarrhea，IBS-D)、IBS便秘型(IBS with predominant constipation，IBS-C)、IBS混合型(IBS with mixed bowel habits，IBS-M)和IBS不定型(IBS unclassified，IBS-U)，其中以IBS-D最為常見，所占比例接近50%[1]。IBS發(fā)病機制復雜，目前認為可能是多種因素共同作用的結(jié)果，包括內(nèi)臟高敏感、腸道菌群紊亂、腸道動力異常、腸道炎癥狀態(tài)、腸道黏膜通透性改變、自主神經(jīng)功能障礙、食物不耐受、應激等[2]。既往對IBS發(fā)病機制的研究主要集中于腸道動力異常、內(nèi)臟高敏感、腦-腸互動、負性心理-社會因素，近來則開始關(guān)注腸道免疫的激活、腸道通透性、腸道菌群變化[3]。

目前已有較多研究顯示，IBS-D患者腸道菌群與健康對照者相比存在差異[4-8]。腸道菌群在人體的物質(zhì)代謝過程中有重要作用，膽汁酸的代謝即依賴于腸道菌群。除了輔助脂質(zhì)的吸收外，膽汁酸還具有類似于胃腸激素的作用，并參與腸道細胞的信號傳導過程，對腸道動力、腸黏膜的分泌、腸屏障功能等均有影響[9]。研究顯示，膽汁酸可能參與多種消化道疾病的發(fā)病，包括食管癌、結(jié)腸癌、炎癥性腸病、功能性胃腸病等。膽汁酸在IBS-D相關(guān)的研究中已受到越來越多的關(guān)注，現(xiàn)對膽汁酸及其受體對IBS-D的影響作一綜述。

1 膽汁酸的代謝過程

膽汁酸是存在于膽汁中一大類膽烷酸的總稱，以鈉鹽或鉀鹽的形式存在。人體內(nèi)膽汁酸按結(jié)構(gòu)可分為兩大類：一類為游離型膽汁酸，包括膽酸(cholic acid，CA)、鵝脫氧膽酸(chenodeoxycholic acid，CDCA)、脫氧膽酸(deoxycholic acid，DCA)和石膽酸(lithochalic acid，LCA)，另一類是上述游離膽汁酸與甘氨酸或牛磺酸結(jié)合的產(chǎn)物，稱結(jié)合型膽汁酸。從來源上可分為初級膽汁酸(primary bile acid)和次級膽汁酸(secondary bile acid)。初級膽汁酸可以促進腸道水電解質(zhì)和黏液分泌并促進結(jié)腸蠕動，次級膽汁酸可以促進細胞增殖、抑制細胞凋亡[9]。在肝細胞胞液和微粒體中，以膽固醇為原料直接合成的膽汁酸稱為初級膽汁酸，包括CA和CDCA，初級膽汁酸在肝臟內(nèi)進一步與甘氨酸或牛磺酸結(jié)合，分泌至膽道儲存于膽囊中。血清7α-羥基-4-膽甾烯-3-酮(C4)是膽汁酸合成過程中的限速酶7α羥化酶的可靠標志物，可反映肝臟合成膽汁酸的速率?；啬c上皮細胞分泌的成纖維細胞生長因子19(fibroblast growth factor 19，F(xiàn)GF19)對膽汁酸的合成有負反饋調(diào)節(jié)作用，當回腸上皮細胞內(nèi)存在高濃度膽汁酸時會促進FGF19的分泌，隨血液循環(huán)至肝臟可抑制膽汁酸的合成。初級結(jié)合型膽汁酸在小腸下段及結(jié)腸受細菌作用轉(zhuǎn)變?yōu)榇渭壞懼?，包括DCA和LCA，以解離和脫羥基為主要步驟。解離步驟所依賴的膽鹽水解酶(bile salt hydrolase，BSH)在腸道菌群中分布廣泛，雙歧桿菌屬、乳桿菌屬、腸球菌屬、梭菌屬、李斯特菌屬、擬桿菌屬等均含有BSH，它可以催化連結(jié)甘氨酸或牛磺酸與膽鹽甾核的酰胺鍵水解，使結(jié)合型膽汁酸轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x型膽汁酸[10]。但目前發(fā)現(xiàn)只有少數(shù)菌群具有7α脫羥基活性，可將初級膽汁酸轉(zhuǎn)變?yōu)榇渭壞懼?，包括擬桿菌屬、梭菌屬、優(yōu)桿菌屬、乳桿菌屬、埃希菌屬[11]。此外，CDCA經(jīng)過細菌作用可產(chǎn)生少量其7β異構(gòu)體熊脫氧膽酸(ursodeoxycholic acid，UDCA)[12]。結(jié)合膽汁酸隨膽汁排入小腸后，90%以上在回腸末端由頂膜鈉依賴性膽鹽轉(zhuǎn)運體重吸收，游離膽汁酸可通過被動擴散經(jīng)由小腸上皮重吸收[9]，其余膽汁酸進入結(jié)腸隨糞便排出，小腸重吸收的膽汁酸經(jīng)門脈回到肝，這一過程為膽汁酸的腸-肝循環(huán)。LCA主要以游離型存在，有肝毒性，大部分隨糞便排出，少部分進入肝臟通過硫酸鹽化解毒并隨膽汁分泌。正常人每日從糞便排出的膽汁酸為0.2～0.6 g[13]。硒75牛磺酸試驗(75selenium homotaurocholic acid test，75SeHCAT)可反映膽汁酸吸收情況，口服75Se標記的?；悄懰崮z囊，7 d后通過γ射線檢測血液里剩余的比例，<15%可診斷為膽汁酸吸收不良[14-15]。

2 IBS-D患者中的膽汁酸代謝異常

研究顯示，IBS-D患者糞便膽汁酸總量與健康對照者差異無統(tǒng)計學意義[16-18]，但糞便中膽汁酸的不同組分含量與健康對照者存在差異，主要表現(xiàn)為初級膽汁酸顯著升高[17-19]，亦有研究顯示糞便中UDCA和硫酸化膽汁酸升高[18]。糞便膽汁酸與IBS-D癥狀有相關(guān)性，目前有較多證據(jù)支持結(jié)腸傳輸速度與糞便總膽汁酸呈正相關(guān)[19-21]，糞便Bristol評分、排便次數(shù)亦和糞便初級膽汁酸含量呈正相關(guān)[17,19]，這可能與初級膽汁酸尤其是CDCA具有的導瀉作用有關(guān)。患者腹痛程度亦與糞便中CDCA呈正相關(guān)[18]，而在IBS-D患者中腹痛發(fā)生的主要病理生理機制為內(nèi)臟高敏感，提示膽汁酸除了影響結(jié)腸動力外亦可能影響內(nèi)臟敏感性。既往在健康志愿者中亦發(fā)現(xiàn)，用生理劑量的CDCA對健康志愿者灌腸后可促進近端結(jié)腸蠕動，并可引起內(nèi)臟敏感性升高，表現(xiàn)為直腸擴張試驗時排便急迫感和最大耐受量閾值降低[22]。此外，有研究顯示，IBS-D患者中糞便總膽汁酸更高者腸屏障功能受損更嚴重[20-21]。目前未發(fā)現(xiàn)膽汁酸與患者焦慮抑郁情緒有明確相關(guān)性[15,19]。

按照糞便總膽汁酸將IBS-D患者分成不同亞組，有助于更深入地探索膽汁酸在IBS-D發(fā)病機制中的作用。Zhao等[23]將糞便總膽汁酸高于健康對照者糞便總膽汁酸第90百分位數(shù)以上的IBS-D患者定義為BA+IBS-D患者，發(fā)現(xiàn)在290例IBS-D患者中，有71例(24.5%)為BA+IBS-D患者，與健康對照者相比，BA+IBS-D患者血清C4升高、FGF19降低，糞便中的CA、CDCA、DCA、LCA、UDCA亦顯著升高，而BA-IBS-D患者的糞便膽汁酸情況與健康對照者類似，說明在BA+IBS-D患者中存在膽汁酸合成增加。BA+IBS-D患者較BA-IBS-D患者腹瀉癥狀更明顯，但兩類患者IBS-SSS(IBS symptom severity scale)評分差異無統(tǒng)計學意義。此外，BA+IBS-D患者與BA-IBS-D患者的糞便菌群也存在差異，BA+IBS-D患者糞便中梭菌屬顯著增加，梭菌屬的豐度與糞便總膽汁酸和C4呈正相關(guān)，與血清FGF19水平呈負相關(guān)，證實了梭菌屬在膽汁酸代謝中的重要作用。膽汁酸吸收不良是慢性腹瀉的病因之一，一項Meta分析顯示，IBS-D患者中有28.1%合并膽汁酸吸收不良(bile acid malabsorption，BAM)[24]，但即使在除外BAM的IBS-D患者中，與健康對照者相比，IBS-D患者的糞便總膽汁酸差異雖無統(tǒng)計學意義，但仍存在CDCA和CA升高，且結(jié)腸傳輸速度與糞便總膽汁酸和初級膽汁酸水平呈正相關(guān)[25]，提示膽汁酸組分含量異常在IBS-D患者中可能普遍存在。

膽汁酸對IBS-D癥狀的影響為IBS-D的治療提供了新思路。膽汁酸螯合劑如考來烯胺、考來替泊、考來維侖等可以減少腸道內(nèi)膽汁酸，有研究顯示，考來維侖可減少IBS-D患者排便次數(shù)[26]，另一項隨機雙盲對照研究顯示，考來維侖可減緩IBS-D患者結(jié)腸傳輸時間、減少排便次數(shù)[27]，這兩項研究均發(fā)現(xiàn)基線血清C4升高者治療效果更明顯。Bajor等[28]發(fā)現(xiàn)，75SeHCAT殘留率低的IBS-D患者應用考來替泊可顯著降低IBS-SSS評分。以上研究提示，IBS-D患者中存在膽汁酸合成增加或膽汁酸吸收不良者可能對膽汁酸螯合劑的治療反應更好，但因樣本量均較小，還需其他研究進一步驗證。

3 膽汁酸受體在IBS-D發(fā)病機制中的參與

膽汁酸受體包括核受體、膜受體，前者包括法尼醇受體(farnesoid X receptor，F(xiàn)XR)、孕烷X受體(pregnane X receptor，PXR)、維生素D受體(Vitamin D receptor，VDR)，后者指G蛋白耦聯(lián)膽汁酸受體1(G protein coupled bile acid receptor 1，GpBAR1)，也稱為TGR5(Takeda G-protein-coupled receptor 5)。目前與TGR5和FXR相關(guān)的研究較多，大多數(shù)研究均為動物實驗，在IBS-D患者中的研究尚處于初步階段。有研究顯示，IBS-D患者結(jié)腸傳輸速度及糞便總膽汁酸與TGR5的單核苷酸多態(tài)性有關(guān)[29-30]。IBS-D患者的膽汁酸受體在腸道的表達亦可能與健康對照者存在差異，Horikawa等[31]發(fā)現(xiàn)，IBS患者回腸的FXR mRNA水平顯著高于健康對照者，Camilleri等[32-33]發(fā)現(xiàn)，IBS-D患者的乙狀結(jié)腸FXR mRNA水平亦高于健康對照者，但TGR5mRNA水平差異無統(tǒng)計學意義。TGR5和FXR對腸道正常功能的維持有重要作用，膽汁酸通過激活膽汁酸受體影響腸道功能。

3.1TGR5TGR5在全消化道均有分布，尤其是腸神經(jīng)系統(tǒng)[34]，動物實驗顯示,在腸神經(jīng)元、結(jié)腸嗜鉻細胞、結(jié)腸L細胞上均有TGR5受體表達[35-36]。不同種類膽汁酸對TGR5的激動效應不同，LCA>DCA>CDCA>UDCA>CA[12]。在結(jié)腸動力方面，Alemi等[35]發(fā)現(xiàn),TGR5-/-小鼠全消化道傳輸時間和結(jié)腸傳輸時間均延長，排便頻率和糞便含水量均減低，在TGR5-/-小鼠中無法觀察到膽汁酸對結(jié)腸蠕動性收縮的促進作用，說明這一作用依賴于TGR5，且該研究進一步發(fā)現(xiàn)膽汁酸通過激活內(nèi)源性初級傳入神經(jīng)元和腸嗜鉻細胞上的TGR5，刺激降鈣素基因相關(guān)肽和5-羥色胺的釋放，通過直接作用和間接作用兩方面促進結(jié)腸蠕動性收縮。此外，胰高血糖素樣肽-1(glucagon-like peptide-1，GLP-1)對結(jié)腸傳輸有促進作用[37]，膽汁酸可以刺激結(jié)腸分泌GLP-1, 在TGR5-/-小鼠未觀察到這種作用，而TGR5激動劑可以促進GLP-1的分泌[36,38]，說明膽汁酸對GLP-1分泌的促進作用依賴于TGR5。TGR5也表達于巨噬細胞，與腸道炎癥反應相關(guān)，TGR5激動劑可以減輕結(jié)腸炎模型小鼠的癥狀、降低炎癥因子水平，激動TGR5后的抗炎作用由IL-10介導[39]。此外，TGR5亦與內(nèi)臟高敏感相關(guān)，Castro等[36]研究發(fā)現(xiàn)，在野生型小鼠以TGR5激動劑灌腸后，通過直腸擴張實驗觀察到小鼠內(nèi)臟敏感性升高，但在TGR5-/-小鼠無此現(xiàn)象，且在IBS模型鼠中應用TGR5激動劑灌腸可以引起內(nèi)臟敏感性進一步升高；體外實驗顯示TGR5激動劑激起了小鼠結(jié)腸傳入神經(jīng)的高反應，并且由TRPA1介導；此外，在人背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元中，38%表達TGR5，在TGR5陽性的神經(jīng)元中，97%表達TRPV1，56%表達TRPA1，而TRPV1和TRPA1在IBS的內(nèi)臟高敏感形成中有重要作用[40]。

3.2 FXRFXR在肝臟和全消化道均有表達，主要表達于肝臟和回腸[41]，腸道FXR激活后誘導FGF-19表達，F(xiàn)XR-FGF19通路可調(diào)節(jié)肝臟對膽汁酸的合成[11]。不同種類膽汁酸對FXR的激動效應亦有差異，CDCA>CA>LCA>DCA[12]。FXR與腸道炎癥水平和腸屏障功能有關(guān)。FXR-/-小鼠回腸巨噬細胞增加，IL-1β、TNF-α、IL-6、TGF-β水平高于野生型小鼠，回腸緊密連接蛋白水平低于野生型小鼠，F(xiàn)XR激動劑可減輕野生型小鼠的回腸炎癥[42]。但也有體外細胞實驗顯示FXR激動劑可以減緩結(jié)腸上皮細胞的損傷修復[43]。FXR受體可能也和內(nèi)臟高敏感的形成相關(guān)，既往研究[44]已顯示神經(jīng)生長因子(nerve growth factor，NGF)在IBS-D內(nèi)臟高敏感的形成中具有重要作用，活化的肥大細胞可能通過釋放NGF引起局部神經(jīng)纖維重塑，進而引起內(nèi)臟敏感性升高，而近期有研究[45]發(fā)現(xiàn)，膽汁酸可能通過激動肥大細胞上表達的FXR參與這一過程，大鼠直腸灌注DCA、CDCA后出現(xiàn)內(nèi)臟高敏感表現(xiàn)，結(jié)腸組織中蛋白基因產(chǎn)物9.5(protein gene product 9.5，PGP9.5)、TRPV1、NGF及其受體酪氨酸激酶A(tyrosine kinase A，TrkA)表達顯著升高，緊密連接蛋白claudin-1表達減少，在PGP9.5陽性神經(jīng)纖維附近的肥大細胞顯著增多，膽汁酸激動FXR后經(jīng)由NF-κB通路促進肥大細胞分泌NGF，并進一步影響TRPV1、claudin-1的表達，促進內(nèi)臟高敏感的形成。

4 小結(jié)與展望

目前研究顯示，在IBS-D患者中可能存在膽汁酸代謝異常，并影響排便次數(shù)、排便性狀、腹痛等癥狀，提示膽汁酸可能參與了IBS-D的發(fā)生、發(fā)展。部分IBS-D患者存在明顯的膽汁酸代謝異常，腹瀉情況相對嚴重，對于這部分患者應用膽汁酸螯合劑治療具有一定前景，但還需更大樣本量的隨機對照試驗進一步探究，且一些可能存在的不良反應，例如脂肪瀉、脂溶性維生素的吸收減少等均需要進行評估。膽汁酸對于胃腸功能的影響與膽汁酸受體FXR和TGR5密切相關(guān)，IBS-D患者腸道中初級和次級膽汁酸含量的變化可能會導致腸道FXR、TGR5表達發(fā)生變化，進而影響腸道動力、屏障功能、內(nèi)臟敏感性等方面，但關(guān)于IBS-D患者中腸道膽汁酸受體的表達情況及其與膽汁酸和臨床表現(xiàn)的關(guān)系還需更加深入的研究。