犬炎癥性腸病

陶 婭，殷邵杰，劉明江，李金貴

(1.揚州大學獸醫學院，江蘇 揚州 225009；2.江蘇省動物重要疫病與人畜共患病防控協同創新中心，江蘇 揚州 225009)

炎癥性腸病(Inflammatory bowel disease,IBD)是一種可以影響人、犬、貓等物種的特異性、慢性、復發性的腸道疾病，多數累及回腸、直腸、結腸，常以腸黏膜固有層炎性細胞浸潤為特點。IBD的發病原因目前認為與環境、免疫失常、遺傳以及腸道菌群改變有關，也有研究認為IBD是一種自身免疫性疾病[1]。越來越多的研究表明，遺傳易感性是IBD的主要決定因素，免疫調節紊亂是直接發病的表征，而腸道菌群失衡以及環境等因素則是誘因[2]。

1 犬IBD的主要特征

IBD通常包括潰瘍性結腸炎(Ulcerative colitis,UC)和克羅恩病(Crohn’s diseases,CD)，近年來炎性結直腸息肉(Inflammatory colorectal polyps,ICPS)也被認為是犬特發性IBD的一種新形式。UC病變多發于乙狀結腸和直腸，可延伸至整個結腸，病灶局限于大腸黏膜及黏膜下層。病程漫長，常反復發作。臨床主要表現為腹痛、腹瀉、黏液膿血便等。CD在胃腸道的任何部位均可發生，但常發生于末端回腸和上行結腸。臨床主要表現為腹部疼痛、大便次數增多、肛周病變、腸狹窄等。ICPS以結直腸部位出現多發或者單發息肉并伴隨中性粒細胞浸潤為特征。該病發生于犬，具有種特異性，近年來被認為是引起犬大腸腹瀉的一個主要原因[3]。

2 IBD的病理機制

目前IBD的發病機制尚未完全明確，但大量研究表明，該病與免疫、遺傳、環境以及腸道菌群失衡有關。外界環境衛生和刺激物的刺激，會導致犬腸道菌群多樣性降低或失調，從而引起IBD的發生。研究表明，遺傳因素是IBD發生的重要影響因素。IBD與多種基因有關，具有一定的遺傳性[4]。在外界環境和遺傳等多個因素的相互作用下，腸道菌群發生改變，腸黏膜對于腸道菌群的失調作出異常的免疫應答。這種異常的免疫應答導致大量的炎性細胞及介質產生，所產生的炎性細胞進一步對腸道屏障造成損害從而引起腸道的慢性炎癥和組織損傷。

3 IBD與腸道菌群的關系

腸道菌群在長期進化過程中，由于機體的適應力和自然選擇，菌群與宿主、環境之間始終都處于動態平衡狀態，形成一個相互依存、相互制約的微生態系統。研究發現，腸道菌群與犬IBD的發生、發展之間的關聯非常緊密。雖然迄今為止尚未發現某種特定細菌與IBD的發病直接相關，也沒有確定IBD特征性的菌群變化，但已明確IBD患犬糞便菌群的組成與健康犬存在一定的差異，而且IBD病變越嚴重，患犬糞便中乳酸桿菌的比率下降越多[6]。

IBD通常以門栓菌和擬桿菌菌群減少，而變形桿菌菌群增加為特征。此外，梭菌中毛螺菌科和球狀梭菌亞組(即XIVa和IV簇)的多樣性減少也與IBD相關[7]。已有研究證明，梭菌中XIVa和IV簇具有促進調節性T淋巴細胞(Treg)發育的功能。腸道免疫穩態的維持和針對微生物抗原免疫反應的控制涉及多層次調控，其中CD4+Foxp3+Treg細胞發揮著重要的抗炎作用，Treg細胞連續高表達調節其發育和活性的轉錄因子Foxp3+。因此腸道梭菌中XIVa和IV簇的減少會降低腸道的免疫狀態，從而引起慢性腸道疾病。

4 IBD標志物

目前對于IBD的評估主要是基于臨床癥狀和疾病活動評分，但這種評估具有明顯的局限性。在有些病例中，盡管患犬臨床癥狀有所緩解，但仍存在明顯的組織病理學炎癥。因此，尋找能夠評估臨床變化并預測IBD患犬臨床過程的生物標志物已成為近年來的研究熱點。

4.1 巨噬細胞相關細胞因子 現已知腸巨噬細胞在維持腸道平衡中發揮了重要作用，但也促成了IBD的發生。巨噬細胞可分為2種類型：M1和M2巨噬細胞。M1巨噬細胞可誘導炎癥反應；M2巨噬細胞發揮抗炎作用[1]。與其他組織中的常駐巨噬細胞相反，Toll樣受體對于腸巨噬細胞最初炎癥反應活化產生的刺激沒有反應。這需要通過下調下游信號傳導通路來獲得這種無反應狀態，并保護宿主免受炎癥危害[8]。運用針對巨噬細胞相關的多克隆抗體(分化抗原簇、CD64、CD163、CD204、離子化鈣結合速配分子1和主要組織相容性復合體II)進行免疫組化分析，結果發現，非IBD患犬胃腸道內以表達CD163和CD204的M2巨噬細胞在犬小腸絨毛區域占優勢；而IBD患犬該區域M2巨噬細胞數量下降，只有表達CD64+的巨噬細胞數量有輕微增加。研究證明，M2巨噬細胞在維持犬胃腸道穩態和動態平衡中發揮重要作用[9]。

4.2 凋亡蛋白 T淋巴細胞對凋亡的抗性會使活化的腸道T淋巴細胞持續存在，從而產生過量的促炎介質并導致異常免疫應答，過量的促炎介質會引起組織破壞和腸上皮屏障功能受損，最終加劇腸黏膜炎癥和臨床癥狀[10]。雖然細胞凋亡由多種細胞信號控制，但其通過促凋亡和抗凋亡相關蛋白的平衡而緊密調節。通過免疫組織化學和TUNEL分析IBD患犬十二指腸、回腸和結腸固有層中的半胱天冬酶3(Caspase-3)和B淋巴細胞瘤-2(Bcl-2)的表達情況。結果發現與健康犬相比，IBD患犬結腸黏膜中Caspase-3的表達顯著減少；IBD患犬十二指腸黏膜絨毛頂端和基底部Bcl-2的表達顯著增多，而回腸絨毛頂部Bcl-2表達顯著減少。IBD患犬小腸內T淋巴細胞在不同區域的凋亡情況不同，腸黏膜中Bcl-2/Caspase-3的比值增加促進了小腸T淋巴細胞對抗凋亡而持續存在，從而引起T淋巴細胞累積并產生慢性腸道炎癥[11]。

4.3 嗜酸性粒細胞相關介質 嗜酸性粒細胞(Eosinophil)是多功能粒細胞，活化后能釋放細胞因子、趨化因子和細胞毒性顆粒蛋白(脫顆粒)等多種介質，在調節先天免疫應答和適應性免疫應答中發揮關鍵作用。在炎癥期間，活化嗜酸性粒細胞釋放的細胞毒性顆粒蛋白如嗜酸性粒細胞陽離子蛋白、嗜酸性粒細胞過氧化物酶(Epx)和堿性蛋白質可導致組織損傷和功能障礙。使用Epx單抗檢測IBD患犬，可發現患犬黏膜固有層下部區域脫顆粒嗜酸性細胞數顯著增加，而未活化的嗜酸性粒細胞無明顯差異；患犬黏膜固有層上部區域內的活化和未活化嗜酸性粒細胞均顯著增加。治療犬和正常犬腸黏膜固有層內活化的和未活化的嗜酸性粒細胞數無明顯差異[12]。Epx為腸道活檢組織標本嗜酸性粒細胞的定量和選擇性評價提供了一種可靠的策略。

4.4 鈣粒蛋白 鈣粒蛋白主要是由活化的中性粒細胞、巨噬細胞來表達與分泌的。S100A12即鈣粒蛋白C，屬于S100/鈣粒蛋白亞族[13]。S100A12釋放進入細胞間隙后，作為晚期糖基化終末產物(AGEs)受體的配體，兩者結合后可誘導持續的受體后信號通路，包括核因子-κB(NF-κB)的激活，跨膜AGEs的上調，導致炎性反應的擴大和持續。S100A12是人IBD的一個生物標志物，與正常人相比，IBD患者糞便、血清和腸黏膜內S100A12濃度增加[14]。鈣粒蛋白的濃度隨著標準的醫學治療而發生改變，測量患犬糞便和血清中的鈣粒蛋白可以有效的評估腸道炎癥。

5 治療方法

近年來，盡管在犬IBD診斷方面取得了一定的進展，但對于該病尚未形成較好的治療方案。IBD仍是一個難以治愈的疾病，現行的治療方案主要在于最大程度地降低嘔吐和腹瀉的發作頻率，減輕患犬的臨床癥狀。目前，對于人和犬的IBD患者通常采取抗炎治療，其中以皮質類固醇類藥物為代表。但使用類固醇藥物治療的IBD患犬中有很大一部分產生了耐藥性和明顯的副作用，因此急需一種新的IBD治療方法。

5.1 脂肪干細胞(ADSCs)療法 使用脂肪來源的干細胞(ADSCs)的細胞療法已被用于治療人和狗的IBD。在內窺鏡和組織學檢查中，能明顯觀察到使用ADSCs治療的IBD患犬癥狀得到改善[15]。給C57BL/6小鼠口服7 d的葡聚糖硫酸鈉制備結腸炎小鼠模型，然后連續7 d向小鼠施用僅包含犬ADSC或犬ADSC CellSaic，結果發現，ADSC CellSaic組的體重和結腸長度得以恢復。組織學分析顯示，ADSC CellSaic治療減少了炎性細胞的數量并修復了潰瘍。在體外試驗中，未觀察到犬ADSC CellSaic的致腫瘤性和一般毒性，這表明犬ADSC CellSaic對犬結腸炎具有治療效果[16]。

5.2 絲氨酸蛋白酶 腸道通透性增加，屏障功能障礙是IBD的另一個特征[17]。腸上皮細胞(IEC)形成針對細菌、毒素和抗原的物理屏障來防止黏膜炎癥和組織損傷。腸屏障由IEC連接而成，其連接方式包括緊密連接(TJ)、粘附連接(AJs)和橋粒。對于如何修飾緊密連接來維持屏障功能的理解可為該病的治療提供方法。研究表明，添加絲氨酸蛋白酶會引起IEC頂端產生一個快速且持續升高的細胞間跨膜電阻，但機制不明。在犬IEC內，基質酶即內源性絲氨酸蛋白酶能增加細胞間跨膜電阻。通過siRNA技術敲除細胞的咬合蛋白基因可阻止絲氨酸蛋白酶誘導的細胞間跨膜電阻的增加。利用光漂白熒光恢復試驗，可以發現絲氨酸蛋白酶在細胞膜上使咬合蛋白顯著增加。腸上皮頂端暴露的絲氨酸蛋白酶或基質酶可通過增加咬合蛋白來提高屏障功能[18]，從而降低黏膜炎癥和組織損傷。

5.3 糖皮質激素 鑒于IBD發病機制的假設，其治療有2個主要目標：減少宿主的炎癥反應并最小化抗原暴露。為實現這些目標，治療方案包括免疫抑制藥物，特定飲食和抗生素，然而并非每個IBD患者都需要這種方案。一般僅在中度或重度病例中使用硫唑嘌呤、環孢霉素等免疫抑制藥物。硫唑嘌呤能夠抑制T淋巴細胞的激活和RNA的合成。但硫唑嘌呤等藥物引起的不良反應率高達20%，主要包括過敏反應、白細胞減少癥等不良反應。在病情輕微的病例中，限制性飲食足以給予體征緩解。當炎性細胞浸潤嚴重的時候，給以波尼松等糖皮質激素并輔助蛋白膳食可以更好地改善臨床癥狀[19]。

6 展望

IBD是一種難治性慢性疾病，其確切發病機制尚不清楚，病程漫長常給患病動物帶來極大的痛苦，但目前還沒有開發出有效的IBD診斷和治療方法。針對IBD患犬腸道菌群和標志物的深入研究有助于對發病機制的理解，也有望成為IBD的診療手段。