胰高血糖素样肽-2与脓毒症肠道的保护

方媛媛 综述 鲁厚清 审校

(铜陵市人民医院重症医学科，安徽 铜陵 244000)

胰高血糖素样肽-2与脓毒症肠道的保护

方媛媛 综述 鲁厚清 审校

(铜陵市人民医院重症医学科，安徽 铜陵 244000)

脓毒症是指明确或可疑的感染引起的全身炎症反应综合征，肠道在脓毒症的发生发展中地位非常重要。胰高血糖素样肽-2是一种特异性胃肠道生长因子，通过降低肠道通透性、减少细菌移位来提高肠道的屏障功能，刺激肠黏膜隐窝细胞的增殖及抑制肠上皮凋亡来促进损伤肠上皮的恢复。GLP-2的上述特性，提示其对脓毒症肠道具有一定的保护作用。

脓毒症；胰高血糖素样肽-2；肠道；保护

脓毒症(sepsis)是指明确或可疑的感染引起的全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome，SIRS)，可发展成为严重脓毒症和脓毒症休克。严重脓毒症和脓毒性休克是重症医学面临的重要临床问题，随着人口的老龄化、肿瘤发病率上升以及侵入性医疗手段的增加，脓毒症的发病率在不断上升，每年全球新增数百万脓毒症患者，其中超过1/4的患者死亡[1]。脓毒症极易并发肠功能衰竭[2]，而肠道衰竭又会造成肠道微生物及毒素移位，启动或加重SIRS，脓毒症与肠道损伤互为因果，容易陷入恶性循环[3]。

胰高血糖素样肽-2(glucagon-like peptide-2，GLP-2)是一种肠上皮特异性生长因子，通过各种生物学作用最终达到促进正常黏膜生长和病理黏膜修复的作用[4]，从而发挥肠道保护作用。本文针对GLP-2对脓毒症的肠道保护做一概述。

1 脓毒症与肠道损伤

肠道是人体内最大的菌群库，也是机体的潜在致病源，正常肠黏膜屏障的职责是阻止肠道内有害物质进入体循环。脓毒症时机体释放的大量炎性介质损伤血管壁，改变全身组织及器官血流，引起肠道的缺血/再灌注损伤，肠黏膜屏障遭受破坏，同时抑制T淋巴细胞的免疫功能，降低机体免疫力。此外，由于禁食及全胃肠外营养(total parenteral nutrition，TPN)使肠道谷氨酰胺(glutamine，Glu)合成减少，而Glu为胃肠道黏膜及免疫细胞提供能量，Glu缺乏影响肠黏膜细胞的自身修复作用，加重肠道屏障功能的损伤[5]。肠道屏障受损，通透性增加，肠道内微生物、毒素以及各种代谢产物的移位，诱发或加重脓毒症，甚至导致多器官功能障碍综合征[5-6]，因此肠道被称为脓毒症、多器官功能衰竭(multiple organ dysfunction syndrome，MODS)的扳机。因此，如何防治肠功能障碍成为脓毒症研究中的重要内容。

2 GLP-2的肠道保护机制

GLP-2是一种具有肠道保护作用的肠源性多肽，在哺乳动物中，属于胰高血糖素样肽家族中一员，是由胰高血糖素原基因(preproglucagon gene，Gcg)编码，经转录、翻译和加工，形成包含33个氨基酸的单链多肽。GLP-2主要由远端回肠和结肠的L细胞合成和分泌，其分泌呈双相性，包括由神经内分泌刺激引起的早期分泌高峰和营养物质(糖、脂肪、膳食纤维)刺激引起的第二高峰[7]。GLP-2在循环中的浓度和对肠道的作用在禁食情况下会消失并随着食物的摄入而恢复，外源性的GLP-2有明显的修复肠道损伤作用[8]。GLP-2在体内主要通过肾脏清除及二肽酰肽酶-Ⅳ(dipeptidyl-peptidase IV，DPP-IV)降解，DPP-IV可水解完整的GLP-2，即GLP-2(1-33)，生成无生物学活性的GLP-2(3-33)，故DPP-IV的活性及肾功能水平是影响GLP-2代谢的重要因素。GLP-2特异性作用于胰高血糖素样肽-2受 体 (glucagon-like peptide-2 receptor，GLP-2R)，GLP-2R是G蛋白耦联受体，主要在胃肠道中的肠道内分泌细胞、肠神经元细胞和上皮下成纤维细胞表达，少数表达于中枢神经系统，GLP-2R具有很高的特异性，只能与GLP-2结合，对Gcg表达的其他多肽没有结合能力[9]，因此GLP-2被称为肠道特异性生长因子[10]。

GLP-2作为一种肠道特异性生长因子，具有强大的修复肠上皮损伤的作用，并且强于其他非特异性肠上皮生长因子。大量研究证实GLP-2在胃肠道中发挥重要的生理作用，通过综合GLP-2的研究结果，发现GLP-2对肠道的作用主要体现在以下几个方面：

2.1 促进肠上皮的生长与修复 GLP-2通过IGF-1、PI3K/AKT通路刺激肠黏膜隐窝细胞的增殖，同时提高细胞周期蛋白A(cyclin A)、cyclin D1以及cyclin E的表达，发挥协同效应[11]，从而增加绒毛的高度、隐窝的深度，促进肠道生长和损伤后修复[12]。GLP-2具有抑制细胞凋亡的作用，可通过减少线粒体细胞色素C的释放以及原癌基因Bax的表达来抑制线粒体途径的细胞凋亡[11]还可通过抑制Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9酶活性而抑制细胞凋亡[8]。GLP-2可结合肠内神经元、肠内分泌细胞和肌纤维母细胞的GLP-2R，产生5-羟色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)、血管活性肠肽(vasoactive intestinal polypeptide，VIP)和一氧化氮(nitric oxide，NO)等神经递质，促进肠上皮细胞增殖和功能改善[13]。陈骏等[14]研究GLP-2促进肠切除大鼠术后残余小肠黏膜的增殖情况及其与时间的相关性，实验结果表明实验组较对照组、对照组较空白组在肠绒毛高度、厚度、陷窝深度的数值均有明显升高(P＜0.05)，且实验组第14天较第7天时数值亦有明显升高(P＜0.05)，提示GLP-2能有效改善小肠黏膜的增殖功能，且效能随着使用时间的延长而增加。Kaji等[15]通过对TPN的大鼠模型的研究发现，外源性给予GLP-2可增加TPN大鼠的全小肠重量、绒毛高度及隐窝深度，且这些作用的强弱与GLP-2剂量大小相关。

2.2 增加肠道的屏障功能 肠道黏膜屏障由机械屏障(肠上皮细胞及其紧密连接)、生物屏障(肠道微生物)、化学屏障(消化液、消化酶及黏液)和免疫屏障(肠道相关淋巴组织及分泌性免疫球蛋白)组成[16]。GLP-2通过增加上皮细胞间的紧密连接和黏膜厚度、影响细胞间和跨细胞转运途径，来维持黏膜的完整性[17]。Walker等[18]研究发现GLP-2可通过增加与紧密连接蛋白相关的多种蛋白来增强肠道黏膜的完整性，如claudins 4、F11 receptor、occludin等。葛鹏磊等[19]研究显示GLP-2可以通过与肠黏膜上GLP-2R结合并增加其表达量以减少肠道黏膜细胞凋亡，从而达到保护肠道屏障功能的作用。GLP-2是一种重要的抗炎生长因子，能降低炎性肠上皮和巨噬细胞黏膜反应，降低肠道屏障功能损伤的程度，减少细菌移位率[20]。Zhang等[21]证明，GLP-2提高肠道黏膜DNA和蛋白水平，显著减少炎症介质(TNF-α和IL-6)，减轻大鼠肠缺血⁃再灌注损伤，提高其存活率。孔凡华等[20]研究结果显示应用GLP-2能够提高CD3+、CD4+、CD8+淋巴细胞和IgA λ链的表达，从而改善肠道免疫系统功能，促进肠黏膜屏障的保护或修复。

2.3 增加肠道血流量 肠道血流对于维持肠道功能十分重要，GLP-2可能通过调节一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)、VIP或5-HT来增加肠系膜血流供应，肠黏膜血液的增加有助于黏膜的损伤修复及营养物质的吸收[22]。外源性给予GLP-2通过增加NO水平使全肠外营养新生仔猪的门静脉血流量增加25%，Stephens等[22]认为，GLP-2引起的血流改变主要通过增加肠系膜上动脉的血流量来进行，进而对空肠、十二指肠、胰腺血流产生显著影响。

2.4 促进营养物质的摄取 GLP-2增加肠道上皮细胞刷状缘膜中的葡萄糖转运载体1和葡萄糖转运载体2的表达，从而促进肠道对葡萄糖的摄入[23]，亦可增强消化酶，如麦芽糖-葡萄糖化酶、蔗糖-异麦芽糖酶及双糖酶等表达发挥加强营养吸收的作用[24]。GLP-2通过诱导NO促进餐后脂肪吸收及乳糜微粒的形成[25]。吴云红等[26]发现外源性GLP-2促进肠外营养下新生仔猪对葡萄糖、亮氨酸、赖氨酸和脯氨酸等营养物质的吸收。GLP-2还可调节肠神经系统(enteric nervous system，ENS)，减慢胃肠道的运动，从而达到增加营养物质吸收的目的[27]。此外，GLP-2能够增加干细胞的增殖、减少黏膜对离子和小分子物质的通透性以及增加十二指肠碳酸氢盐的分泌来促进营养物质的吸收[28]。GLP-2通过刺激肠上皮生长、抑制其凋亡、增加肠道的屏障功能、增加肠黏膜血流量及促进营养物质吸收等多方面作用发挥肠道保护功能。

3 GLP-2对肠道的保护应用前景

通过综合GLP-2对肠道的保护机制及脓毒症对肠道的损伤机制，得知GLP-2可能对脓毒症的肠道起到一定的保护作用。张宗兵等[29-30]应用内毒素腹腔注射制作脓毒症大鼠模型，肠道黏膜组织电镜检查提示细胞及线粒体损伤，细胞间的紧密连接受到破坏，表明脓毒症导致肠上皮屏障受到损害。同时检测血浆D-乳酸水平反映肠黏膜上皮细胞通透性及肠屏障功能的损害程度，实验证明脓毒症组中D-乳酸水平较正常对照组显著升高，说明脓毒症大鼠肠黏膜通透性增加。应用GLP-2后，肠黏膜在分子生物学和形态学上均发生了显著改变，表现为：紧密连接蛋白occludin表达明显增加，减轻了线粒体及细胞间紧密连接的损伤，肠道细胞损伤程度明显减轻，说明GLP-2对肠黏膜机械屏障具有一定的保护作用[4]。应用GLP-2治疗后，D-乳酸含量治疗组较内毒素组明显降低，说明GLP-2使肠黏膜通透性降低，细菌移位率下降，降低肠道屏障功能损伤的程度。

目前，GLP-2在多种胃肠道疾病上已经体现了广阔的应用前景，Nakame等[31]通过对大鼠模型的研究发现外源性给予GLP-2能够通过促进细胞增殖、抑制凋亡来增绒毛高度和隐窝深度，降低小肠黏膜炎症因子的产生，减轻坏死性小肠炎的严重程度，并提高生存率。GLP-2治疗短肠综合征(SBS)和炎症性肠病(IBD)的研究已进入临床试验阶段。对于短肠综合征患者，外源性给予GLP-2或GLP-2长效类似物(Teduglutide)，能够明显增加患者的体重和瘦体重，增加脂肪、碳水化合物的吸收，减少粪便湿重，增加肠黏膜绒毛高度和隐窝深度[32-33]。中度克罗恩病患者接受Teduglutide治疗的临床实验显示GLP-2能够有效缓解症状，并且呈剂量依赖性[35]。在动物模型的研究中发现，GLP-2能够减轻放化疗等导致的肠黏膜损伤[36-37]。

4 结 语

GLP-2作为一种肠道特异性生长因子，有强大的促进损伤肠上皮恢复的作用。肠道既是脓毒症及MODS的最易损伤的靶器官，也是脓毒症及MODS的启动器，两者互为因果，因此保护肠道功能，减少细菌、毒素的移位是脓毒症研究中的重要内容。目前在动物模型中应用GLP-2减轻脓毒症的肠损伤的效果已得到初步肯定，为脓毒症引起的肠黏膜损伤和肠道炎症反应的预防和保护提供了新的思路。

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Gut protection of glucagon like peptide-2 for sepsis.

FANG Yuan-yuan,LU Hou-qing.Department of Intensive Care Medicine,Tongling People's Hospital,Tongling 244000,Anhui,CHINA

Sepsis is a complex syndrome resulting from the innate host response to invasive infection,and intestinal tract plays important roles in the development of sepsis.Glucagon like peptide-2(GLP-2)is recognized as a specific hormone that influences multiple functions specifically in the gastrointestinal tract,which improves the epithelial barrier capacity through decreasing transcellular and paracellular permeability,as well as reducing bacterical translocation.GLP-2 are involved in the stimulation of crypt cell proliferation and the inhibition of apoptosis in the enterocyte. The properties of GLP-2 above indicate gut protection in sepsis.

Sepsis;Glucagon like peptide-2;Intestinal;Protection

R631

A

1003—6350（2017）03—0456—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.03.036

2016-04-27)

安徽省铜陵市卫生科研项目(编号：[2014]09号)

鲁厚清。E-mail：hou.qingl@163.com