肠系膜组织及其分泌因子在克罗恩病发病中的作用*

2018-03-03淮漫修葛文松

胃肠病学 2018年9期

淮漫修葛文松

上海交通大学医学院附属新华医院消化内科(200092)

克罗恩病(Crohn’s disease, CD)多累及回盲部和结肠，是以深溃疡和非结核性肉芽肿为主要特征的病变。CD的发病机制尚未明确，目前认为与遗传、感染、免疫、内质网应激等方面有关。近年来，肠系膜作为一个完整的器官备受关注，其可能通过脂肪细胞内分泌、参与细菌定植、免疫、改变血流动力学变化等方面参与CD的发病。本文就肠系膜组织及其分泌因子在CD发病中的作用作一综述。

一、肠系膜脂肪组织对CD的作用

CD患者常出现“脂肪爬行”，即病变肠段常不同程度地被肠系膜脂肪组织包绕，是CD的特征性病变，与透壁性炎症、溃疡以及肠道狭窄的形成有关[1]，同时可伴有肠道纤维化、平滑肌细胞肥大、血管周围炎症和血管壁增厚等结缔组织改变[2-3]。病理学检查见肠系膜脂肪细胞增生伴炎性细胞浸润[4]。肠系膜脂肪堆积始于病程早期，可能由过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptors, PPARs)通路介导[5]。上述病理变化提示肠系膜脂肪组织参与CD的发病进程。

1. 脂肪细胞分泌产物的改变：活动性CD患者肠系膜脂肪组织分泌功能发生变化，炎性介质产生增加，同时抗炎基因表达上调。此外，受特定刺激(如细菌感染)时，肠系膜脂肪细胞和前体脂肪细胞表达模式识别受体核苷酸结合寡聚化结构域蛋白(NOD)1、NOD2 、CD14以及Toll样受体(Toll-like receptors, TLR)可调节肠系膜脂肪组织产生各种炎性介质，共同构成复杂的炎症调节网络，参与肠道炎症反应[1-2]。

①瘦素：瘦素主要由脂肪细胞产生，可使机体产生饱腹感。瘦素缺乏或表达无功能受体可导致肥胖和多种代谢功能紊乱。瘦素是肠道炎症中的关键促炎因子，可促进T细胞增殖，并向1型辅助性T细胞(Th1细胞)方向分化；增强吞噬细胞活性；诱导多种炎性介质的合成、释放；激活多种信号转导和转录激活因子(signal transducers and activators of transcription, STAT)，其中STAT-3高表达可导致重度结肠炎[6]。瘦素相关缺陷的动物可出现与T细胞增殖减弱相关的免疫缺陷，但同时亦能减轻结肠炎症状，增强对葡聚糖硫酸钠(DSS)、三硝基苯磺酸(TNBS)以及恶唑酮诱导的结肠炎的耐受性[1]。此可能与炎性细胞激活减弱以及炎性因子释放减少有关。

②脂联素：脂联素主要由脂肪细胞产生，参与体液免疫，同时具有抗炎和促炎效应，其在CD患者的肠系膜脂肪细胞中表达明显上升，但在CD病程进展中的作用尚未阐明。脂联素抗炎功能表现为上调抗炎介质白细胞介素(IL)-10等的表达；抑制单核细胞附着于血管内皮细胞；抑制吞噬细胞活化和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)释放[4,6]。脂联素促炎功能表现为脂联素基因敲除的动物对DSS、TNBS诱导的结肠炎易感性明显降低；球状脂联素可上调IL-8、IL-6、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor, GM-CSF)以及单核细胞趋化蛋白(monocyte chemottractant protein, MCP)-1的表达，募集、活化多种炎性细胞参与免疫应答[7]。

③C反应蛋白(CRP)：CRP是机体受感染或组织损伤时血浆中急剧上升的急性期蛋白，以往多被认为由肝细胞产生，在固有免疫中发挥重要作用。CD患者多存在血浆CRP浓度升高[3]，且与肠系膜脂肪密度升高存在正相关，提示在CD发生、发展过程中，肠系膜脂肪组织可能是CRP的主要来源。同时，瘦素和IL-6可上调CRP表达[2-3]；CRP可与瘦素结合，抑制瘦素功能[8]。

④抵抗素：抵抗素是一种多肽类激素，在炎症部位浓度升高。抵抗素可介导趋化因子表达上调和内皮细胞黏附分子产生，参与炎症反应相关的免疫应答。CD患者肠系膜脂肪组织内抵抗素浓度明显增高，外周血抵抗素水平与CRP水平、白细胞水平以及CD活动度呈正相关[9]。 Peyrin-Biroulet等[3]指出，抵抗素可作为衡量CD活动度的指标。

2. 肠系膜脂肪细胞内分泌和肠道细菌移位：CD患者存在肠道细菌移位和肠道菌群失调，且CD肠黏膜细菌载量明显高于其他肠道炎性疾病，其发生机制可能与免疫系统受损和病变局部肠系膜脂肪组织细胞因子释放增加有关[2]。在肠系膜组织中，活细菌可见于脂肪组织(95%)和淋巴结(5%)[3]。肠系膜脂肪细胞可通过TLR发挥吞噬功能，并由TLR、CD14参与脂多糖介导的信号通路，产生多种细胞因子和趋化因子(如瘦素、IL-10、MCP-1等)，从而参与针对细菌的免疫应答。

若肠系膜脂肪细胞中对固有免疫应答至关重要的基因，如MyD88编码基因、自噬基因ATG16L1等发生突变，可导致机体对CD的易感性增加[10]。此时，肠道细菌载量增加可破坏免疫屏障，导致CD发生。MyD88是TLR介导信号通路的重要转导蛋白，在调节免疫应答以及细胞因子分泌中均发挥重要作用。在DSS诱导MyD88-/-小鼠结肠炎模型中，肠系膜脂肪组织未见MCP-1升高，不能募集和激活更多的单核细胞以抵御病原菌定植，其肠道细菌载量远高于野生型(WT)小鼠。与WT小鼠相比，MyD88-/-小鼠对DSS诱导的结肠炎易感性升高，耐受性差，在一定实验周期内死亡率显著升高[2]。

二、肠系膜淋巴系统的变化

CD发病与淋巴系统密切相关。CD累及的病变肠道可发生淋巴性水肿，在肠道各层均可见临近血管的异位淋巴细胞集落，此是CD病变的另一特征[11]。此外，肠系膜淋巴管炎、淋巴管增生扩张、细菌移位以及淋巴结细菌感染等[3,11]均提示肠系膜淋巴系统参与CD的发生、发展。

1．肠系膜淋巴结中各类免疫细胞的变化：影像学和淋巴结活检均证实CD患者常伴有肠系膜淋巴结(MLN)肿大(约40%)。约16%的MLN合并肉芽肿，其余淋巴结表现为正常或水肿、滤泡增生等非特异性病变[12]。此外，树突细胞(DC)、T细胞、Th细胞等亦可通过MLN参与CD免疫应答。

①DC：研究[13]表明，活动期CD患者外周血DC呈现不成熟表型，数量明显减少，且DC减少程度与疾病活动度呈正相关。此类DC通过表达肠嗜性整合素α4β7 和黏膜地址素细胞黏附分子-1 (MAdCAM-1)，介导DC向肠道迁移[13-14]。DC聚集于病变肠段的淋巴组织和MLN，作为抗原呈递细胞(APC)参与肠道免疫应答和耐受[15]。DC由肠黏膜向MLN的迁移主要由趋化因子介导，表现为CCL21-CCR7依赖性，亦受脂类介质等多种细胞外介质调节。此外，DC可通过CCL21-CCR7介导募集T细胞并向MLN归巢。DC可表达PPARγ，并通过PPARγ发挥抗炎作用，下调TNF-α和IL-6的表达；用PPARγ的配体对DC进行处理，可下调DC对CCR7的表达，抑制CCL21-CCR7介导的DC归巢和T细胞活化[16]。

CD患者的MLN中有不同表型的DC细胞， CD141+DC细胞和SIGN+imDC主要分布于淋巴结髓质的抗原捕获区；CD83+S-100+DC主要分布于MLN的T细胞区。DC可表达抑制性受体CD200R1，表达程度与肠道调节性T细胞(Treg细胞)数量呈正相关，与红细胞沉降率呈负相关；CD200R1表达下调可导致Th17/Treg比例失调[17]。与健康对照组相比，CD患者体内DC高表达CD40、TLR2、TLR4，可增强DC抗原呈递作用，增强其对细菌的免疫应答，抑制细菌移位[18]。因此，在CD的治疗中，DC既是工具，亦是靶细胞。

②T细胞：在CD患者外周血和病变肠段的引流淋巴结中，可见表达归巢受体的CD4+CD62L+T细胞数量多于活化的CD4+CD69+T细胞；而病变肠管黏膜中则呈相反表现。当APC呈递肠道抗原至MLN时，Th1细胞表达归巢地址素CD62增加，招募CD4+CD62L+T细胞至MLN，活化为CD4+CD69+T细胞，再经MAdCAM-1受体介导回输至病变肠段，造成病变黏膜和相应引流淋巴结中两种T细胞的比值差异[14,19]。研究[20]表明，MLN是肠道炎性T细胞的重要来源。MLN在募集T细胞参与肠道炎症中发挥重要作用，可能与α4β7+TEM细胞的生成和维持其在外周血和肠道中的稳态有关。

③Th17细胞：Th17细胞通过MLN参与肠道炎症。该细胞分泌特征性细胞因子IL17-A、IL17-F，在肠道黏膜固有层聚集，参与保护肠道黏膜[21]。MLN切除的动物可表现为干扰素(IFN)-γ-IL-17A+细胞和IFN-γ+IL-17A+细胞减少，IFN-γ+IL-17A-细胞数量不变[20,22]，此结果说明MLN在Th17细胞增殖中发挥重要作用。研究[23]证实，约30%的肠定居IL-17A+CD4+T细胞表达IL-10-eGFP，其余IL-17A+CD4+T细胞表达细胞毒T淋巴细胞相关抗原(CTLA)-4、转化生长因子(TGF)-β。Th17细胞可由此发挥抑制性作用，从而参与调控T细胞增殖、分化，影响肠道炎症的发生、发展。

2.肠系膜淋巴管的变化：在CD发病过程中，炎症反应导致肠壁间质水肿，可出现肠壁炎症部位淋巴管代偿性增生，从而增强淋巴引流，减轻间质水肿，减少肠道局部免疫细胞(DC、T细胞等)以及抗原集聚，从而减轻局部炎症反应，防止炎症慢性化[24]。肠道淋巴引流的动力泵是肠系膜淋巴收集系统[16]。在CD发病过程中，肠系膜传入淋巴管炎、淋巴管上皮细胞水肿[11]、淋巴管壁增厚[1]等因素可导致淋巴管狭窄或阻塞，淋巴系统清除能力下降，运输功能减弱[16]，影响局部促炎物质清除和淋巴细胞归巢，不利于肠道炎症反应的控制。

肉芽肿的形成亦被认为与淋巴引流不畅导致的局部炎性细胞和细菌产物聚集有关，其多见于年轻患者，约46%的肉芽肿与淋巴管有关，可导致肉芽肿性淋巴管炎，并与血管连通[25]。淋巴引流减弱亦可导致抗原和荷载抗原的DC在炎症部位聚集，产生趋化因子，募集T、B细胞并促进其增殖，在肠壁形成带有生发中心的异位淋巴细胞集落，参与肠道免疫应答[24]。

三、肠系膜血供的变化对CD的影响

小肠CD溃疡好发于回肠末段肠系膜缘，此部位的血供与其余CD稀发部位相比明显减少。肠系膜上动脉(superior mesenteric artery, SMA)分别发出数支回肠支并相互吻合，经由第4或第5级血管弓发出短动脉和长动脉，分别供应肠系膜缘和对系膜缘。其中，短动脉为终末动脉，管径小，少有交通支，此处发生肉芽肿性血管炎可使该处血供完全中断，导致缺血性溃疡的发生[26]。对于活动期CD，增强CT可见 “木梳征”，提示病变肠段充血水肿；多普勒超声见门静脉和肠系膜血流较正常对照组明显增加，肠黏膜微血管灌注增加[27]。

对于非活动期CD，多普勒超声显示SMA切面面积(CSA)减小、舒张末期血流速度(EDV)和收缩期最大流速(PSV)降低，伴或不伴血管搏动指数(PI)降低；SMA迂曲变细，提示非活动期CD肠系膜血供减少[28]。Homann等[29]的研究显示，肠系膜上动脉PI值升高提示CD治疗有效，而药物或手术治疗后出现PI值降低，则应警惕CD复发的可能性。肠系膜血流量减少多出现于CD复发前，提示血供不足参与CD的发展。