肠易激综合征生物标志物研究进展

张 续，赵莉平，安 荣

(陕西中医药大学，陕西 咸阳 712046)

肠易激综合征(Irritable bowel syndrome，IBS)是一种反复发作的消化系统功能紊乱性疾病，根据大便的性状，可将IBS分为腹泻型IBS、便秘型IBS、混合型IBS、未定型IBS 4个亚型，其中腹泻型IBS是最常见的亚型，约占IBS的28%～46%[1]。IBS 的临床表现通常与炎症性肠病、腹腔疾病、显微镜下结肠炎、胃肠道感染等其他疾病有相似性[2]。由于缺乏客观的检查方法，目前诊断主要是排除性诊断，大量昂贵的检查不仅增加了医疗费用，还加重了患者的痛苦。生物标志物可用于评价正常生物学过程、致病过程、对暴露或干预措施的反应。临床已开展相关生物标记物辅助诊断IBS特有的致病过程，从而将IBS患者与健康人或器质性疾病患者区分开，以提高诊断准确性，本文将IBS相关的生物标志物研究进展进行综述，以期为IBS的临床诊断和治疗提供参考。

1 血液生物标志物

Lembo等[3]调查了10种血液生物标记物的组合,这10种生物标记物为脑源性神经营养因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)、中性粒细胞明胶酶相关脂质沉积蛋白、抗中性粒细胞胞浆抗体、白细胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、生长相关癌基因-α、抗酿酒酵母抗体、抗CBir1抗体、抗组织转谷氨酰胺酶、肿瘤坏死因子样凋亡弱诱导物和金属蛋白酶组织抑制剂-1。实验证明,这组生物标志物的阳性预测值为81%，阴性预测值为64%，总体准确率为70%，因此，这10种生物标志物的组合可以区分IBS和非IBS胃肠道疾病[3]。先前研究[4]表明IBS患者的BDNF增加，与腹痛评分相关；最近Senkal等[5]首次证明IBS患儿血清BDNF水平较高且proBDNF水平升高，根据受试者工作特征曲线分析，这些神经营养素可作为IBS诊断的辅助工具；中性粒细胞明胶酶相关脂质沉积蛋白是一种25 kD的蛋白质，参与内脏的各种作用，包括分子运输和胃肠黏膜再生[6]，可能参与IBS相关屏障功能的破坏；IBS患者血清抗中性粒细胞胞浆抗体阳性率明显高于正常人，与患者频繁发作、严重的腹痛、肠道症状总体严重程度相关，因此有望成为腹泻型IBS的生物学标志物，降低其特异性抗体滴度的措施可成为难治性IBS的有效治疗方法[7]。研究发现与对照受试者相比，IBS患者的抗黏着斑蛋白抗体和抗细胞致死性膨胀毒素B(Cytolethal distending toxin B,CdtB)的水平显著升高，可能是有价值的非侵入性生物标记物，用于鉴别不同人群中的IBS患者，其中腹泻型IBS亚型的抗黏着斑蛋白水平显著高于其他亚型，而便秘型IBS、腹泻型IBS亚型的CdtB水平显著高于对照组，这些生物标志物可能反映感染后状态的严重程度[8]。

IBS患者血清中IL-6、肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor α，TNF-α)和IL-1β升高，而IL-10水平降低[9]，尽管IBS患者的细胞因子谱比健康受试者的更为多样，但整体细胞因子谱并不能区分IBS患者和健康受试者。IBS血清中TNF-α、超敏C-反应蛋白(hypersensitive-c-reactive-protein,hs-CRP)的高表达与腹泻型IBS和感染后IBS亚型密切相关，在腹泻型IBS和感染后IBS亚型中,血清hs-CRP的表达水平与TNF-α呈正相关，因此hs-CRP可作为潜在的炎症标志物用于腹泻型IBS和感染后IBS的辅助诊断和治疗[10]。此外，血清中趋化因子配体28升高与IBS临床表现相关，表明趋化因子配体28可能是诊断IBS的合适生物标志物[11]。与混合型IBS患者相比，腹泻型IBS患者血清趋化因子配体16水平显著升高，提示趋化因子配体16可作为区分这两种亚型的免疫学生物标志物[12]。早前，中医相关研究显示腹泻型IBS患者存在免疫功能紊乱，表现为外周血CD3+无异常，CD4+明显低于正常人群，CD8+则高于正常人群，CD4/CD8比值明显下降，说明腹泻型IBS存在外周血T细胞亚群的异常[13]。此外，腹泻型IBS患者的血清中，辅助型T细胞2(T helper 2 cell，Th2)的细胞因子异常降低，而Th1型细胞因子则异常升高，Th1/Th2左偏，因此Th1/Th2平衡是评价腹泻型IBS病情的重要指标[14]。

其他相关研究有IBS患者血清zonulin水平上调，其水平与腹泻型IBS患者的排便次数与排便不满意程度相关[15]。但是使用商业zonulin ELISA既不足以测量肠道通透性，也不足以测量假定的生物标记物zonulin，因此，迫切需要新的和特异的检测方法和分析，以解决zonulin作为肠道通透性生物标记物的有用性[16]。血清成纤维细胞生长因子19可作为一种新的生物标志物，客观、独立地评价腹泻的严重程度，是腹泻器质性病因的预测性生物标志物[17]。

2 粪便生物标志物

粪便钙卫蛋白(Faecal calprotectin,F-Cal)是一种由钙和锌结合蛋白S100 A8和S100 A9组成的杂合物，它占中性粒细胞胞浆中总蛋白的60%以上，作为肠道炎性反应的一部分渗入肠黏膜[18]。由于S100蛋白对粪便细菌的降解具有显著的抵抗力，使F-Cal在粪便中稳定存在，并且检测过程无创，病人留取标本方便，使其成为肠道炎症的合适标志物[19]。丹麦指南指出 F-Cal 可用于鉴别IBS与炎症性肠病，且F-Cal 值<50 μg/g 的患者，不应常规进行结肠镜检查[20]；国内学者研究发现F-Cal与IBS 患者的患病时间、腹痛时间和解稀水便均有密切关系，可辅助评估临床以及药物的效果[21]；此外F-Cal可作为鉴别 IBS 和炎症性肠病以及判断炎症性肠病活动性和疗效的一个良好指标[22]。同时，一种新的LIAISON粪便钙卫蛋白测定法被用于临床鉴别炎症性肠病和IBS[23]，在前测风险较低的人群中，全科医生有信心在F-Cal试验阴性的基础上排除炎症性肠病，但应谨慎解释阳性试验[24]。

粪便乳铁蛋白是一种分子量约为80 kD的铁结合糖蛋白，存在于各种分泌液中，研究发现非活动性炎症性肠病患者的粪便乳铁蛋白水平高于IBS患者[25]；同时一项荟萃分析表明，粪便乳铁蛋白在成人和儿童炎症性肠病和IBS的鉴别中具有良好的诊断准确性[26]。总之，F-Cal和粪便乳铁蛋白是安全、无创、普遍可用的，在区分炎症性肠病和IBS方面的诊断准确性优于血清学试验[27]。

粪便嗜铬粒蛋白A由肠内分泌细胞分泌，并与5-羟色胺共同表达，其水平升高与IBS和溃疡性结肠炎有关；人类β-防御素2是一种人体抗菌肽，与健康对照组相比，炎症性肠病患者的人类β-防御素2水平降低，而IBS患者的人类β-防御素2水平升高[28]。最新研究中，临床诊断的IBS患者的粪便样本中嗜铬粒蛋白A水平显著升高，而人类β-防御素2则对炎症性肠病更具有预测能力[29]。

3 结肠黏膜免疫标志物

免疫炎症在腹泻型IBS发生与发展的过程中起着重要作用，腹泻型IBS患者肠黏膜中 T 淋巴细胞等免疫细胞浸润增多，以 CD4+、CD3+、CD8+细胞为主，其中CD4+T细胞活化导致免疫激活[30]。Berg等[31]通过检测IBS患者黏膜组织中的27种炎症标志物，发现Th1(γ-干扰素、IL-1β、IL-2和重组人趋化因子CCL5)、Th2(IL-5和IL-9)、Th17(IL-17)以及生长因子(碱性成纤维细胞生长因子、血小板衍生生长因子和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子)相关的13种标志物水平显著升高，与健康对照组相比，IBS患者存在Th1、Th2、Th17和生长因子混合型黏膜免疫失调。此外，腹泻型IBS患者肠黏膜 Th22 细胞及其效应因子 IL-22 水平增高,两者均与腹泻型IBS患者的肠道症状密切相关,对腹泻型IBS具有较高的诊断效能[32]。

Salvo-Romero等[33]研究揭示了腹泻型IBS中特有的黏膜嗜酸性粒细胞通过促肾上腺皮质激素释放因子的产生和释放，影响胃肠道严重程度、焦虑和抑郁；IBS患者结肠神经末梢附近的肥大细胞数量显著增加，并与腹部不适和腹泻等临床症状呈正相关[34]；肠黏膜BDNF升高可能通过促进肠黏膜神经生长和增加内脏敏感性参与腹泻型IBS的发病机制[35]；Nejati等[36]首次设计并开发了一种无电池智能胶囊，可以对小肠肠腔内的炎症生物标志物进行有针对性的采样，该胶囊旨在为粪便生物标志物分析提供一种简单、无创的补充工具，通过精确定位整个胃肠道炎症生物标志物分泌的部位来区分炎症性肠病的类型。

4 病原体标志物

最近的研究比较了患有和不患有IBS的受试者以及IBS不同亚组的粪便微生物群，尽管结果相互矛盾，但IBS似乎具有独特微生物组模式，并在IBS的病理生理学中发挥关键作用[37]。Liu等[38]基于六项已发表的研究确定了九种新的IBS微生物组生物标记物(Lachnoclostridium、Dorea、丹毒、普雷沃菌、狭义梭菌属、瘤胃球菌UCG-005、霍尔德曼菌、粪球菌属2和产粪甾醇真细菌群)，这可能是了解与IBS相关的关键肠道微生物的基础，并可作为基于微生物组诊断和治疗的潜在靶点。

Cdt作为一种三肽毒素，具有破坏宿主和环境之间的机械屏障、抑制获得性免疫系统和促进促炎细胞因子释放的特性，使其成为一种潜在的生物标记物,其中重组空肠弯曲菌CdtB已被用作诊断IBS的生物标志物[39]；尽管不同的粪便微生物群与IBS的不同亚型有关，但CdtB和粪便微生物特征均不能区分特定IBS亚群[40]。

IBS和对照组之间的真菌群落存在统计学差异，但它是IBS的弱预测性生物标志物，对IBS的治疗和诊断潜力有限，不足以用于临床诊断[41],若和细菌组和代谢组结合使用可能识别临床上重要的疾病亚群或帮助患者分层。此外，腹泻型IBS的黏膜短螺旋体定植明显比健康对照组更常见，这可能被用作区分腹泻型IBS的标志物[42]。

随着非侵入性微生物标记物领域的发展，研究人员应利用越来越多的重复病例对照研究，有效地将假定的微生物组转化为临床实践，但是目前尚无IBS的特异性微生物标记物。

5 分子生物学标志物

微小核糖核酸参与调节正常的生物功能过程，如细胞发育、分化、增殖、凋亡和代谢，微小核糖核酸的失调可导致人类疾病，包括胃肠道疾病如IBS[43]。微小核糖核酸-24在IBS中上调，并可能通过抑制5-羟色胺再摄取转运体而加重IBS症状，因此，它可作为一种临床有用的生物标记物用于未来的治疗。

tRNA衍生的小RNA是一种新型的非编码小RNA，与微小核糖核酸相比，在体内更为保守，更适合作为疾病生物标记物，研究认为异常的tiRNA-His-GTG-001、tRF-Ser-GCT-113和tRF-Gln-TTG-035与IBS-D的临床症状有关，并能靶向调节脑肠轴的重要分子，有望成为腹泻型IBS诊断和治疗的潜在生物标志物。

6 结 语

本综述讨论了IBS诊断和治疗的生物标志物，如血液(血清)、粪便、免疫学、病原体、RNA等标志物，其中最有效的是F-Cal和肠道通透性标记物。IBS不是一种疾病，建立一种能够识别所有IBS患者的生物标志物目前是不现实的，这限制了其生物标志物的发展，因此应将IBS归纳为具有相似症状的多种疾病，开发能识别不同的亚组生物标记物，从而实现靶向治疗；IBS也是一组非常异质的疾病，医学界对该疾病和致病机制尚未有更深入的研究，这也限制了特异性生物标志物的寻找；此外许多评估生物标志物准确性的研究多是以健康志愿者作为对照，缺乏更多以其他器质性疾病为对照的相关研究。在我们看来，目前对于IBS的诊断仍应基于症状的标准进行，同时应用多种途径的生物标记物的组合，以获取新的研究数据。