临床经验 Open Access
Copyright ©The Author(s) 2010. Published by Baishideng Publishing Group Inc. All rights reserved.
世界华人消化杂志. 2010-12-18; 18(35): 3818-3823
在线出版日期: 2010-12-18. doi: 10.11569/wcjd.v18.i35.3818
肠易激综合征国内实验研究现状的调查
吴晓亮, 孙建华
吴晓亮, 南京中医药大学 江苏省南京市 210029
孙建华, 江苏省中医院 江苏省南京市 210029
基金项目: 江苏省中医药领军人才基金资助项目, No. LJ200905.
作者贡献分布: 本文由吴晓亮完成; 孙建华审校.
通讯作者: 孙建华, 主任医师, 210029, 江苏省南京市汉中路155号, 江苏省中医院针灸康复科. drjhsun@qq.com
收稿日期: 2010-09-07
修回日期: 2010-09-18
接受日期: 2010-09-25
在线出版日期: 2010-12-18

目的: 系统回顾性分析目前国内肠易激综合征(IBS)发病机制及建模研究.

方法: 通过检索万方医学数据库和中国知识资源综合数据库的资源目录, 寻找符合要求的实验研究文献, 结合国际研究进展分析所搜集的数据.

结果: 神经递质和神经肽在国内IBS实验中研究比例较大, 约62.86%; 单一方法建模与两种方法联合建模的应用比例相近, 而多种方法综合建模应用比例较低; 尚缺乏模型大鼠性别、年龄差异对IBS研究结果影响的客观评价.

结论: 建模方法和研究内容多样, 没有达成统一的共识. 但已经从单一的方法建模逐渐向多种方法联合建模的方式转变, 试图建立能更好模拟临床患者的IBS综合模型以进行多机制的研究.

关键词: 肠易激综合征; 机制研究; 动物模型

引文著录: 吴晓亮, 孙建华. 肠易激综合征国内实验研究现状的调查. 世界华人消化杂志 2010; 18(35): 3818-3823
Irritable bowel syndrome: current state of experimental research in China
Xiao-Liang Wu, Jian-Hua Sun
Xiao-Liang Wu, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210029, Jiangsu Province, China
Jian-Hua Sun, Jiangsu Province Hospital of Traditional Chinese Medicine, Nanjing 210029, Jiangsu Province, China
Supported by: the Foundation for Chinese Medicine Leading Talents in Jiangsu Province, No. LJ200905.
Correspondence to: Jian-Hua Sun, Jiangsu Province Hospital of Traditional Chinese Medicine, 155 Hanzhong Road, Nanjing 210029, Jiangsu Province, China. drjhsun@qq.com
Received: September 7, 2010
Revised: September 18, 2010
Accepted: September 25, 2010
Published online: December 18, 2010

AIM: To conduct a systematic review examining the current state of experimental research of irritable bowel syndrome (IBS) in China.

METHODS: IBS is a functional disorder of the gastrointestinal tract. Although numerous studies have investigated the pathophysiologic processes underlying IBS, the mechanisms underlying the pathogenesis of IBS remain poorly understood. In the present study, the Wanfang Med Online and China Knowledge Resource Integrated Database were searched to retrieve relevant literature to find reported animal models of IBS and identify factors affecting the pathogenesis of IBS.

RESULTS: Approximately 62.86% of IBS-related studies investigated the role of neurotransmitters and neuropeptides in IBS. Animal models of IBS were developed frequently by a single method or combined use of two methods, and rarely by combined use of multiple methods. There have been few studies conducting objective evaluation of the impact of animal gender and age on research findings obtained from animal models of IBS.

CONCLUSION: Researchers have not yet reached a uniform consensus about IBS-related experimental contents and the methods for development of animal models of IBS. More researchers tend to develop animal models of IBS by combined use of multiple methods with efforts to more truly mimic human IBS.

Key Words: Irritable bowel syndrome; Mechanistic investigation; Animal model


0 引言

肠易激综合征(irritable bowel syndrome, IBS)是指一种以腹痛或腹部不适伴排便习惯改变和(或)大便性状异常的功能性肠病, 该病缺乏可解释症状的形态学改变和生化异常, 属于中医"泄泻"、"便秘"、"腹痛"范畴[1]. 我国城市的患病率约为5%, 是一种世界范围内的多发病, 在欧美国家则为10%-20%[2,3]. 罗马Ⅲ标准的更新[4], 2007年英国胃肠病学会成人肠易激综合征诊治新指南的提出[5], 以及我国肠易激综合征共识意见即长沙共识意见的重新修订[6], 掀起了IBS的研究热潮. 本文通过检索最近3年国内有关IBS实验研究的文献报道, 结合国际研究进展分析其研究内容和建模方法.

1 材料和方法
1.1 材料

检索中国知网、万方医学数据库等国内核心数据源库, 检索词为: 肠易激综合征、IBS、动物模型、实验研究、脑-肠轴、神经免疫等, 检索日期: 2007-07-01/2010-07-01. 排除IBS临床试验、现象研究等非实验性研究.

1.2 方法

通过检索和筛选, 共有57篇IBS实验研究类国内核心数据库收录文献符合纳入标准, 啮齿类动物大鼠为实验动物, 研究内容以机制研究和建模研究为主, 主要涉及腹泻型和便秘型两个亚型, 分别录入各篇文献中的IBS分型、研究目的、建模方法、标本部位、动物种类等具体信息, 以含有观察指标或建模方法等相应资料的文献篇数为计数依据, 统计其在国内IBS实验研究中所占的比例. 如在国内IBS机制研究中主要选取的动物标本包括结肠黏膜、外周血、脊髓和脑组织, 频次统计结果为结肠黏膜组织44次, 血液标本26次, 脊髓组织9次, 脑组织10次, 脑组织中涉及海马、下丘脑、前扣带回、脑干、丘脑、中缝背核等部位.

2 结果
2.1 不同机制研究在国内IBS实验研究中所占比例

2.1.1 神经递质和神经肽表达水平的研究比例: 神经递质和神经肽表达水平的研究在国内IBS实验研究中所占比例较大, 约为62.86%, 其中P物质(substance P, SP)、5-羟色胺(5-hydroxy tryptamine, 5-HT)及其受体(5-HTR)和血管活性肠肽(vasoactive intestinal peptide, VIP)的研究比例均超过10%(表1).

表1 神经递质和神经肽在国内IBS实验研究中的比例.
观察指标n比例(%)
5-羟色胺(5-HT)及其受体(5-HTR)811.43
乙酰胆碱(Ach)00.00
脊髓背角N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体11.43
P物质(SP)912.85
血管活性肠肽(VIP)710.00
胆囊收缩素(CCK)11.43
神经肽Y(NPY)22.86
降钙素基因相关肽(CGRP)45.72
促肾上腺皮质激素(ACTH)11.43
肾上腺皮质激素11.43
胃动素(MOT)34.29
生长抑素(SS)57.14
一氧化氮(NO)和一氧化氮合酶(NOS)22.86
总计4462.86

2.1.2 神经免疫等其他机制的研究比例: 神经胶质细胞、L-型钙通道、P2X4受体、辣椒素受体和神经营养因子类BDNF及其受体TrkB等IBS神经转导机制的研究报道所占比例仅有10%, 神经免疫等其他机制的研究比例为27.14%, 其中细胞因子和c-fos基因水平的研究比例较大(表2).

表2 神经免疫等其他机制在国内IBS实验研究中的比例.
观察指标n比例(%)
TNF22.86
IL-1β34.29
IL-411.43
IL-1011.43
IL-811.43
肥大细胞22.86
c-fos基因45.72
Cajal间质细胞(ICC)22.86
雌二醇(E2)11.43
兴奋区11.43
肠道菌丛潜生体(CGC)11.43
总计1927.14

2.1.3 大鼠结肠、脊髓和脑组织中均有表达水平研究的指标及其比例: 在大鼠结肠、脊髓和脑组织中均有表达水平观察的指标包括5-HT及5-HTR、降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide, CGRP)、神经肽Y(neuropeptide Y, NPY)和c-fos, 其中结肠组织的局部表达水平的观察占有较高比例(表3).

表3 国内大鼠结肠、脊髓和脑组织中均有表达水平研究的指标及其比例 n(%).
观察指标n结肠脊髓脑组织
5-HT及5-HTR8(11.43)7(15.90)1(3.85)1(11.11)3(30.00)
CGRP4(5.72)2(4.54)2(7.69)1(11.11)2(20.00)
NPY2(2.86)1(2.27)1(3.85)1(11.11)1(10.00)
c-fos4(5.72)1(2.27)0(0.00)1(11.11)3(30.00)
基数70(100.00)44(100.00)26(100.00)9(100.00)10(100.00)
2.2 不同建模方法在国内IBS模型实验中所占比例

单一方法建模在国内IBS模型实验中所占比例为43.33%, 其中非伤害性结直肠扩张(colorectal distension, CRD)、结肠醋酸慢性刺激法和冰水灌胃法应用比例较高(表4). 两种方法联合建模所占比例为45.00%, 其中番泻叶煎剂灌胃法结合束缚应激刺激法应用比例较高, 发现肢体束缚应激法多与其他方法联合建模(表5). 而多种方法综合建模应用比例较低, 仅为11.67%.

表4 国内单一方法建模应用比例.
建模方法n比例(%)
非伤害性结直肠扩张(CRD)623.07
新生期母婴分离法(MS)13.85
丁酸钠溶液灌肠法13.85
乙酸灌肠法13.85
冰水灌胃法623.07
生理盐水灌胃法13.85
结肠醋酸慢性刺激法623.07
旋毛线虫一过性肠道感染模型13.85
三硝基苯磺酸诱导的内脏痛觉超敏模型13.85
福氏志贺菌感染后IBS大鼠模型13.85
腹腔注射鸡卵清Alb法13.85
总计26100.00
表5 国内两种方法联合建模应用比例.
建模方法n比例(%)
新生期母婴分离复合避水应激法27.41
慢性束缚联合夹尾刺激法518.52
冷-束缚应激法27.41
醋酸-电刺激法13.70
CRD联合旋毛线虫一过性肠道感染法27.41
慢性结肠刺激结合夹尾刺激法311.11
番泻叶煎剂灌胃结合束缚应激刺激法829.63
传统肢体束缚结合结直肠伤害性扩张刺激(CI)13.70
乙酸灌肠加束缚应激法13.70
结直肠伤害性扩张刺激(CI)结合醋酸灌肠13.70
诱导CGC结合川椒浸液灌胃法13.70
总计27100.00
2.3 模型大鼠性别、年龄及种类的选择比例

在IBS模型实验中, 选用较多的模型大鼠是SD乳鼠, 占38.60%, 其次为成年SD大鼠和成年Wistar大鼠, 多数实验中未区分大鼠性别, 选用♀大鼠模型的研究只占3.51%, WKY大鼠在国内IBS实验中没有相关报道(表6).

表6 国内IBS模型大鼠选用比例.
大鼠种类雄性(%)雌性(%)雌雄各半(%)未区分性别(%)n(%)
成年Wistar大鼠903416(28.07)
成年SD大鼠821617(29.82)
SD乳鼠3031622(38.60)
保虫昆明鼠00022(3.51)
WKY大鼠00000(0.00)
总计n(%)20(35.09)2(3.51)7(12.28)28(49.12)57(100.00)
3 讨论

IBS的病理生理学基础主要包括: 肠道动力和肠道平滑肌功能障碍、内脏感觉异常、脑-肠轴、精神心理因素、胃肠道激素及全肠道感染、小肠细菌过度生长或小肠细菌移位等[7]. Arebi等[8]发现其发病为多种因素相互作用所致. 其中与内脏感觉异常、脑-肠互动等密切相关的神经递质、神经肽表达变化的观察为国内近年来研究的热点, 其他IBS神经转导机制以及神经营养因子类、雌激素类、Cajal间质细胞等均有研究[9-12], 近年来神经免疫类肥大细胞和细胞因子、早癌基因类c-fos和细菌微生态CGC等相关机制的探索逐渐增多[13-17]. 5-HT及其受体和神经肽在IBS机制中的作用得到证实, 英国新指南[5]指出5-HT3拮抗剂能够改善全身症状、腹泻和腹痛等, 而5-HT4激动剂能够改善全身症状、便秘和腹胀等, 选择性5-HT再吸收抑制剂则能够改善全身症状. 5-HT及5-HTR、CGRP、NPY和c-fos在大鼠结肠、脊髓和脑组织中均有表达水平的变化, 与IBS脑-肠互动机制关系密切.

国内研究应用的IBS动物模型主要有内脏敏感类模型、应激类模型、认知模型、脑-肠互动模型、中医证型类模型等. 外周致敏类IBS动物模型应用比例较高, 其中内脏敏感性模型约占64.91%, 而如运用参与脑-肠互动机制的激素复制IBS致中枢兴奋性增高类模型的建模方法研究较少. 目前尚没有公认统一的IBS模型, 但已经从单一方法转向多种方法联合, 综合神经、内分泌、免疫和心理等多因素制备动物模型.

最早的IBS模型制备方法有物理刺激、化学刺激、炎症感染等方法, 方法单一, 种类繁多, 缺乏公认、复制率高的理想模型, 不能较好的模拟IBS患者的临床表现及发病机理. 但适合于单因素的研究分析, 如CRD、母婴分离和冰水灌胃模型等. CRD模型作为较早的物理刺激方法, 得到广泛应用, 常结合回撤反射评分作为内脏痛敏模型的评价方法. 母婴分离模型则被证实与神经心理免疫轴的相关性, 流行病学调查示, 早期不良生活事件是一种不良的应激反应系统, 可能增加对IBS的易感性, 母婴分离模型在系统评价中证实该模型可诱导改变脑-肠轴形成, 常用于研究压力有关疾病诸如抑郁和IBS的可能机理[18]. 冰水灌胃模型作为较少的IBS便秘型模型制备方法之一, 简便易行, 近年来应用较多, 为丰富及进一步研究IBS病理生理有着重要意义, 主要适用于肠道动力障碍类研究. 病原体和化学物质诱导的感染炎症类模型则常用于感染后继发IBS研究的动物模型[19].

两种方法联合建模在国内IBS实验中的应用比例已经超过单一方法建模, 应用较多的为番泻叶煎剂灌胃法结合束缚应激刺激法[20,21]和慢性束缚联合夹尾应激刺激法[22], 其中肢体束缚应激法可诱导心理焦虑类模型, 可联合其他因素的刺激, 成功诱导IBS躯体心理综合模型, Spence等[23]发现处于高压力和焦虑水平的患者在急性胃肠炎发作后易继发IBS, 而IBS患者更易有焦虑及抑郁倾向, 部分抑郁抑制类药物也对IBS治疗有效. 另外, 脑功能成像兴奋区对应内脏敏感刺激的不同表达也为其提供了有力的证据[24]. 例如Eutamene等[25]用非局部炎症急性束缚应激结合急性避水应激成功制备便秘型IBS大鼠模型. 传统肢体束缚结合结直肠伤害性扩张刺激[26]和乙酸灌肠加束缚应激制备内脏敏感性IBS大鼠模型[27], 均有系统模型评价, 肯定了其可行性. 这类建模方法操作较为简便, 干扰因素明确, 在建模研究中发挥重要作用, 与单一模型相比, 更接近临床发病, 然而IBS作为一种神经免疫、心理躯体、内脏高敏以及肠功能异常的综合性疾病, 目前研制的模型仍显薄弱. 近年来国内外尝试多种方法综合建模, 以集合IBS有关的生理、认知、应激行为等各个组成部分. 国内现用的方法有直肠内给予芥子油结合轻度束缚和母婴分离刺激应激法、樟脑丸特殊气味结直肠扩张结合肢体束缚刺激法、慢性应激模型结合束缚方法和急慢性应激法等[28-30]. 新的方法一直在探索, 如利用基因敲除技术等遗传学方法和技术建立重复性较好、精确的转基因IBS动物模型等[31,32].

IBS临床流行病学调查显示, 男女发病率比例为1:2, 发病年龄在20-40岁, 研究报道性别差异主要存在于大脑疼痛处理过程中, 这一点在脑功能成像的研究中得到证实, 女性对内脏痛敏应激的表现为更多的情感机制的参与, 而男性则涉及注意力和认知的差异, 但大脑反应为对内脏刺激的抑制作用是一致的[33]. 因此在试验研究中应当注意区别. 国内部分研究已经注意到IBS模型大鼠区分雌雄作对照观察, 但仅有12.28%. 幼鼠以其较高的可塑性常被选用制备IBS模型, 但尚缺乏大鼠性别、年龄差异对IBS实验结果影响的评估. 保虫昆明鼠多用于制备感染后IBS模型, 而WKY大鼠在国内IBS动物实验中尚无报道. O'Mahony等[34]发现WKY大鼠与SD大鼠相比, 在IBS内脏高敏感及脑-肠互动研究中对应激刺激更具备灵敏性, Gibney等[35]认为CRD所致WKY大鼠前额叶皮层的活动类似于IBS患者, 认为该大鼠模型能充分模拟IBS患者, 比SD和Wistar大鼠模型更适合IBS脑-肠轴功能失调的研究.

IBS作为中医药的优势病种之一, 除临床观察外, 研究其作用机制已变得日趋重要. 在本次检索结果中, 中医证型建模多为腹泻型IBS肝郁脾虚型和脾胃虚寒型. 中药治疗IBS的动物实验研究文献占49.12%, 组方多为痛泻要方. 针刺治疗IBS的实验文献为5.26%, 相关报道较少, 且多从选穴和止痛机制分析针刺对IBS内脏痛敏[36-38]的作用机制. 而对其脑-肠互动调控作用的研究较少, 针刺和中药作为IBS有效的治疗方法, 其作用机制的研究价值巨大.

评论
背景资料

肠易激综合征(IBS)发病率较高, 罗马Ⅲ标准、成人IBS诊治新指南、我国肠易激综合征共识意见等一系列IBS诊断标准的更新, 掀起了国内IBS的研究热潮, 由于IBS机制尚不明确, 目前研究成果仍没有达成共识, 其研究内容和方法多样化, 缺乏统一的标准.

同行评议者

白爱平, 副教授, 南昌大学第一附属医院消化内科

研发前沿

IBS的病理生理学基础主要包括: 肠道动力和肠道平滑肌功能障碍、内脏感觉异常、脑-肠轴、精神心理因素、消化系激素及全肠道感染、小肠细菌过度生长或小肠细菌移位等, 其发病机制尚未完全了解, 其中与内脏感觉异常、脑-肠互动等密切相关的神经递质、神经肽等的观察为国内近年来研究的热点. 缺乏公认统一的IBS模型, 但已经从单一方法转向多种方法联合, 综合神经、内分泌、免疫和心理等多因素制备动物模型.

相关报道

Eutamene等用非局部炎症急性束缚应激结合急性避水应激成功制备了便秘型IBS大鼠模型.

创新盘点

本文就国内近年来IBS实验研究的现状做了系统总结, 统计其研究频率, 相对客观地分析了国内研究重点及进展, 结合国际最新研究进展分析了IBS研究规律, 以更好地指导进一步研究.

应用要点

本文系统地总结了国内机制研究的重点及趋势和IBS模型应用情况, 分析了进一步研究的方向和建模方法的选择, 能更好地把握IBS机制研究的切入点和研究方法, 为IBS脑-肠互动机制的探讨提供了依据.

同行评价

本文选题恰当, 为临床医师对IBS模型的选择提供帮助.

编辑:曹丽鸥 电编:李薇

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