修回日期: 2012-04-25
接受日期: 2012-06-02
在线出版日期: 2012-06-18
目的: 探讨感染对肠易激综合征(irritable bowel syndrome, IBS)患者神经-免疫-内分泌网络的影响.
方法: 感染后肠易激综合征(postinfectious irritable bowel syndrome, PI-IBS)患者45例, non-PI-IBS患者60例及30例对照者, 结肠镜下活检回盲部黏膜标本, 采用免疫组织化学法检测其肠黏膜SP、IL-2、IFN-γ、SPR与5-HT的表达, 肥大细胞(mast cells, MC)采用甲苯胺蓝染色.
结果: PI-IBS患者的SP表达分别高于non-PI-IBS与对照组(t = 2.5, 2.8, P<0.01); PI-IBS患者的MC表达分别高于non-PI-IBS与对照组(t = 11.5, 12.1, P<0.01). PI-IBS患者的5-HT表达分别高于non-PI-IBS与对照组(t = 13.6, 14.1, P<0.01); PI-IBS患者的SPR表达分别高于non-PI-IBS与对照组(t = 3.8, 6.1, P<0.05); PI-IBS患者的IFN-γ表达分别高于non-PI-IBS与对照组(t = 13.8, 15.2, P<0.05); PI-IBS患者的IL-2表达分别高于non-PI-IBS与对照组(t = 12.6, 14.7, P<0.05). PI-IBS患者回盲部黏膜MC和SP的表达呈高度正相关(r = 0.71, P<0.01). PI-IBS患者回盲部黏膜5-HT和SPR的表达呈密切相关(r = 0.18, P<0.05). IFN-γ、IL-2阳性表达的PI-IBS患者, SP表达高于非PI-IBS组(r = 2.2, 2.3, P<0.05)和对照组(t = 2.3, 2.4, P<0.05).
结论: 肠道感染后, 神经纤维在IBS的免疫-神经-内分泌发生机制中的作用至关重要.
引文著录: 鞠辉, 刘希双, 魏良洲, 刘华, 尹继平. 感染对IBS患者肠黏膜细胞因子表达的影响. 世界华人消化杂志 2012; 20(17): 1574-1578
Revised: April 25, 2012
Accepted: June 2, 2012
Published online: June 18, 2012
AIM: To explore the impact of infection on the immune-nervous-endocrine network in patients with irritable bowel syndrome (IBS).
METHODS: Forty-five patients with postinfectious IBS (PI-IBS), 60 patients with non-postinfectious IBS (non-PI-PBS), and 30 healthy controls were included. Immunohistochemical staining was performed to analyze the expression of substance P (SP), interleukin (IL)-2, 5-hydroxytryptamine (5-HT), interferon (IFN)-γ, substance P receptor (SPR) in the colon mucosa of these subjects. Mast cells (MCs) were stained with toluidine blue.
RESULTS: The expression of SP, MCs, 5-HT, SP-R, IFN-γ, and IL-2 in PI-IBS patients was higher than that in non-PI-IBS patients and controls (t = 2.5, 2.8, both P < 0.01; t = 11.5, 12.1, both P < 0.01; t = 13.6, 14.1, both P < 0.01; t = 3.8, 6.1, both P < 0.05; t = 13.8, 15.2, both P < 0.05; t = 12.6, 14.7, both P < 0.05). The expression of ileocecal mucosal MCs was positively correlated with that of SP in PI-IBS patients (r = 0.71, P < 0.01). The expression of ileocecal mucosal 5-HT was closely associated with that of SPR in PI-IBS patients (r = 0.18, P < 0.05). SP expression in PI-IBS patients who were positive for IFN-γ or IL-2 was higher than that in non-PI-IBS patients (t = 2.22, 2.3, P < 0.05) and controls (t = 2.3, 2.4, P < 0.05).
CONCLUSION: Nerve fibers are critical for the immune-nervous-endocrine network in IBS patients after intestinal infection.
- Citation: Ju H, Liu XS, Wei LZ, Liu H, Yin JP. Effect of infection on cytokine expression in the colon mucosa of patients with irritable bowel syndrome. Shijie Huaren Xiaohua Zazhi 2012; 20(17): 1574-1578
- URL: https://www.wjgnet.com/1009-3079/full/v20/i17/1574.htm
- DOI: https://dx.doi.org/10.11569/wcjd.v20.i17.1574
临床发现约1/3肠易激综合征(irritable bowel syndrome, IBS)患者在其患病前曾有急性胃肠道感染史; 部分被肠道病毒、细菌或寄生虫感染的患者, 在病原体已清除及黏膜炎症消退后, 可发生IBS样的症状, 称之为感染后肠易激综合征(postinfectious irritable bowel syndrome, PI-IBS)[1]. 本研究分析了PI-IBS患者回盲部肠黏膜SP、SP受体-1(SPR-1, 又称NK-1, 以下简称为SPR)、肥大细胞(mast cells, MC)、5-羟色胺(5-hydroxytryptamine, 5-HT)、IFN-γ与IL-2的表达, 探讨感染对IBS患者免疫-神经-内分泌网络机制的影响.
随机选取2007-10/2008-06青岛大学医学院附属医院消化内科门诊IBS患者105例, 其中PI-IBS患者45例, 男20例, 女25例, 平均年龄39.2岁±10.9岁, PI-IBS纳入标准: (1)罗马Ⅲ诊断标准; (2)既往有胃肠道急性感染病史, 在急性感染后至少伴有以下2种症状或检查: 发烧、呕吐、急性腹泻、大便培养阳性, 经治疗后痊愈, 而以后出现腹部不适、腹胀、腹痛或大便性状改变等IBS症状. non-PI-IBS患者60例, 男25例, 女35例, 平均年龄37.2岁±10.6岁. 对照组30例, 男12例, 女18例, 平均年龄38.5岁±10.9岁, 纳入标准: 为结肠息肉电切除术后复查无异常发现者(术后至少半年)或因大便带少量鲜血行结肠镜检查诊断为痔疮者, 无其他消化系症状与体征, 无免疫疾病、感染病史, 无近期服药史. 兔抗人IL-2抗体、兔抗人IFN-γ抗体及SABC试剂盒均购自武汉博士德生物工程公司, 抗人P物质多克隆抗体(ZA-0235, 北京中杉金桥生物技术有限公司提供). 兔抗人5-HT多克隆抗体(中杉金桥生物技术有限公司提供ZA-0231), SPR兔抗人多克隆抗体(北京博奥森生物技术有限公司提供), 甲苯胺蓝和PV-9000二步法免疫组织化学检测试剂盒(北京中杉公司提供).
分别取回盲部黏膜2块, 所有蜡块均行4 μm连续切片, 每例各取一张切片HE染色, 进行常规病理组织学诊断. 切片常规脱蜡, 梯度乙醇水洗, 双氧水室温孵育10 min, 放入枸橼酸钾缓冲液(pH 7.0)中5 min, 后进行微波修复10 min, PBS缓冲液冲洗15 min, 水洗去PBS, 分别滴加抗体(兔抗人P物质多克隆抗体、兔抗人IL-2抗体、兔抗人IFN-γ抗体、兔抗人5-HT多克隆抗体与SPR兔抗人多克隆抗体). 行SABC法免疫组织化学染色: PBS缓冲液冲洗15 min, 滴加通用型IgG抗体(Fab段)-HRP多聚体, 37 ℃孵育20 min, PBS缓冲液冲洗5 min×3次, 水洗去PBS, 滴加新鲜配置的DAB显色剂. 采用双盲法判断结果, 每张切片观察5个不重复视野, 取每个视野的平均数. 对SP行定量分析用VIDAS图像分析系统, 检测其吸光度(A)值.
MC采用甲苯胺蓝染色染成紫蓝色, 在400放大倍数下观察5个不重复视野, 取每个视野的平均数. 采用SPSS11.0统计软件包进行处理, 应用t检验与回归性分析.
电子结肠镜下观察105例IBS患者与对照组的结肠黏膜均无充血、水肿、渗出等炎症改变. 肠道组织经HE染色, 显微镜下观察见黏膜上皮完整, 黏膜下及固有腺体之间可见少量淋巴细胞及浆细胞浸润, 个别可见少量中性粒细胞浸润, 组间及各组与对照组相比, 无显著性差异.
肠道组织经HE染色, 显微镜下观察见黏膜上皮完整, 黏膜下及固有腺体之间可见少量淋巴细胞及浆细胞浸润, 个别可见少量中性粒细胞浸润. SP分布于腺体周围的固有层中, 呈散在点状或簇状分布. 5-HT阳性细胞分布于肠黏膜上皮基部及腺泡上皮细胞之间, 细胞呈圆形/椭圆形. 免疫反应阳性细胞的胞质被染成黄褐色或褐色, 细胞核无色或为浅黄色. SPR免疫反应阳性细胞分布于肠黏膜上皮基部和黏膜固有层, 免疫阳性细胞胞质被染成黄褐色或褐色, 胞核细胞多为圆形、椭圆形、梭形和不规则形. IFN-γ、IL-2的表达在肠黏膜固有膜, 呈现棕黄色, 分布于腺体周围. 肥大细胞呈现紫蓝色, 胞核呈蓝色, 散布于黏膜固有层, 细胞大小不等.
PI-IBS患者的SP表达分别高于non-PI-IBS与对照组(t = 2.5, 2.8, P<0.01); PI-IBS患者的MC表达分别高于non-PI-IBS与对照组(t = 11.5, 12.1, P<0.01); non-PI-IBS与对照组的MC表达差异无统计学意义(t = 1.3, P>0.05). PI-IBS患者的5-HT表达分别高于non-PI-IBS与对照组(t = 13.6, 14.1, P<0.01); PI-IBS患者的SP-R表达分别高于non-PI-IBS与对照组(t = 3.8, 6.1, P<0.05); PI-IBS患者的IFN-γ表达分别高于non-PI-IBS与对照组(t = 13.8, 15.2, P<0.05); PI-IBS患者的IL-2表达分别高于non-PI-IBS与对照组(t = 12.6, 14.7, P<0.05, 表1). PI-IBS患者回盲部黏膜MC和SP的表达呈高度正相关(r = 0.71, P<0.01, 表2). PI-IBS患者回盲部黏膜5-HT和SPR的表达呈密切相关(r = 0.18, P<0.05, 表3). IFN-γ, IL-2阳性表达的PI-IBS患者, SP阳性表达高于非PI-IBS组(t = 2.2, 2.3, P<0.05)和对照组(t = 2.3, 2.4, P<0.05, 表4).
| 编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| MC(x) | 28 | 24 | 25 | 27 | 23 | 25 | 27 | 24 | 23 | 22 | 23 | 25 | 20 | 21 | 22 |
| SP(y) | 11 | 8 | 9 | 8 | 7 | 8 | 9 | 8 | 7 | 6 | 8 | 9 | 8 | 7 | 8 |
| 编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
| 5-HT(x) | 35 | 34 | 34 | 38 | 32 | 41 | 38 | 27 | 47 | 40 | 31 | 39 | 36 | 35 | 28 |
| SPR(y) | 16 | 17 | 15 | 18 | 14 | 23 | 17 | 18 | 27 | 22 | 19 | 17 | 18 | 17 | 25 |
IBS的病因和发病机制迄今还不完全清楚. 目前认为其病因与精神心理因素、胃肠动力异常、内脏感觉过敏、脑-肠轴的改变和炎症免疫等有关[2]. 免疫-神经-内分泌网络机制是新近提出的观点之一.
Koon等[3]报道肠道炎症可致使SP表达增加. SP是在脑和肠道中均存在的肽, 在肠道内主要存在于肠神经系统的内源性神经元. 本实验发现, PI-IBS的SP表达高于non-PI-IBS与对照组. 我们认为, 肠道发生感染后, 炎症可致使SP表达增加. SP表达增加后, 通过与非胆碱能的传递促进肠道的蠕动; 通过特异性受体活化内皮细胞钙离子依赖性NO合酶, 促进NO合成, 增加血管通透性; 刺激黏膜下分泌运动神经以增加黏膜离子的转运, 从而发生腹泻. SP表达的增加还可以通过刺激胆碱能神经和依赖NO的抑制性神经系统, 引起肠道压力的升高[4], 诱发痛觉过敏的发生.
通过检测IBS患者外周血T淋巴细胞亚群水平的变化, 发现IBS患者存在T淋巴细胞功能减弱和调节紊乱, 细胞免疫异常可能参与IBS的发病. 李延青等[5]研究发现IBS患者存在Th1/Th2细胞因子的漂移. IBS患者肠黏膜IFN-γ、IL-2表达增加, 二者可以促进血管通透性增加; 促使组织胺、花生四烯酸代谢产物(PGD2、LTC4、LTD4、TXE4)、血小板活化因子(platelet activating factor, PAF)表达增多, 使平滑肌收缩增强, 肠道蠕动增加[6], 导致腹泻; 可以介导局限于黏膜的轻微炎症反应, 干扰胃肠反射, 活化内脏感觉系统, 出现腹痛和直肠敏感性增加.
在培养的细胞系中, 加入SP就可以使IL-2 mRNA的表达增加, 若加入SP拮抗剂后, 则抑制其表达[7]. 我们的研究表明, PI-IBS患者IFN-γ、IL-2阳性的SP表达明显高于non-PI-IBS与对照组, PI-IBS的SPR表达高于non-PI-IBS与对照组. 我们分析, 感染可能促使SP表达增加, SP与Th1细胞膜表面的SPR结合, 促使Th1细胞释放IFN-γ、IL-2等因子, 诱发Th1反应, 激活免疫细胞如T细胞、NK细胞等, 促进炎症因子的释放如IL-1β、TNF-α、PGE2、IL-6等[8], 破坏肠黏膜上皮屏障功能. Th1反应增强还可能导致机体打破对肠道常住细菌的耐受状态, 使抗原微生物免疫和异物排斥反应增强. 感染的持续时间与IBS的发生风险有关, 感染持续2 wk或以上者发生IBS的OR值明显高于1 wk者, 且回肠末端和直肠乙状结肠的IL-1β mRNA表达也明显增加[3].
MC是一种具有免疫活性, 又能分泌多种介质的重要免疫细胞, 可以引起生物活性介质(生物胺、酶、花生四烯酸、腺苷、神经肽等)的释放, 使微血管平滑肌和通透性增加, 也可致肠道平滑肌蠕动加快, 导致腹泻. 研究表明IBS患者的结肠黏膜免疫反应阳性神经纤维(SP与血管活性肠肽等)与MC有"膜膜"接触[9]. 我们的结果表明, PI-IBS患者肠黏膜的MC与SPR表达明显高于non-PI-IBS与对照组, 差异有统计学意义; PI-IBS患者回盲部MC和SP的回归分析表明, MC和SP存在高度相关性. 我们分析, IBS患者发生肠道感染后, 诱发肠黏膜局部抗原抗体反应, 引起MC致敏后, 激活SP神经纤维, 使SP表达增加, 诱发一系列IBS症状的发生; 另一方面, 由于MC表面有SPR[7], 在PI-IBS患者肠黏膜SP表达增加后, 又可能形成正反馈导致MC表达上调, 导致IBS症状出现或加重. 另外, 部分PI-IBS患者可能存在不同程度的焦虑和抑郁, 可导致自主神经系统活动增加, 而这种神经活动可导致MC脱颗粒, 释放炎性介质, 使肠分泌型神经元兴奋性增加, 出现腹泻.
5-HT是一种广泛存在于中枢神经系统和胃肠道的神经递质[10], 主要由肠嗜铬细胞(enterochromaffin cells, EC)合成和储存, 可以导致肠道动力紊乱. 各种肠道刺激包括肠腔压力增加、迷走神经刺激、过敏反应、多种化学物质等均能刺激EC细胞释放大量的5-HT. 本研究发现PI-IBS的5-HT表达高于non- PI-IBS与对照组, 且PI-IBS患者回盲部5-HT和SPR存在相关性, 考虑PI-IBS患者肠黏膜SP表达上调, SP与SPR结合后可激活胆碱能神经元, 并且促使结肠黏膜的淋巴细胞和内分泌细胞(主要是EC)明显增多, 5-HT表达增加, 促使结肠蠕动增强, 排便次数增加[11]; 另一方面, 5-HT在肠道可以兴奋肠囊腺细胞和促分泌神经细胞上的5-HT4受体[12], 从而增加肠腔内液体的容量, 致腹泻和稀便. 有研究支持我们的实验, Lacoste等[13]通过透射电镜观察到5-HT神经元上有SP的主要受体NK-1, 加入NK-1拮抗剂可使5-HT释放减少.
PI-IBS患者存在局限于黏膜的轻微炎症反应, 而这种炎症可引起包括PG、缓激肽、神经生长因子等炎性介质增加[14,15], 我们认为这些介质可以直接作用于初级传入纤维或间接经由MC, 启动活化和致敏机制的级联效应, 使附近的神经纤维(SP与降钙素基因相关肽等)与他们的受体激活, 这些神经纤维与其受体结合后, 可以激活胆碱能神经元及EC(致使5-HT表达增加), 导致腹泻; 另一方面SP又可导致炎性细胞因子(IL-2与IFN-γ等)表达增加, 促进Th1反应增强, 出现IBS症状.
因此, 我们认为肠道感染后, 神经纤维在IBS的免疫-神经-内分泌发生机制中的作用至关重要, 进一步研究其他神经纤维与MC、EC的相关关系, 可能会对今后IBS的治疗起指导作用.
肠易激综合征(IBS)的病因和发病机制迄今还不完全清楚. 免疫-神经-内分泌网络机制是新近提出的观点之一.
黄恒青, 主任医师, 福建省第二人民医院消化内科
李延青等研究表明IBS患者存在Th1/Th2细胞因子的漂移.
本文研究了SP神经纤维与其他细胞因子的表达, 认为神经纤维在IBS的免疫-神经-内分泌发生机制中的作用至关重要, 进一步研究其他神经纤维与MC、EC的相关性, 可能对今后IBS的治疗起指导作用.
感染后肠易激综合征: 临床发现约1/3 IBS患者在其患病前曾有急性胃肠道感染史; 部分被肠道病毒、细菌或寄生虫感染的患者, 在病原体已清除及黏膜炎症消退后, 可发生IBS样的症状, 成为感染后肠易激综合征.
本研究结果提示肠道感染后, 神经纤维在IBS的免疫-神经-内分泌发生机制中的作用至关重要, 具有一定的临床研究价值.
编辑:曹丽鸥 电编:鲁亚静
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