肠道屏障功能评估方法的现状及研究进展

　　作者：赵军魁,张小平　　作者单位：河北省唐山市，华北煤炭医学院附属医院麻醉科 

　　【关键词】 肠道屏障功能;肠黏膜

　　肠道屏障是指肠道能防止肠腔内的有害物质如细菌和毒素等穿过肠黏膜进入体内其他组织器官和血液循环的结构和功能的总和。它可分为肠黏膜外防止细菌易位的支持系统和肠黏膜本身两部分[1]，包括:肠黏膜上皮、肠粘液、肠道菌群、分泌性免疫球蛋白、肠道相关淋巴组织、胆盐、激素和胃酸等[2]。肠道屏障通常可以归纳为机械屏障、化学屏障、生物屏障、免疫屏障四大功能。临床上对肠屏障损伤治疗的需要，以及如何正确测定和评估肠道屏障功能障碍的程度，一直是医学界不懈追求的方向。本文就近年来国内外这方面的研究进展作一综述。

　　1 肠道通透性测定

　　肠道通透性测定是指肠黏膜上皮容易被某些分子物质以简单扩散方式通过的特性。肠上皮细胞是肠道屏障最关键的部分，肠上皮细胞和具有特别结构的细胞连接,可有效防止肠道寄生细菌和毒素、抗原物质、促炎因子穿过肠黏膜而进入人体循环[3]。正常情况下，肠上皮的通透性受许多因素的调节，在肠上皮无损伤时只允许小分子水溶性物质通过，而大分子物质如细菌、毒素则不能通过。肠道通透性增高意味着肠屏障功能的损伤，目前常用于肠通透性的测定方法有以下几种。

　　1.1 糖分子探针

　　利用不被人体代谢的大分子糖类测定肠黏膜通透性，评估肠黏膜的完整性，主要包括甘露醇、乳果糖、鼠李糖、纤维二糖等。这些大分子糖在肠道以简单扩散方式通过肠上皮，无毒性，无免疫原性，不被机体所代谢，尿中的浓度比血浆高约100倍，易于检测，因此是临床上常用的测定肠通透性的方法。与其他几种探针相比，甘露醇乳果糖回收率较高，受肠腔内渗透压影响较小，是目前较为理想的两种糖分子探针[4]。肠道绒毛上皮和腺管间细胞的通透性不同，甘露醇是单糖，分子量较小，可通过绒毛细胞间紧密连接，可反映绒毛细胞间紧密连接的通透性，而乳果糖，分子直径较大，主要经腺管间紧密连接吸收，可反映腺管间紧密连接通透性，同时联合应用这两种不同的糖分子探针可反映两种紧密连接的通透性变化。乳果糖/甘露醇(L/M)比值增加，说明肠黏膜紧密连接部不完整，通透性增高，肠屏障功能受到损害。常用的检测方法有比色法、气相色谱法、液相色谱法、酶学法等。其中气相色谱法、液相色谱法结果稳定，精确特异性高，为常用的方法[5]，黄晓曦等[6]对53例危重病患者，采用受试者工作曲线分析，尿L/M诊断肠道黏膜屏障功能障碍的敏感性为84.5%，特异性为88%。其不足之处是除受肠黏膜损伤影响外，其他一些因素也影响如肾功能，膀胱排空，克隆病等，而且标本采集与检测较复杂，不能用于禁食患者，设备昂贵，限制了其应用。

　　1.2 同位素探针

　　51CrEDTA、99mTcDTPA和125I清蛋白是最常用的测定肠通透性的同位素探针，其特点是容易检测，但结果易受影响，准确性差，而且具有放射性，对人体尤其对儿童有害，妨碍了其在临床上的应用。

　　1.3 聚乙二醇类探针

　　包括PEG400、PEG600、PEG1000等，此类探针在肠道吸收时易受肠道渗透压的影响，静脉注射后尿中的回收率甚低，因此临床上应用较少。

　　1.4 酚黄酞测定

　　酚黄酞又称酚红，其口服后不易被吸收，在健康人，口服酚红5 h后尿中仅有10%被排出，但当肠黏膜有损伤时其吸收率会增加，而且尿中的回收率较高,故可作为评价肠通透性的探针[7]。

　　1.5 血D乳酸的测定

　　D乳酸是肠道细菌代谢裂解的产物，肠道内许多细菌均可产生，包括大肠杆菌、乳酸菌、克雷伯杆菌等[8],而哺乳动物组织既不能产生D乳酸也不能代谢或仅能缓慢代谢D乳酸，在机体遭受严重创伤、休克、急性肠缺血、肠梗阻等，肠道发生缺血性损伤，肠道内细菌大量繁殖，产生大量D乳酸同时肠黏膜细胞损伤，肠通透性增加，大量D乳酸进入血循环，因此测定D乳酸可反映肠黏膜损伤程度和肠通透性变化。国内刘牧林等[9]用大鼠作夹闭肠系膜上动脉制作肠缺血再灌注模型，以缺血不同时间点作比较，发现血D乳酸在缺血45 min后升高，再灌注2 h达高峰，与小肠黏膜损伤评分呈正相关。Assadian等[10]通过检测12例开放性血管重建患者的D乳酸,发现在肠缺血2 h血浆D乳酸即出现升高，且经组织学证实，推断D乳酸是检测早期肠缺血的一个灵敏的指标。于勇等[11]通过对16例大面积烧伤患者血浆D乳酸的测定,也发现伤后D乳酸水平明显升高,各时相点均高于正常对照组，并于伤后3周达高峰,且烧伤面积越大D乳酸变化幅度越大,提示D乳酸水平可反映肠道机械屏障的功能状态.目前对血D乳酸的测定均采用改良的酶学分光光度法检验。

　　1.6 其他

　　Sun等[12]在实验动物体内灌注同位素标记的白蛋白，测定其从血中渗漏到肠黏膜上皮间质或肠腔的含量来评价肠黏膜上皮屏障通透性，或从肠腔渗漏至血中的含量来评价肠黏膜上皮屏障通透性。

　　2 肠黏膜pH值的测定

　　正常肠黏膜内pH值与肠道的氧供，肠黏膜的通透性之间有着密切的关系，肠黏膜缺血性损害在肠道黏膜屏障障碍发生发展过程中起着关键性的作用，监测肠黏膜有无缺血是了解肠屏障功能的重要手段，而肠黏膜内pH值是反映肠黏膜氧合情况的可靠指标。目前测定胃黏膜值的方法主要有盐水张力计法和连续气态张力计法，其具体方法是把测定导管从肛门或经鼻置入肠腔内，测定肠腔内PCO2，同时测定动脉血中碳酸氢根(HCO3-)的含量，代入改良的HendersonHasselbach公式计算黏膜内pH值{pHi=6.1+lg(HCO3-/PCO2×k×0.03)}，肠黏膜内pH值降低说明肠黏膜缺血缺氧，肠屏障功能受到损害，有研究认为，在早期的休克肠损伤中，其敏感性要高于D乳酸[13]。曾冬竹等[14]监测28例严重腹部创伤、感染患者(其中腹部创伤23例)的肠黏膜pHi值，发现肠黏膜pHi值越低，胃肠黏膜损伤越严重。当pHi≤7.35时，胃肠黏膜出血的可能性明显增加,当pHi≤7.30时，则易发生威胁生命的出血。但肠黏膜内pH值易受肠道反渗、全身酸中毒、CO2排除减少等的影响[15]，使其测定数值的准确性降低，需进一步加以改良。

　　3 血内毒素测定

　　内毒素(LPS)是革兰氏阴性细菌细胞壁中的脂多糖，以肠杆菌属的细胞壁尤为多见，肠道是体内最大的LPS库，但由于肠屏障功能完整，LPS难于进入进入血循环，当肠屏障功能受损时，LPS穿过肠黏膜进入血循环，形成LPS血症。有研究结果表明，LPS血症是临床上有用指标，预测革兰阴性菌败血症的阳性预测值为48%，而没有LPS血症就可以基本排除发生败血症的可能，阴性预测值为99%[16]。DeMadaria等[17]证明在肠道缺血时，细菌片断及LPS可由肠腔内易位到肠系膜淋巴结，远隔器官和血液中。因此检测外周血LPS水平，成为了解肠屏障功能的重要手段。目前检测LPS的方法主要采用鲎试剂偶氮显色法，近来有LPS测定仪应用于临床，使检测更为方便。

　　4 二胺氧化酶的测定

　　二胺氧化酶(diamine oxidase,DAO)存在于哺乳动物的黏膜上层或绒毛上层细胞中，大部存在于小肠黏膜，以空回肠活性最高，极少部分存在于子宫内膜绒毛或胎盘中。DAO是具有高度活性的细胞内酶，可将腐胺氧化成氨基丁醛，并进一步环化成吡咯啉，其活性与绒毛的高度和黏膜细胞内核酸和蛋白质的合成密切相关。正常人血浆中含量很低，当肠黏膜由于各种原因受损时，进入肠细胞间隙淋巴管和毛细血管，使血浆中DAO升高，因此测定血中的DAO活性可间接的反映肠道黏膜的完整性和损伤程度。Peng等[18]认为血浆DAO活性是评价烧伤患者肠黏膜状态的关键指标之一。黎君友等[19]通过测定多种创(烧)伤动物模型和烧伤患者血DAO活性，发现严重创伤后的前24 h即见血DAO显著升高,表明创伤早期即有肠黏膜屏障功能的损伤，且血浆DAO的变化与LPS、血乳酸(Lac)、D乳酸、肿瘤坏死因子(TNF)、L/M和组织病理变化一致,但以DAO更快速敏感，提示DAO可作为判断肠黏膜屏障功能的敏感指标。吕艺等[20]通过采用夹闭大鼠肠黏膜上动脉模型，发现急性肠缺血可引起肠黏膜和血中DAO明显变化，并且这种变化可先于肠黏膜不可逆缺血性损伤，有可能成为早期诊断肠缺血的预警指标。DAO的测定方法有以下几种：(1)14C(3H)腐胺测定法，是一种放射性的测定方法，有较高的灵敏度;(2)分光光度法，目前国内应用最多的一种方法，由黎君友等[21]改良，此法具有简便、经济快速、结果稳定、重复性好的特点;(3)夹心ELISA法，用免疫组织化学方法检测血中的DAO含量。

　　5 肠道细菌易位

　　肠道细菌易位又称定位转移,研究表明肠道细菌易位与多器官功能衰竭密切相关,是肠道黏膜功能障碍的突出表现[22],外周血中发现肠道内同源细菌可间接推断肠黏膜屏障的破坏,检查主要依靠血培养，腹水检查，淋巴结活检。肠道NO产量也可作为细菌易位生物学定量标志物，Nayci等[23]通过测定动物回肠亚硝酸盐和硝酸盐含量来分析肠道NO产量，临床上多用硝酸还原酶法检测血清NO水平。目前已有研究应用多聚酶链反应(PCR)等分子生物学方法进行血液和腹水细菌的检查，此方法较为敏感、迅速。

　　6 肠脂肪酸结合蛋白的测定

　　脂肪酸结合蛋白(fatty acidbinding protein，FABP)是一组低分子量的细胞液蛋白，在长链脂肪酸的摄取、转运以及代谢中发挥着重要的作用。目前已发现的脂肪酸结合蛋白有九种，其中小肠脂肪酸结合蛋白(iFABP)，主要存在于小肠的成熟肠上皮细胞胞液中，在胃和大肠中仅见微量，具有较好的组织特异性[24]，正常情况下，iFABP在血清中的含量微乎其微，肠缺血时细胞膜通透性增大，iFABP分子可以通过细胞膜而释放入血[25]，而且血清iFABP在室温24h相当稳定，可保持活性的95%，便于检测。赵海东等[26-29]，通过基础与临床研究，发现iFABP是早期诊断肠缺血的一个敏感指标，其水平的变化与创伤、炎症严重程度和胃肠功能障碍程度呈正相关，这种变化可能对创伤后胃肠功能障碍的早期预测有较重要意义。iFABP测定方法[30，31]：(1)放射免疫法，1974年由Ockner首先报道，但此法准备及测定过程繁琐，且具有放射性，缺乏应用价值;(2)酶联免疫测定法，此法无放射性，操作简便，结果稳定，重复性好，特别是Wodzig的一步ELISA法，整个过程只需要45 min，应用较广;(3)快速乳胶微粒增强免疫比浊法,由Robers 1998年报道，该方法自动化程度高，成本低廉，检测快捷，有可能成为临床检测的常规方法;(4)免疫传感器的定量测定,包括电化学免疫传感器、光学免疫传感器、连续免疫检测系统、交流阻抗检测技术等，近几年内有望应用于临床诊断中;(5)iFABP基因表达水平的检测，如应用核酸杂交、PCR、RTPCR等方法也在研究之中。

　　综上所述，血iFABP、DAO和D乳酸是评估肠道屏障功能的常用方法，既简单而又快速实用，特别是血iFABP具有较高的组织特异性、敏感性和可靠性，更具有良好的应用前景。

　　【参考文献】

　　1 蒋朱明，蔡威主编.临床肠外与肠内营养.第1版.北京：科学技术文献出版社，2000.364365.

　　2 Mac Fie J. Enteral versus parenteral nutrition：the significance of Bacterial translocation and gutbarrier function. Nutrition，2000,16:606611.

　　3 Farhadi A,Banan A,Fields J,et al,Intestinal barrier:an interface between health and disease.Gastroenterol Hepatol,2003,18:479497.

　　4 刘卫，蒋朱明,舒红,等.正常国人乳果糖和甘露醇排除率比值.中国医学科学院学报,1999,21:407410.

　　5 张嘉,吕德超.肠道屏障功能检测方法的现状及进展.中国急救复苏与灾害医学杂志,2007,2:630633.

　　6 黄晓曦,王兴鹏,吴恺,等.肠道屏障功能障碍临床指标建立的初步研究.中华消化杂志,2006,28:519522.

　　7 Yashida S，Matsui M,Shirouzu Y,et al.Effects of glutamine supplements and radiochemotherapy on systemic immune and gut barrier function in patients with advanced esophageal cancer.Ann Surg,1998,277:485491.

　　8 Shinizu K,Ogura H,Goto M,et al.Altered gut flora and environment in patients with severe SIRS. J Trauma,2006,60：126133.

　　9 刘牧林,张嘉,刘瑞林,等,肠脂肪酸结合蛋白和血D乳酸早期判断肠缺血再灌注损伤的试验研究. 中华创伤杂志,2006,2:767770.

　　10 Assadian A,Assadian O,Senekonitsch C.Plasma dlocatate as a potential early marker for colon ischaemia after open aortic reconstruction. Eur J Vasc Endovasc Surg，2006,31：470474.

　　11 于勇,盛志勇,柴家科,等,烧伤患者血浆D乳酸水平和肠道内IgA含量的变化.创伤外科杂志,2003,5:122124.

　　12 Sun ZW，Wang XD，Deng XM，et al. Beneficial effects of lexipafant，a PAF antagonist on gut barrier dysfunction caused by intestinal ischemia and reperfusion in rats.Dig surg，2000，17:5765.

　　13 Cerny V,Cvachovec K.Gastric tonometry and intestinal mucosal pH theoretical principle and clinical application.Physiol Res,2000,49：289297.

　　14 曾冬竹,余佩武，蔡志民.28例严重腹部创伤、感染患者胃肠黏膜pH 值的变化.中华创伤杂志，2001,17:559560.

　　15 李建忠,余飞飞,岳茂兴.胃肠功能障碍患者胃黏膜pH值监测方法及意义.世界华人消化杂志,2004,12:983984 .

　　16 冯俊明,刘友,王晓东.烧伤合并内毒素血症早期纤维连接蛋白在肾脏的分布及其意义.第三军医大学学报，2005,20:138141.

　　17 DeMadaria E,Martinez J,Lozano B,et al,Detection and identification of bacterical DNA in serum from patients with acute pancreatitis. Gut,2005,54:12931297.

　　18 Peng X，Yan H，You ZY，et al.Effects of enteral supplementation with glutamine granules on intestinal mucosal barri function in severe burned patients. Burns，2004，3:13513.

　　19 黎君友,吕艺,付小兵,等,二胺氧化酶在创伤后肠道损伤中变化及意义.中国危重病医学杂志,2000,12:482484.

　　20 吕艺,黎君友,孙世荣,等.肠缺血再灌注大鼠血浆的二胺氧化酶变化与肠损伤的关系.氨基酸和生物杂志,2000,22:5054.

　　21 黎君友,于燕,郝军,等,分光光度法测定血和小肠组织二胺氧化酶活性.氨基酸和生物杂志,1996，18:2830.

　　22 Magnotti LJ,Deitch EA.Burns,bacterial translocation ,gut barrier function,and failure.J Burn Care Rehabil,2005,26:383391.

　　23 Nayci A，Atis S，Talas DU，et al.Bronchoscopy induces intestinal mucosal barrier dysfunction：a possible role for nitric oxide. Int J Pediatr otorhinolaryngol，2003，67：957963.

　　24 Edelson MB,Sonnino RE,Bagwell CE,et al.Plasma intestinal fatty acid binding protein in necrotizing enterocolitis .A pilot study. Pediatr Surg,1999,34:14531457.

　　25 Pelsers MM，Hemens WT，Glatz JE. Fatty acidbinding protein as plasma markers of tissue injury. Clin Acta,2005,352:1535.

　　26 赵海东,田晓峰,郭建,等.肠型脂肪酸结合蛋白对肠缺血早期的诊断意义中国普通外科杂志,2004,13:513516.

　　27 Zhang XP，Zhang J,Song QL,et al，Mechanism of acute pancreatitis complicated with injury of intestinal mucosal barrier. J Zhejiang Univ Sci B，2007,8:888895 .

　　28 彭明生,黄显凯,聂海,等.严重多发伤患者血浆iFABP水平变化及其与胃肠功能障碍关系.中国急救医学,2007,27:878880.

　　29 Mitta KM,Karli KT.Diagnostics of intestinal ischemia .Influence of surgery on plasma levels of IFABP as marker of enterocyte injury.Rozhl Chir，2008,87:1620.

　　30 董解菊,肖颖彬.脂肪酸结合蛋白测定及临床应用研究进展.国外医学临床生物化学与检验学分册,2001,22:7476.

　　31 郭秋华,何小维,黄强.脂肪酸结合蛋白免疫检测技术研究进展.中国老年学杂志，2007,27:24702472.