溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)是炎症性肠病(inflammatory bowel diseases,IBD)的一种,多发于大肠粘膜及粘膜下层,主要表现为腹痛、腹泻、粘液脓血便。数据显示亚洲国家IBD的发病率为1.4/10万,中国的发病率为3.4/10万,UC的发病率是克罗恩病(Crohn’s disease,CD)的两倍[1]。现代医学认为,本病发病与遗传、肠道微生物、免疫等多种因素相关,免疫因素与T细胞功能、树突状细胞分布、NK细胞以及细胞因子的异常相关,除采用传统方式治疗外,还提出诸如anti-TNF-α等免疫疗法[2]。
本病归属于中医学“泄泻”范畴,病位在肠,因情志不畅,肝气郁结,犯及脾胃,发为本病;申请人前期文献证实本病发病以脾虚和肾虚为本,湿热、瘀血和气滞为标,肝郁脾虚是基本证候,痛泻要方是《溃疡性结肠炎中西医结合诊疗指南(草案)》中确定的本证型指导用方[3],对肝郁脾虚型溃疡性结肠炎具有良好的治疗效果,然其作用机制尚不明确。
研究发现其能够通过抑制核转录因子kappa B(nuclear factor kappa B,NF-κB)的激活以及TNF-α、IL-1等炎性因子的表达,上调炎性抑制因子IL-4的表达而发挥对UC治疗作用;申请人前期研究证实[4][5],痛泻要方治疗后能够降低IL-17和IFN-γ水平,升高IL-4和IL-10含量;临床研究数据显示痛泻要方治疗能够提高临床疗效,促使IFN-γ/IL-4和IL-17/IL-10的比值呈现降低趋势,说明其治疗机制与其能够促使Th1/Th2、Th17/Treg介导的炎性平衡朝炎性抑制方向转化相关。
申请人前期研究证实抗生素会致使肠道菌群多样性遭到破坏,进而影响到内在免疫机制,导致机体在感受外界病毒时更容易得病,说明肠道微生物稳态对于机体正常免疫机制调控具有重要意义[6],溃疡性结肠炎主要症状是腹泻腹痛,前期实验数据显示其发病时存在肠道微生态系统的平衡紊乱,表现为肠道菌群多样性增多,而采用痛泻要方干预后,其能够通过调节肠道菌群的丰度,促使稳态异常的菌群恢复至均衡水平,从而调节过激炎性反应,说明肠道菌群变化会导致机体免疫机制异常,然而对于肠道菌群变化与机体免疫调节二者之间的关联机制尚未研究清楚。
肠粘膜免疫系统(mucosal immune system,MIS)是联系溃疡性结肠炎肠道菌群与机体内在免疫功能调节的中间机制,其功能丧失会导致一系列胃肠道疾病,同时也是诱发炎症性肠病等相关疾病的因素之一。肠MIS由肠上皮细胞屏障、固有层和肠相关淋巴组织(mucosa-associated lymphoid tissue,MALT)组成,肠上皮屏障中有上皮内淋巴细胞(intraepithelial lymphocytes,IELs),固有层中有淋巴细胞和固有细胞,GALT包括派伊尔氏淋巴集结(Peyer’s patches,PPs)、孤立淋巴滤泡(isolated lymphoid follicles,ILF)、阑尾和肠系膜淋巴结[7],诱导肠道免疫反应的部位主要在肠上皮细胞屏障和PPs。MIS是沟通外界环境与机体免疫的重要桥梁,抗炎细胞因子,如IL-4,-5,-10,TGF-β和IgA具有保护肠上皮粘膜屏障作用,同时有助于共生菌在肠道内的固定,分泌型免疫球蛋白A(secretory IgA,SIgA)和多聚免疫球蛋白受体(polymeric Immunoglobulin Receptor,pIgR)起到关键性调控作用,结合前期基础,申请人认为分析肠道MIS SIgA的调控机制有助于阐述痛泻要方治疗溃疡性结肠炎的内在机制。
MIS是对抗病原微生物入侵的重要屏障,肠粘膜及MALT是产生抗体细胞以及IgA的主要部位,其中PPs是诱导肠粘膜免疫应答的重要场所,肠道MIS反应能够产生大量的SIgA,有助于细菌和内毒素等有毒物质的排出,起到保护机体的作用[8]。大部分IgA由固有层中的浆细胞产生,随后通过pIgR 转运到肠腔,pIgR是一种糖蛋白,主要表达在肠上皮细胞的基底外侧,与二聚IgA的J链结合,并被转运到顶端表面,之后被蛋白酶切割,留下部分pIgR分子,与抗体结合产生SIgA。SIgA参与固有免疫调控,平衡免疫过激和免疫耐受关系,通过防止病原体-上皮相互作用、抑制病原体运动、粘液层内细菌捕获以及抗原从基底外侧上皮逆向转运到肠腔而发挥抵御肠道病原体入侵作用,因而肠道MIS SIgA和pIgR的调控机制的异常会导致腹泻腹痛及机体免疫功能的异常。因此有研究显示,口服SIgA抗体和益生菌可通过增强肠道SIgA分泌(如稳定病原体清除、调节菌群平衡),有效治疗微生态紊乱相关疾病。[9]
pIgR基因的表达与多种细胞因子相关,其中主要是与T细胞介导的细胞因子,如IFN-γ,TNF,IL-4和IL-1。不同的细胞因子通过不同的信号通路与pIgR调控相联系,其中IFN-γ与STAT1相关,IL-4与STAT6相关,TNF与NF-kB相关,研究发现IL-17也能够增强粘膜上皮细胞pIgR的表达量,因而肠道MIS pIgR的调控与T细胞Th1,Th2,Th17以及前炎性细胞因子TNF和IL-1相关,因而说明肠道MIS pIgR和T细胞的调节机制密切相关,SIgA和pIgR调控的肠道MIS在维持机体内在免疫平衡方面具有重要的作用。
基于已有实验结论,本研究提出如下假说:肠道MIS相关的SIgA和pIgR调控机制在溃疡性结肠炎发病过程中具有重要作用,是联系肠道微生态和机体T细胞介导的免疫调节的中间环节,痛泻要方治疗机制与其对肠道MIS SIgA和pIgR的调控相关。
为了验证上述假说,本项目从动物实验进行开展研究,动物实验采用TNBS腹腔注射结合饮食束缚法的经典造模方式复制肝郁脾虚型溃疡性结肠炎动物模型,之后采用OFT、EPM进行模型评价,采用流式细胞术和抗体芯片技术分析T细胞介导的细胞因子的变化,采用ELISA检测肠MIS相关SIgA、IgG、IgA、IgM等含量,采用RT-PCR和WB检测肠粘膜免疫系统pIgR表达量,从而能够基于肠道MIS SIgA和pIgR的调控探讨痛泻要方治疗肝郁脾虚证溃疡性结肠炎的机制。
参考文献
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