林日添 吳 維 劉占舉
同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院消化內(nèi)科(200072)
炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)是一種累及消化道的慢性非特異性炎性疾病,包括潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)和克羅恩病(Crohn’s disease, CD)。近年來,IBD發(fā)病率逐年增加,但其病因和發(fā)病機(jī)制仍未完全明確[1]。目前研究認(rèn)為,IBD是由遺傳、環(huán)境、腸道菌群失衡、腸上皮屏障缺陷等多種因素共同參與,導(dǎo)致腸黏膜免疫系統(tǒng)異常應(yīng)答引起的炎性疾病[2-3]。腸系膜是一種重要的人體組織器官,參與腸道局部消化、能量代謝、免疫等,發(fā)揮重要生理效應(yīng)[4]。CD患者的腸系膜發(fā)生特征性病理改變,并影響疾病進(jìn)程[5-6]。本文就腸系膜與CD的關(guān)系及其可能機(jī)制作一綜述。
腸系膜是一種連續(xù)的結(jié)締組織膜,屬于腹膜外器官。其將腸道固定于后腹膜腔內(nèi),可分為小腸系膜、右半結(jié)腸系膜、橫結(jié)腸系膜、左半結(jié)腸系膜、乙狀結(jié)腸系膜和直腸系膜。末端回腸系膜與右半結(jié)腸系膜在回盲部腸系膜匯合,右半結(jié)腸系膜與橫結(jié)腸系膜匯合處為肝曲,橫結(jié)腸系膜與左半結(jié)腸系膜在脾曲腸系膜處匯合[7-8]。腸系膜主要由脂肪組織、淋巴組織、纖維組織、動脈和靜脈血管、神經(jīng)系統(tǒng)、腸系膜淋巴結(jié)(mesenteric lymph node, MLN)等組成,參與腸道局部消化生理、能量代謝、免疫、營養(yǎng)、發(fā)育、內(nèi)分泌調(diào)節(jié)等功能[4]。
腸系膜脂肪組織(mesenteric adipose tissue, MAT)主要是由白色脂肪組織(white adipose tissue, WAT)包繞形成,是最具生物活性的脂肪沉積物之一,可能與慢性炎癥相關(guān),可促進(jìn)局部或全身炎癥反應(yīng)。生理狀態(tài)下,WAT主要由脂肪細(xì)胞、前脂肪細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、白細(xì)胞、干細(xì)胞等組成,參與能量代謝和局部免疫功能,可分泌促炎細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、IL-1、IL-8和抗炎細(xì)胞因子如IL-4、IL-10。此外,MAT還具有內(nèi)分泌功能,可分泌脂肪細(xì)胞因子如瘦素、脂聯(lián)素以及趨化因子等[5]。豐富的淋巴網(wǎng)絡(luò)占據(jù)腸系膜結(jié)締組織的各個層次,其位于腹膜化的腸系膜表面0.1 mm以內(nèi)并以平均間隔0.17 mm的距離分布,在手術(shù)中特別容易受損[9]。
腸系膜與鄰近器官間的多層次和連續(xù)性結(jié)構(gòu)為維持穩(wěn)態(tài)提供了平臺,但同時也成為疾病傳播路徑。腸系膜疾病可分為原發(fā)性和繼發(fā)性兩類,前者包括結(jié)構(gòu)異常引起的病變(腸系膜扭轉(zhuǎn)、先天性腸旋轉(zhuǎn)不良、腸系膜缺損引起的腸內(nèi)疝等)、血管性病變(動脈栓塞、靜脈栓塞)、腸系膜囊腫、原發(fā)性腫瘤、淋巴系統(tǒng)病變(淋巴管炎、淋巴管擴(kuò)張和堵塞、淋巴結(jié)炎等)、硬化性腸系膜炎、脂膜炎等,后者包括腫瘤轉(zhuǎn)移、CD、代謝性疾病(肥胖、糖尿病)、動脈硬化等[4-5,10]。
1. CD腸系膜病理:CD患者的腸系膜可出現(xiàn)血管增生、擴(kuò)張、扭曲變形,腸系膜膿腫、脂膜炎,脂肪肥厚、堆積形成“匍匐性脂肪”(creeping fat),腸壁與腸系膜黏連、瘺管形成、囊腫,腸系膜周圍炎性滲出等病理改變。腸系膜淋巴系統(tǒng)亦可發(fā)生病理改變,包括淋巴管炎、新生淋巴管生長浸潤、淋巴管擴(kuò)張和堵塞、淋巴結(jié)腫大、細(xì)菌移位、淋巴結(jié)感染等[10]。文獻(xiàn)報道通過影像學(xué)檢查可發(fā)現(xiàn)CD患者的腸系膜膿腫[11-12],腹部增強(qiáng)CT可顯示腸系膜血管增生、擴(kuò)張、扭曲變形,纖維脂肪增厚,小腸系膜側(cè)出現(xiàn)多個管狀曲折影,形成梳齒征[13]?!百橘胄灾尽笔荂D患者M(jìn)AT的特征性變化,表現(xiàn)為脂肪肥厚,炎癥腸管周圍有大量異位脂肪包裹,覆蓋約50%的小腸和結(jié)直腸表面[5,14]。此種改變與腸黏膜炎癥有密切聯(lián)系。
2. MAT與CD:早年研究[15]已發(fā)現(xiàn)CD患者的肥厚MAT可通過合成、分泌TNF-α參與炎癥反應(yīng)。CD患者的MAT中有大量炎癥細(xì)胞浸潤,包括CD68+單核巨噬細(xì)胞、CD3+T細(xì)胞、CD20+B細(xì)胞[16]。有研究[17]建立了存在匍匐性脂肪的小鼠重度結(jié)腸炎模型,發(fā)現(xiàn)與對照組小鼠的正常MAT相比,匍匐性脂肪合成功能降低,三酰甘油和脂肪細(xì)胞明顯減少,脂肪標(biāo)記物(激素敏感性脂肪酶、圍脂滴蛋白)、脂肪細(xì)胞因子(瘦素、脂聯(lián)素)表達(dá)下調(diào),促炎細(xì)胞因子、纖維性標(biāo)記物表達(dá)增多,參與腸黏膜炎癥反應(yīng)。此種脂肪組織功能的特征性改變亦發(fā)生于CD患者的匍匐性脂肪中,CD患者還可出現(xiàn)脂肪細(xì)胞體積變小的表現(xiàn)[17-18]。另有研究[19]發(fā)現(xiàn),與配對正常腸段MAT相比,CD患者的肥厚MAT中脂質(zhì)儲存降低,脂肪酸合酶、脂肪三酰甘油脂酶減少,葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1、醛縮酶C、乳酸水平增高,結(jié)構(gòu)失去規(guī)則(膠原含量顯著增多),且處于缺氧狀態(tài),并認(rèn)為肥厚MAT結(jié)構(gòu)紊亂和功能障礙可能與缺氧有關(guān)。此外,研究顯示慢性結(jié)腸炎動物模型MAT中可檢測到細(xì)菌移位,伴有免疫細(xì)胞浸潤和細(xì)胞因子釋放增加[20],CD患者的MAT中亦可觀察到此現(xiàn)象[21],并認(rèn)為此種免疫炎癥反應(yīng)是MAT對細(xì)菌移位的防御反應(yīng)。MAT是CD疾病活動性指標(biāo)C反應(yīng)蛋白(CRP)的重要來源,脂肪細(xì)胞產(chǎn)生大量CRP可能是由局部炎癥和細(xì)菌移位所觸發(fā)[21]。CD患者M(jìn)AT中的細(xì)菌移位可能涉及以下機(jī)制[20-21]:①腸黏膜屏障損傷,大量細(xì)菌抗原被吸收;②前脂肪細(xì)胞可分化為巨噬細(xì)胞吞噬細(xì)菌,脂肪細(xì)胞表達(dá)Toll樣受體2(TLR2)、TLR4、NOD等識別細(xì)菌抗原;③腸黏膜內(nèi)樹突細(xì)胞(DC)吞噬細(xì)菌抗原并隨血流或淋巴液遷移至腸系膜。綜上,CD患者的MAT在質(zhì)和量方面均發(fā)生明顯變化,在腸黏膜炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。
細(xì)胞凋亡機(jī)制缺陷在CD發(fā)病中起有重要作用。研究[22]發(fā)現(xiàn)CD患者M(jìn)AT中細(xì)胞凋亡較對照者減少并與脂肪細(xì)胞面積顯著相關(guān),細(xì)胞凋亡缺陷可用以解釋CD患者M(jìn)AT的單一形態(tài)學(xué)特征,并參與CD的病理生理學(xué)機(jī)制。此外,CD患者的MAT還存在自噬活化缺陷,從而參與炎癥反應(yīng)的維持[23]。
近期研究還發(fā)現(xiàn)脂肪組織是外周血微RNAs(miRNAs)的重要來源,源自脂肪組織的miRNAs可參與調(diào)控遠(yuǎn)處組織的基因表達(dá),從而影響其生理功能[24]。在不同疾病狀態(tài)下,不同脂肪組織可產(chǎn)生特異性miRNAs參與疾病發(fā)生、發(fā)展。目前對CD患者M(jìn)AT的miRNAs表達(dá)譜及其功能尚不清楚,有待進(jìn)一步研究探討。
CD患者的MAT中有大量巨噬細(xì)胞浸潤,其M1型和M2型功能表型均可由瘦素和脂聯(lián)素誘導(dǎo)激活,但以M2型巨噬細(xì)胞激活為主,分泌大量IL-6、IL-10、TNF-α。CD患者匍匐性脂肪中的脂肪細(xì)胞依賴性微環(huán)境中以M2型巨噬細(xì)胞占優(yōu)勢,提示MAT在CD中可能具有保護(hù)、限制腸道炎癥的潛能[25]。
腸系膜有豐富的血供和淋巴系統(tǒng),具有重要生理保護(hù)作用,在腹部手術(shù)中應(yīng)予重視[6]。目前認(rèn)為腸系膜在CD中主要發(fā)揮致病效應(yīng),然而除促炎介質(zhì)外,CD患者的MAT還可分泌抑制性因子如CD163、IL-1受體拮抗劑(IL-1ra)等[18],同時存在M2型巨噬細(xì)胞聚集[25],從而可能發(fā)揮保護(hù)作用。因此,闡明腸系膜在CD發(fā)生、發(fā)展中的確切作用及其可能機(jī)制具有重要意義。
研究[26]發(fā)現(xiàn)與正常對照者相比,CD患者M(jìn)LN中的CD4+T細(xì)胞可產(chǎn)生大量干擾素-γ(IFN-γ)和IL-17,髓系DC可誘導(dǎo)Th1型免疫應(yīng)答,提示MLN為CD發(fā)病的關(guān)鍵部位。MLN出現(xiàn)肉芽腫是反映CD疾病嚴(yán)重程度的指標(biāo)之一。研究[27]顯示CD患者M(jìn)LN肉芽腫的出現(xiàn)與術(shù)后內(nèi)鏡下和臨床復(fù)發(fā)密切相關(guān),而腸壁內(nèi)肉芽腫與術(shù)后復(fù)發(fā)無關(guān)。新近研究[28]發(fā)現(xiàn)MLN肉芽腫與年輕患者和透壁性炎癥顯著相關(guān),與肛周病變、回結(jié)腸CD、腸壁內(nèi)肉芽腫和膿腫、固有肌層和漿膜層纖維化等亦有一定聯(lián)系。
有研究者發(fā)現(xiàn),完全腸內(nèi)營養(yǎng)可通過恢復(fù)脂肪細(xì)胞形態(tài)、下調(diào)促炎因子如TNF-α、瘦素表達(dá)減輕活動期CD患者的MAT改變,但確切機(jī)制尚不清楚[29]。其作用可能與改變腸道微生態(tài)平衡、降低腸腔內(nèi)抗原濃度、恢復(fù)腸黏膜屏障、抑制黏膜內(nèi)免疫細(xì)胞激活等有關(guān)。
影像學(xué)檢查是發(fā)現(xiàn)CD患者腸系膜病變的關(guān)鍵,有望作為疾病活動性評估手段。由于腸系膜取材的局限性,對于擬接受手術(shù)治療的CD患者,術(shù)中應(yīng)采集腸系膜進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)(如炎癥因子、炎癥細(xì)胞、脂肪細(xì)胞形態(tài)和功能、MLN等)檢測,以作為預(yù)后預(yù)測和相關(guān)治療的依據(jù)。
綜上所述,腸系膜是一種具有重要生理效應(yīng)的組織器官,在維持腸道生理功能方面發(fā)揮重要作用。CD患者的腸系膜發(fā)生明顯病理性改變,影響疾病發(fā)生、發(fā)展。深入研究腸系膜的病理生理學(xué)變化,對進(jìn)一步了解CD的發(fā)病機(jī)制并提高其臨床診治水平具有重要意義。穿透型與非穿透型CD患者腸系膜病理表現(xiàn)的異同,以及腸系膜炎癥通過何種途徑影響腸道黏膜等,均為后續(xù)深入研究的方向。
1 Eisenstein M. Biology: A slow-motion epidemic[J]. Nature, 2016, 540 (7634): S98-S99.
2 Ungaro R, Mehandru S, Allen PB, et al. Ulcerative colitis[J]. Lancet, 2017, 389 (10080): 1756-1770.
3 Torres J, Mehandru S, Colombel JF, et al. Crohn’s disease[J]. Lancet, 2017, 389 (10080): 1741-1755.
4 Coffey JC, O’Leary DP. The mesentery: structure, function, and role in disease[J]. Lancet Gastroenterol Hepatol, 2016, 1 (3): 238-247.
5 Drouet M, Dubuquoy L, Desreumaux P, et al. Visceral fat and gut inflammation[J]. Nutrition, 2012, 28 (2): 113-117.
6 Coffey JC, O’Leary DP, Kiernan MG, et al. The mesentery in Crohn’s disease: friend or foe?[J]. Curr Opin Gastroenterol, 2016, 32 (4): 267-273.
7 Culligan K, Coffey JC, Kiran RP, et al. The mesocolon: a prospective observational study[J]. Colorectal Dis, 2012, 14 (4): 421-428; discussion 428-430.
8 Coffey JC. Surgical anatomy and anatomic surgery - Clinical and scientific mutualism[J]. Surgeon, 2013, 11 (4): 177-182.
9 Culligan K, Sehgal R, Mulligan D, et al. A detailed appraisal of mesocolic lymphangiology -- an immunohisto-chemical and stereological analysis[J]. J Anat, 2014, 225 (4): 463-472.
10 von der Weid PY, Rehal S, Ferraz JG. Role of the lymphatic system in the pathogenesis of Crohn’s disease[J]. Curr Opin Gastroenterol, 2011, 27 (4): 335-341.
11 Teeples TJ, Tabibian JH. Images in clinical medicine. Mesenteric abscess in Crohn’s disease[J]. N Engl J Med, 2013, 368 (7): 663.
12 Hokama A, Kinjo F, Tomiyama R, et al. Mesenteric abscess in Crohn’s disease[J]. Gastrointest Endosc, 2005, 62 (2): 306; discussion 306.
13 Madureira AJ. The comb sign[J]. Radiology, 2004, 230 (3): 783-784.
14 Peyrin-Biroulet L, Chamaillard M, Gonzalez F, et al. Mesenteric fat in Crohn’s disease: a pathogenetic hallmark or an innocent bystander?[J]. Gut, 2007, 56 (4): 577-583.
15 Desreumaux P, Ernst O, Geboes K, et al. Inflammatory alterations in mesenteric adipose tissue in Crohn’s disease[J]. Gastroenterology, 1999, 117 (1): 73-81.
16 Yamamoto K, Kiyohara T, Murayama Y, et al. Production of adiponectin, an anti-inflammatory protein, in mesenteric adipose tissue in Crohn’s disease[J]. Gut, 2005, 54 (6): 789-796.
17 Olivier I, Théodorou V, Valet P, et al. Is Crohn’s creeping fat an adipose tissue?[J]. Inflamm Bowel Dis, 2011, 17 (3): 747-757.
18 Zulian A, Cancello R, Micheletto G, et al. Visceral adipocytes: old actors in obesity and new protagonists in Crohn’s disease?[J]. Gut, 2012, 61 (1): 86-94.
19 Zuo L, Li Y, Zhu W, et al. Mesenteric Adipocyte Dysfunction in Crohn’s Disease is Associated with Hypoxia[J]. Inflamm Bowel Dis, 2016, 22 (1): 114-126.
20 Batra A, Heimesaat MM, Bereswill S, et al. Mesenteric fat - control site for bacterial translocation in colitis?[J]. Mucosal Immunol, 2012, 5 (5): 580-591.
21 Peyrin-Biroulet L, Gonzalez F, Dubuquoy L, et al. Mesenteric fat as a source of C reactive protein and as a target for bacterial translocation in Crohn’s disease[J]. Gut, 2012, 61 (1): 78-85.
22 Dias CB, Milanski M, Portovedo M, et al. Defective apoptosis in intestinal and mesenteric adipose tissue of Crohn’s disease patients[J]. PLoS One, 2014, 9 (6): e98547.
23 Leal RF, Coy CS, Velloso LA, et al. Autophagy is decreased in mesenteric fat tissue but not in intestinal mucosae of patients with Crohn’s disease[J]. Cell Tissue Res, 2012, 350 (3): 549-552.
24 Thomou T, Mori MA, Dreyfuss JM, et al. Adipose-derived circulating miRNAs regulate gene expression in other tissues[J]. Nature, 2017, 542 (7642): 450-455.
25 Kredel LI, Batra A, Stroh T, et al. Adipokines from local fat cells shape the macrophage compartment of the creeping fat in Crohn’s disease[J]. Gut, 2013, 62 (6): 852-862.
26 Sakuraba A, Sato T, Kamada N, et al. Th1/Th17 immune response is induced by mesenteric lymph node dendritic cells in Crohn’s disease[J]. Gastroenterology, 2009, 137 (5): 1736-1745.
27 Li Y, Stocchi L, Liu X, et al. Presence of Granulomas in Mesenteric Lymph Nodes Is Associated with Postoperative Recurrence in Crohn’s Disease[J]. Inflamm Bowel Dis, 2015, 21 (11): 2613-2618.
28 Sun X, Yuan L, Li Y, et al. Association of granulomas in mesenteric lymph nodes in Crohn’s disease with younger age and transmural inflammation[J]. J Gastroenterol Hepatol, 2017, 32 (8): 1463-1468.
29 Feng Y, Li Y, Mei S, et al. Exclusive enteral nutrition ameliorates mesenteric adipose tissue alterations in patients with active Crohn’s disease[J]. Clin Nutr, 2014, 33 (5): 850-858.