來(lái)源:張勻 醫(yī)學(xué)參考報(bào)重癥醫(yī)學(xué)頻道
據(jù)《Molecular Nutrition & Food Research》2020年3月報(bào)道題:短肽型腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)對(duì)于急性胰腺炎大鼠腸道微循環(huán)和黏膜屏障的作用(作者張劍、張勻等)論文的第一作者為浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院張劍博士,論文的通訊作者為浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院梁廷波教授和張勻教授。項(xiàng)目獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金(81801640,81802359,81671893,81871545,81802334)的支持。
背景
20世紀(jì)80年代,研究燒傷的學(xué)者發(fā)現(xiàn),燒傷病人的創(chuàng)面尚無(wú)明顯感染時(shí),血液中已有腸道細(xì)菌,稱之為腸源性感染。繼而,進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),在組織缺血、缺氧時(shí),腸黏膜的通透性增加,腸腔內(nèi)的細(xì)菌、內(nèi)毒素可穿過(guò)腸黏膜細(xì)胞的緊密連接或直接透過(guò)黏膜細(xì)胞進(jìn)入至黏膜下層的淋巴管或門靜脈微細(xì)血管,再進(jìn)入到全身的淋巴系統(tǒng)或血循環(huán),稱之為細(xì)菌易位,這是腸源性感染或內(nèi)源性感染的一個(gè)途徑,也是危重癥病人后期出現(xiàn)繼發(fā)性感染的一個(gè)源泉。
繼“細(xì)菌易位”這一現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)后,進(jìn)一步的研究證實(shí)腸道有屏障功能,是由“黏膜屏障”、“免疫屏障”和“生物屏障”三部分組成。“怎樣預(yù)防內(nèi)源性感染”、“怎樣維護(hù)腸黏膜屏障”就成為臨床治療,特別是危重癥病人治療處理中的一個(gè)重點(diǎn)[1] 。
腸黏膜細(xì)胞有一個(gè)特點(diǎn),它70%的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)自于腸腔內(nèi),需與食糜直接接觸,方能增殖、修復(fù)。腸黏膜細(xì)胞對(duì)蛋白質(zhì)的攝取,大部分是以二肽或者三肽的形式,少部分是以氨基酸單體的形式。因此,整蛋白需要在腸腔內(nèi)分解為二肽、三肽和氨基酸,才能被腸黏膜細(xì)胞攝取[2] 。
既往已有研究證實(shí)短肽具有加強(qiáng)上皮細(xì)胞屏障、提高粘液和抗菌蛋白產(chǎn)生、促進(jìn)粘膜下層免疫細(xì)胞分化等作用[3] 。由于危重癥患者的腸道功能障礙,胰蛋白酶分泌減少[4],對(duì)整蛋白的消化能力下降,給予短肽型腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)制劑,跳過(guò)了整蛋白分解為短肽和氨基酸這一步驟,能夠?yàn)槟c黏膜細(xì)胞提供充分的營(yíng)養(yǎng)底物,有利于恢復(fù)腸道屏障功能,減少腸道菌群易位及腸源性感染的風(fēng)險(xiǎn)。但是,尚缺少短肽減少菌群異位的直接證據(jù)。
基于以上背景,浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院肝膽胰外科、浙江省胰腺病研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì),利用生物熒光標(biāo)記的檸檬酸桿菌示蹤技術(shù) , 在急性重癥胰腺炎動(dòng)物模型上,獲得了短肽減少菌群異位的直接證據(jù)。2020年1月21日,這項(xiàng)最新研究成發(fā)表于《分子營(yíng)養(yǎng)食品研究》(Molecular Nutrition Food Research,IF 4.653)。[5]
腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)維護(hù)腸屏障研究進(jìn)展
重癥急性胰腺炎(Severe Acute Pancreatitis,SAP)在臨床上是一個(gè)棘手的疾病,其死亡率高達(dá)39%,主要死因則是繼發(fā)于胰腺及胰周感染引起的膿毒癥和多器官功能衰竭。傳統(tǒng)治療SAP的主要方法之一是讓患者禁食,但是近年來(lái)越來(lái)越多的研究表明腸道在SAP進(jìn)展中具有關(guān)鍵作用。一方面,SAP繼發(fā)腸缺血/再灌注損傷所導(dǎo)致的腸黏膜屏障功能衰竭和細(xì)菌移位,是造成患者早期感染的第一步。另一方面,腸上皮需要腸內(nèi)滋養(yǎng)才能維持其結(jié)構(gòu)和功能,從而防止細(xì)菌腸外移位。因此,對(duì)于SAP患者,通過(guò)腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)來(lái)保護(hù)腸黏膜屏障并在早期維持腸道功能顯得尤為重要。與基于完整蛋白的腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)(Intact-Protein based Enteral Nutrition,IPEN)相比,短肽型腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)(Short-Peptide based Enteral Nutrition,SPEN)已在臨床上被認(rèn)為因更易被吸收而有效改善危重癥患者的營(yíng)養(yǎng)狀況,同時(shí)能使腹瀉、發(fā)熱等癥狀得到一定程度的緩解,那么是否是因?yàn)镾PEN具備維護(hù)腸屏障減少腸菌移位的作用而具有上述療效呢?目前尚無(wú)研究報(bào)道。
圖1:SPEN能夠減少SAP后腸道細(xì)菌腸外移位
(*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, N.S.,無(wú)顯著性差異)
通過(guò)生物熒光標(biāo)記的檸檬酸桿菌示蹤技術(shù),研究發(fā)現(xiàn)SPEN可以有效減少SAP后的腸道細(xì)菌向腸系膜淋巴結(jié)、門靜脈血、肝臟和脾臟的腸外細(xì)菌移位,表明SPEN在緩解腸源性感染方面起著重要作用。進(jìn)一步的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn),SPEN可顯著減輕SAP對(duì)腸道的“打擊”所造成的腸上皮電阻(Transepithelial Electrical Resistance,TEER)下降、腸道通透性增加、緊密連接蛋白ZO-1表達(dá)的下降以及腸黏液層剝落和杯狀細(xì)胞激活等機(jī)械屏障的損傷。
圖2:SPEN能夠緩解SAP后腸黏膜ZO-1表達(dá)的下降和腸道黏液層的破壞
此外,對(duì)腸道局部免疫狀態(tài)的分析顯示,SAP后腸道局部的趨化因子如CCR6、CCL20表達(dá)增加,誘導(dǎo)了腸黏膜固有層可極化局部免疫反應(yīng)的CD11c+樹突狀細(xì)胞的聚集,而SPEN可有效減輕上述過(guò)程。雖然SPEN對(duì)SAP所造成的系統(tǒng)炎癥因子如TNFα、IL-1β、IL-6的調(diào)節(jié)有限,但是通過(guò)對(duì)血液CD4+、CD8+、Th1、Th2、Treg細(xì)胞的流式分析,則揭示了SPEN可有效緩解SAP導(dǎo)致的系統(tǒng)免疫抑制。在對(duì)腸道肌層血流(Blood Flow in the Intestinal Lamina Muscularis,BFI)的檢測(cè)中研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)SPEN可改善SAP導(dǎo)致的腸黏膜微循環(huán)缺血,同時(shí),微血管結(jié)構(gòu)和內(nèi)皮細(xì)胞缺氧誘導(dǎo)因子hif-1α、促血管生成因子angpt-1、angpt-2和vegf-β等表達(dá)的檢測(cè)也證實(shí)了SPEN具有改善腸道血供及低氧狀態(tài)的作用。
圖3:SPEN能夠明顯改善SAP導(dǎo)致的腸道黏膜微循環(huán)障礙
在這項(xiàng)研究中,團(tuán)隊(duì)揭示了SPEN可通過(guò)改善SAP“打擊”腸道所導(dǎo)致的腸道微循環(huán)障礙、腸黏膜機(jī)械屏障損傷、腸黏膜局部免疫失衡和系統(tǒng)免疫抑制,最終減少腸道菌群的腸外移位,表明SPEN因具備了對(duì)腸屏障功能的保護(hù)作用,從而阻止了胰腺單一器官的炎癥進(jìn)展為腸源性感染、膿毒癥甚至免疫抑制和多器官功能衰竭的進(jìn)程。SPEN沒(méi)有足夠的能力改善胰腺局部和系統(tǒng)性炎癥的情況(如胰腺的病理?yè)p傷、血清中淀粉酶增加和持續(xù)的TNF-α、IL-1β和IL-6等促炎介質(zhì)),但是它減少了CCR6、CCL20趨化因子的表達(dá)、緩解腸黏膜CD11c+樹突狀細(xì)胞的浸潤(rùn)、改善腸道局部免疫抑制,從而維持腸道免疫穩(wěn)態(tài)。另一方面,SAP后腸道肌層出現(xiàn)了以血流量減少和血管密度降低為表現(xiàn)的微循環(huán)障礙,進(jìn)而導(dǎo)致腸道的病理形態(tài)學(xué)及屏障功能受損。由此腸道對(duì)病原菌的防御能力減弱,最終促使細(xì)菌向腸系膜淋巴結(jié)、門靜脈血、肝臟、脾臟等腸外器官移位。SPEN則可有效改善腸道微循環(huán)及低氧狀態(tài),從而阻止上述腸屏障破壞所導(dǎo)致的惡性循環(huán)。
總結(jié)
總之,短肽型腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)(SPEN)一方面可有效提供SAP患者的營(yíng)養(yǎng)需求,另一方面在改善腸黏膜微循環(huán)血供、維持腸道屏障功能、調(diào)節(jié)局部和全身免疫狀態(tài)等方面具有重要的作用,最終有助于緩解SAP后腸道細(xì)菌移位和腸源性感染。目前仍然需要進(jìn)一步的研究來(lái)證實(shí)SPEN作用于腸屏障的確切的分子機(jī)制,同時(shí)開展相關(guān)的臨床前瞻性對(duì)照試驗(yàn),盡早將本研究的初步成果轉(zhuǎn)化為具有確切療效的臨床干預(yù)技術(shù)。
論文的第一作者為浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院張劍博士,論文的通訊作者為浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院梁廷波教授和張勻教授。項(xiàng)目獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金(81801640,81802359,81671893,81871545,81802334)的支持。
參考文獻(xiàn):
1. 黎介壽.首選腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)的合理性[J],腸外與腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)雜志,2013,20(6):321-322.
2. 陳偉等.小肽的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制及生理學(xué)作用 [J].中華臨床營(yíng)養(yǎng)雜志,2013,21(5):300-303.
3. Immumodulatory Protein Hydrolysates and Their Application[J]. Nutrients,2018 (904).
4. S Wang, L Ma, Y Zhuang et al. Screening and risk factors of exocrine pancreatic insufficiency in critically ill adult patients receiving enteral nutrition. Critical Care, 2013,17 (4): 1-8.
5. Zhang J,...Zhang Y, Liang TB,. Effects of Short-Peptide-Based Enteral Nutrition on the Intestinal Microcirculation and Mucosal Barrier in Mice With Severe Acute Pancreatitis. Mol Nutr Food Res, 64(5), e1901191, Mar 2020. DOI:10.1002/mnfr.201901191.
聯(lián)系客服