乳铁蛋白在消化疾病中的应用价值

卫 霖，韩明子

哈尔滨医科大学附属二院消化内科，黑龙江 哈尔滨 150010

乳铁蛋白(lactoferrin，LF)是一种与铁结合的血清蛋白，主要分布在乳汁等分泌液及中性粒细胞中。乳铁蛋白在体液中的含量与中性粒细胞的数量成正比，故它可以作为一种炎性标志物。对粪便及腹水中的乳铁蛋白进行检测可以为腹痛和腹泻的原因及自发性腹膜炎的诊断提供可靠的依据。而对胰液和胰石中乳铁蛋白的分析则可以为胰石和维持胰腺炎症的蛋白栓形成提供病理生理学的信息。血清中的抗乳铁蛋白抗体有助于阐明自身免疫性胰腺炎及自身免疫性肝病的发病机制。幽门螺杆菌经由一种特殊的乳铁蛋白受体摄取铁也许是缺铁性贫血的重要原因，这有望为缺铁性贫血提供新的诊断线索和治疗方式。本文综述了乳铁蛋白在消化病中的应用价值，探讨值得关注的研究方向。

1 粪便中的乳铁蛋白

腹泻在临床上是一种很常见的症状，然而腹泻的诊断和治疗却存在很多困难与问题。腹泻的病因多种多样，如果可以通过一种简单的检测手段就能判断腹泻是否为炎症性质，那么许多侵入性的诊断方法就没有必要了。粪便中的白细胞代表肠道内存在炎症，故对粪便中白细胞的检测尤为重要，但是检测方法要求严格，且在临床上不易操作。Guerrant等[1]用一种抗乳铁蛋白抗体检测粪便中的中性粒细胞，这种方法的优点在于即便粪便存放时间过长，中性粒细胞已经大量流失、破坏也不要紧，而且检测很快、很方便，临床上和实验室都很容易做。他们证明了96%痢疾患者的粪便样本中乳铁蛋白含量增高，并得出结论，粪便乳铁蛋白是检测粪便中性粒细胞的一个有用指标[1]。乳铁蛋白有很强的稳定性，粪便可放置很长时间，并且乳铁蛋白可以用简单而便宜的方法检测出来，在临床上的实用性很强。粪便乳铁蛋白检测阴性只能解释为肠道没有显著的中性粒细胞，并且粪便中乳铁蛋白的含量和肠道炎症的活动(经过临床、内镜、组织学评估)呈平行关系。Walker等[2]对148例患病儿童(其中克罗恩病79例，溃疡性结肠炎62例，肠易激患者7例)和22例健康对照组的研究显示:溃疡性结肠炎与克罗恩病患者粪便乳铁蛋白的水平明显高于健康对照组，并且发现乳铁蛋白含量与IBD的其他活动性指标，如ESR的含量呈正相关。Dai等[3]评估了粪便乳铁蛋白与肠道炎症之间的关系，大样本的检测结果显示，粪便乳铁蛋白在包括传染性肠道疾病的炎症性肠病中含量明显高于肠易激综合征患者和健康人群。这给我们提供了鉴别肠道炎症和非肠道炎症的一种很好的方法。Schoepfer等[4]报道了乳铁蛋白在鉴别 IBS、IBD 与非炎症性肠病以及其他结肠炎的准确性。然而，Ashraf等[5]认为粪便乳铁蛋白对鉴别孟加拉国志贺菌和沙门菌等导致的感染性与非感染性腹泻意义不大。分类失败的原因可能是:45%的儿童还不到2岁，并且他们中的大多数是母乳喂养，可能出现假阳性结果;4.2%儿童严重的营养不良导致炎症反应缺乏，出现假阴性结果。

粪便乳铁蛋白也能够区分炎症性肠病和肠易激综合征。Kane等[6]对大样本进行评估后认为粪便乳铁蛋白对检测慢性IBD炎症的敏感性和特异性都很强，这种非侵入性对炎症的检测对腹痛腹泻患者非常有用。对活动性IBD和非活动性IBD的鉴别及IBD与IBS的鉴别也可以用乳铁蛋白[7-13]。乳铁蛋白的检测除了可作为区分器质性胃肠功能紊乱和功能性胃肠功能紊乱的工具，也具有预测疾病复发的作用。Javier等[14-15]测定163例静止期患者(89例 CD、74例UC)粪便乳铁蛋白含量，并应用临床上评价疾病的活动指数来判断是否复发。其结果显示:在随访中，粪便乳铁蛋白检测为阴性的患者中有10%复发，而检测为阳性的患者中有25%复发。粪便乳铁蛋白含量预测IBD复发的敏感性为62%，特异性为65%，预测UC复发的敏感性与特异性分别为46%和61%，CD两者的比例分别为77%和68%。

粪便乳铁蛋白也是一项检测治疗效果的指标，乳铁蛋白的浓度降低可以解释成对治疗有反应。回结肠切除术后的克罗恩病患者，乳铁蛋白水平高的术后更容易复发。回肠直肠吻合的直肠结肠切除术(IPAA)目前是经内科药物治疗效果不明显或仍有复发的溃疡性结肠炎患者的一种治疗手段。患者术后频繁而又紧急的腹痛可能是由于肠道的炎症环境，如憩室炎、克罗恩病所导致。粪便乳铁蛋白可以作为评价有症状IPAA术后患者疾病的一项敏感、非侵入性的初筛检测指标[16-17]。

2 腹水中的乳铁蛋白

腹水是肝硬化患者最常见的并发症。腹水往往在没有任何内源性感染源的情况下被感染，叫做自发性腹膜炎。随机选择的住院患者中自发性腹膜炎的发生率为10%～30%。对感染的控制主要是大量应用抗生素，然而住院患者的死亡率仍然高于20%，仅次于肝肾综合征[18]。腹膜炎的诊断是根据人工计算腹水中多形核中性粒细胞的数量。这个检查的过程是通过操作者的主观判断，而且在把腹水送往实验室的过程中细胞溶解会导致假阴性的结果。腹水培养不敏感、耗时长，容易延误诊断。

Parsi等[19]对148例肝硬化腹水患者的218个腹水样本做检测，以评价腹水乳铁蛋白对自发性腹膜炎的诊断效用。无论腹水培养是否为阳性，只要腹水每毫升中有≥250个多形核中性粒细胞，就可以诊断为自发性腹膜炎。22个(10.1%)腹水样本满足自发性腹膜炎的诊断标准，自发性腹膜炎的样本中乳铁蛋白的浓度明显高于非自发性腹膜炎的样本。用于诊断自发性腹膜炎试验的敏感性和特殊性分别为95.5%和97%。他们的结论是:做腹水乳铁蛋白测量的床边定性试验容易操作，并且可以作为肝硬化自发性腹膜炎的一项快速可靠的检测方法。

3 胰液和胰石中的乳铁蛋白

慢性胰腺炎的特征是胰腺不断地并不可逆的遭到破坏，外分泌功能失调，胰腺碳酸氢盐和酶类的分泌减少，钙和乳铁蛋白的分泌增加。

慢性胰腺炎的早期在小叶间和小叶内形成蛋白栓，蛋白栓通过反复的阻塞胰管系统来维持腺体内炎症。由于乳铁蛋白能够产生大量的酸性蛋白(如白蛋白)，它在慢性胰腺炎的蛋白栓形成中起到一定的作用[20]。Figarella等[21]最初假设胰腺中乳铁蛋白分泌过多可能会加重酒精对胰腺的损害。然而，接下来的研究并没有反映出长期酒精摄入对胰腺的损害程度与胰腺分泌乳铁蛋白浓度之间有明显的相关性，尽管他们证实乳铁蛋白在胰液中的浓度很高[22-23]。Fedail等[23-24]也报道了胰液中乳铁蛋白的高浓度，Brugge等[25]报道了十二指肠液中有大量的乳铁蛋白。然而，只有欧洲人慢性胰腺炎胰液分泌乳铁蛋白不断增加，日本人则不会，这种差异至今未明。

乳铁蛋白和胰石蛋白在慢性胰腺炎的胰石形成中有密切的关系。Jin等[26]测量了13例慢性钙化胰腺炎患者胰石中胰石蛋白和乳铁蛋白的含量。13例患者的胰石中都检测到了胰石蛋白，酒精性(n=6)和非酒精性(n=7)慢性胰腺炎胰石中胰石蛋白的含量无显著差异，13例中有5例检测到了乳铁蛋白。这些患者没有共同的病因，也没有共同的临床特征来解释乳铁蛋白的高含量，这5例中的3例乳铁蛋白高含量的原因可能是胆囊病变或胆胰管扩张所致的反复炎症。

Nagai等[27]分析了老年医院中上了年纪的尸检者胰腺内钙化的胰石。22例70岁以上的患者体内的石头直径为1～3 mm，数量为2～100个，广泛分布于胰腺内。所有的这些小结石是由碳酸氢钙组成的并呆在胰管远端的分支里。这些受检尸体内生前都没有胰腺炎病史也没有过提示胰腺异常的腹痛。在某种程度上，乳铁蛋白存在于腺泡细胞中，但它在蛋白栓中和在包绕蛋白栓的胰管鳞状上皮细胞的胞浆中浓度更高。他们认为乳铁蛋白在胰管内蛋白栓的最初形成阶段起到一定作用，因为它有聚合大量酸性蛋白的能力。

乳铁蛋白到底是来源于多形核中性粒细胞还是胰腺组织仍然不能确定，并且哪种蛋白对胰石的形成更重要目前还不确定。

4 血清中的抗乳铁蛋白抗体

目前有报道称自身免疫疾病患者体内含有血清抗乳铁蛋白抗体，这些自身免疫疾病包括:自身免疫性胰腺炎(AIP)、自身免疫性肝炎(AIH)、自身免疫性胆管炎(AIC)、原发性胆汁性肝硬化(PBC)、原发性硬化性胆管炎(PSC)、Ⅰ型糖尿病。

Muratori等[28]对来源于39例自身免疫性肝炎(AIH)、51例原发性胆汁性肝硬化(PBC)、17例自身免疫性胆管炎(AIC)、24例原发性硬化性胆管炎(PSC)和28例慢性丙型肝炎的患者的血清做了研究，与慢性丙型肝炎(3.5%)相比，AIH(25%)、PBC(25%)、PSC(29%)和AIC(35%)更容易发现抗乳铁蛋白抗体。在不同类型的自身免疫性肝病的患者体内都检测出了抗乳铁蛋白抗体。Ohana等[29]的实验报道了类似的结果。尽管抗乳铁蛋白抗体在自身免疫性肝病中的表达要远远多于病毒性肝炎，但它不能被看作自身免疫性肝病的特定血清学标记。

自身免疫性胰腺炎(AIP)是一种特殊的、与酒精不相关的慢性胰腺炎。AIP的特点是血清中IgG的含量增加、血清中表达自身免疫抗体(如抗乳铁蛋白抗体)、淋巴细胞浸润、胰腺纤维化、无胰腺钙化、合并其他自身免疫疾病和激素治疗有效[30-31]。Okazaki[31]在54例AIP的患者中检测到75%有抗乳铁蛋白抗体。Hardt等[32]发现了在48例非酒精性慢性胰腺炎的患者中21%有抗乳铁蛋白抗体。Taniguchi等[33]也在43例Ⅰ型糖尿病的患者中发现67%有抗乳铁蛋白抗体。

由于对上述提到自身免疫疾病相对低的敏感性、特异性和相关性，抗乳铁蛋白抗体对自身免疫性疾病的诊断和预后的价值是有限的。

从病因的角度看，胰腺外自身免疫性疾病的出现、自身免疫性胰腺炎与自身免疫性肝病、全身系统性红斑狼疮、溃疡性结肠炎、克罗恩病、原发性硬化性胆管炎和Ⅰ型糖尿病的抗乳铁蛋白抗体的联系暗示着在胰腺、肝脏和其他器官有抗乳铁蛋白抗体共同的靶抗原。Chari[34]最近给自身免疫性胰腺炎下了新的定义，即自身免疫性胰腺炎是一种系统性的纤维炎症性疾病，它不仅影响到胰腺，也影响到其他器官，包括胆管、唾液腺、腹膜后，还有淋巴结，受累的器官有IgG4淋巴浆细胞浸润，并且炎症过程对激素治疗敏感。抗乳铁蛋白抗体分布在各个组织中，包括胰腺、肝脏、胆管和中性粒细胞。抗乳铁蛋白的来源目前还未知。抗乳铁蛋白抗体仅仅只是自身免疫过程中的一个偶发现象或者是否在自身免疫性疾病的最初或自始自终都起到了致病的作用还尚不清楚。

5 乳铁蛋白与幽门螺杆菌

铁的获得在微细菌毒力的发挥中起到了重要的作用。不同的研究已经明确了幽门螺杆菌获得铁的方式。已有研究表明人乳铁蛋白为缺铁媒介中的细菌提供所有的生长要素。由于在浅表性胃炎患者切除的胃内找到了大量的乳铁蛋白，幽门螺杆菌通过特殊的乳铁蛋白受体摄取铁可能在幽门螺杆菌感染发挥毒力作用时起到主要作用。Dhaenens等[35]研究表明，在缺乏其他铁源的情况下，亚铁血红素和乳铁蛋白为细菌提供全部生长要素。

除了肠道丢失过多和经人体摄入过少以外，幽门螺杆菌感染胃肠道已成了难治性缺铁性贫血的新的原因(它对补铁疗法的反应不敏感)。幽门螺杆菌经由一种特殊的乳铁蛋白受体摄取铁也许是缺铁性贫血的重要原因[36-38]。Sugiyama 等[37]报道了 2 例绝经前期女患者，在根除幽门螺杆菌后长期贫血症状得到改善。2例患者胃肠道均无溃疡及出血点，生殖系统也均无出血，在成功根除幽门螺杆菌后，贫血症状明显改善，而且2年之内都无再发贫血。对一部分患者，根除幽门螺杆菌已成为治疗缺铁性贫血的一种手段。

粪便乳铁蛋白是一个区分IBD与IBS、评估IBD疾病活动、预测疾病复发敏感而又特殊的标志。胰腺内乳铁蛋白可能在慢性胰腺炎胰石的慢性沉淀形成中起重要作用。腹水乳铁蛋白可以作为肝硬化自发性腹膜炎的一项快速可靠的检测工具，并且床边定性试验容易操作。尽管血清抗乳铁蛋白抗体的诊断和预后价值有限，但是这也许有助于阐明自身免疫性胰腺炎和自身免疫性肝病的发病机制，还需要更进一步的研究来确认。幽门螺杆菌经由一种特殊的乳铁蛋白受体摄取铁也许是缺铁性贫血的重要原因，有望为缺铁性贫血提供新的诊断线索和治疗方式。

[1]Guerrant RL，Araujo V，Soares E，et al.Measurement of fecal lactoferrin as a marker of fecal leucocytes[J].J Clin Microbiol，1992，30(5):1238-1242.

[2]Walker TR，Land ML，Kartashov A，et al.Fecal lactoferrin is a sensitive and specific marker of disease activity in children and young adults with iInflammatory bowel disease [J].J Pediatr Gastroenterol Nutr，2007，44(4):414-422.

[3]Dai J，Liu WZ，Zhao YP，et al.Relationship between fecal lactoferrin and inflammatory bowel disease[J].Scand J Gastroenterol，2007，42(12):1440-1444.

[4]Schoepfer AM，Trummler M，Seeholzer P，et al.Accuracy of four fecal assays in the diagnosis of colitis[J].Dis Colon Rectum，2007，50(10):1697-1706.

[5]Ashraf H，Beltinger J，Alam NH，et al.Evaluation of fecal occult blood test and lactoferrin latex agglutination test in screening hospitalized patients for diagnosis inflammatory and noninflammatory diarrhea in Dhaka，Bangladesh[J].Digestion，2007，76(3-4):256-261.

[6]Kane SV，Sandborn WJ，Rufo PA，et al.Fecal lactoferrin is a sensitive and specific marker in identifying intestinal inflammation[J].Am J Gastroenterol，2003，98(6):1309-1314.

[7]Langhorst J，Elsenbruch S，Mueller T，et al.Comparison of 4 neutrophil-derived proteins in feces as indicators of disease activity in ulcerative colitis[J].Inflamm Bowel Dis，2005，11(12):1085-1091.

[8]Scher O，Naumann M，Shastri Y，et al.Prospective evaluation of fecal neutrophils-derived proteins in identifying intestinal inflammation:combination of parameters does not improve diagnostic accuracy of calprotectin[J].Aliment Pharmacol Ther，2007，26(7):1035-1042.

[9]Sipponen T，Savilahti E，Karkkainen P，et al.Fecal calprotectin，lactoferrin，and endoscopic disease activity in monitoring anti-TNF-alpha therapy for Crohn’s disease[J].Inflamm Bowel Dis，2008，14(10):1392-1398.

[10]Otten CM，Koh L，Witteman BJ，et al.Diagnostic performance of rapid tests for dection of fecal calprotectin and lactoferrin and their ability to discriminate inflammatory from irritable bowel syndrome[J].Clin Chem Lab Med，2008，46(9):1275-1280.

[11]Langhorst J，Elsenbruch S，Koelzer J，et al.Noninvasive markers in the assessment of intestinal inflammation in inflammatory bowel disease:performance of fecal lactoferrin，calprotectin，and PMN-elastase，CRP and clinical indices[J].Am J Gastroenterol，2008，108(1):162-169.

[12]Sutherland AD，Geary RB，Frizelle FA.Review of fecal biomarkers in inflammatory bowel disease[J].Dis Colon Rectum，2008，51(8):1283-1291.

[13]Xiang YJ，Ouyang Q，Li GD.Siginficance of facal lactoferrin inevaluation of disease activity in ulcerative colitis[J].National Medical Journal of China，2007，87(32):2262-2264.向英军，欧阳钦，李国栋.粪便乳铁蛋白在评价溃疡性结肠炎活动性中的价值[J].中华医学杂志，2007，87(32):2262-2264.

[14]Javier PG，Fernando B，Adirian GM，et al.Fecal calprotectin and lactoferrin for the prediction of inflammatory bowel disease relapse[J].Inflamm Bowel Dis，2009，15(8):1190-1198.

[15]Abraham BP，Kane S.Fecal markers:calprotectin and lactoferrin[J].Gastroenterol Clin North Am，2012，41(2):483-495.

[16]Parsi MA，Shen BO，Ackkan JP，et al.Fecal lactoferrin for diagnosis of symptomatic patients with ileal pouch-anal anastomosis[J].Gastroenterology，2004，126(5):1280-1286.

[17]Hayakawa T，Jin CX，Kitagawa M，et al.Lactoferrin in gastrointestinal disease[J].Intern Med，2009，48(15):1251-1254.

[18]Garcia-Tsao G.Current management of the complication of cirrhosis and portal hypertension:variceal hemorrhage，ascites，and spontaneous bacterial peritonitis[J].Gastroenterology，2001，120(3):726-748.

[19]Parsi M，Saadeh SN，Zein NN，et al.Ascites fluid lactoferrin for diagnosis of spontaneous bacterial peritonitis[J].Gastroenterology，2008，135(3):803-807.

[20]Hekman A.Association of lactoferrin with other proteins，as demon-strated by changes in electrophoretic mobility[J].Biochim Biophys Acta，1971，251(3):380-387.

[21]Figarella C，Sarles H.Lactoferrin，a protein of human pancreatic external secretion [J].Scand J Gactroenterol，1975，10(5):449-451.

[22]Multinger L，Figarella C，Sahel J，et al.Lactoferrin and albumin in human pancreatic juice[J].Dig Dis Sci，1980，25(3):173-178.

[23]Fedail SS，Harvey RF，Salmon PR，et al.Trypsin and lactoferrin levels in pure pancreatic juice in patients with pancreatic disease [J].Gut，1979，20(11):983-986.

[24]Tympner F.Selectively aspirated pure pancreatic secretion.Viscosity，trypsin activity，protein concentration and lactoferrin content of pancreatic juice in chronic pancreatitis[J].Hepatogastroenterology，1981，28(3):169-172.

[25]Brugge WR，Burke CA.Lactoferrin secretion in alcoholic pancreatic disease[J].Dig Dis Sci，1988，33(2):178-184.

[26]Jin CX，Naruse S，Kitagawa M，et al.Pancreatic stone protein of pancreatic calculi in chronic calcified pancreatitis in man[J].JOP，2002，3(2):54-61.

[27]Nagai H，Ohtsubo K.Pancreatic lithiasis in the aged.Its clinicopathology and pathogenesis[J].Gastroenterology，1964，86(2):331-338.

[28]Muratori L，Muratori P，Zauli D，et al.Antilactoferrin antibodies in autoimmune liver disease [J].Clin Exp Immunol，2001，124(3):470-473.

[29]Ohana M，Okazaki K，Hajiro K，et al.Antilactoferrin antibodies in autoimmune liver disease[J].Am J Gastroenterol，1998，93(8):1334-1339.

[30]Jin CX，Hayakawa T，Kitagawa M，et al.Lactoferrin in chronic pancreatitis[J].JOP，2009，10(3):237-241.

[31]Okazaki K.Autoimmune pancreatitis:etiology，pathogenesis，clinical findings and treatment.The Japanese experience[J].JOP，2005，6(1 Suppl):89-96.

[32]Hardt PD，Ewald N，Brokling K，et al.Distinct autoantibodies against exocrine pancreatic antigens in European patients with type I diabetes mellitus and non-alcoholic chronic pancreatitis[J].JOP，2008，9(6):683-689.

[33]Taniguchi T，Okazaki K，Okamoto M，et al.High prevalence of autoantibodies against carbonic anhydrase II and lactoferrin in type I diabetes:concept of the pancreas[J].Pancreas，2003，27(1):26-30.

[34]Chari ST.Current concepts in the treatment of autoimmune pancreatitis[J].JOP，2007，8(1):1-3.

[35]Dhaenens L，Szczebara F，Husson MO.Identification，characterization，and immunogenicity of the lactoferrin-binding protein from Helicobacter pylori[J].Infect Immun，1997，65(2):514-518.

[36]Yoshihara M，Hirai M，Tanaka N，et al.Remission of severe anemia persisting for over 20 years after eradication of Helicobacter pylori in cases of Ménètrier’s disease and atrophic gastritis:Helicobacter pylori as a pathogenic factor in iron-deficiency anemia[J].Intern Med，2003，42(10):971-977.

[37]Sugiyama T，Tsuchida M，Yokota K，et al.Improvement of longstanding iron-deficiency anemia in adults after eradication of Helicobacter pylori infection[J].Intern Med，2002，41(6):491-494.

[38]Ochoa TJ，Pezo A，Cruz K，et al.Clinical studies of lactoferrin in children[J].Biochem Cell Biol，2012，90(3):457-467.