溃疡性结肠炎黏膜愈合相关生物标志物的研究进展

胡艺丽 李媛媛 杨勤南京中医药大学（南京 003）；南京市中医药大学附属南京中医院（南京 0000）

溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）是一种以慢性炎症为特征的结肠疾病，引起异常免疫反应的原因尚不清楚，其炎症仅限于结肠黏膜。UC的主要症状可有腹痛、腹泻、黏液或脓血便等特征，内镜下可见受累结肠黏膜水肿、脆而易出血以及溃疡或假性息肉形成［1］。近几十年来，UC的临床试验研究表明对于UC患者的黏膜炎症反应和治疗，MH可能是比临床和生化评估更可靠的治疗目标，研究终点已经从单纯的临床反应转变为MH。据报道MH与降低复发率、减少住院治疗以及减少UC和CD手术需要等方面有关［2］。近几年关于预测UC黏膜愈合的非侵入性生物标志物的研究成果显著。笔者主要通过检索PubMed网站上近几年的相关文献，发现粪便钙卫蛋白（fecal calprotectin，FC）、粪便免疫化学测试（fecal immunochemical Test，FIT）、粪便乳铁蛋白（fecal lactoferrin，FL）C-反应蛋白（C-reactiveprotein，CRP）、高迁移率族蛋白 B1（high mobility group Box-1 protein，HMGB1）等标志物都与UC的MH有关。

1 黏膜愈合与生物标志物

“黏膜愈合”一词最早是由临床医生Burton I.Korelitz提出，在当时这个术语仅表示黏膜的组织学变化。但这种“组织学愈合”的概念，其接受人群是非常有限的。随着人们对“黏膜愈合”概念的深入了解，内镜缓解作为了其新的概念。但至今为止，MH仍缺少一个标准化定义，预测MH的因素在很大程度上也是未知的［3］。但在不同的研究和临床试验中，MES为0和1的分数被用作MH的定义。众所周知，目前内镜评估为MH的金标准，但是内镜评估有它的缺陷之处，比如患者的不适、高额的检查费用以及可能出现的并发症，甚至有研究［4］认为结肠镜检查本身可能使IBD患者的病情恶化，即使处于缓解状态也可能如此。纵观上述内镜评估的缺点，非侵入性生物标志物可能更适合评估MH。

2 粪便钙卫蛋白（faecal calprotectin，FC）

2.1粪便钙卫蛋白的特点钙卫蛋白在1980年由Fagerhol最早提出，是S-100蛋白家族的一种钙和锌结合蛋白，在人嗜中性粒细胞和巨噬细胞的细胞溶胶中被发现。FC在中性粒细胞胞质中占总蛋白含量的60%，反映了嗜中性粒细胞向肠腔的迁移，所以可以用作肠道炎症的敏感标记。FC一般主要通过酶联免疫吸附试验（ELISA）或快速检测装置以一种简单的非侵入性方法，在粪便中获取其水平。此外，在其他发生炎症的液体中，如血清、尿液、脑脊液也可以检测和定量。

2.2粪钙卫蛋白与黏膜愈合的关系据以前的文献显示，FC的应用比内镜检查更便宜、更容易、更安全［5］。目前，有充足的证据表明FC与内镜下MH及炎症的组织学评分密切相关［6］。FUKUNAGA 等［7］对113例UC患者和42例CD患者进行内镜和临床诊断评估，并对患者粪便及其血清进行分析，发现FC水平与内镜等级和临床疾病活动密切相关。KRISTENSEN等［8］研究发现在药物治疗UC后，当FC＜250 μg/g时，它标志着内镜下UC的MH。YAMAGUCHI等［9］发现FC水平与M-MES之间的相关系数为0.79，FC水平与MH的程度以及病情的严重程度有显著的相关性。多项研究表明，FC＞300 μg/g时，对于预测MH具有61%的敏感度和89%的特异度［19］；FC水平为115 μg/g时，预测临床缓解和MH之后的复发具有83%的敏感性和81%的特异性［11］。FC为187.0 μg/g的 FC 切断水平提示完全 MH（MES=0；UCEIS=0，敏感性和特异性分别为0.857和0.891 12。

2.3粪钙卫蛋白预测黏膜愈合侧重的优势虽然目前很多研究报道FC预测MH敏感性与特异性很高，但确有偏重。FC与FIT相比，更加侧重于监测活动性炎症的黏膜状态。CHANG等［13］对84例患有UC的患者进行共110例结肠镜检查，并在结肠镜检查前2 d采集粪便样本数据。结果发现在持续高内窥镜活动的患者中，FC更适合反映内镜活动变化方面。HIRAOKA等［14］通过分析110例UC患者内镜与FC之间的关系发现FC分析在用于监测活性炎症患者的黏膜状态上更有优势。

3 粪便免疫化学检测（fecal immunochemical test，FIT）

3.1粪便免疫化学检测的特点FIT是一种针对人类血红蛋白的抗体测定粪便血红蛋白浓度的检测方法，目前已经被用于预测UC患者的MH，其敏感性为92%，特异性为71%［15］。在日本的许多医院都有结直肠癌筛查的FIT自动化设备，所以这种评估UC中黏膜愈合的无创方法具有广泛使用的可能。

3.2粪便免疫化学检测与黏膜愈合的关系HIRAOKA等［16］在之前的研究中已经报告了定量粪便免疫化学测试的结果能有效地反映UC的黏膜状态，在此基础上，又认为连续测量静止期UC患者中FIT达到黏膜愈合时阴性FIT有助于确定临床复发症状尚未呈现的患者。另一项研究认为FIT可以用于监测UC的MH，在研究中测量了140例接受结肠镜检查的UC患者的定量FIT和FC，发现当FIT＜50 ng/mL预测内镜治疗以及组织学治疗下其敏感性、特异性和阳性预测值都很高［17］。

3.3粪便免疫化学检测预测黏膜愈合侧重的优势与FC相比，FIT拥有的优势包括成本低、操作简单和处理干净以及使用自动测量系统进行快速测量的能力［18］。此外一项研究对92例UC患者进行了105次结肠镜检查，并将FIT与FC在预测MH方面作出了比较，他们认为FIT比FC在预测MES为0时更加敏感［19］。另外一项研究也表明了FIT在阴性结果中具有优势，可以有效地预测MH［14］。虽然FIT在预测MH方面比较敏感，可以用于评价内镜活动，但是不能预测疾病的严重程度。RYU等［20］通过研究认为粪便血红蛋白可以作为内镜和临床疾病活动的标志物，其阴性的FIT可以准确反映MH和疾病的缓解，但是对206例UC患者进行回顾性分析，发现FIT与疾病程度没有相关性。

3.4粪便乳铁蛋白（fecal lactoferrin，FL）

3.4.1粪便乳铁蛋白的特点乳铁蛋白是一种铁结合的糖蛋白，是多形核中性粒细胞的二次颗粒。它在炎症过程中通过脱粒作用释放，随后嗜中性粒细胞与血管内皮粘附，并进一步释放乳铁蛋白，一般在活动性IBD中，FL的浓度可增加数百倍。FL是UC中肠炎的特异性和敏感性标记，它不仅只存在于粪便中，还表达于泪液、滑膜液、母乳和唾液中。与FC相同，FL水平也可以通过非侵入性ELISA检测来定量检测。

3.4.2粪便乳铁蛋白与黏膜愈合的关系大量试验表明FL对MH有预测作用，最近一项研究［21］纳入45例UC成年白种人，使用内窥镜Mayo评分系统在结肠镜检查中评估黏膜炎症，并分别检测了FL、FC以及一些血清生物标志物，结果发现FC（r=0.880，P＜ 0.001）和FL（r=0.799，P＜0.001）均与Mayo内窥镜评分密切相关。LANGHORST等［22］也认为FL能够区分UC患者与临床缓解和轻度疾病的黏膜愈合，与内窥镜有显著的相关性，并具有一定的预测性。一项研究中甚至认为FL与临床、内镜和组织学评分的相关性均可与FC检测相当［23］。虽然FL与FC相比，诊断UC的准确性较低，但通过临床、内镜和组织学参数估计FL与UC活性之间的平行关系，可以发现FL可能是一种有用的非侵入性诊断工具，可用于监测治疗效果，特别是MH。当然，也有一些研究表明FL与内镜不相关。一项研究纳入了42例UC患者，比较FL、WBC、ESR、CRP与UC内镜分级的关系，发现虽然FL的含量随内镜分级程度的升高而升高，但是二者的相关性不明显r=0.419 9（P=0.051 7），作者认为导致这种结果的原因可能与样本含量少有关［24］。

4 C-反应蛋白（C-reactiveprotein，CRP）

4.1C-反应蛋白的特点C-反应蛋白（CRP）是肝脏对多种急性和慢性炎症反应产生的一种蛋白质，由五种成分组成。CRP在健康个体肝细胞分泌的循环中保持低水平（＜1 mg/L），正常值在0.20～6.10 mg/L之间。但在IBD活动期，人体产生的CRP为5～200 mg/L。CRP在CD中比UC更敏感，且在UC中血清CRP具有较低的敏感性，因此不能单纯依赖于排除这种疾病的诊断。

4.2C-反应蛋白与黏膜愈合的关系CRP可以区分活跃期与静止期的UC以及反应MH的趋势，与UC的MH具有有一定的相关性［25］。虽然CRP已被提议作为UC中MH的替代标志物，但由于CRP反应性较弱、特异性较低且CRP的遗传变异可能会导致其整体较低的敏感性，所以总体的相关性较差［26］。YOON 等［27］研究了CRP和ESR与侵入性内镜严重程度指数之间的关系，此研究对552例患者进行了722次内窥镜检查，并采用了五种广泛使用的内窥镜评分系统进行评估，得出CRP对内镜评估的敏感性和特异度范围分别为50.5%～53.3%和68.7%～71.3%，可以看出CRP与UC患者的内镜活动指数仅有轻微的相关性。敏感性的缺乏表明，CRP不足以测量内镜下的严重程度，所以它的使用应被视为临床观察和体格检查的辅助。还有一项研究将CRP和FC与内镜相关性相互对比发现，内镜下活动与CRP、FC的敏感性和特异性分别为0.49%和0.92%，0.88%和0.73%，可以看出在二者与内镜的关系中FC 更敏感［28］。

5 其他生物标志物与黏膜愈合的关系

近年来研究者发现有许多新的生物标志物与UC的MH都有一定的关系，但是目前文献数量稀少，之后仍需要大量的实验数据加以证明。

5.1基质金属蛋白酶9（matrix metalloprotein-9，MMP-9）MMP-9是参与正常黏膜防御的锌依赖酶之一，在IBD的中性粒细胞中也大量释放［29］。粪便MMP-9与CD的任何活性指数都没有相关性，但是与UC的临床、内窥镜检查和组织学活性之间存在强烈的关联［30］。一项研究发现，在UC患者中粪便MMP-9水平与总体Mayo评分（P＜0.001）、内镜评分（P＜0.001）、血清c反应蛋白水平（P=0.002）显著相关，研究结果说明MMP-9具有作为对UC疾病活动和MH非侵入性评估方式的潜质［31］。

5.2粪便几丁质酶3-样-1（faecal chitinase 3-like-1，CHI3L1）CHI3L1是40 kD糖蛋白，在许多人类癌症和以慢性炎症与组织重塑为特征的非肿瘤疾病状态中上调，血清CHI3L1升高也与类风湿性关节炎，骨关节炎，肝纤维化，炎症性肠病和细菌性败血症的疾病严重程度相关。现在研究已经表明粪便CHI3L1分析可能有助于预测IBD粘膜炎症的严重程度和活性［32］。BUISSON 等［33］在32个UC患者中发现，当粪便CHI3L1＞15 ng/g时与内镜活动的敏感性为81.8%，特异性为81.8%；当FC＞250 μg/g时，敏感性为86.4%，特异性为86.4%。从结果显示，FC与粪便CHI3L1在预测内镜活动方面的敏感性和特异性在伯仲之间。

5.3血清三叶因子（serum human trefoil factor 3，TFF3）TFF3主要由小肠及结肠的杯状细胞分泌，其在胃肠道黏膜保护和溃疡修复过程中发挥重要作用。SRIVASTAVA等［34］研究了74例UC患者的TFF3与MH的关系，发现血清TFF3水平＜1.27 ng/mL时，敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为70%、68%、75%、62%，血清TFF3可作为评估UC患者MH的生物标志物。

5.4转录血液标志物（transcriptional blood biomarkers）PLANELL等在内镜下共收集了152例UC患者的全血样，用微阵列分析了25个UC个体和20个对照组的血液RNA。在几种基因中观察到HP，CD177，GPR84和S100A12与内镜活性程度的显着相关性。使用HP作为内镜疾病活动的预测指标，观察到的准确率为67.3%，而CRP、红细胞沉降率和血小板计数分别为52.4%，45.2%和30.3%。这说明UC患者的转录变化对内镜活动比较敏感［35］。

5.5脓毒症标志物（sepsis markers）——可溶性IL-2受体（Soluble IL-2 Receptor）脓毒症中IL-2与CD14亚型都被报道与MH有显著关系。HOSOMI等［36］为了探讨脓毒症标志物是否为MH的潜在生物标志物，在一项研究中纳入68例UC患者和33例乳糜泻患者，在患有UC的患者中，无cMH患者的SIL-2R水平显着高于患有cMH的患者。他们认为在鉴别UC中的cMH方面，sIL-2R水平具有较高的诊断价值。

5.6粪便高迁移率族蛋白B1（high mobility group box-1 protein，HMGB1）HMGB1是核蛋白质分泌人类肠道发炎组织（免疫和上皮细胞），它存在于成人和儿童的粪便中。粪便HMGB1与内镜指标有显著的相关性（内镜Mayo subscore），但与疾病活动指数（Crohn的疾病活动指数，部分Mayo评分）无关［37］。

5.7富亮氨酸-2糖蛋白（serum leucine-rich alpha-2 glycoprotein，LRG）LRG是一种类风湿性关节炎和IBD的新型生物标志物，有研究者通过ROC曲线和AUC分析比较了LRG与CRP，发现LRG在决定UC患者黏膜愈合方面具有更高的敏感性和特异性。还发现在内窥镜活动性疾病时，LRG水平显著高于MH时［38］。

上述综述可以看出FC和FIT与UC患者的MH的关系最为密切，与MH之间敏感度与特异度较高，二者相比各有偏重的优势。FC优于监测活动性炎症的黏膜状态，而FIT对MH的阴性结果更为敏感。FL虽然也是粪便标志物，但是在实验结果上较之上两者略有波动，缺少大量的实验数据；CRP由于反应较弱，敏感度和特异度都较差，并不适合作为预测黏膜的潜在标志物；其他新兴的标志物虽然有替代标志物的潜质，但缺少大量实验数据的支持，需要进一步进行研究。虽然目前提倡找出最适合的标志物替代内镜评估MH，也得到许多较好的试验结果，但是，这方面的研究仍然存在着不足之处有待完善。例如虽然研究数据很充足，但是无论是内镜MH还是组织学MH都非标准定义，这也表明可能到目前为止所得出的结论并非表示真正的MH；再者粪便标志物对预测MH至今也没有确定的截断值；新型的潜在标志物缺少实验数据的进一步验证等等，这些问题都需要更多的研究进行验证和解决。