胰高血糖素样肽‑2改善溃疡性结肠炎的研究进展

岳 娜 王韶轩

1.山东第一医科大学（山东省医学科学院）研究生部，山东 济南 250117； 2.济宁市第一人民医院消化内科，山东 济宁 272011

溃疡性结肠炎（ulcerative colitis UC）是一种影响结肠、直肠的慢性特发性炎症性疾病，可以发生在任何年龄，且男女发病率相似，发病率呈双峰分布，最高峰在20 ～ 40 岁，第2 个较小的峰值出现在60 ～ 70 岁，60 岁之后的发病率高达10% ～ 15%［1-4］。UC 典型症状为黏液脓血便、腹泻、腹痛、大便急迫和里急后重［5］。UC 患者伴有长期衰弱症状，如发烧、腹痛、便血、体质量减轻和疲劳等［6］，降低患者的生存质量，严重者危及生命。目前，对于UC主要采用药物治疗，部分患者需行外科手术切除结肠。

胰高血糖素样肽-2（glucagon like peptide-2 GLP-2）是一种通过其受体发挥作用的肠道特异性营养因子。可对GLP-2 产生反应的细胞包括肠细胞、杯状细胞、神经元、上皮下肌成纤维细胞、内皮细胞和某些肠内分泌细胞。GLP-2对肠道有改善炎症、促进黏膜增殖、增强屏障功能等作用，有望成为治疗UC的新型药物。

1 UC的发病机制

UC 的发病机制仍不清楚，可能是遗传因素与环境因素共同作用，导致免疫系统调节障碍，进而黏膜损伤，最终导致慢性肠道炎症［7］。目前，公认的危险因素包括肠道微生物失调导致的肠道屏障破坏、药物、家族遗传倾向、吸烟等［6］。首先，免疫反应失调在UC 的发生、持续、进展中起着重要作用；免疫耐受的丧失导致由不同类型细胞分泌的各种促炎症介质增加从而引起炎症；细胞因子参与各种生物过程、细胞活化和分化，是炎症和免疫反应发展的核心因素，可导致上皮损伤、肠屏障缺损和组织损伤［8］。其次，遗传因素是UC 发病的重要因素之一，研究发现，患有UC的患者，其一级亲属患UC的风险是正常人的4 倍［7］。全基因组关联研究（genome-wide association study，GWAS）已确定了200多种与炎症性肠病相关的基因，其中有30个基因有UC 特异性，137 种基因属克罗恩与UC 共有［9-11］。再次，肠道菌群失调也是UC发病的关键因素，UC 患者肠道微生物群的组成与正常人明显不同，UC 患者菌群多样性差，肠杆菌属比例较高，厚壁菌门及拟杆菌属比例较低［7］。除此之外，一些药物的使用也是UC 发病不可忽视的因素，如非甾体类抗炎药、类固醇、避孕药等。另外，报道称烟草、高膳食纤维饮食、阑尾手术是UC的保护因素，但具体机制尚不清楚［12］。

2 GLP-2的生理学

胰高血糖素原在肠道和大脑中通过激素原转化酶PC1/3 裂解生成胰高血糖素样肽-1、GLP-2、肠高血糖素、胃泌酸调节素［13］。GLP-2 位于胰高血糖素原基因的第126 ～ 158 位［14］，通过与GLP-2R 结合后发挥生物活性，GLP-2R 在肠上皮下肌成纤维细胞、肠内分泌细胞和肠神经元细胞中表达［15］。GLP-2水平与小肠长度和肠外营养输注的频率均呈负相关［16］；营养不良会引起GLP-2浓度降低［17］；肠道菌群的改变也会导致GLP-2 分泌减少［18］。Hartmann等［19］通过N-末端放射免疫分析法、侧视放射免疫分析法和高效液相色谱法测定血浆中GLP-2 的浓度，发现GLP-2有2种主要的分子循环形式，GLP-21-33和GLP-23-33，其中GLP-23-33是无活性的。GLP-2 可能通过二肽基肽酶IV（dipeptidyl peptidase IV，DPP-IV）在人体内广泛降解，产生无活性的GLP-23-33。

3 GLP-2对肠道的作用

3.1 修复肠道损伤、改善肠道屏障功能

Feng 等［20］对实验小鼠接受全肠外营养或肠内营养，分别给予GLP-2 单独治疗或与受体拮抗剂GLP-23-33联合治疗。收集空肠，通过组织学、基因和蛋白质表达分析评估黏膜萎缩和肠上皮细胞反应。该研究发现，在接受全肠外营养的小鼠中，外源性GLP-2可减轻黏膜萎缩，恢复肠上皮细胞增殖，由此得出GLP-2 可修复肠道损伤，甚至可进一步改善肠道屏障功能。

3.2 调节肠道菌群

肠道微生物群在宿主营养、糖脂代谢、抗炎和免疫调节等方面发挥重要作用［21］。Wu等［22］探讨了衰老和GLP-2对大鼠肠道微生物群的影响，将12只3 月龄雄性SD 大鼠随机分为2 组：年轻对照组（C 组）和年轻GLP-2 治疗组（G 组）；12 只26 月龄雄性SD 大鼠随机分为2组：老年对照组（L 组）和老年GLP-2 治疗组（T 组）。治疗组大鼠腹腔注射GLP-2 14 d，通过酶联免疫吸附试验（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）评估大鼠血浆GLP-2浓度。收集各组大鼠的新鲜肠道粪便样本，并从中提取总粪便细菌基因组DNA，再通过Miseq 高通量测序分析粪便样本的细菌组成，并与SRA数据库进行比较。该研究发现，SD大鼠肠道微生物群的多样性随着年龄的增加而显著降低，而GLP-2 对肠道微生物群多样性没有显著影响；但是GLP-2 治疗可显著降低幼鼠及老年大鼠致病细菌属的感染率，并增加一些潜在的有益细菌。

3.3 抑制胃肠运动

格列帕鲁肽是一种长效GLP-2 类似物。Hvistendahl 等［23］将18 例短肠综合征患者随机分为3组，分别给予0.1、1.0、10.0 mg格列帕鲁肽，每日皮下注射，连续3周，通过闪烁扫描测量胃肠道传输时间基线的变化，发现格列帕鲁肽使固体的胃排空时间增加了10%，液体的胃排空时间增加了50%，固体的小肠排空时间增加了10%。该研究表明，格列帕鲁肽治疗后可通过抑制胃肠运动导致胃肠道转运时间延长。

3.4 增加肠系膜血流

Hansen 等［24］研究了GLP-2 在健康志愿者和短肠综合征患者中的基本生理作用，在餐后刺激和GLP-2 给药后重点观察其对肠系膜血流、其他血管部位血流和心脏参数的影响。该研究显示，GLP-2可增加健康人和短肠综合征患者的肠系膜血流量，且呈剂量依赖性；其他动脉血管部位的血流量未增加。据此可推测GLP-2 虽然未显著改变血压的作用，但可能代偿性增加脉搏率和心输出量。

3.5 促进肠道隐窝增殖、肠道生长

阿普鲁肽是一种新型长效GLP-2 类似物，Martchenko 等［25］研究了阿普鲁肽对肠道生长的影响，对小鼠用阿普鲁肽皮下注射给药3 mg/kg，每周3次，分别治疗3周、7周和10周，发现阿普鲁肽治疗3 周后，小鼠小肠重量相比于对照组显著增加了80%，治疗10 周后进一步增加51%，达到对照组小肠重量的231%。另外，小肠长度在阿普鲁肽治疗3周后增加了13%，与治疗3周相比，治疗10周后小肠长度增加15%。除此之外，小鼠经阿普鲁肽治疗3周后，可增加小鼠肠道的绒毛高度和隐窝深度（分别增加36%和37%），但是在治疗7周或10周后，绒毛高度和隐窝深度没有进一步增加。与之相反，在小鼠给予阿普鲁肽治疗3 周后，其肠道隐窝数和肠道周长均未显著增加，但在治疗7周和10周后分别增加16% ～ 18%和22% ～ 23%。由此推测，阿普鲁肽可显著促进肠道生长，且具有时间依赖性，并且可促进肠道隐窝增殖。

3.6 保护肠黏膜的通透性、减轻炎症反应

脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）在肠道中的移位会导致内毒素血症，与败血症和严重的急性疾病有关，从而引发全身炎症。全身炎症还会增加肠细胞旁通透性，与内毒素血症相关，进一步增加全身炎症。Koji等［26］麻醉大鼠后向其十二指肠内注射油酸/牛磺胆酸（oleinic acid/taurocholic acid，OA/TCA），观察了异硫氰酸荧光素（fluorescein isothiocyanate，FITC）LPS 进入门静脉和肠系膜淋巴的情况。该研究发现，LPS 大部分通过门静脉进入肝脏，GLP-2抑制了门静脉对LPS的摄取，表明GLP-2 可减少LPS 进入门静脉，GLP-2 可通过“肠-肝轴”减少全身炎症。Maruta 等［27］通过测量大鼠十二指肠内灌注FITC-dextran 4000（FD4）至门静脉来评价小肠细胞旁通透性，发现LPS处理6 h后通过给予外源性GLP-2，可使LPS 处理24 h 后门静脉FD4 浓度高于LPS处理6 h后FD4浓度。该研究表明，GLP-2可降低LPS 引起的通透性增加，因此外源性GLP-2治疗可预防内毒素血症相关的细胞旁通透性增加。

3.7 减少胃酸分泌

Meier等［28］将15名健康男性志愿者在禁食状态下静脉滴注GLP-2或安慰剂120 min，观察五肽胃泌素对胃酸分泌的影响，发现给予GLP-2 可使五肽胃泌素刺激的胃酸和氯化物分泌减少约15%。

3.8 促进营养吸收

Eliasson 等［29］研究了短肠综合征伴肠功能不全（short bowel syndrome with intestinal insufficiency，SBS II）和短肠综合征伴肠功能衰竭（short bowel syndrome with intestinal failure，SBS-IF）患者应用阿普鲁肽对肠道吸收的影响。他们对患者每周皮下注射1次5 mg阿普鲁肽，共注射4周，最后测量患者湿重（指液体吸收）、电解质和肠吸收能量的基线变化。结果发现阿普鲁肽能显著改善液体、电解质和能量的吸收。

4 GLP-2治疗UC的机制

4.1 减轻炎症

研究发现，UC 发生有众多炎症因子参与，如：促炎因子白细胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）、白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白细胞介素-8（interleukin-8，IL-8）、白细胞介素-12（interleukin-12，IL-12）、白细胞介素-17（interleukin-17，IL-17）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、γ-干扰素（interferon-γ，IFN-γ）；抗炎因子白细胞介素-4（interleukin-4，IL-4）、白细胞介素-10（interleukin-10，IL-10）、白细胞介素-13（interleukin-13，IL-13）、转化生长因子-β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）等［30］。Sigalet 等［31］假设了GLP-2 通过激活黏膜下神经丛的血管活性肠多肽（vasoactive intestinal polypeptide，VIP）神经元减轻肠黏膜炎症。该研究选用体质量在280 ～ 300 g之间的雄性大鼠，将其分为对照组和实验组，通过在饮用水中加入右旋糖酐硫酸钠（dextran sodium sulfate，DSS）诱导大鼠导致结肠炎，在实验组动物的炎症形成后立即或2天后给予GLP-2治疗，通过同时给予GLP-2 和VIP拮抗剂以及GLP-2激活的神经元的免疫组织化学标记评估VIP神经元的参与。该研究发现，对于GLP-2治疗结肠炎，无论是立即给药还是延迟给药，都能导致动物体质量及黏膜炎症指数（髓过氧化物酶水平、组织学黏膜评分）升高，炎症细胞因子（IFN-γ、TNF-α、IL-1β）和诱导型一氧化氮水平降低。而GLP-2与VIP拮抗剂合用可消除上述效应。该研究还发现GLP-2能激活回肠黏膜下神经丛中的神经元并增加表达VIP 的细胞数量。这些发现表明，GLP-2 通过激活肠VIP 神经元而发挥抗炎作用，导致促炎因子IFN-γ、TNF-α、IL-1β 水平降低，表明GLP-2可通过降低促炎因子IL-1β、TNF-α、IFN-γ 水平，缓解UC的肠道炎症。

4.2 对肠道屏障保护作用

研究发现，DPP-IV可消除GLP-2的活性，产生无活性的GLP-23-33，同时GLP-23-33是GLP-2R拮抗剂［19］。西他列汀是首个被批准用于治疗2型糖尿病的DPPIV 抑制剂［32］。Ning 等［33］选用雄性BALB/c 小鼠随机分为5 组：正常对照组、DSS 对照组、DSS+西他列汀组、DSS+GLP-23-33组和DSS+西他列汀+GLP-23-33组。除正常对照组外，其余小鼠均给予3% DSS 诱导UC模型建立，通过TUNEL分析研究细胞凋亡，通过Ki-67免疫反应性评估细胞增殖，发现给予西他列汀显著降低了凋亡细胞与结肠上皮的比率，并增加了增殖细胞的比率。单独给予GLP-23-33对这2个比率没有显著影响，GLP-23-33与西他列汀联合给药可逆转西他列汀的这些影响。因此可得知，西他列汀对DSS诱导UC 的肠道保护作用依赖于通过增强GLP-2 作用从而减少上皮细胞凋亡和增加肠上皮细胞增殖。

4.3 调节肠道微生态

Li 等［34］使用UC 患者和健康对照受试者的肠黏膜活检进行了研究。通过高通量16S rRNA 基因测序，以估计微生物群组成和丰度，以及它们与临床指标（如病变严重程度）的关联。通过ELISA测定血清GLP-2水平。该研究结果表明，UC患者肠道微生物群的多样性和丰度显著低于健康受试者；此外肠道微生物组谱的变化与GLP-2 水平呈正相关，且随着疾病严重程度的增加，相关性增强。这些结果表明，增加肠黏膜中GLP-2水平可能对UC的治疗有效。

5 结 论

GLP-2 作为一种肠道特异性营养因子，具有非常广阔的应用前景。GLP-2在改善结肠炎的肠道炎症、修复肠道损伤、保护结肠黏膜等方面大有裨益。GLP-2 可通过减轻炎症、提高肠道屏障保护作用和调节肠道菌群，进而发挥治疗UC的作用，但是具体机制尚未明确，需要进行深入研究。GLP-2 在人类肠道作用中最佳效用的剂量以及起效时间等方面，也仍需更多实验来证明。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突