南京医科大学附属苏州医院苏州消化系疾病与营养研究中心 郑家驹
　　大量的临床与实验研究已表明，肠黏膜功能与完整性可得到适当的保护，而避免各种损伤。现知，有多种物质可发挥细胞保护作用（cytoprotection），有望或已用于临床，具有减轻肠黏膜损伤的程度与范围的作用，尤其在炎症性肠病（IBD）中，这些物质可能得到更广泛的应用[1]。通过对一些准备进行择期手术治疗的炎症性肠病患者进行营养支持疗法（nutritional support）的临床研究证明，营养支持疗法可使一部分对传统内科治疗无效患者的病情得到缓解，而免于进一步手术治疗。这些研究结论大大促进了肠内营养（enteral nutrition, EN）或胃肠外营养（parenteral nutrition, PN）支持疗法，作为克罗恩病或溃疡性结肠炎（溃结）基本或辅助治疗方法（primary or adjunctive therapy）的兴趣与进一步研究[2]。

　　EN疗法的最大特点是能保持胃肠道功能的正常延续性，可防止静脉营养疗法时可能发生的肠道粘膜萎缩，而有利于保持与改善肠粘膜的屏障与免疫功能，保持肠道菌群的正常分布与平衡，维持各种肠道与体内重要激素的平衡，从而促进肠道病变与功能以及全身营养状态的恢复[2]。除了EN时常规应用的营养剂外，现知一些特殊的营养素（包括生长因子在内）作为IBD基本疗法具有一定的效果，并具有减轻肠黏损伤，促进愈合的作用。

　　一、可用于IBD治疗的特殊营养素

　　1.氨基酸之一的谷氨酰胺（glutamine）是快速增殖性细胞（如肠细胞与淋巴细胞等）的关键性能量底物[2,3]。谷氨酰胺作为一种重要的非必需氨基酸及良好的供能物质，可具有显著的改善氮平衡与维护肠道功能的作用，也是核苷酸产生的必要物质。实验研究提示，无论经口或经静脉补充谷氨酰胺后，可保护肠黏膜抵抗损伤，促进黏膜愈合[1],有益于肠道炎症与粘膜损伤的结构与功能改善;也可减少门静脉内肠毒素水平,降低结肠内白介素（interleukin, IL）-8与肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF）- 的水平，以及减少肠内细菌易位等作用。初步临床研究表明，应用含有谷氨酰胺的肛栓剂可改善回肠贮袋-肛门吻合术（ileal pouch-anal anastomosis）后患者的回肠贮袋炎（pouchitis）[2]。有的研究表明，谷氨酰胺用于IBD临床的机制可能与谷氨酰胺可使大鼠小肠细胞株（intestinal cell line,IEC）-18肠上皮细胞抵御氧化剂诱生的应激反应有关，并推测其作用系通过诱生浓度依赖性热休克蛋白（heat shock proteins）72（hsp72）所致[1]。热休克蛋白是一种机体所有细胞均可表达的具有高度保守性应激蛋白（stress proteins）族。取名"热休克蛋白"可能是一种错误命名，因为它是一组表达丰富的结构性蛋白质，称为hscs。在正常、非应激状态下，hsps可发挥多种重要的细胞功能[1]。因此，称作"分子伴娘"（molecular chaperones）可能更合适。例如，hsps可与多种细胞靶（cellular targets）相结合，在蛋白复合物形成与分解过程中，或在某些蛋白质透过细胞内膜移位中发挥重要作用。相反，"可诱生性"（inducible）hsps,例如hsps72（也称hsps70），在正常基础情况下表达很少，但在热休克或非温热性应激情况（如感染、毒素或氧自由基作用）和重金属、前列腺表A1与乙醇物质作用下即迅速大量表达。因此，可诱生性hsps具有细胞保护作用。现知，美沙拉命（5-氨基水杨酸），该药本身对hsp72并无作用，但可通过发挥hsp的热诱导放大作用，而增加对氧化剂损伤的细胞保护作用，肾上腺皮质类固醇也可缓慢（数天）诱导肠上皮细胞hsp72表达（剂量与时间依赖性）；而发挥作用。

　　采用生长激素（0.25Iu 公斤-1 天-1×7天，或以0.14 mg 公斤-1 天-1的剂量）与谷酰胺（0.45 - 0.63克 公斤-1 天-1口服或静注）及高碳水化合物膳食协同治疗，可促进短肠综合症患者的肠适应能力，降低小肠通透性[2,4]。或缩短或避免使用长期的TPN或家庭TPN治疗。但与胱氨酸与酪氨酸一样，因其在溶液中的不稳定性或难溶解性，难于供静脉输注使用。但它们的二肽合成品，如L-丙氨酰-谷酰胺（国内商品名为力肽，可用20%的溶液100 ml/天的剂量，加入至少500 ml氨基酸溶液中静脉输注），甘氨酰-L-谷酰胺，甘氨酰-酪氨酸，L-丙氨酰-酪氨酸及乙酰化氨基酸，如N-乙-L-酰-L-酪氨酸与N-乙-酰-L-胱氨酸等正在得到发展，可供临床应用。根据这些二肽的研究，可以看到，完全性肠外营养（TPN）中应用的静注溶液从大分子蛋白质，逐步发展为小分子蛋白水解物，并进而为更小的氨基酸溶液所取代；而现今，则又开始回到了输注一些小肽物质。最近，Merlion等人报告在术后TPN治疗同时辅以谷酰胺（L-丙氨酰-L-谷酰胺，0.3克/kg/day）输注（5天），使一组腹部大手术患者的住院期缩短（从平均21.7天降为15.5天），氮平衡及免疫功能（周围血淋巴细胞数从1.52/nl上升为2.41/nl）得到改善[4]。

　　2.短链脂肪酸（short-chain fatty acids, SCFA），主要包括乙酸、丙酸与丁酸系由细菌发酵未被消化的膳食碳水化合物所产生。SCFA可有效地被结肠细胞所吸收。SCFA的氧化过程提供了结肠细胞的主要能量来源。曾有研究认为溃结可能代表了一种结肠粘膜能量缺乏状态，并同时伴有结肠内SCFA氧化代谢受损的过程。但最近研究证明溃结患者手术切除的结肠标本中分离得到的结肠细胞并不存在SCFA代谢障碍。羟丁酸可促进结肠上皮细胞游移（migration），而对非结肠或非上皮细胞则无此作用[1]。羟丁酸也可影响沿结肠隐窝垂直轴的细胞按程序地死亡（programmed cell dcath）。正常结肠细胞中，Bcl（B cell leukemia/lymphoma gene）-2（可防止调亡）主要在隐窝底部表达，而Bax（Bcl-2 associated X protein gene,可促进凋亡）主要在隐窝上部区域表达。停用羟丁酸后，可导致正常结肠黏膜活检标本调亡，且主要发生在结肠隐窝上部区域，而且在该区同时可观察到Bax表达增加。因此，SCFAs可能即通过调节凋亡率，从而减轻炎症及免疫应激所致的细胞死亡。羟丁酸也可影响基因转录及蛋白合成过程。黏膜内羟丁酸水平明显降低时，可引起黏膜萎缩，而再给予不消化性碳水化合物（undigestible carbohydrates）后可逆转黏膜萎缩。一些肠内营养制剂，如能全力（适用于无糖尿病者）或瑞力（适用于糖尿病者）均含有一定量膳食纤维，均可能促进小肠及结肠黏膜增生[5]。

　　此外，溃结时可观察到结肠细胞（colonocytes）氧化羟丁酸能力减低，细胞呈能量缺陷状态，即可能与炎症性损伤有关。因此，肠腔内增加SCFA底物，可能有益于抵御应激与损伤。羟丁酸也可抑制应激时尿激酶（urokinase）激活，从而对保留细胞附着及防止凋亡发生重要影响。临床上，应用SCFA灌肠可减轻所谓转向性结肠炎（diversion colitis,即进行转向性结肠造口术后因粪便流向改变所致的结肠炎）患者的远端结肠的炎症[6]。SCFA灌肠也可能减轻远端溃结的炎症。减轻增殖，并可能促进细胞成熟[1]。虽然，确切的疗效尚待进一步明确，但应用局部性或口服的5-氨基水杨酸（5-aminosalicylates,5-ASA）或肾上腺皮质类固醇制剂无效的远端溃结患者，可能对SCFA灌肠仍会产生一定疗效。短链脂肪酸用于治疗（灌肠）的基本溶液配方为60 mM醋酸钠,30 mM丙酸钠,40 mM羟丁酸钠,及22 mM氯化钠(pH校正到7.0)。开始时，以上述溶液60 ml，每天2次经肛门或腹部瘘口滴入，滴注后保持仰卧位30分钟,1个月后滴注次数可减少为每天1次或每周2次。一般2周后可见改善,4-6周后痊愈。但停用一月后，可能出现复发。

　　3.鱼油（fish oil）制剂的研究已有较多报道。活动性炎症性肠病患者花生烯酸（arachidonic acid,又称二十碳四烯酸）代谢物前列腺素E2与白三烯B4（leukotriene B4）水平升高[2,7]。前列腺素E2系由环氧合酶（cyclooxygenase）途径所产生，具有下调机体免疫功能，扩张血管，及增加血管通透性的作用；而白三烯B4则是5-脂氧合酶（5-lipoxygenase）途径的产物，是一种强力的中性白细胞化学吸引剂（chemoattractant）。存在于鱼油中的 -3系列的不饱和脂肪酸二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid, EPA）即可通过环氧合酶途径被代谢成前列腺素与血栓烷(thromboxanes)；而通过5-脂氧合酶途径则可被代谢成为白三烯B5。白三烯B5作为中性白细胞化学趋向剂(chemotactic agent)的作用比白三烯B4弱30倍。因此，EPA可下调机体免疫反应及具有抗炎作用。鱼油也具有其它抗炎作用，如抑制白介素1，血小板激活因子，自由基清除，改善细胞膜流动性，以及抑制血小板聚集等。因此，对其它一些炎症性疾病，如类风湿关节炎与银屑病患者均有改善作用。通过随机、双盲对照性的临床与实验研究，均提示鱼油对溃结患者具有一定的有益作用，如降低患者直肠透析液中的白三烯B4浓度、改善结肠组织学变化、并有益于患者体重增加等。在使用鱼油期间，激素使用量可降低。鱼油对克罗恩病的治疗作用则报道不一。但最近研究认为，采用鱼油肠衣片制剂（每粒含500mg海洋脂质浓缩物，其中40%为EPA；20%为二十碳六烯酸docosahexenoic acid,即DHA；其余40%为 -6， -7， -9脂肪酸等。EPA每日剂量为1.8克，DHA为0.9克）时， -3脂肪酸的吸收更佳，具有减少副作用而提高疗效（减少患者复发）的优点。

　　现知，膳食中摄入过多n-6脂肪酸，高于n-3脂肪酸时，可促进炎性类花生酸（eicosanoids）及细胞因子的产生[11]。在Arslan等人短期应用（10天）富含n-3多不饱和脂肪酸的海豹油（seal oil）后，明显减轻IBD患者的关节痛症状初步研究的基础上，Bjorkkjaer等人在给IBD患者十二指肠内应用海豹油后，证实可使血液与组织（直肠黏膜）中的n-6与n-3脂肪酸比例恢复正常，同时关节痛症状得到缓解。这一研究提示了n-6与n-3脂肪酸合适的比例可能对直肠黏膜的正常屏障功能具有重要作用。

　　4.细胞因子与生长因子：表皮生长因子（epidermal growth factor, EGF）与转化生长因子（transfoeming growth factor, TGF）具有保护黏膜及促进创伤愈合的作用[1,9]。实验证明，TGF可防止干扰素- （interferin- ，INF- ）导致的T84结肠细胞单层（T84 colonic cell monolayers）屏障功能丧失的作用。T84 cells是一种隐窝样肠上皮细胞（crypt-like intestinal epithelial cells）,被用作阴离子主动分泌与屏障功能研究的模型[1]，由CD4+淋巴细胞的亚群细胞TH2分泌的白介素IL-10，也可减轻INF- 引起的T84细胞跨上皮抵抗（transepithelial resistance）丧失的作用，从而防止甘露醇（mannitol）与菊糖（inulin）透过肠黏膜屏障的作用[1,10,11]。但与IFN- 一样IL-10，也可减少forskolin与碳酰胆硷（carbachol,氯化甲酰胆硷，CCH）引起的阴离子分泌作用。多种动物模型研究，重组人白介素-11（rhIL-11）可减轻化疗或辐射引起的胃肠道黏膜损伤。大鼠小肠细胞株-6（IEC-6）研究表明，系IL-11引起暂时性细胞增殖作用减轻，从而防止细胞受到损伤，IL-11也可抑制梭状芽胞杆菌（clostridium difficile）毒素-A引起的细胞因子及化学趋向因子的释放造成的大鼠回肠损伤，此外，IL-11也可抑制细菌脂多糖（lipopolysaccharides, LPS）与毒素-A刺激的周围血单个核细胞中TNF表达，从而可减少黏膜肥大细胞与肠巨噬细胞释放其它炎性介质。

　　5.促生素及促生元疗法(probiotic and prebiotic therapy)

肠内营养疗法可影响炎症性肠病活动性的机制之一是改变肠道菌群、影响肠粘膜细胞因子信号传递，从而达到抑制炎症反应的目的。现知，作为功能性食物(functional food)典型代表的促生素（系活菌性食物成分，如乳酸杆菌与双歧杆菌等）与促生元（即低聚糖类）具有促进维持缓解（疗效与美沙拉命相似），改善贮袋炎,以及动物实验中预防抑炎细胞因子IL-10基因缺陷鼠发生结肠炎的作用。最近，口服一种基因工程性食品级的细菌制剂，酸性乳酸球菌（Lactococcus lactis），可具有分泌IL-10的作用已证明对鼠炎症性肠病具有与应用抗IL-12抗体或传统抗IBD药物相当的疗效，且有安全与简便的优点，给IBD患者带来了令人鼓舞的新希望。

　　在肠内营养治疗时应用双岐杆菌（bifidobacterium）治疗短肠综合征大鼠，发现细菌易位率显著降低，认为双岐杆菌除能改善肠道局部微生态环境外，还可能有助于增强健存的肠黏膜屏障功能[12,13]。其机制可能包括：①肠道生物屏障99%由厌氧菌组成，而双岐杆菌是肠道中比例最大的厌氧菌，在维护肠道生物屏障方面居主导地位，直接大剂量补充外源性双岐杆菌，使其在肠道内定植，可增加原本已急剧减少的厌氧菌群[14]；②双岐杆菌作为肠道中重要的常驻厌氧菌家族，通过竟争性占位、分泌大量醋酸和乳酸，降低肠道局部pH值，可有效抑制革兰阴性兼性肠杆菌等优势易位菌的过度增殖；③双岐杆菌能刺激肠道局部免疫功能，使分泌型IgA（sIgA）的合成和分泌增加，sIgA和黏膜层蛋白通过包被、黏附等作用阻止潜在致病菌侵入和破坏生物屏障。

　　二、糖蛋白的屏障功能及其分子学基础

　　肠上皮细胞与紧密连接（tight junctions）是肠道摒除有毒物质与颗粒从肠腔进入上皮下空隙的主要物理学屏障。其它肠上皮的重要屏障，包括有粘蛋白（mucins），分泌性IgA，HCO3- 以及多种抗微生物多肽等[9]。粘蛋白是多分散性（具有不同分散度）糖蛋白（polydisperse glycoproteins）作用。分子量为250 - 20,000 KDa(千道尔顿)，系由肠杯状细胞与其它上皮细胞所产生。粘蛋白具有高粘稠性，一般80%为碳水化合物，可保护肠黏膜表面抵御细菌与表面剪（surface shear）。迄今，至少证实有4个人粘蛋白基因（muc genes）。粘蛋白的作用是作为一种具有粘性的水合性凝胶，减少肠内容物蠕动性运动时形成的切变力（shear forces），粘蛋白也具有与细菌交联并在肠腔内聚集，而达到最终清除细菌的作用。

　　哺乳动物体内的功能性蛋白质多属糖蛋白，系由多肽链，通过其氨基酸与碳水化合物（糖）链连接而成[9,15]。通过两种连接方式之一形成的O- 连接糖蛋白（另一种为N- 连接糖蛋白）具有广泛的生物学作用。催化O- 聚糖合成的起始酶为多肽:N- 乙酰氨基半乳糖转移酶（polypeptide: N-acetylgalactosaminy transferase, ppGalNAc-Ts, EC2.4.1.4）。目前至少发现有15种ppGalNAc-Ts(T1-T15)。胃肠道中表达的糖蛋白是一组高度O- 糖基化的糖蛋白。O- 糖基化以及糖蛋白表达异常，及可能造成的肠屏障功能受损，推测与IBD发病有重要联系.