
炎症性肠病(IBD)和代谢综合征(MS)的发病率近几十年不断升高,两者有相似的临床特征,如心血管疾病风险增加、非酒精性肝硬化发病率增加和肥胖等。MS是IBD的常见共病,可显著增加CD患者的住院率,且与患者预后不良有关。两者病理生理学机制相似,包括免疫失衡和慢性炎症、脂肪组织功能失调、肠道菌群紊乱。本文就IBD与MS关系的研究进展做一综述,以期从MS中探寻IBD新的药物治疗方法以及为消化科医生重视和早期识别MS患者和相关高危因素,更加科学地管理IBD患者提供参考。
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炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一种免疫介导的肠道慢性、反复发作性肠道非特异性炎性疾病,溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)和克罗恩病(Crohn′s disease,CD)是两种主要类型。IBD的发病机制不明,涉及遗传、环境、微生物与免疫反应等因素之间复杂的相互作用。亚洲的IBD发病率在近几十年激增[1]。代谢综合征(metabolic syndrome,MS)是包括肥胖、血脂异常、高血压、胰岛素抵抗等在内的一组复杂的代谢紊乱症候群,其全球发病率约为25%[2]。满足以下5项中任意3项可诊断为MS,包括(1)中心性肥胖,男性腰围≥102 cm,女性腰围≥88 cm;(2)高甘油三酯血症,甘油三酯(triglyceride,TG)≥150 mg/dL;(3)低高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein-cholesterol,HDL-C)水平,男性HDL-C<40 mg/dL,女性<50 mg/dL;(4)血压≥130/85 mmHg或服用降压药物;(5)空腹血糖≥100 mg/dL或服用糖尿病药物[3]。
流行病学研究显示IBD和MS的发病率近几十年呈相似的上升趋势,这种变化趋势表明两种疾病之间可能存在共同的环境联系。两者有相似的临床相关特征如心血管疾病风险增加、非酒精性肝硬化发病率增加、肥胖等。MS是IBD的常见共患病,随着年龄的增长(>45岁),MS在IBD患者中发生率不断增加,CD患者中MS发生率为4%,且显著增加CD患者的住院率,可能与患者预后不良有关[4,5,6]。土耳其一项研究显示UC的MS发生率高于CD[6]。MS和IBD在病理生理学特征上有许多相似之处,包括免疫失衡和慢性炎症、脂肪组织功能失调、肠道菌群紊乱等。本文将从MS与IBD的临床特征联系及共同潜在致病机制等方面阐述两者之间的联系,以期为IBD治疗找到新的启示。
CVD主要指缺血性心脏病和卒中,其发生主要涉及到高血压、不良饮食、吸烟、高血糖、高体质量指数(body mass index,BMI)、空气污染等多种危险因素。IBD和MS患者患心血管疾病的风险均增加。尽管IBD患者高血压和高胆固醇血症的患病率较低,但近期研究显示IBD患者的心血管疾病风险比一般人群高出约20%[7]。法国一项大型队列研究也发现IBD患者发生缺血性心脏病、脑血管疾病和外周动脉疾病等急性动脉事件的风险增加,其中疾病活动度是主要的独立危险因素[8]。IBD患者的CVD发生风险与其疾病活动度存在联系,可能与疾病活动期有更高的炎症水平状态有关。
MS是一组与胰岛素抵抗相关的心血管危险因素,MS患者的心血管疾病发生风险较一般人群高两倍,而2型糖尿病发生风险高于一般人群[9]。这可能与MS患者的高甘油三酯血症、低HDL胆固醇水平、高血压和高血糖等密切相关。此外,MS患者存在长期低度炎症状态,体内血小板和白细胞活化增加,通过CX3CL1/CX3CR1和CCL2/CCR2轴促进动脉中血小板-促炎性单核细胞黏附从而易诱发动脉粥样硬化的发生[10]。长期全身炎症反应可缓慢诱导血管内皮和内皮下功能和结构的改变,使血管弹性降低和功能障碍,是参与动脉粥样硬化等心血管疾病发生的重要机制。IBD虽然是主要涉及肠道的慢性炎症,但有证据表明其通常也有全身炎症受累[7]。而IBD和MS中所共有这种长期炎症状态,可能是两者都展现出心血管疾病风险增加的原因。
非酒精性脂肪肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是指除外酒精和其他明确的肝损害因素所致的,以肝脏脂肪变性为主要特征的临床病理综合征,包括非酒精性脂肪肝以及由其演变的脂肪性肝炎、脂肪性肝纤维化、肝硬化甚至肝癌。NAFLD现已成为西方国家和我国最常见的肝脏疾病,常与IBD和MS重叠发生。在发病年龄较小的IBD患者中约33.6%可以检测到NAFLD,显著高于正常人群[11]。IBD与NAFLD联系机制尚不明确,可能与肠道菌群紊乱、代谢因素、炎症反应、维生素D缺乏等有关[12]。IBD患者肠道微生物菌群的改变使肠道屏障功能失调,肠细菌容易发生移位,可通过门静脉从而导致肝脏炎症。此外,肠道微生物改变后产生的各种代谢物异常如短链脂肪酸、乙醇等可能影响肝脏的胆汁酸和脂肪代谢过程,导致脂肪堆积,进而诱发肝脏脂肪变性[13]。
NAFLD常被认为是MS的肝脏表现,NAFLD可能是MS发生的诱发因素和最终结果,两者存在共同致病机制:糖过量摄入和运动减少导致能量过剩和脂肪堆积,堆积的脂肪组织缺氧,神经酰胺、细胞因子、趋化因子分泌增加,脂肪组织开始抵抗胰岛素抑制非酯化脂肪酸释放的作用,脂联素的分泌也减少[14]。这些变化促进肝细胞内甘油三酯和极低密度脂蛋白的合成,最终导致脂肪肝的形成并进一步加重胰岛素抵抗。Ballestri等[15]研究也显示脂肪性肝炎可增加2型糖尿病和MS的发生风险。此外,肠道菌群也参与了MS患者的NAFLD发生过程。MS患者功能受损的肠道屏障可能使肠道微生物代谢产生多种效应,影响胆汁酸及脂肪代谢,这可能是IBD和MS合并NAFLD的原因之一[16]。
肥胖是指BMI>25 kg/m2,MS、IBD均与肥胖密切相关。中心性肥胖或者腹型肥胖是MS诊断标准之一[3]。肥胖在MS的发生发展中起着重要的作用。传统上认为IBD患者由于营养不良体质量减轻,但最近的研究表明,成人和儿童IBD患者的肥胖率都在不断上升,约15% ~ 40% IBD患者表现为肥胖。另外,IBD的发病率与超重和肥胖并行上升,这或许是参与IBD发病的原因之一[17]。一项前瞻性队列研究表明肥胖与CD的患病风险增高有关,相较于BMI正常组,肥胖组患CD的风险比为2.33[18]。高BMI可能影响手术恢复,术后合并肥胖UC患者住院时间明显延长,并发症发生率也较高[19]。基础研究也发现在三硝基苯磺酸诱导的小鼠结肠炎模型中,肥胖可加重UC的病程[20]。基于上述研究中证明的IBD与肥胖的密切关系,我们或许可以推测肥胖可能是IBD的新表现或者是其中一种特殊亚型。
联系IBD与MS的潜在致病机制尚未清楚。然而,对于将这两种疾病联系在一起的病理生理学机制的鉴定具有重要的临床意义。IBD和MS具有多种炎性和细胞因子介导的机制,两者都是引起遗传、临床和病理生理学特征网络的一部分。免疫失衡与慢性炎症、脂肪组织功能失调和肠道菌群紊乱在两种疾病的发生发展中都发挥着不可或缺的作用。
免疫系统与MS和IBD的发病密切相关。传统上认为适应性免疫应答在IBD的发病机制中起主要作用,研究证实先天免疫应答在诱导肠道炎症中具有相同的重要性[21]。先天免疫反应是机体抵御病原体的第1道防线,巨噬细胞在IBD的发病中起着重要作用,可能是IBD的治疗靶点[22]。IBD中许多致病因素通过活化巨噬细胞,促进其M1型分化,进而促进大量炎性因子的分泌,导致促炎因子与抗炎因子失衡,肠道黏膜持续炎症,过度生成的促炎介质可以迁移到体循环,潜在地导致系统性胰岛素抵抗、循环内皮功能障碍、氧化应激增加和高凝等,这些都是IBD和MS的共同特征[23]。
在MS中,免疫失衡主要是由能量代谢失衡所触发机体的先天性免疫反应。MS患者腹部脂肪组织堆积尤其是内脏脂肪组织堆积对细胞外环境产生剪切机械应力,同时也激活内质网和线粒体应激反应,这些因素共同促进脂肪组织、肝脏、胰腺和血管等组织的先天性免疫激活,招募单核细胞使其激活分化为M1型巨噬细胞。激活的M1型巨噬细胞浸润内脏脂肪组织,刺激其释放游离脂肪酸以及分泌大量的脂肪因子和趋化介质,如肿瘤坏死因子-α、白细胞介素(IL)-6、单细胞趋化蛋白-1、瘦素、抵抗素、血管内皮生长因子等。这些因子共同诱发机体的慢性低度炎症状态,使得炎症相关血浆标志物的升高,进一步导致系统性胰岛素抵抗、血糖异常、致动脉粥样硬化性血脂异常、血管功能障碍和NAFLD的发生发展[24]。
近年来对于脂肪组织的研究形成了一个共识,即脂肪组织不仅作为储能组织参与糖脂能量代谢,同时也是一种内分泌器官,通过分泌脂肪因子参与机体炎症状态的发生发展。在MS和IBD中,虽然脂肪组织扩张的表现形式不同,但两者都有长期慢性炎症状态,各种炎性细胞浸润和影响脂肪组织,导致脂肪组织功能失调,其中最典型的表现是脂肪因子的分泌异常。
MS和IBD中常可以观察到包括脂联素、瘦素和抵抗素等在内的脂肪因子表达异常。脂联素是一种具有抗炎、胰岛素致敏和抗动脉粥样硬化特性的脂肪因子,其分泌可被促炎细胞因子降低。研究表明,脂联素水平在CD和UC中都降低[25]。瘦素在体外可激活CD4+和CD8+ T淋巴细胞,导致黏附分子和促炎细胞因子表达。研究发现慢性结肠炎小鼠结肠组织中瘦素表达增多,CD患者的肠系膜脂肪组织中瘦素也呈高表达[26]。抵抗素能促进炎症的发生和胰岛素抵抗,研究发现IBD患者体内血清抵抗素水平明显增高,经英夫利西单克隆抗体治疗后抵抗素水平显著下降[27]。在MS中,这种脂肪细胞功能失衡更为明显,脂肪组织及炎性细胞通过产生抵抗素和IL-1β等进一步维持脂肪细胞肥大引起的功能障碍状态。由于MS整个脂肪组织都受到慢性炎症状态的影响,几乎所有脂肪因子都异常表达[28]。
肠道微生物在IBD的发生发展中起着重要作用,例如免疫缺陷的IBD动物模型必须在肠道微生物存在的前提下才发生,炎症反应、无菌的环境可以防止遗传易感小鼠的结肠炎发展,抗生素治疗对某些IBD患者有效等,改变肠道菌群现已被提议作为IBD的治疗方法[29]。目前对MS中肠道菌群的研究处于较为初级的阶段,但有证据表明肠道菌群在MS的发病机制中起着重要的作用。艾克曼菌(Akkermansia muciniphila)是一种肠道益生菌,在中国健康人群中,艾克曼菌的定殖率为48.8%,相对丰度为0.07%。一项随机双盲、安慰剂对照人体试验结果显示,口服艾克曼菌可明显改善肥胖的胰岛素抵抗个体的胰岛素敏感性,并且降低血浆总胆固醇水平[30]。而UC和CD患者中艾克曼菌的定殖率和丰度均显著降低。这提示了IBD和MS在肠道菌群方面的共性和潜在的相互借鉴治疗价值。
虽然起源和临床表现不同,但IBD和MS有相同的影响其疾病严重程度的病理生理特征。因此,一些为治疗MS而研发的药物,当其作用于两者共同的病理生理机制时,或许也能作为一种辅助治疗手段用以减轻IBD患者的痛苦,反之亦然。例如,脂联素与体脂量呈负相关,一般情况下,BMI正常人群的脂联素水平往往要高于肥胖人群。脂联素能改善胰岛素抵抗,具有一定的抗炎作用以及良好的心脏保护作用,目前已经成为治疗MS的潜在靶点之一。IBD中也有类似MS的血清脂联素水平的异常,那么脂联素是否也可以成为IBD的治疗新靶点呢?有相关研究表明,脂联素在葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎小鼠模型中能发挥保护性作用,可降低结肠炎小鼠的促炎细胞因子、脂肪因子、细胞应激和细胞凋亡标志物的表达[31]。由此可见,虽然尚缺乏进一步体内实验和人体试验的验证,但通过脂联素作为靶点可能是IBD潜在药物治疗新方法。减少脂联素抵抗、使用脂联素模拟物(如AdipoRon)或脂联素受体激动剂(ADP355)等或许能成为IBD患者的治疗新选择。
对于IBD与MS关系的研究,除了能促进对两种疾病共同病理生理学机制进行新药研发外,还能对两病共存的患者的临床用药带来启示。对于合并有MS的IBD患者,临床上应注意一些治疗IBD的药物可能会对MS的病程产生负面影响,例如用于治疗IBD的类固醇,可能使MS患者发生急性心肌梗死和中风的风险升高[7]。因此对于这部分合并有MS的IBD患者的用药,临床医生应进行充分考量和评估,视患者情况选择使用替代药物或者选择合适的药物使用剂量等。
肥胖往往与更严重的IBD病程有关[18,19,20]。MS常表现为肥胖,或许可以推测合并MS的IBD患者可能与更严重的临床表现、更高的并发症发生率、更长的住院时间等有关,相关研究也部分证实了这个推测[5]。肥胖、血脂异常、高血压、胰岛素抵抗等都能增加心血管疾病的发生危险,并且这些心血管疾病危险因素越来越低龄化,使成年后患慢性病的可能性大大增高[8]。也有研究表明MS在IBD,尤其是UC患者中随年龄增长发生率增高,提示心血管疾病危险因素的早期诊断和治疗在这些疾病的长期随访中具有重要意义[6]。因此,消化科医生应重视和早期识别MS患者和相关高危因素,对于所有IBD患者,都应该进行MS相关危险因素的筛查,并对这些患者制定相应的个体化治疗方案、进行心血管风险的生活方式教育、严重病例需及时转诊,预防可能的不良心血管事件发生等严重后果,减轻医疗卫生保健的经济负担。
IBD和MS作为两种发病率较高的疾病,有相似的特征,如心血管疾病风险增加、非酒精性肝硬化发病率增加、肥胖等。显然IBD与MS有一些共同的病理生理因素,两者之间联系的潜在机制还没有完全明确。慢性促炎状态是这两种疾病的典型特征,这种促炎状态可能通过相互交织和复杂的机制影响每种疾病,目前还需进行深入的研究。脂肪组织尤其是内脏脂肪组织在IBD和MS发病中都起着关键的致病作用,但内脏脂肪组织是如何影响两者的发生和发展的以及内脏脂肪组织作为两种疾病的可能治疗靶点等问题尚待探究。此外,关于肠道菌群在MS发生中所起到的作用的研究较少,但这类研究将对两者之间关系的揭示带来许多启示。总之,IBD和MS关系有待进一步研究,这些研究有望能为新的药理学方法提供希望,更好地对两种疾病进行预防和治疗。
所有作者均声明不存在利益冲突





















