五羟色胺、五羟色胺受体及五羟色胺转运体在慢传输型便秘患者结肠中的表达及其意义

摘要

慢传输型便秘较为常见，国外也称为结肠无力症(colonicinertia，CI)，其发病基础是结肠传输功能减慢，但确切发病机制尚不清楚。目前以饮食调理、加强运动及应用各种泻药等对症治疗为主，但疗效不确切，部分患者最终需要手术切除大部分结肠。为明确慢传输型便秘的确切发病机制，有的放矢地寻找最佳治疗方案，近年来，国内外学者均在进行深入研究。主要包括肠壁神经结构、Cajal细胞、水通道蛋白、P物质、NO、SOM、VIP等，发现这些方面均存在一定的异常。然而，在肠神经系统对肠运动、分泌功能的调控系统中，5-HT信号系统占有举足轻重的地位。肠腔内刺激信号的传入首先需通过5-HT来传递，然后触发P物质、NO、VIP、SOM等神经递质的释放；5-HT本身又是肠壁中间神经元进行信号传递时的重要的神经递质；5-HT又因其作用于不同的受体而产生不同的效应；5-HT转运体则负责回收5-HT，也是5-HT信号系统中不可缺少的一环。因此，为深入认识慢传输型便秘的发病机制，需要对5-HT信号系统进行全面深入的研究。目前，国内外对5-HT信号系统在慢传输型便秘发病机制中作用的研究较少，有些学者对5-HT的表达进行了研究，但对5-HT受体及其亚型、5-HT转运体的研究尚鲜有报道。鉴于此，我们对结肠慢传输型便秘患者的结肠标本进行了5-HT、5-HT受体亚型、5-HT转运体的全面研究。同时，由于5-HT转运体的基因多态性对5-HT信号系统有重要的影响，我们也对其进行了相关研究。最后，为从临床角度进一步验证5-HT信号系统在慢传输型便秘发病机制中的作用，并评价以5-HT信号系统作为临床治疗切入点的可行性，我们对慢传输型便秘患者采用选择性5-HT4受体部分激动剂替加色罗治疗，并进行了疗效及安全性评价。 第一部分5-HT、5-HT受体亚型(5-HT1A、5-HT3、5-HT4)在慢传输型便秘患者结肠中的表达和意义 5-HT是胃肠道重要的神经递质和旁分泌分子，通过功能不同的5-HT受体调节胃肠道动力和分泌功能。其中研究比较深入、作用比较重要的有兴奋性的5-HT3、5-HT4受体。前者调节介导胃结肠反射，后者介导了蠕动反射。同时，5-HT1A作为抑制性受体也具有重要的作用。我们对20例结肠慢传输型便秘和20例对照组结肠标本，采用免疫组化EnVision法，研究了5-HT、5-HT1A、5-HT3、5-HT4受体在两组中的表达和分布；同时鉴于肠神经系统与5-HT信号系统的密切关系，我们也研究了CGRP、AchE、NSE、S100在两组中的表达情况，并采用计算机辅助图像分析系统进行半定量分析。结果显示，5-HT阳性染色分布于结肠黏膜层、黏膜下层、肌层。其中以黏膜层和肌间神经丛明显，STC组黏膜层阳性指数显著高于对照组(80.8±15.1vs58.0±11.3，P＜0.001)，但在肌间神经丛两者无明显差异。5-HT1A受体分布于黏膜下、肌层，两组肌间神经丛5-HT1A受体的阳性指数无明显差异(P=0.548)。5-HT3受体分布于黏膜下层和肌层，肌间神经丛STC组阳性指数显著低于对照组(65.2±15.9vs94.3±20.1，P＜0.001)。5-HT4受体分布于黏膜层、黏膜下层、肌层。在黏膜层和肌间神经丛，STC组5-HT4受体阳性指数均显著低于对照组(57.8±10.9vs78.5±12.9；77.5±19.9vs119.2±26.9，P＜0.001)。STC组肌间神经丛CGRP、AchE、NSE阳性指数均显著低于对照组(88.5±19.0vs178.3±35.7；73.5±19.1vs105.3±21.0；66.3±12.1vs90.7±18.2；P＜0.001)，但S100阳性指数显著高于对照组(181.8±27.1vs123.8±28.0，P＜0.001)。提示在STC组中5-HT反常升高，同时5-HT3、5-HT4受体表达下降，一方面影响了肠感觉向中枢的传递，另一方面导致了结肠动力的下降。但5-HT1A受体未发现有变化。肠感觉神经元绝大部分为CGRP能神经，而Ach是最重要的兴奋性神经递质，CGRP能和AchE能及NSE的表达减少提示了ENS系统完整性和协调性受到了破坏。S100的表达升高反应了神经支持结构的代偿性增生。目前发现的STC结肠中，包括上述各指标在内的许多神经递质、神经结构等变化可能存在相互关联；同时也需要考虑5-HT回收、灭活异常对5-HT受体的表达和神经结构的影响。 第二部分5-HT转运体在慢传输型便秘患者结肠中的表达和意义 5-HT转运体(serotonintransporter，SERT)的功能是将发挥完生理作用的游离5-HT转运至细胞内灭活，以及时终止5-HT信号。否则，长期过度的5-HT刺激可导致5-HT受体的表达下调和脱敏。为进一步阐明5-HT在慢传输型便秘发病机制中的作用，我们采用免疫组化EnVison法，检测了20例结肠慢传输型便秘和20例对照组结肠中SERT蛋白的表达和分布，同时分析了SERT蛋白表达与5-HT3、5-HT4受体表达的相关性。我们又采用原位杂交技术检测了STC组和对照组结肠中，SERTmRNA的表达，并采用计算机辅助图像分析系统进行半定量分析。结果显示，SERT蛋白分布于结肠黏膜层、黏膜下层、肌层，其中以黏膜层和肌间神经丛明显。在黏膜层主要表达于上皮细胞，STC组阳性指数显著低于对照组(62.2±13.3vs88.6±11.8，P＜0.001)；在肌间神经丛，STC组阳性指数也显著低于对照组(68.5±14.3vs97.4±17.0，P＜0.001)。STC组肌间神经丛SERT蛋白的表达与5-HT4受体表达呈正相关(r=0.747，P＜0.01)。但SERT与5-HT3受体表达无相关性。原位杂交研究显示，STC组肌间神经丛SERTmRNA的表达也低于对照组，分别为69.7±19.5、117.9±29.9。提示STC患者肠壁存在SERT表达减少，这导致了神经突触间隙的游离5-HT的回收灭活障碍，可能导致了5-HT3、5-HT4受体的表达下调与脱敏，参与了慢传输型便秘的发病。 第三部分慢传输型便秘患者SERT基因多态性研究 SERT的转录受到SERT基因启动子区的调控，该区存在基因多态性(5-HTTLPR区)。5'启动子区44bp的插入/缺失，形成了16个重复片段的长型(L)和14个重复片段的短型(S)，表现为L/L、L/S、S/S三种等位基因类型。S型较L型转录效率降低。我们采集了54例慢传输型便秘患者和100例正常对照的外周血，成功进行了人基因组抽提。然后采用聚合酶链反应技术对5-HTTLPR区进行基因扩增，产物进行琼脂糖凝胶电泳分离，紫外线凝胶成像分析系统分析各类等位基因的分布情况。结果显示，患者组5-HTTLPR区S/S基因型和S等位基因频率分别为72.2％、83.3％，对照组S/S基因型和S等位基因频率分别为50.0％、72.5％，两组间的差异有显著性(P＜0.05)。患者组按性别、发病年龄(＜45岁、≥45岁)分组后比较无明显差异，但按结肠运输试验72h后排出标志物是否达到40％分组后，未达到组S/S基因型频率明显高于达到组(71.7％vs42.6％)，差异有显著性(P＜0.05)。提示在慢传输型便秘患者中，SERT的表达减少可能与其5-HTTLPR区S等位基因的分布过多有关，S/S型可能参与了慢传输型便秘的发病机制。同时，神经精神病学研究发现，SERT基因多态性与焦虑、抑郁、强迫症、恐惧等精神状态有关。这与临床常见的慢传输型便秘患者的精神状态相符，值得进一步探索。 第四部分选择性5-HT4受体部分激动剂Tegaserod在慢传输型便秘患者中的应用研究 近年已有研究验证了替加色罗治疗女性便秘型IBS具有较好的疗效。然而针对慢传输型便秘这一特定人群的疗效研究，目前尚鲜有报道。我们对32例经结肠运输试验证实的慢传输型便秘患者予替加色罗6mg2/日治疗，治疗前一周停所有泻药，作为基线期，与服药后1周、2周、3周进行比较。观察指标包括排便频率、腹胀腹部不适、排便费力、排便不尽感、粪便性状、患者对排便的满意度，评判标准采用4等级3分法。同时观察不良反应。结果显示，服药后1周各症状评分均较基线期明显下降。其中尤以排便频率、腹胀或腹部不适的积分下降最为明显(P＜0.01)，积分下降幅度达50％以上。服药后2周与服药后1周比较结果显示，各种症状积分继续有改善(P＜0.01)，但积分下降幅度较前减少。而且，排便不尽感未能进一步改善。服药后3周与服药后2周比较显示，除排便满意度和总分有进一步改善外，其余各症状均保持稳定，两者无明显差异。14例服药4周以上的患者，其排便情况总体与服药后3周相似。分组后比较显示，年龄＜55岁患者的疗效优于≧55岁；病程＜10年患者的疗效优于≧10年的患者；结肠传输试验第五天残留标志物仍达10粒以上的重度慢传输患者的疗效又较轻中度差。患者首次满意排便的时间，多在服药后2-3天。停药后容易复发，多在停药后2-7天症状复发。但较治疗前无加重，无反跳现象。研究中出现轻度腹痛、恶心各1例，2天后自行缓解。未发现其他不良反应。本研究显示，选择性5-HT4受体激动剂对慢传输型便秘具有一定的疗效。5-HT信号系统可作为慢传输型便秘的治疗靶点。同时也从临床角度提示，5-HT信号系统可能参与了慢传输型便秘的发病机制。

目录

文摘

英文文摘

英文缩略词表

前 言

第一部分 5-HT、5-HT受体亚型(5-HT1A、5-HT3、5-HT4)在慢传输型便秘患者结肠中的表达和意义

第二部分 5-HT转运体在慢传输型便秘患者结肠中的表达和意义

第三部分 慢传输型便秘患者SERT基因多态性研究

第四部分 选择性5-HT4受体部分激动剂Tegaserod在慢传输型便秘患者中的应用研究

总结

综述 五羟色胺在胃肠道功能中的研究现状

附录一 我国慢性便秘的诊治指南（草案）

附录二 在读期间发表文章

致谢