肠道屏障功能评价的方法与临床应用

1、肠道屏障功能评价的方法与临床应用肠道屏障功能评价的方法与临床应用中国科学院生物物理研究所中国科学院生物物理研究所目录CONTENTS为什么要评价肠道屏障功能？1 如何评价肠道屏障功能？2肠道屏障功能评价系统肠道屏障功能评价系统能解决什么问题？301为什么要评价肠道屏障功能？听听临床医生怎么说听听临床医生怎么说 处理处理心脏重症、施施行外科手术时行外科手术时, ,感染和感染和SIRSSIRS是常见而又难以解决的问题是常见而又难以解决的问题, ,是是治疗失败的重要因素。治疗失败的重要因素。 感染何来? SIRS何来? 治疗难！ 预防亦难！ MOFS何来? MODS何来? 5肠道的功能1986198

2、6年年CarricoCarrico等人提出等人提出“ “肠道是多器官功能衰竭的启动器官肠道是多器官功能衰竭的启动器官” ”Carrico CJ,Meakins JL,Marshall JC,et al.Multiple-organ-failure Carrico CJ,Meakins JL,Marshall JC,et al.Multiple-organ-failure syndromeJ.Arch Surg,1986,121(2):196208syndromeJ.Arch Surg,1986,121(2):19620819881988年年WilmoreWilmore提出在创伤、手术后患者提出

3、在创伤、手术后患者“ “肠道是应激的中心器肠道是应激的中心器官官” ”Wilmore DW, Smith RJ, Owyer ST, Jacobs DO, Ziegler TR, Wang XD. The gut: A Wilmore DW, Smith RJ, Owyer ST, Jacobs DO, Ziegler TR, Wang XD. The gut: A central organ after surgical stress. Surgery 1988:104:917-923central organ after surgical stress. Surgery 1988:104:

4、917-92320062006年年中华医学会消化学分会提出中华医学会消化学分会提出“ “肠道屏障功能损伤不仅是肠道屏障功能损伤不仅是MODSMODS的靶器官，更是的靶器官，更是MODSMODS的启动者的启动者” ”中华医学会消化病学分会中华医学会消化病学分会J.J.肠屏障功能障碍临床诊治建议肠屏障功能障碍临床诊治建议. .中华消化杂志中华消化杂志2006,26,9:6202006,26,9:620“ “监测肠道屏障功能，阻断肠源性感染，是预防多脏器监测肠道屏障功能，阻断肠源性感染，是预防多脏器功能衰竭的重要途径功能衰竭的重要途径“ “肠道的功能 肠道是人体最重要的生态系统。肠功能的正常与否，不

5、仅与人体的健康息息相关，也与疾病的转归密切相关。 7 肿瘤肿瘤代谢相关疾病代谢相关疾病免疫系统疾病免疫系统疾病 动力学功能2 2 肠道屏障功能3 3 消化吸收功能1 18防止肠腔的大分子物质向肠壁渗透、肠壁固有层的物质进入肠腔。灭活病原微生物；润滑作用，以保护肠粘膜免受物理化学损伤。对粘膜表面的抗原具有摄取、处理、呈递作用肠粘膜化学屏障肠粘膜生物屏障肠粘膜机械屏障肠粘膜免疫屏障具有定值、繁殖、排他性，防止外籍具有定值、繁殖、排他性，防止外籍菌侵入、繁殖；增强免疫；营养作用菌侵入、繁殖；增强免疫；营养作用 当肠黏膜屏障损伤时，肠道中的微生物和内毒素等便可突破肠黏膜屏障，进入血液引起细菌内毒素移位

6、，促进肠原性感染的发生，甚至发展为全身性炎症反应综合症（SIRS）或多器官功能衰竭(MODS)。病生理路径 肠屏障功能损害是重大疾病的“二次打击”，最终导致多脏器功能衰竭。创伤、休克、大面积烧伤、严重感染等重大疾病肠道缺血缺氧肠道黏液、细菌、肠道淋巴液成分和肠粘膜紧密连接分子的改变肠道屏障的损害炎症反应和脏器功能损害细菌和内毒素易位入血SIRSMODS11数据支撑美国，平均每年由于肠屏障功能障碍引起的脓毒症和脓毒症相关的多脏器功能衰竭患者约为1010万万人，占多脏器功能衰竭总发生率的42%42%中国，200300320062006年平均每年由肠屏障功能障碍引起的多脏器功能衰竭占其总发生率的40

7、.5%40.5%，病死率为67%67%实事求是统计数据（张淑文等;中国危重病急救医学 2007; 19: 2-6.）1202如何评价肠道屏障功能？药物因素物理性损伤一、常见病因感染外科应激静脉营养饥饿、营养不良胃肠道细菌过度生长肠道本身和腹腔内及肠道外感染(如肺炎)创伤、烧伤 大手术、严重创伤、烧伤或休克静脉营养时肠黏膜处于饥饿状态,易发生萎缩。肠黏膜萎缩、 蛋白质合成不足、 免疫功能低下, 从而损害肠屏障。 因药物或某一致病菌感染发生的胃肠道内细菌过度生长, 可导致肠屏障受损多种疾病炎性肠病 ( IBD )、肠梗阻；其他消化系统疾病如重症急性胰腺炎、 重症胆管炎、 梗阻性黄疸、 肝硬化 (失

8、代偿期 )等; 其他脏器功能不全如心、 肺、 肾功能障碍等；危重疾病如严重创伤、 休克、 感染、 烧伤等; 其他如白血病、 内毒素血症、 肠外营养支持等如化疗及放射性肠损伤等这些病因均可导致肠黏膜萎缩, 肠通透性增加, 肠上皮细胞受损，从而导致细菌和(或)内毒素易位，并可诱发和(或)加重全身炎症反应和多器官功能障碍。内毒素可导致体内一氧化氮(NO )增多及肠屏障功能损害。 口服蓖麻油可引起肠黏膜物理性损伤; 前列腺素氧化酶抑制剂如吲哚美辛类等, 可使黏膜上皮通透性增加, 导致细菌移位率增加，并可引起临床肠道病变; 免疫抑制药物如化疗药物和抗移植排斥药物、抗酸药物均可破坏肠黏膜屏障。杨 武,肖

9、桦,黄永坤肠屏障功能障碍发生机制与诊断治疗实用儿科临床杂志, 2007 , 22( 19 ) : 1514 - 151814二、常用的检测方法粪便指标通透性检查血液指标粘膜组织学观察151、粘膜组织学检测光镜观察尤斯室电镜观察透射电镜观察需取回肠或结肠标本，有创2、粪便检查繁琐、耗时肠道分泌型IgA测定.粪便细菌培养粪便细菌DNA指纹图谱夏 阳,秦环龙肠道屏障功能临床评估方法 中国实用外科杂志, 2008, 28,11:1006-1008 3、通透性检测聚乙二醇法易受渗透压影响，静脉注射后，回收率极低，临床使用意义不大。糖分子探针常用：尿乳果糖、甘露醇比值法，不能用于禁食病人，标本采集相对复杂

10、，检测设备昂贵。同位素结果易受影响，准确性差，放射活性对人体损害较大。方法学的局限，临床不适用夏 阳,秦环龙肠道屏障功能临床评估方法 中国实用外科杂志, 2008, 28,11:1006-10084、血液指标184 41 1D-乳酸测定2 2二胺氧化酶（DAO）测定3 3聚合酶链反应法（PCR）细菌内毒素测定5 5脂肪酸结合蛋白（FABP） 结直肠肛门外科2009年第15卷第3期 207 肠屏障功能常用血清学检测现状及进展 陈军亮1 樊志敏2 “肠道屏障功能的血清学检测是诊断肠道屏障功能障碍的重要依据，目前血IFABP，细菌内毒素、血DAO与血D-乳酸的测定方法较为简单、快速、经济、实用，有望

11、用于临床。”4、血液指标19D-乳酸 D-乳酸是肠道固有细菌的代谢产物，肠道内许多细菌均可产生（如大肠杆菌、乳酸菌、克雷伯杆菌等），其他组织既不能产生D-乳酸也不能代谢，所以血中的D-乳酸基本上来源于肠道。 在机体遭受严重创伤、休克、急性肠缺血、肠梗阻或其他原因引起的肠屏障功能受损时, 肠通透性增加，肠道细菌产生的大量D-乳酸透过受损的肠黏膜进入血循环，使血D-乳酸水平升高。因此，D乳酸水平可作为临床检测患者肠道屏障通透性、 判断术后肠道内毒素和细菌移位的指标。1、仅需采集微量血2、操作简便、反应快速，适合临床的快速床旁检测和实时监测。乔治, 黎沾良, 李基业, 等. 腹部外科手术后肠道细菌移

12、位及肠道屏障的研究J. 中华急诊医学杂志 2004 13(10): 664-666.4、血液指标DAO 二胺氧化酶(DAO)是一种含有脱胺的腐胺和组胺的细胞内酶，95%以上存在于哺乳动物和人小肠黏膜和纤毛上皮细胞中，大部存在于小肠黏膜，以空回肠活性最高，正常人血浆中含量很低。 肠黏膜细胞受损、坏死后该酶释放入血，导致血浆DAO活性增高。因此，测定血中DAO的活性可反映肠屏障粘膜损伤和修复的情况。1.无创，只需采集微量血；2.采用原研高灵敏度过氧化物酶显色和酶级联放大技术，加快反应速度，特别适合床旁快速检测。Swank GM，Deitch EARole of the gut in multipl

13、egan failurep：Bacterial translocation and permeabil changesJWorld Surg，1996，20(4)：41I-4174、血液指标21细菌内毒素 内毒素(LPS)是革兰氏阴性细菌细胞壁中的脂多糖，以肠杆菌属的细胞壁尤为多见，肠道是体内最大的LPS库，其主要来自于肠道细菌，由于健康人肠屏障功能完整其难于进入血循环。 当肠屏障功能受损时，LPS穿过肠黏膜进入血循环，形成LPS血症，LPS血症预测革兰阴性菌败血症的阳性预测值为48，而没有LPS血症就可以预基本排除发生败血症的可能，阴性预测值为99.检测外周血LPS水平，成为了解肠屏障细菌移

14、位的重要手段。1、仅需采集微量血2、应用微量血液自动分离技术，外源性细菌毒素清除技术，指标特异性好，操作简单快捷，不受环境影响，特别适合快速床旁检测。冯俊明，刘友，手晓东烧伤合并内毒素血症早期纤维连接蛋白在肾脏的分布及其意义第二军医大学学报，2005，201381414、血液指标PCR肠道细菌易位中最常见的是大肠杆菌，全血 DNA PCR。 1、优点：检测方法灵敏度高、 不受抗生素使用的影响、 能鉴别各种肠道细菌种类;2、缺点：假阳性率高、 不能进行定量分析。 按照规范进行的 PCR检测血液中肠源性细菌方法稳定，比血培养敏感。4、血液指标23IFABP IFABP，主要存在于小肠的成熟肠上皮细

15、胞胞液中，在胃和大肠中仅见微量，具有较好的组织特异性，正常情况下，IFABP在血清中的含量微乎其微。 肠缺血时细胞膜通透性增大，IFABP分子可通过细胞膜释放入血，而且血清IFABP在室温24h相当稳定，可保持活性的95，便于检测。是早期诊断肠缺血的一个敏感指标，其水平的变化与创伤、炎症严重程度和胃肠功能障碍程度呈正相关，这种变化可能对创伤后胃肠功能障碍的早期预测有较重要意义。1、国外有相应的检测试剂盒。2、用Elisa方法测定，操作繁琐,不适合做定量。 （24h尿液中IFABP，样本收集时间长）肠屏障功能障碍发生机制与诊断治疗实用儿科临床杂志, 2007 , 22( 19 ) : 1514

16、1518杨 武,肖 桦,黄永坤 D-乳酸、DAO和细菌内毒素三项指标只需采用微量的全血，从肠黏膜细胞的损伤程度、肠黏膜通透性改变和细菌易位内毒素血症三方面综合反映肠道屏障功能状况，便于临床进行合理的治疗。如配合专用仪器，即可在床旁实现即时、定量、快速检测。为什么选择PCR和IFABP，操作繁琐、耗时，不能定量，特别不适用急重症患者。为什么放弃结 论：是否能定量，是否可以即时监测！25结 论：能全面评价肠道屏障功能障碍！2603肠道屏障功能分析系统能解决什么问题？27【十二五科技攻关成果】中国科学院生物物理研究所北京中生金域诊断技术有限公司南京军区总医院浙江大学邵逸夫医院重庆大学附属第二医院系统组成29临床应用 1172例(ICU、脑瘤科、肝病科、消化内科等)临床研究显示，肠道屏障功能分析系统与肠屏障功能障碍临床诊治建议中提到的试验方法进行比对，符合率高达94.11%，Kappa值0.859，提示结果具有高度一致性。生化分析仪生化分析仪手持终端手持终端自动传输自动传输综合评价结果综合评价结果处置提示处置提示固定终端固定终端日间质控日间质控NFC质控图质控图LIS连接连接贮存贮存打印打印欧洲重症监护医学年会（ESICM）2012推荐意见 肠道功能损伤肠道功能损伤通透性增加通透性增加（D-D-乳酸）乳酸）肠粘膜损伤肠粘膜损伤（DAODAO）细菌移位细菌移位（LPSLPS） 及时给