炎症性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)是病因不明的慢性腸道炎症性疾病，主要包括潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis, UC)和克羅恩病(Crohn disease, CD)。除此之外，尚有近5%～15%的IBD患者難以鑒別，被稱為IBD類型待定( inflammatory bowel disease unclassified，IBDU)和未定型結腸炎(indeterminate colitis，IC)。這些患者中約80%可在後期發展至UC或CD。IBD診斷缺乏金標準，且病程長、易反覆發作，需要長期維持用藥，治癒十分困難，IBD個體化或精準診療是目前IBD臨床管理髮展的新方向。
血清等體液中生物標誌物具有檢測方便、無創、重複性好等特性，生物標誌物的檢測將在IBD精準診療的以下幾個關鍵環節發揮重要作用：
(1) IBD的診斷和鑒別診斷
(2)疾病活動性、嚴重程度及併發症的判定
(3)治療方案的選擇及治療效果的預測。
IBD的發病與免疫反應異常、腸道微生物菌群失調、遺傳和環境改變有關。基於微生物抗原或自身抗原的血清自身抗體，IBD發病相關的基因、細胞因子、調節因子等可以用作預測病程、併發症和對藥物、手術反應的生物學指標。除了臨床常用的傳統血清學標誌物如ANCA、ASCA抗體及糞便鈣衛蛋白外，遺傳易感標誌物、miRNAs、代謝物等新型標誌物在IBD患者個體化精準評估管理中的應用前景、存在的問題和發展方向也值得加強重視。
遺傳易感標誌物
遺傳易感標誌物(基因)檢測可以識別遺傳缺陷，早期預測和發現炎症性腸病，指導臨床用藥，尤其在兒童IBD(PIBD)中發揮重要作用。通過全基因組關聯研究(GWAS)已經確定了200多個IBD易感位點，這些位點與IBD疾病發生的相關途徑(如先天免疫、自噬和腸道屏障功能等)密切相關，且部分易感位點已經過進一步的臨床和實驗證實。
(一)CD遺傳易感基因
NOD2/CARD15是第一個發現的CD易感基因，西方CD人群最常見的突變體Arg702Trp，Gly908Arg和1007fsCins，其編碼的氨基酸在第702、908的點突變以及1007位的移碼突變，使CD發生的相對危險性分別上升14.3、34.1和17.6倍，然而這些突變與亞洲人群的發病無關。此外，NOD2基因型被認為是CD迴腸病變、纖維化狹窄及滲透性病變的獨立預測因子。基於NOD2基因型的風險評估已被用來預測CD手術風險，以及區分迴腸和結腸病變。最新報導的幾種NOD2突變體與亞洲人群CD發病有關，主要包括與馬來西亞人群常見的JW1突變，以及中國和印度人群常見的P268S。其中P268S已被證實與我國漢族、壯族、土族等人群的CD易感性有關。進一步的表現型-基因型分析顯示，P268S與我國CD患者發病年齡早，迴腸受累和狹窄性病變密切相關。
IL-23途徑組成成分(如IL23R, IL12B, STAB, JAK2和TYK2等)都是IBD常見易感基因。其中IL23受體基因IL23R中的幾種常見突變(Gly149Arg，Val362Ile和Arg381Gln)與CD的易感性明顯相關，但該相關性具有種族差異，其中突變體Gly149Arg在漢族人群中最為常見。另外IL-23R基因型與CD纖維化狹窄密切相關。
近期，Ellinghaus等發現兩個易感基因PRDM1和NDP52突變，在CD患者中較為特異。兩者參與機體的免疫調節即細胞內自噬，從而影響IBD的病理進程。此外，ATG16L1也是CD的常見易感基因。ATG16L1中的Thr300Ala突變體(rs2241880)能增加caspase-3介導的ATG16L1降解，促使機體在長期凋亡刺激的情況下發生自噬缺陷。然而該突變與東亞人群的CD無明顯相關性。在T淋巴細胞免疫應答上，細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4(CTLA-4)發揮重要作用，其84bp的AT異常重複直接影響我國中部地區漢族人群CD的發病率。
(二)UC遺傳易感基因
與UC相關的易感基因，主要包括參與腸道屏障功能的易感基因(如HNF4A，LAMB1，CDH1和GNA12)及人類白細胞抗原(主要是HLA-II類等位基因)。HLA-DR2與UC密切相關，UC患者中HLA-DRB1*0103, HLA-B27和HLA-B58等位基因，以及CD患者中HLA-A2, HLA-DR1和HLA-DQw5等位基因分別與腸道外表現相關。經典的HLA基因可解釋3%CD和6%UC中的基因突變。非經典的Ⅰ類基因如MIC基因也與UC有關，其中MICA-A5.1和MICB-CA18及MICB0106與中國UC的發病有相關性。腫瘤壞死因子TNF-308G/A在義大利患者中，與UC和CD顯著相關，而在我國人群中，僅與UC發病的易感性有關，與CD無關。另外，Lv等發現IL23R突變體IL23R-rs11805303和PTPN2突變體PTPN2-rs2542151與我國漢族人群UC的易感性密切相關。
(三)IBD遺傳易感基因在療效判斷
以及指導用藥方面的作用
通過遺傳易感基因也可指導IBD用藥以及預測藥物反應。例如，針對IL23途徑的新型藥物優特可諾，以及針對SMAD7的反義寡核苷酸Mongersen，都展示了良好的治療前景。腫瘤壞死因子(TNF)單克隆抗體英夫利昔(infliximab)常用來治療重症CD和UC以及CD瘺管患者，發生IL23R純合突變的IBD患者對抗TNF治療的反應性更好。
硫唑嘌呤(AZA)是炎症性腸病一線免疫抑製劑，也是維持用藥的主要藥物。小部分患者服用AZA後易並發胰腺炎，Mirkov等確定了單倍型HLA-DQA1*02：01，HLA-DRB1*07：01與AZA誘導的胰腺炎的相關性，有利於降低藥物副反應。
隨著新一代高通量測序技術的發展，IBD遺傳易感標誌物具有非常良好的應用前景。如何將現有的遺傳資訊轉化為臨床應用是目前面臨的一大挑戰。IBD屬多基因遺傳疾病，極易受環境因素和種族因素影響，因此現有證據並不支持基因診斷在臨床的單獨應用。但與臨床指征、血液學和微生物學指標相結合，將成為IBD診斷和治療的未來發展方向。
miRNA標誌物
miRNA是一類長度為19～23個核苷酸的單鏈內源性小分子RNA，參與多種細胞生物學功能如免疫調節，細胞生長、凋亡，也參與一些疾病的發生髮展。在UC和CD患者腸活檢組織、血清、外周血和唾液中均發現有獨特的miRNA表達譜(表1)。
表1 IBD患者血清、體液和組織中miRNA表達變化
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(一)miRNA與IBD的診斷和鑒別診斷
Schaefer等報導了唾液miR-21、miR-31及miR142-3p在UC患者中表達增高；而miR-26a和miR-101在CD患者中表達增高，因此可作為IBD的診斷和鑒別診斷。
Duttagupta等抽提外周血單核細胞、血小板、微泡的miRNA,發現miR188-5p等7種血小板源的miRNA在UC患者中明顯上調。Paraskevi等發現miR-16等6個miRNAs在UC外周血中表達升高，miR-16、miR-23a等11個miRNAs在CD外周血中表達升高。
Iborra等在UC和CD患者血清中發現12個miRNAs普遍升高，而miR-135表達明顯降低。Zahm等在兒童CD患者血清中鑒定出miR-16、let-7b等11個特異的miRNA，其CD診斷敏感度可達70%～83%，特異度可達75%～100%。
另外，miRNA的表達有組織特異性，測定腸活檢組織miRNA的差異表達，也可用於IBD的診斷和鑒別診斷，還將有助於判定IBD回結腸受累情況。
(二)miRNA與IBD疾病活動度的判斷
UC和CD患者中，處於疾病活動期、緩解期和複發期的miRNA表達水準明顯不同。Iborra等發現相對於非活動期患者，活動期UC患者的腸黏膜中miR548a3p和miR650明顯升高，而miR196b、miR489和miR630表達明顯下降；活動期CD患者，其腸黏膜miR18a、miR1403p等明顯升高，而miR328、miR422a和miR8555p明顯下降。CD患者血清中miR1885p和miR877表達增高，而miR18a、miR128等表達下降。Polytarchou等發現血清miR-223-3p、miR-4454、miR23a-3p和miR320e水準與UC患者疾病活動程度的相關性甚至優於血清CRP。另外多種miRNA如miR-21、miR-31並不是IBD的特異指標，但隨著IBD病情加重而逐漸升高，並且可在正常或慢性炎症組織中準確的識別腫瘤發生。
(三)miRNA在IBD療效判斷及指導
用藥方面的作用
miRNA在預測IBD治療效果方面展現出巨大潛能，患者糖皮質激素治療前後miRNA表達水準改變明顯。接受英夫利昔單抗誘導治療的患者的血清中，miRNA let-7D和let-7e的miRNA水準分別顯著增加。另外多種miRNAs，如miR-21、miR-146、miR-19b和miR-210等，不僅可被用於診斷，還能預測預後，並且可能是治療的靶點。
miRNA在IBD的診斷的價值尚需大規模的臨床驗證，研究miRNA在IBD發病機制中的作用特別是miRNA如何調節免疫平衡，腸道上皮細胞屏障，自噬抑製將促進miRNA對IBD的診斷、預後及治療的臨床應用潛力。
代謝組學標誌物
代謝組學是對生物樣本中小分子代謝物的研究。已有多項研究報導，IBD患者和健康對照組之間，以及在CD和UC之間，代謝物譜有明顯差異，其中包括氨基酸、TCA循環中間體和脂肪酸以及嘌呤代謝產物，因此這些代謝物有助於UC和CD的鑒別診斷，且氨基酸的代謝和疾病活動之間可能存在相關性。
腸道菌群的變化可以改變IBD的代謝物譜，並在尿液中體現，如在IBD的患者中，尿液中馬尿酸的水準顯著下降，低水準的馬尿酸能有效區分IBD患者和健康人群。因此，尿液中代謝物的測定有望成為新一代的IBD無創、敏感的生物標誌物。
呼吸代謝組學將進一步推動了代謝組學在IBD診斷領域研究中的應用。Dryahina等發現，IBD患者呼氣戊烷水準升高，尤其在CD患者中表現更明顯，而NO在UC患者中表現更明顯。
問題與展望
IBD診斷和治療面臨諸多難題，未來IBD臨床管理模式趨向於個體化醫療，臨床對實驗室生物標記物寄予了很大期望，但現階段的生物標誌物遠遠不能滿足臨床需要，除了判斷活動度的標誌物外幾乎沒有標誌物納入到IBD的臨床診療指南中。
1．鑒於我國IBD人群血清學標誌物與西方存在敏感性的差異，提示東西方IBD發病機制之間可能存在不同，這提示我們應該著眼於揭示中國疾患者群的發病機制以及中國人群的臨床特點，開發適應本國人群的IBD標誌物，服務於中國疾病人群的個體化管理。
2．IBD相關的免疫學、微生物、遺傳學、表觀遺傳學和代謝組學的研究有助於新興標誌物的發現，如細胞因子，不同亞型的免疫細胞等。
3．未來高通量測序技術的發展，多種生物庫項目的建立將促使IBD資訊快速產生和累積，通過大數據的分析和處理，可以做到對個人電子病歷的實時監控；新診斷的IBD患者可根據其遺傳、微生物和免疫譜測定的綜合分析，針對性的選擇合適的治療方案，達到真正的精準醫療。
4．IBD生物標誌物在與臨床表型、治療、預後關係方面研究仍有限。我們需要成立了以多學科協作為基礎的IBD臨床中心，建立多中心的大規模、標準化的臨床研究、多種診斷和藥物比較的臨床研究等，提高生物標誌物對IBD的診斷與鑒別診斷水準，並在疾病活動性、嚴重程度及併發症的判定以及治療效果的預測，臨床治療方案的選擇中發揮更多作用。
作者：盧潔 謝鑫友 張鈞 來源：中華醫學網
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