克罗恩病早期诊疗的研究进展

更新时间:2022年10月25日阅读量:472下载量:149下载手机版

作者: 陈良 1 许春进 2 刘占举 1

作者单位: 1. 同济大学附属第十人民医院消化内科(上海 200072) 2. 商丘市第一人民医院消化内科(河南商丘 476100)

关键词: 克罗恩病 生物制剂 生物标志物 靶向生物治疗

DOI:10.12173/j.issn.1004-5511.202206041

基金项目: 国家自然科学基金项目(81900491);上海市第十人民医院“攀登人才计划”(2021SYPDRC027)

引用格式:陈良, 许春进, 刘占举. 克罗恩病早期诊疗的研究进展[J]. 医学新知, 2022, 32(5): 357-364. DOI: 10.12173/j.issn.1004-5511.202206041

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摘要|Abstract

克罗恩病(Crohn's disease,CD)早期由于症状不典型、缺乏特异性,早期诊断困难。提高对早期CD的辨识有助于早期确诊并及时治疗,从而提高CD患者的预后,减少致残率以及疾病负担。本文对CD早期诊断性生物标志物和靶向生物治疗的研究进展作一综述。

全文|Full-text

炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是发生在胃肠道原因不明的慢性非特异性疾病,包括克罗恩病(Crohn's disease, CD)和溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC),已成为我国常见的一种消化系统疾病,近年来就诊人数呈逐年上升趋势。由于该病病因和发病机制尚未完全阐明,因此治疗缺乏特异性,传统治疗药物如5-氨基水杨酸制剂、糖皮质激素和免疫抑制剂只能暂时控制和缓解症状,长期应用不良反应多,停药后易复发[1-4]。生物制剂的问世为IBD的治疗提供了新的手段,如抗肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α单克隆抗体能够控制IBD症状,提高患者生活质量,改善IBD的自然病程,但仍有1/3的IBD患者对抗TNF-α治疗无应答,另有约1/3的IBD患者在抗TNF-α维持治疗中失应答,临床上约40%~55%的CD患者最终需手术治疗[5-6]。近年来,多项研究指出早发现并及时干预在减缓或阻断CD的疾病进展方面起着重要作用,可有效减少手术率、致残率,对减轻患者以及社会负担有重要意义[7-8]。因此,如何早期诊断并及时干预成为治疗CD的关键。本文将对CD的早期诊断性生物标志物和靶向生物治疗的研究进展进行介绍。

1 克罗恩病的早期诊断性生物标志物

内镜和病理检查仍然是目前CD诊断和监测的金标准。生物标志物是一种非侵入的快速检测方法,可用于检出早期病例、判断疾病活动和预后,易被患者接受。目前,尚需研发具有足够敏感度和特异性的非侵入性措施协助诊断CD,尤其是早期患者。传统的生物标志物如C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)、红细胞沉降率、白蛋白、血常规等特异性较低,且这些生物标志物在CD和UC患者之间的敏感性不同,与治疗后疾病的活动度和黏膜愈合率相关性较差。因此,需要开发新的生物标志物,以更好地预测治疗后早期应答,从而为患者提供更及时有效的治疗。

1.1 粪钙卫蛋白

粪钙卫蛋白(fecal calprotectin,FC)作为IBD经典的生物标志物,其作用已被众多研究证实。前期研究表明,FC浓度可预测CD患者使用阿达木单克隆抗体(adalimumab,ADA)治疗失败以及是否需要转换治疗,且FC对IBD活动性的预测价值优于CRP[9]。接受抗TNF-α治疗的IBD患者中,FC水平与内镜下评分高度相关[10-11]。FC水平在生物制剂以及其他药物治疗后降低可能预示着IBD患者疾病缓解和黏膜愈合[10]。进一步研究表明,在接受抗TNF-α治疗的IBD患者中,治疗前基线FC水平越高,治疗后无应答率越高,临床缓解率或黏膜愈合率越低[12-14]。

1.2 抗结核诺卡氏菌多肽抗体

结核分枝杆菌和诺卡氏菌通过入侵并感染宿主维持生存,而主要加速转运蛋白家族(main accelerated transporter family,MFS)是参与细菌感染人类的最大次级活性转运蛋白群之一[15-17]。通过对禽分枝杆菌副结核亚种(Mycobacterium avium subspecies paratuberculosis,MAP)以及诺卡氏菌的氨基酸序列分析显示,MAP与诺卡氏菌具有同源性,并且在MAP的MFS中以及诺卡氏菌的侵袭蛋白中检测出相同的氨基酸序列。这种多肽复合物被命名为抗结核诺卡氏菌多肽抗体(anti-paratuberculosis-nocardia polypeptide anti body,anti-pTNP)。本研究团队前期对中国9个IBD医疗中心CD患者外周血血清的研究结果显示,CD患者血清中anti-pTNP水平高于UC患者和健康对照组,回肠CD患者anti-pTNP抗体阳性率显著高于回结肠和结肠型CD患者,伴有肛周病变的患者anti-pTNP IgG水平显著高于非肛周病变CD患者[18]。值得注意的是,anti-pTNP和肛周疾病是CD患者炎症活动期的重要预测因素。anti-pTNP预测活动期CD患者的ROC曲线下面积为0.918(95%CI:0.886~0.949)[18]。上述研究表明anti-pTNP可作为诊断CD的一种新的生物学标志物,特别是对于回肠末端病变、伴有狭窄和肛周疾病的CD患者。此外,包含anti-pTNP的预测模型显示其可用于评估CD患者的疾病严重程度。

1.3 TNF-α

抗TNF-α治疗可通过降低TNF-α的水平减轻IBD患者肠道炎症,因此肠黏膜TNF-α的转录水平可用于评估抗TNF的疗效。近期研究指出,UC肠黏膜TNF-α的转录水平与抗TNF-α治疗之间具有显著相关性;肠黏膜TNF-α转录水平与UC患者粪便FC、UC疾病活动指数评分以及Mayo内镜评分等临床参数具有良好的相关性[19]。进一步研究表明,英夫利西单抗(infliximab,IFX)治疗应答IBD患者肠黏膜TNF-α转录水平显著降低,肠黏膜TNF-α转录水平与疾病缓解和黏膜愈合率密切相关[20-21]。此外,黏膜组织TNF-α转录水平正常化预示IBD患者停用IFX治疗后的长期临床缓解[22]。

1.4 IL-17A

Th17细胞分泌的白细胞介素-17A(interleukin- 17A,IL-17A)已被多项研究证实在评估IBD患者抗TNF 单抗疗效中具有重要作用。既往研究表明UC患者肠黏膜组织内IL-17A转录水平越高,接收IFX治疗的疾病缓解率越高[23]。在CD患者中肠黏膜IL-17A转录水平降低与ADA治疗后内镜下完全缓解密切相关[21]。此外,IL-17A水平正常可能预示CD患者长期临床缓解[22]。

1.5 IL-7R

有研究报道,在免疫抑制剂、糖皮质激素以及抗TNF-α治疗或抗α4β7单抗治疗无应答的CD与UC患者肠黏膜组织中,IL-7受体(IL-7R)水平明显升高,特别是在抗TNF-α治疗无应答的IBD患者中尤为显著。在人源化的小鼠模型中发现,阻断IL-7R信号可减少T细胞的归巢并减轻实验性结肠炎症,还可抑制UC患者效应性T细胞的体外增殖[24]。因此,在IBD的临床治疗中,IL-7R有望成为潜在的治疗靶点以及预测治疗效果的生物标志物。

1.6 肿瘤抑制素M及其受体

肿瘤抑制素M(Oncostatin M,OSM)属于IL-6超家族,主要由免疫细胞和基质细胞产生。最近研究指出OSM及OSM受体(OSMR)在IBD患者炎症肠黏膜组织中高表达并与疾病炎症程度呈正相关,在抗TNF-α治疗失败的患者中尤为明显,在戈利木单抗治疗的临床试验中也进一步证实了这一点[25-26]。此外,TNF能够促进人基质细胞中OSM相关的促炎趋化因子CXCL9和CCL2的表达,表明OSM与肠基质细胞的结合触发了与其他信号的促炎协同作用[27]。因此,OSM可作为IBD患者抗TNF-α治疗疗效评价的生物标志物。

1.7 miRNAs

微小核糖核酸(MicroRNAs,miRNAs)是一类长度约为20~24个核苷酸的非编码RNA。多项研究指出,miRNAs 在IBD的发生发展中起着重要作用。本团队研究证实,活动期IBD患者肠上皮细胞中表达miRNA-301A水平明显升高,且miRNA-301A可通过降低靶基因BTG1在肠上皮细胞表达,进一步影响肠黏膜屏障,从而促进小鼠肠道炎症发生及肿瘤形成[28]。另一项研究指出,活动期CD患者肠黏膜组织和血清中的miRNA-31、miRNA-200的表达水平均高于健康人群[29]。本团队还发现miRNA-31A与肠黏膜屏障功能损伤、内镜下严重程度存在明显关联,并发现miRNA-10A、miRNA-125A等均可能与IBD发病相关[30-32]。因此,miRNAs有望成为预测以及治疗IBD的一个全新生物标志物。

1.8 蛋白质组学

由于IBD病因复杂、临床表现不典型,因此该病的诊断需基于临床表现、内镜、组织学和影像学检查结果综合判断,做出排他性诊断,而目前尚无诊断的金标准。蛋白质组学的出现,使IBD的研究有了进一步的发展[33]。Meuwis等报道了4种血清蛋白(血小板聚集因子4、结合珠蛋白a2、纤维蛋白肽A和髓样相关蛋白8)与急性期炎症密切相关,且是高灵敏性和特异性的IBD诊断生物标志物[34]。Zhang等报道血清蛋白质组学分析在鉴别IBD与肠结核方面具有重要价值[35]。Starr等研究提示,一组由5种蛋白质组成的生物标志物在鉴别儿童IBD方面具有重要价值,进一步研究表明一组由12种蛋白质组成的生物标志物可有效区分CD和UC[36]。此外,Drobin等研究已确定了13种血清蛋白与IBD患者的细胞信号转导、免疫代谢调节和免疫细胞激活相关[37]。

在蛋白质组学中,炎症相关蛋白质组谱的变化在预测IBD治疗的应答与预后方面也具有重要的价值。Medina等研究发现,在54例CD患者中,乙酰化调节的17种蛋白对抗TNF-α治疗的应答具有预测价值,研究同时提出4种蛋白是抗TNF治疗无应答的潜在生物标志物[38]。D'Haens等根据13种蛋白质(ANG1、ANG2、CRP、SAA1、IL-7、EMMPRIN、MMP1、MMP2、MMP3、MMP9、TGFA、CEACAM1和VCAM1)的血清水平,并结合内镜下表现提出一种名为EHI的指数用以预测CD患者的疾病缓解情况,验证结果进一步表明,该指数可准确预测CD患者的病情缓解情况,与FC对疾病的预测价值相比差异不大[39]。Pierre等对接受IFX治疗的CD患者进行长期随访发现,通过分析患者血清的蛋白组学变化可预测CD患者的短期以及中长期预后,这可能有助于临床医生根据蛋白组学评估抗TNF-α治疗的应答情况及预后[40]。

1.9 肠道菌群

随着肠道微生态学的发展及研究的深入,多项研究认为肠道菌群参与了IBD的发生、发展过程。肠道菌群也是近年来IBD研究的热点,其可通过多种途径诱发和影响肠道炎症反应。因此,对肠道菌群与IBD关系的研究有望为IBD治疗和疾病预测带来新突破。

Magnusson等研究报道,在接受抗TNF-α治疗的IBD患者中,临床应答和无应答患者的肠道菌群分布明显不同,与无应答组相比,临床应答组在基线时有较低的生态失调指数和较高的普拉梭菌丰度;研究进一步指出,在接受IFX或ADA诱导治疗期间,应答组中的普拉梭菌丰度较基线期增加[41]。本团队研究发现,经IFX治疗后CD患儿肠道合成胆盐水解酶的细菌增多,这可能与IFX治疗后结合/非结合胆汁酸水平降低及其比率升高有关;此外,IFX治疗的持续应答与高丰度的甲基杆菌属、鞘氨醇单胞菌属、链球菌属和部分代谢产物(包括L-天冬氨酸、亚油酸和L-乳酸)的水平升高相关;该研究表明,部分肠道细菌丰度和代谢产物水平可能用于预测儿童CD患者的IFX应答情况,通过菌群测序可指导儿童CD患者如何选择生物制剂治疗[42]。Aden等研究表明,通过对粪便样本的代谢组学分析显示,代谢物交换与接受抗TNF-α治疗的IBD患者临床缓解显著相关[43]。一项针对抗TNF-α治疗的Meta分析指出,IBD患者的粪便或结肠活检标本微生物群中大肠杆菌和肠球菌的丰度降低,而短链脂肪酸产生菌的丰度增加[44]。这些研究进一步揭示,抗TNF-α治疗可以显著影响IBD患者的肠道微生物组成和肠道炎症,根据基线时菌群组成以及治疗后细菌代谢产物的变化,可区分抗TNF-α治疗应答者与无应答者,并预测IBD患者接受抗TNF-α治疗的效果。

2 早期克罗恩病的生物制剂治疗

生物制剂在IBD诱导和维持缓解、促进肠黏膜愈合、改善患者生活质量等方面效果显著。与传统的“升阶梯”治疗模式相比,目前越来越多的研究强调在CD早期阶段尽早使用生物制剂可改善CD患者的症状和预后。

2.1 抗TNF-α单克隆抗体

Top-Down研究是最早评估早期CD患者应用生物制剂的研究[45]。该研究持续2年共纳入了18个中心,旨在评估早期联合免疫抑制剂(IFX和硫唑嘌呤)与传统治疗(糖皮质激素或硫唑嘌呤)对早期CD患者的疗效。结果显示,早期联合治疗组第26周无激素状态下临床缓解率显著高于传统治疗组(60.0% vs. 35.9%,P=0.006),第52周时联合治疗组与传统治疗组无激素状态下临床缓解率无差异(61.5% vs. 42.2%,P=0.278);此外,在长期随访中(104周),联合治疗组73.2%的患者在肠镜检查中未发现溃疡,传统治疗组为30.4%(P=0.003)[45]。

Colombel等通过对SONIC研究的事后分析,对未使用过免疫抑制剂以及生物制剂的早期CD患者作了进一步的探讨,结果显示在早期CD患者中,与IFX(25%~50%)或硫唑嘌呤(10%~30%)单药治疗相比,联合治疗获得完全缓解的人群比例更高(63%~76.5%);随访18个月,接受联合治疗的早期CD患者中,80%以上达到完全缓解,60%以上达到完全缓解及内镜下黏膜愈合,因此,SONIC研究表明早期生物制剂联合免疫抑制剂治疗可使患者提早获益并且维持中长期无激素缓解[46]。在关于ADA的CHARM研究的事后分析中,将纳入CHARM研究的人群根据病程长短分为3个亚组(<2年、2~5年、≥5年),研究同样发现,病程越短(<2年),患者治疗的临床应答率越高[47-48]。针对ADA的安全性以及有效性的EXTED研究进一步指出,早期CD患者ADA治疗更有可能达到内镜下深度缓解[46, 49]。

一些回顾性与观察性研究也进一步证实了早期使用抗TNF-α的治疗可使CD患者获益。Mandel等研究表明,早期CD患者(诊断后3年内)使用抗TNF-α治疗可显著减少住院率(P=0.016)[50]。一项来自瑞士的队列研究指出,在CD确诊后2年内使用抗TNF-α药物干预可降低肠腔狭窄的风险(P=0.018)[51]。此外,Ma等的回顾性研究表明,CD患者早期(确诊后2年内)使用抗TNF-α治疗可有效降低长期肠道手术率,该研究共纳入190例CD患者,长期使用抗TNF-α治疗并规律随访,中位随访时间为154.4周,延迟使用抗TNF-α治疗的CD患者手术率(30.7%)是早期干预患者(5.7%)的5倍(P<0.001)[52]。

2.2 抗整合素单克隆抗体

目前用于治疗CD的抗整合素单克隆抗体的代表性药物主要有维得利珠单抗(Vedolizumab,VDZ)和那他珠单抗,但那他珠单抗相关的进行性多灶性白质脑病限制了其临床应用[53]。在针对VDZ的GEMINI 2[54]和GEMINI 3[55]的临床试验中,未使用过抗TNF药物的CD患者临床缓解率及临床应答率更高,间接说明了病程与临床疗效的相关性,但该问题在研究中未作进一步探讨[56]。在一项真实世界研究中,VDZ治疗后6个月,早期CD患者(病程<2年)无激素缓解与内镜下黏膜愈合率更高[57]。目前关于VDZ与早期CD治疗的临床研究相对较少,需要更多的研究进一步探讨。

2.3 抗白介素12/23单克隆抗体

乌司奴单抗(Ustekinumab,UST)是一种全人源IgG1k单克隆抗体,可结合IL-12/23的p40亚单位,目前已批准用于CD的诱导以及维持缓解治疗[58]。目前UST主要作为抗TNF-α治疗失败后的二线用药,因此其在早期CD的应用缺乏相关的临床研究报道。在UNITI-2临床试验中未接受抗TNF治疗的CD患者其临床缓解率明显优于UNITI-1试验中曾接收过抗TNF治疗的CD患者,通过分析两组患者的基线特征发现,UNITI-2中患者的平均病程为(8.7±8.4)年,而UNITI-1中的平均病程为(12.7±9.2)年,虽然这些病人的病程已不再属于早期CD的范畴,但也间接说明了病程越短,接受UST治疗病人的临床缓解率越高[58]。

3 结语

近年来,越来越多的基础和临床研究都聚焦CD的早期诊疗,新的诊断标志物及药物也在不断开发问世,但在CD早期诊疗方面仍然存在不足。首先,需要发现高灵敏度的CD早期诊断生物标志物,进一步探索不同组合标志物之间联合检测的精准性,从而确定高效、无创、廉价的CD早期筛查方式;其次,目前尚缺乏亚洲人群的易感基因分析及流行病学报道,需要更多的基础和临床研究,以提高我国CD患者的早期筛检率,做到及时干预,以预防长期并发症;最后,在CD的早期治疗方面,需要普及CD相关知识,提高医护人员诊疗水平,减少CD的致残率,减轻患者的疾病以及经济负担。

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