IBS亚型特异性肠神经元激活：粪便蛋白酶与免疫特征的联系

要点

• 与健康对照相比，IBS-D 和 IBS-C 患者的粪便上清液可诱导肠神经元出现不同模式的激活。

• IBS-D 的神经元激活主要由丝氨酸蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶通过蛋白酶激活受体 1（protease-activated receptor 1, PAR-1）通路介导，而 IBS-C 不同。

• 蛋白质组学分析鉴定出 47 种蛋白质在 IBS-D 与对照之间差异表达，其中包括免疫球蛋白组分，提示存在微炎症参与。

• 由淀粉酶、胰蛋白酶-2 和免疫球蛋白相关蛋白构成的生物标志物组合，可高准确度地区分 IBS-D 与健康对照。

研究背景

肠易激综合征（irritable bowel syndrome, IBS）是一种常见的功能性胃肠病，主要表现为慢性腹痛和排便习惯改变，通常分为腹泻型 IBS（diarrhoea-predominant IBS, IBS-D）和便秘型 IBS（constipation-predominant IBS, IBS-C）等亚型。IBS 的发病机制具有多因素特征，涉及胃肠动力异常、内脏高敏感性、免疫激活、上皮屏障功能障碍以及肠神经系统（enteric nervous system, ENS）改变。近年来，腔内蛋白酶因其在调控上皮完整性和内脏敏感性中的作用而受到关注，但其与 ENS 的直接相互作用仍未被充分阐明。ENS 作为肠道固有神经系统，负责协调胃肠动力和分泌功能。阐明不同粪便腔内因素如何影响肠神经元活动，可能有助于获得亚型特异性的机制认识，并识别新的治疗与诊断靶点。

研究设计

这项横断面研究纳入来自三个国家多个中心的 21 例 IBS-D、9 例 IBS-C 及 18 例健康对照（healthy control, HC）受试者，并检测其粪便上清液（faecal supernatants, FSN）。主要研究内容为：采用先进神经成像技术，评估 FSN 对从豚鼠远端结肠黏膜下神经丛分离的肠神经元的影响，以测量神经元激活情况。随后进行分子分析，测定粪便蛋白水解活性，重点关注丝氨酸蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶，并通过蛋白质组学分析粪便蛋白组成，尤其关注与免疫功能相关的蛋白质。研究设计将功能性神经元反应检测与生化及蛋白质组学评估相结合，以解析 IBS 各亚型与对照之间的生物学差异。

主要发现

研究发现，IBS 患者的粪便上清液较健康对照可显著增强肠神经元激活，证实腔内介质可直接调节 ENS 功能。与 IBS-C 和 HC 相比，这种神经元激活在 IBS-D 样本中更为显著。

至关重要的是，IBS-D 样本对神经元的作用由丝氨酸蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶通过蛋白酶激活受体 1（protease-activated receptor 1, PAR-1）介导。对这些蛋白水解酶进行药理学抑制，或阻断 PAR-1，均可显著减弱 IBS-D FSN 所致的神经元激活；而 IBS-C 所致的神经元激活似乎不依赖该通路，提示不同 IBS 亚型存在不同的致病机制。

蛋白质组学分析进一步强化了上述机制差异：与 HC FSN 相比，IBS-D 中共有 47 种差异丰度蛋白。许多蛋白为免疫球蛋白组分，支持 IBS-D 发病中存在低度肠道免疫激活或微炎症的作用。

此外，由淀粉酶、胰蛋白酶-2 及特定免疫球蛋白蛋白构成的生物标志物组合，在区分 IBS-D 与健康对照方面表现出较高的敏感度和特异度。该组合有望成为一种无创诊断工具，尤其适用于 IBS-D，有助于亚型分类及个体化治疗策略制定。

专家点评

本研究为 IBS 中腔内-ENS 轴提供了关键的机制性认识，凸显了该疾病的异质性。研究证实，蛋白酶和 PAR-1 信号通路特异性参与 IBS-D 的神经元激活，这与当前关于蛋白酶失调可导致感觉神经元及肠神经元敏化的新兴观点一致。

相反，IBS-C 的结果显示其作用不涉及丝氨酸/半胱氨酸蛋白酶或 PAR-1，提示仍存在其他介质，值得进一步研究。特异性的粪便蛋白质组学特征也支持临床上观察到的 IBS-D 免疫参与现象，提示黏膜免疫细胞和屏障功能障碍可能是更上游的因素。

本研究的局限性包括 IBS-C 患者样本量较小，可能影响结果的推广性。此外，虽然豚鼠 ENS 模型具有信息价值，但可能无法完全再现人类 ENS 的复杂性。

总体而言，本研究支持在 IBS-D 中采取针对蛋白酶活性和免疫调节的个体化治疗策略，而不同于 IBS-C 所需的干预方式。研究也为基于生物标志物、亚型特异性的诊断框架奠定了基础。

结论

本研究阐明了 IBS 中一种此前未被充分认识的腔内-ENS 相互作用，揭示粪便蛋白酶和免疫蛋白特征可根据 IBS 亚型差异性激活肠神经元。IBS-D 的特征为由 PAR-1 介导的蛋白酶依赖性神经元激活，以及富含免疫相关蛋白的粪便蛋白质组；而 IBS-C 则涉及蛋白酶非依赖性机制。这些发现具有重要的转化医学意义，支持在 IBS-D 中应用蛋白酶抑制和免疫靶向治疗，并推动基于生物标志物的个体化诊断。未来研究应重点在更大队列中验证这些生物标志物，并探索 IBS-C 的机制通路，以优化管理策略。

资金与 ClinicalTrials.gov

原始研究未说明资金来源或临床试验注册信息。后续研究应确保在支持来源和注册方面的透明度。

参考文献

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本文强调了 IBS 发病机制的不断演变，指出亟需基于蛋白酶和免疫因素介导的腔内-ENS 相互作用，建立亚型特异性的诊断与治疗策略。