炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)是一種病因不明的慢性非特異性炎性腸道疾病,主要包括克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎。流行病學(xué)資料顯示,近年來我國(guó)IBD發(fā)病率呈快速上升趨勢(shì),患病人數(shù)已達(dá)3.44/100000,居亞洲首位。
研究顯示,炎癥性腸病患者不止飽受腹痛腹瀉之苦,40%的患者還伴有焦慮、抑郁癥狀,甚至產(chǎn)生認(rèn)知功能受損。在結(jié)腸炎小鼠身上,同樣能夠觀察到焦慮、抑郁行為產(chǎn)生以及大腦邊緣系統(tǒng)的改變。但腸炎導(dǎo)致精神癥狀的機(jī)制還不清楚。
不同于大眾認(rèn)知層面簡(jiǎn)單地將IBD患者的焦慮和抑郁癥狀歸因于疾病的痛苦,科學(xué)家將目光放在腸-腦聯(lián)系上。近期發(fā)表在《自然》(《Science》)雜志的一篇研究就從腸-腦血管軸入手,揭示了腸道炎癥引起精神癥狀的關(guān)鍵機(jī)制。
人們此前已經(jīng)知道,腸道炎癥狀態(tài)下,腸道血管屏障滲漏增加,腸腔內(nèi)的細(xì)菌毒素也隨之進(jìn)入血液循環(huán)之中,引起系統(tǒng)性全身炎癥反應(yīng)。
由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)擁有復(fù)雜的血管屏障,包括血-腦屏障和血-腦脊液屏障,正常情況下,腦血管屏障會(huì)限制血液中的大分子物質(zhì)進(jìn)入腦內(nèi),維持腦組織內(nèi)環(huán)境處于穩(wěn)定狀態(tài)。
但研究人員觀察到,在小鼠結(jié)腸炎急性期,小鼠大腦中的巨噬細(xì)胞數(shù)量增加,同時(shí),小膠質(zhì)細(xì)胞及神經(jīng)系統(tǒng)主要的免疫監(jiān)視細(xì)胞也處于被激活狀態(tài),說明腸道炎癥能夠迅速引起腦部炎癥反應(yīng)。
那么,腸道炎癥狀態(tài)下,腸道來源的細(xì)菌毒素和血液中的炎癥因子是如何進(jìn)入腦內(nèi)的呢?研究人員觀察到,在急性腸炎狀態(tài)下,腦血管屏障結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,盡管在初期脈絡(luò)叢區(qū)腦血管屏障通透性一過性增強(qiáng),隨后,腦血管屏障迅速關(guān)閉,直到腸炎恢復(fù),才重新開放。而向小鼠腹腔內(nèi)注射細(xì)菌內(nèi)毒素——脂多糖LPS,同樣可以在小鼠腦部觀察到類似急性結(jié)腸炎時(shí)發(fā)生的變化——脈絡(luò)叢血-腦脊液屏障關(guān)閉,說明細(xì)菌內(nèi)毒素的存在影響腦血管屏障結(jié)構(gòu)改變。
可能有人疑惑,既然腦屏障關(guān)閉了,那么按理來說,有害物質(zhì)不能進(jìn)入腦部了,應(yīng)該就不會(huì)對(duì)腦產(chǎn)生進(jìn)一步影響,那么焦慮、抑郁,甚至認(rèn)知下降是如何產(chǎn)生的呢?
對(duì)此,研究人員設(shè)計(jì)了一種基因編輯小鼠在注射誘導(dǎo)藥物后,能夠使得小鼠在沒有腸道炎癥和疾病痛苦的情況下,腦血管屏障關(guān)閉,這時(shí)再去研究小鼠的行為,發(fā)現(xiàn)腦血管屏障關(guān)閉后,小鼠出現(xiàn)了焦慮樣行為、情景記憶能力受損,而抑郁行為則沒有表現(xiàn)。原來精神癥狀,至少是部分精神癥狀出現(xiàn)的關(guān)鍵,就出在關(guān)閉的腦血管屏障!
所有的事件現(xiàn)象終于可以串起來了:在腸道炎癥狀態(tài)下,有害物質(zhì)進(jìn)入血液,腦血管屏障感受到了這種“威脅”,選擇關(guān)閉來阻止有害物質(zhì)進(jìn)入,維持腦內(nèi)穩(wěn)態(tài),然而隔絕了對(duì)外來往,有害物質(zhì)不能進(jìn)入,有益物質(zhì)也不能進(jìn)入,腦內(nèi)產(chǎn)生的垃圾同樣運(yùn)不出去,這時(shí)就產(chǎn)生了就會(huì)產(chǎn)生精神癥狀。
在動(dòng)物模型上,研究人員觀察到腦血管屏障的改變?cè)谀c炎恢復(fù)后也能回到原狀,如果是長(zhǎng)期的反復(fù)發(fā)作的腸炎,比如臨床上的IBD患者,腦屏障結(jié)構(gòu)的改變還是一過性的嗎,是否會(huì)發(fā)生永久性的改變呢?這些問題還有待科學(xué)家進(jìn)一步研究。(王天奡)