炎症性肠病
Inflammatory Bowel Disease
炎症性肠病(IBD)
炎症性肠病(Inflammatory Bowel Disease, IBD)是一类病因未明的慢性复发性肠道炎症性疾病,主要包括溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis, UC)和克罗恩病(Crohn's Disease, CD)。其核心病理特征为肠道黏膜免疫系统异常激活、上皮屏障功能受损及组织破坏,临床表现为持续性腹泻、腹痛、便血、体重下降和全身性炎症反应,重症患者可并发肠梗阻、瘘管形成或癌变。IBD的发病主要集中于青年期(如15-25岁),全球患者数约680万至800万,成为消化系统疾病中致残和经济负担的主要因素。
IBD的发病机制涉及遗传易感性、环境因素、肠道菌群紊乱及免疫调节失衡的多维交互作用。流行病学研究显示,一级亲属患病风险增加5-20倍,目前已鉴定出超过200个易感基因位点(如NOD2、IL23R、ATG16L1),多与先天免疫、自噬及上皮屏障功能相关。环境诱因包括西式饮食(高脂低纤维)、卫生假说相关的早期微生物暴露不足、吸烟(对CD为风险因素,对UC具保护性)及非甾体抗炎药使用。值得注意的是,工业化国家发病率显著高于发展中国家,提示环境现代化与菌群多样性丧失的关键作用。
关键生物学特性如下:
1. 免疫应答失调与炎症级联:IBD的特征是黏膜固有层中效应性T细胞(Th1/Th17主导于CD,Th2偏向于UC)异常活化及促炎因子(如TNF-α、IL-6、IL-23)过度分泌,同时调节性T细胞(Treg)功能抑制。UC病变局限于结肠黏膜层,呈连续性弥漫性炎症;CD则可累及全消化道,表现为透壁性、节段性炎症伴肉芽肿形成。靶向生物制剂(如抗TNF-α单抗)的应用验证了免疫通路的核心地位;
2. 上皮屏障缺陷与微生物侵袭:肠上皮细胞紧密连接蛋白(如occludin、claudin)表达下调或功能异常,导致肠黏膜通透性增加,使肠道菌群及其代谢产物(如脂多糖)易位至黏膜下层,激活固有免疫受体(如TLRs、NOD2),驱动慢性炎症。潘氏细胞功能异常(尤其CD中ATG16L1突变相关)进一步削弱抗菌肽分泌,加剧菌群失衡;
3. 肠道菌群生态失调:IBD患者普遍存在菌群多样性降低,促炎菌群(如肠杆菌科)富集,而短链脂肪酸产生菌(如粪杆菌属、罗斯氏菌)减少。菌群代谢产物(如丁酸盐)不足影响上皮能量供应及Treg分化,形成恶性循环。粪菌移植(FMT)在部分UC患者中的疗效支持菌群修饰的治疗潜力;
4. 组织修复障碍与纤维化:慢性炎症导致成纤维细胞活化及细胞外基质过度沉积,尤其在CD中易引发肠壁纤维化狭窄。上皮干细胞巢功能受损与Wnt/β-catenin信号通路抑制关联黏膜愈合延迟,促使疾病慢性化;
5. 肠外表现与全身性影响:约25%-40%患者合并关节、皮肤、眼部或肝胆系统等肠外炎症,机制可能与共享抗原触发的交叉免疫反应相关。长期活动性疾病显著增加结直肠癌风险(UC尤为突出),需通过结肠镜监测管理。
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小鼠、大鼠是 IBD 研究中最常用的实验动物。 本案例采用C57BL/6小鼠进行动物模型建立,感染前小鼠禁食4 h(不禁水)。采用灌胃针经口灌胃接种适量Citrobacter rodentium菌液。正常对照组灌胃等量无菌PBS。感染当天记为实验第0天(D0)。感染确认标准:感染后48 h(D2)粪便中C. rodentium检出量≥10^7 CFU/g。
特别说明:动物感染后必须在ABSL-2动物病原微生物实验室中饲养,细菌必须在BSL-2生物安全实验室中培养扩增。
动物模型
1. 依据相应的评分标准,持续记录大体观察评分;
2. 细菌CFU;
3. 病理分析;
4. 炎症因子等;
5. 其它可选指标。
评价指标
图1. 小鼠灌胃感染操作
