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背景和目的:慢性特发性肠道pseudo-obstruction (CIIP)是一种严重的运动性疾病与重要的发病率有关。几个组织病理学(神经性和肌痛)表型与空肠的描述只有一个成人平滑肌肉α-actin缺乏症(圆形)。我们提出一系列潜在的跨国案件调查平滑肌α-actin缺乏这种疾病的生物标志物。
方法:共有115名临床和生理上(包括长时间(24小时)动态空肠的测压法)特征CIIP病人从三个欧洲中心进行了研究。免疫组织化学的本地化,从而和其他细胞骨架蛋白进行腹腔镜全厚度空肠的活检和与成人相比控制。α-actin分布特征也在其他肠道地区和发展中人类的消化道。
结果:20 115年8 (24%)CIIP病人活检有缺席(n = 22)或部分(n = 6)空肠平滑肌α-actin疣状圆形肌肉层。相比之下,平滑肌α-actin染色是保存在纵肌和成人空肠的控制(n = 20)。比较研究其他成人消化道地区和胎儿小肠,建议重要的空间和时间变化平滑肌α-actin表达式。
结论:调节α-smooth肌肉肌动蛋白表达的能力,明显发展,维护在成人的生活中,可能受到疾病的影响,使其有价值的生物标志物即使没有其他结构异常。
- CIIP、慢性特发性肠道pseudo-obstruction
- 可以,卡哈尔间质细胞
- 平滑肌
- α-actin
- 肠道pseudo-obstruction
- 能动性
- 测压法
来自Altmetric.com的统计
Pseudo-obstruction描述的条件中,肠道未能推动其内容在一个畅通无阻的腔。这个问题主要影响小肠时,条件是贴上肠道pseudo-obstruction。1病人常伴有严重的慢性阻塞性”症状(腹痛、膨胀/丰满,恶心/呕吐、和棘手的便秘)通常与情景性发作可导致多种手术。1,2历史的平原或对比影像学诊断要求演示因此水平在急性发作3,4现在经常取而代之的是典型症状的组合异常的小肠蠕动的证据。4,5
虽然一些肠道pseudo-obstruction病例发生在与系统性内分泌和结缔组织疾病或恶性肿瘤,许多不知名的病因学和被描述为特发性:慢性特发性肠道pseudo-obstruction (CIIP)。6病人同样可以分为相对罕见病例明显从出生在一个基因,7有时会遗传,8可以涉及病因学,在今后的生活中更常见的情况下产生。Sequalae等精神疾病,鸦片依赖(严重腹痛),和营养不良与肠外营养要求服务员发病率和死亡率都认可。2,9虽然罕见,但这些患者分别代表了主要的卫生保健提供者的负担。
两个相对较新的技术革新CIIP的调查。管腔内的压力变化的直接测量小肠测压法第一次描述了异常的肠道蠕动CIIP在1980年代。5,10大量的定性特征5,10 -13和定量的异常14现在全球工作组组织所接受。13日,15日,16固态技术的进步现在允许延长24小时动态记录。15
从历史上看,结构异常的描述(见下文)在CIIP利用组织由肠切除术提供。不幸的是,随后的经验已经表明,手术,除了也许减压气孔,很少在CIIP有效,经常导致症状恶化和营养。9遗憾的是,几乎所有这些异常躺在肠神经丛或肌层固有层,因此不适合在内镜粘膜活检检查。在这方面,微创外科技术的进步已经允许的安全性能腹腔镜肠活检17日,18提供足够的全厚度为后续详细的光显微组织(常规和采用免疫)和超微结构的分析。
现在许多疾病和肌肉疾病描述先天性和获得中小学CIIP,包括那些以各种形式结构异常(例如,变性或炎症等)。2,19日,20.痛表型的之间,缺乏任何一种亚型的细胞骨架平滑肌肌动蛋白,α-actin,圆形肌肉中描述单个CIIP空肠的耐心。21进行的一个潜在的详细研究组织从三个欧洲成年人生理上证明CIIP三级转诊中心,我们旨在确定的流行这种结构性CIIP并确定患者的表型正常的表达α-actin在发展中胃肠道和成人。
材料和方法
这项研究是由当地伦理委员会批准。
控制和胎儿组织
胃(n = 5),空肠的(n = 20)(平均年龄60岁,11个女性),末端回肠(n = 12),结肠(n = 12)组织获得成人接受开放手术的患者的肿瘤没有妨碍或者炎症(组织学检查证实)观察平滑肌α-actin的分布在“正常”的成人胃肠道。平滑肌的分布α-actin也是发展中胃肠道检查使用41胎儿小肠样本三个三学期制。
病人
CIIP定义的基础上症状> 1年历史的特点是,慢性腹痛、胀,恶心,便秘的历史情景急性演讲与临床疑似阻塞和不知名的病因学。病人都证明小肠蠕动异常和/或辐射的证据扩张循环期间急性发作(有些也有长期扩张小肠没有缓解)。患者来自那些参加三个三级转诊中心专家调查和管理(胃肠病学、Huddinge研究所,斯德哥尔摩,Sweden-centre 1;圣英国巴兹和伦敦皇家NHS信托中心2;和中央米德尔塞克斯医院,伦敦3)。前瞻性研究的时期(1987 - 1998年为中心1;1989 - 2002为中心;3)和2000 - 2002年为中心,115名患者(34岁男性,81名女性,平均年龄43(13)年(11 - 74))与最后诊断CIIP基于上述标准进行调查。有趣的是,几乎相同(平均年龄42岁v43年(26%)和性别比例相似v北欧和英国之间32%的男性)系列。
长时间的小肠测压法
空肠的能动性是通过三个微型应变计监测传感器安装在一个软nasojejunal导管和位于15厘米间隔catheter-tip:十二指肠(1),(2)Treitz的韧带,(3)在近端空肠。管腔内的压力变化在5赫兹的频率采样和传输信号存储在一个便携式数字记录器。研究持续时间是24小时,包括周日(空腹和餐后)和夜间活动的记录。插管方法和研究协议的细节发表在其他地方。22定性分析了各种异常的特征模式基于以前公布的标准。5,13自动进行半定量的数据分析(仅中心1和2)使用验证计算机程序来识别收缩活动,如前所述,23使用正常的范围和异常定义。22日,24
腹腔镜活组织检查
额外的,18和intracorporeal17antimesenteric全厚度空肠切片方法进行取决于外科医生的偏好在任何患者没有严重的并发症。标准化尽可能活组织检查的网站,和最大按照远的位置传感器测压的研究,活检都来自最容易循环的空肠近端跟踪的肠向前duodenojejunal曲(通常15 - 20厘米的韧带Trietz)。中心1和2利用一个体外技术在大多数情况下(即腹腔镜辅助)而中心3执行所有活检intracorporeally使用endoGIA装订设备(技术不为此前所述:意味着操作时间13分钟)。样本固定在10%福尔马林溶液和安装在石蜡块标准方法。小数量的胃、回肠和结肠活检也在一些病人。
组织病理学
控制和CIIP组织都以相同的方式处理。部分(5μm)彩色面板的例程(haematoxylin-eosin,周期性acid-Schiff)和免疫组织化学染色。疣状进行了使用基于一个工具箱(英国剑桥郡swavesey村庄Dako,伊利)间接avidin-biotin过氧化物酶复杂方法横向和/或平行削减部分变性和炎症的检测,神经性和肌病异常CIIP中描述的。2,19日,20.抗体的小组专门为平滑肌包括抗原表位如表1所示。神经元素应用使用神经元特异性烯醇酶抗体,9.5蛋白基因产物,S100,神经丝2季。这些是完全引用的其他地方。25最近调查患者的比例从中心1 (n = 13/63)也接受了异常卡哈尔间质细胞的免疫染色使用c - kit (ICC)抗体。适当的负(更换主要与混合免疫球蛋白抗体)控制了。染色的存在在其他肌动蛋白表达元素每个幻灯片(见结果)被认为是本身作为一个积极的控制。此外,5例缺席α-actin染色证实了使用进一步商业化抗体和抗原的方法检索(表1)。
统计分析
这项研究主要是描述性的。一个应急分析(χ2主要终点(执行)的比例控制vCIIP患者完成或没有圆形肌肉α-actin缺乏空肠)。
结果
控制组织(表2)
所有成人控制胃(n = 5),空肠的(n = 20)(图1),和结肠组织(n = 12)平滑肌α-actin疣状肌肉层。相比之下,12回肠组织控制研究,都没有(n = 2, 17%)或部分缺席(n = 10, 83%)染色的圆形肌肉层(特征模式中观察到CIIP病人在空肠(见下文)。重大发展变化α-actin染色也观察到胎儿回肠,具有较强的免疫染色在大多数在早期开发(第一和第二期:18/20 (90%);图1 b)然后薄弱或缺乏染色符合成人模式在大多数在怀孕后期(19/21 (91%);图1 c)。
人类肠道的α-Actin疣状的部分。(一)控制成人空肠的正常模式α-actin疣状层。(B)胎儿回肠(20/21周的妊娠),并有很强的免疫染色两层。(C)胎儿回肠(38/39周的妊娠)几乎缺席疣状圆形肌肉层。(D)空肠的全厚度从慢性特发性患者腹腔镜检查肠道pseudo-obstruction (CIIP)显示完成缺乏α-actin疣状圆形层中的固有肌层,但保存的染色。(E)类似的活检的患者CIIP和部分α-actin疣状。
CIIP病人(表2)
115 CIIP患者活检研究(谁都见过临床,测压的,或放射性入选标准),22(19%)没有空肠平滑肌α-actin疣状的圆形肌肉层除了里层毗邻黏膜下层,平滑肌细胞染色强阳性(图1 d)。在六个进一步病例(5%),有不完整的(部分)损失从圆形肌肉层(图1 e)与控制相比(p < 0.05)。相比之下,平滑肌α-actin疣状在纵肌正常,粘膜肌层,在所有情况下血管壁。疣状为其它平滑肌抗原表位,包括肌肉肌动蛋白(特定的α-和γ-isoforms),在圆形肌肉层同等强度其他肠道肌肉层。缺失或显著降低平滑肌α-actin疣状验证在10个病人使用不同的商业化抗原的抗体以及不同的方法检索。
我们发现,在常规的基础上为神经性和免疫组织化学方法,肌痛,和ICC异常系列作为一个整体,如表3所示。等组织学异常被发现在一个高比例的CIIP患者整体(81/115(70%)),但不太频繁,伴随的发现与精神错乱的标本α-actin疣状(9/28(30%)):退行性神经病变和退行性肌病,可以减少(每一个案例),肠肌神经丛炎(2例),和包涵体(2例)。当subanalysed的标准用于诊断CIIP(放射扩张有或没有单独测压法和测压法),α-actin缺陷表型更普遍在后者(16/36 (44%)v建立了良好的神经——的12/79(15%)/肌病表型的扩张肠组更常见。
与控制,降低免疫反应性的模式成为主流的回肠(9/13(69%))但是没有完整的疣状是什么?在控制(2/12)这是更常见的患者(7/13 (54%))。此外,与控制,4名患者正常免疫染色两层。胃和结肠组织在两层都有正常的免疫染色。
临床和放射学结果(表4)
患者的年龄中位数CIIP平滑肌α-actin不足(部分或全部)41(11 - 68)年(13男,15岁女性)。所有患者特点pseudo-obstructive症状(表2)长期(平均14年时间)。所有的病人有严重的腹痛是几乎总是吃(96%),也经常夜间加剧了(71%)。大多数也膨胀,恶心、呕吐,三分之二被严重便秘。九个病人扩张小肠循环在平原或对比摄影在急性发作和包括五个病人没有完成小肠测压法测压法(见下文)和两个谁是正常的。没有病人糖尿病的临床或实验室证据,结缔组织疾病,或恶性疾病。
测压的结果
20六平滑肌α-actin缺乏症患者经历了长时间的动态小肠测压法,剩下的两个过于不适接受调查。进一步三个病人空肠的插管失败,失败2例由于导管迁移在十二指肠(据说本身表明推进障碍)。2623完成研究,21患者肠道pseudo-obstruction定性和/或定量的证据基于公认的异常收缩模式和正常范围,分别。主要的定性和定量结果如表5所示,这些通常被认为是预测肠神经病变为主要病变。5,13日,15日,16日,22定性与类似异常发生频率与之前出版。5没有患者临床和测压的结果之间的差异部分或完整的平滑肌α-actin缺乏症。
讨论
慢性特发性肠道pseudo-obstruction (CIIP)是一个相对罕见但严重的疾病的诊断和管理很有问题。提供的系列是我们的知识最大的出版日期,由来自三个欧洲中心的115名患者。此外,我们使用现代方法(小肠测压法和腹腔镜检查),进一步详细研究每个病人的病理生理学。这项研究表明,约四分之一的患者(n = 28) CIIP有缺失或减弱α-actin染色的圆形肌肉空肠,通常在缺乏其他重要结构异常的肌肉和神经,和这个发现不是在控制。
现在超过10年一个不足的情况下空肠的圆形肌肉平滑肌α-actin活检中描述从一名48岁的女性与临床、放射学和生理特性的CIIP但没有光或结构异常的肌肉或神经超微结构的分析。21的基础上,作者得出结论,缺乏这种表型的空肠的其他九个患者肠道蠕动障碍综合症和三个解剖标本婴儿没有胃肠道疾病,这代表一个特定的生化表型相关病人的临床疾病,并可能的基础上(主要是在这个病人出现症状)早期发育。据我们所知,只有两个这样的进一步CIIP患者缺乏α-actin随后已经在文献中报道日期:一个两岁的病例报告炎症性肌炎27和一个成年人的不受控制的一系列11小肠活检的网站并不是所说的和其他总痛异常的结构也存在。28
这些发现的意义本研究的优点充分讨论。可想而知,这些发现与技术或方法错误。然而,切片加工,均由两个观察员检查对诊断视而不见。每个幻灯片是内部控制的有效性α-actin疣状的存在免疫反应性在其他幻灯片上光滑的肌肉结构,血管,纵肌层,最里面的一层的圆形肌肉(强烈彩色在所有情况下)。此外,没有染色病例进一步证实了使用商用抗体。此外,观察到的异常似乎特定α-actin而不是其他肌肉标记所有正常染色。然而,没有进一步的调查是不可能说蛋白质是否缺席,隐藏,或不染色由于构象变化。
平滑肌收缩,有一个互动厚(肌凝蛋白)和薄丝(肌动蛋白)。肌动蛋白存在于多个亚型(isoactins)差异表达的组织方式的依赖。成熟的主要isoactins肠道平滑肌α和γ,γ-isoform是最大的组成部分和α-form被小但仍然重要组成部分。29日非常鲜为人知的空间表达isoactins成年人类消化道或时态表达的发展。相比之下,麦克休和他的同事们都已经被充分研究过的实验动物。在成人小型哺乳动物、异构isoactin清楚地证实了基因表达以及胃肠道的长度。30.31日这些研究显示出高度的一致性(> 90%)之间isoactin基因表达和蛋白质生产,因此假定不同的微分表达式主要监管模式在转录水平。isoactin表达类似的空间变化也发生在人类正常支持这里的结果(虽然只有差异蛋白免疫染色),与控制胃、空肠、结肠环形肌α-actin疣状强于回肠。虽然解释这些发现将支持进一步的研究(西方/ northern),至少有合理的同源性之间我们的发现在人类和老鼠的在这方面,大鼠回肠的最低相对α-actin表达式(通过一个相当大的因素)与其他消化道段。30.α-actin差异表达的改变在疾病,除了CIIP描述的情况下,也被证明在巨结肠病32和转基因小鼠模型,33空肠闭锁,34和炎症(下面讨论)。
在胃肠道平滑肌实验动物的发展,分子的研究已经帮助重新定义涉及的细胞表型。35岁,36未分化的间充质细胞与肠道有关原基最初分化成α-smooth肌肉肌动蛋白积极和γ-smooth肌肉肌动蛋白-细胞表型(成肌细胞)。开发收益,成肌细胞分化成一个不成熟平滑肌肌细胞,那里一个成熟的肌细胞(对应于经典定义纺锤形成熟平滑肌细胞)。这两种细胞表型coexpressα-和γ-isoactins。然而,不同比例的收缩蛋白被发现在每个主要α-isoactin表达的不成熟的肌细胞和成熟的肌细胞中γ-isoactin啮齿动物发展。类似的时间改变的isoactin coexpression比率发生在人类由我们的发现支持减少比例的回肠组织拥有强大α-isoactin疣状推进胎儿妊娠。
与成熟的骨骼和心脏细胞,成熟平滑肌细胞保留发展潜力调节细胞表型体内和体外,这仍可能存在于成人内脏组织。目前,尚不清楚是否所有成熟平滑肌细胞保留这种潜在但众所周知,很大一部分从未分化晚期,所以留住潜在的调节细胞表型回平滑肌成肌细胞对myofibroblasts或者区分。37因此,胃肠平滑肌细胞可能被认为存在于一个灵活的分化线的极限平滑肌的成肌细胞和成熟平滑肌肌细胞。这种细胞可塑性因此进一步提供了一个潜在的机制改变微分isoactin表达可能是解释人类疾病,包括CIIP。细胞可塑性的相对贡献然而本身相比,调节基因表达的一个“稳定”成熟的肌细胞人口尚未研究人类健康或疾病,需要复杂的方法类似于用于小鼠细胞培养。36
空间的功能意义的发现改变α-smooth肌肉肌动蛋白染色的疾病是不清楚。改变收缩蛋白疾病可能会影响活性虽然变化的影响仅在平滑肌α-actin(即单生化异常)可能会更深刻的比其他重要的细胞骨架或结构异常。然而,微分表达式α-isoactin在功能上不同的器官(例如,食管和小肠,括约肌的与non-sphincteric组织31日实验动物的支持功能(即病理生理)这些变化的影响。扰动观察到在CIIP长期测压法在大多数病人在这个研究和其他(MMC的主要有或没有额外的异常non-propulsive活动)据说通常表明电机编程异常(即引起的神经功能障碍)而非内在肌痛干扰模式的普遍运动减弱经常被观察到,13但这仍存在争议。进一步解释这个研究和其他困难21日,27日,28这一发现的特异性圆形肌肉层。史密斯和他的同事们21假定α-actin缺陷可能发生的发育异常局限于这一层,因为胚胎学发展差异的起源两层。很难看出这可能是在我们的系列,几乎所有的情况下获得的历史暗示现象。是否这些变化反映了不同的函数两个肌肉层只能猜测的主题。
导致CIIPα-isoactin改变表达的机制还没有研究。几项研究已经不过表现出不同程度的肌层固有层本身的炎症19日,20.27和肌间神经丛19日,20.38岁的39CIIP患者。而明显的炎症的证据只是出现在2/31α-actin缺乏症患者在这项研究中,有证据表明在大鼠肌动蛋白同种型表达式可以调制实验诱导甚至轻度炎症局限于粘膜,40这样的免疫调节肠道肌肉功能可以持续在最初的刺激。41后者观测支持单个CIPO病例报告,纵向描述,进步失去α-actin免疫染色证明在三个时间点,尽管改善初始绚丽的肌炎。27
是我们的意见,基于本研究的发现和疾病的多样性isoactin异常的表情已经观察到,染色的变更在CIIP病人空肠的圆形肌肉,虽然可能不是本身病因或特定的障碍,至少代表了一种有用的生物标志物,尤其是在没有其他结构异常。研究还强调精确定义的位置组织研究的重要性和年龄的病人(和控制)/实验动物研究中关于组织病理学结论是胃肠道的表型。
确认
感谢我Scheimberg博士帮助整理胎儿样本和大卫·温盖特教授寻求帮助的定性分析小肠测压的录音。
杰姆是运动神经元疾病协会的支持下,英国医学研究理事会,安妮Lindsell慈善信托基金和出生缺陷基金会。
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