引言:
在上一篇中,筆者跟大家分享了十二指腸空腸套管(DJBS)的第二種作用機制——膽汁酸機制,本文著重討論DJBS的第三種作用機制——胃排空機制。目前的研究表明,胃排空機制參與了許多疾病的病理生理過程,胃排空這個靶點已成為人體代謝疾病干預的重要目標之一,正愈來愈受到人們的重視[1-3]。
在這一機制中, 腸道胰高糖素樣肽-1(GLP-1)、多肽YY(PYY)、胃饑餓素(Ghrelin)等胃腸道激素是關鍵性的調節物質。GLP-1和PYY抑制胃排空和消化液分泌,延遲胃排空,造成“飽腹感”,屬于“厭食”激素;Ghrelin則相反,能刺激胃排空加速,增進食欲,是“開胃”激素。DJBS植入術后,有研究觀察到這些胃腸道激素含量發生了變化,由此可以推測出DJBS術的又一種療效機制。
正文:
胃排空(gastric emptying)是指食物由胃進入十二指腸的過程。進食后,胃排空速率常常與胃內容物的形態(固體或液體)和營養組成有關:例如糖類食物,所需要排空的時間1個小時到2個小時;蛋白質類食物,需要2個小時到3個小時;而脂肪類則可能需要5到6個小時。從食物狀態來說,固體食物的排空速度比液體要慢,大塊的食物排空速度比切碎的、顆粒小的要慢。此外,胃內容物作為擴張胃的機械刺激,通過壁內神經反射或迷走-迷走神經反射,促進胃的排空。
一般來說,食物由胃排空的速率與留在胃內作物量的平方根成正比。胃排空速率過快易導致餐后血糖波動,并可能引起糖耐量受損,甚至糖尿病,抑制胃排空可延緩食物中的葡萄糖吸收,降低餐后血糖峰值,從而有助于糖尿病患者的餐后血糖管理。而胃腸道激素對胃排空速率的調節起著至關重要的作用,主要起作用的代表性激素便是GLP-1、PYY、Ghrelin等,其相互作用可反饋性抑制胃排空并增強餐后飽腹感。
GLP-1,在本系列文章第一篇就作了重點介紹,主要由位于空腸、回腸和結腸的 L 細胞產生,可通過多種方式調節葡萄糖穩態,包括增強胰島素的分泌、提高胰島素敏感性和外周葡萄糖處置,抑制胃排空以及抑制胰高血糖素分泌。
PYY,主要由遠端腸道L細胞以內分泌和旁分泌兩種方式分泌,食物攝取(特別是脂肪類)能刺激PYY的分泌。研究發現,在消化道、胰腺和中樞神經系統中至少有五種不同的GPCR家族的Y受體亞型(Y1、 Y2、 Y4、 Y5、Y6)均為PYY的受體。PYY的主要生理功能是抑制食欲,抑制胃排空和分泌,抑制腸道運動和電解質、胰腺分泌。
Ghrelin,主要由人胃底部的P/D1細胞和胰腺的ε細胞產生,刺激饑餓感的產生。通常在飯前或者空腹情況下會產生和分泌該激素,所以飯前Ghrelin水平升高,而飯后迅速下降。它被認為是由脂肪組織產生的瘦素的對應反激素,當其含量增高時誘導進食。如果對Ghrelin的分泌予以控制,就可以實現抑制食欲的目的,從而減少攝入量,減輕體重。
研究者發現,在Roux-en-Y胃旁路術(RYGB)手術后,GLP-1、Ghrelin、PYY等胃腸激素都會發生不同程度的變化:患者 GLP-1水平增加的同時,從L細胞分泌的厭食激素PYY的水平也在手術后增加,而Ghrelin水平則降低。這三種激素的含量變化后,可能會充分削弱饑餓感,并抑制胃排空,延長胃排空的時間,從而促進顯著的體重減輕,并進一步改善葡萄糖代謝,對治療肥胖癥以及2型糖尿病起到了重要作用。但RYGB手術過程復雜,侵入性較大,永久性改變腸道生理結構,并存在諸如營養不良、感染等風險,使用仍然受限;為了彌補上述缺點,DJBS應運而生。
DJBS術保留了RYGB手術原理機制,又避免了RYGB術帶來的手術并發癥風險和永久性的腸道生理結構改變,是一種新型、可逆的胃鏡下微創介入手術。DJBS植入術后,同樣在患者術后的觀察中發現GLP-1、PYY 等胃腸道激素的升高(圖1)[4-5]。由于DJBS與RYGB具有相似作用機制,所以有理由認為是DJBS術后的胃腸道激素變化,延遲了胃排空、增加了飽腹感,從而減低患者食欲,帶來了減重和改善糖代謝等一系列的治療效果。
圖1 DJBS植入術后胃腸道激素變化
注:NGT:糖耐量正常肥胖者 T2D:2型糖尿病肥胖者
目前國外大量的臨床研究顯示,DJBS對2型糖尿病和肥胖癥患者具有積極作用。作為國內較為先進的同類型內鏡下置入裝置,糖吉醫療的“胃轉流支架系統”(圖2)在臨床上的表現同樣令人期待。
圖2 | “胃轉流支架系統”資料
與以往 DJBS 不同的是,“胃轉流支架系統”在充分研究原研DJBS器械的基礎上做了大量的工藝和材料的改進,并進行了充分的臨床安全試驗。在保證療效的前提下,減少了介入術并發癥的發生率,提升了操作的安全性、可靠性。
據悉,這項新技術目前國內尚無同類產品上市,并且已經開啟面向肥胖癥、非酒精性脂肪性肝病等代謝性疾病的臨床試驗,早期試驗成果顯示,受試者在置入產品 3 個月后,額外體重、糖化血紅蛋白、肝臟硬度等代謝性疾病指標均得到顯著下降,這與 DJBS 相關臨床試驗所呈現的研究結論一致。可以預見,“胃轉流支架系統”的上市將會為臨床醫生提供一個新的選擇,也為廣大糖尿病患者帶來更多獲益希望。
下一期,筆者將對 DJBS 的機制的其他研究方向進行解讀,敬請期待。
參考文獻:
[1]Egboh SC, Abere S. Gastroparesis: A Multidisciplinary Approach to Management. Cureus. 2022 Jan 16;14(1):e21295. doi: 10.7759/cureus.21295. PMID: 35186557; PMCID: PMC8846567.
[2] Soliman H, Gourcerol G. Gastric Electrical Stimulation: Role and Clinical Impact on Chronic Nausea and Vomiting. Front Neurosci. 2022 May 10;16:909149. doi: 10.3389/fnins.2022.909149. PMID: 35620661; PMCID: PMC9127333.
[3] Holst JJ. Discovery of the GI Effects of GLP-1: An Historical Perspective. Dig Dis Sci. 2022 Jul;67(7):2716-2720. doi: 10.1007/s10620-022-07519-3. Epub 2022 May 30. PMID: 35635627.
[4]Rohde U. EndoBarrier gastrointestinal liner. Delineation of underlying mechanisms and clinical effects. Dan Med J. 2016 Nov;63(11):B5309. PMID: 27808040.
[5] 陳濟華, 陳鑫. 十二指腸空腸套管治療肥胖和2型糖尿病的研究進展[J]. 中華消化內鏡雜志, 2021, 38(6):5.