術(shù)后腹膜粘連的發(fā)病機(jī)制及預(yù)防的研究進(jìn)展

汪孟奇 程風(fēng)春 孫帥 傅廷亮

山東濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院兒外科 濱州 256603

腹膜粘連的形成涉及免疫激活、炎癥反應(yīng)、纖維蛋白溶解失衡、氧化應(yīng)激、膠原沉積、腹膜組織修復(fù)等復(fù)雜的病理生理過程[1-3]。腹盆腔手術(shù)、感染、創(chuàng)傷及腫瘤放療后腹膜腔內(nèi)形成的纖維瘢痕,可導(dǎo)致小腸梗阻等嚴(yán)重并發(fā)癥,嚴(yán)重影響患者的健康和生活質(zhì)量,甚至危及其生命[4-6],部分患者需要再手術(shù)干預(yù)。

1 腹膜粘連的病因與發(fā)病機(jī)制

1.1腹膜損傷腹膜由單層間皮細(xì)胞及間皮下層組成并覆蓋于腹腔的內(nèi)表面。間皮細(xì)胞分泌多種細(xì)胞外基質(zhì)潤滑臟器,還具有纖維蛋白溶解活性防止粘連形成。手術(shù)或腹部創(chuàng)傷后,間皮細(xì)胞缺血、缺氧,激活級聯(lián)凝血系統(tǒng),形成血凝塊[7-11]。機(jī)體啟動修復(fù)系統(tǒng),成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等滲出并移至受損區(qū)域,與血凝塊共同作用形成纖維蛋白網(wǎng),成為粘連的組織架構(gòu)[12-13]。如纖溶系統(tǒng)功能正常,7～10 d內(nèi),損傷區(qū)域恢復(fù)為連續(xù)的間皮細(xì)胞;否則在相關(guān)細(xì)胞因子的作用下纖維蛋白轉(zhuǎn)化為肉芽組織樣結(jié)構(gòu),形成膠原纖維。繼而血管增生、結(jié)締組織出現(xiàn),形成不可逆的粘連組織[14]。腹腔手術(shù)可導(dǎo)致肥大細(xì)胞浸潤和脫顆粒并釋放組胺、胰蛋白酶和糜蛋白酶。組胺引起血管舒張,增加細(xì)胞分子黏附活性,調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞的遷移和增殖。胰蛋白酶和糜蛋白酶增加轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)活性,降低細(xì)胞間跨膜阻力,促進(jìn)腹膜粘連的發(fā)生和發(fā)展。自由浮動腹膜腔內(nèi)的巨噬細(xì)胞參與腹膜損傷后粘連形成。Haney通過透射電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞參與腹膜損傷后修復(fù)的全過程[15-16]。粒細(xì)胞移動并轉(zhuǎn)運(yùn)基質(zhì)可密封間皮細(xì)胞受損區(qū)域、促進(jìn)病變快速修復(fù)[17]。Hong GS等[18]研究發(fā)現(xiàn)吡格列酮是PPARγ受體激動劑,可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞(M2)極化,從而減輕腹膜粘連的發(fā)生,但不影響吻合口愈合。Sandoval等[19]發(fā)現(xiàn)TGFβ多肽抑制劑可以通過抑制腹膜間皮細(xì)胞向間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化,抑制肌纖維母細(xì)胞的產(chǎn)生,降低腹膜粘連的發(fā)生及粘連的嚴(yán)重程度,為研究治療方法提供了新的途徑。

1.2腹腔感染腹腔感染產(chǎn)生的反應(yīng)性腹水中檢測到高濃度的炎癥調(diào)節(jié)劑,如 IL-6、CXCL10、TNF、IFN-γ、TGF-β,可促進(jìn)粒細(xì)胞浸潤、炎癥反應(yīng)和粘連形成。研究還發(fā)現(xiàn),闌尾炎比腸梗阻的反應(yīng)性腹水中與炎癥相關(guān)的細(xì)胞因子和趨化因子,如IL-22、嗜酸粒細(xì)胞趨化蛋白-2(Eotaxin-2)、粒細(xì)胞集落刺激因子(GCSF)濃度更高。術(shù)中吸凈反應(yīng)性腹水,腹腔局部或全腹腔灌洗,有利于減少炎癥反應(yīng)、促進(jìn)組織修復(fù),降低粘連發(fā)生的風(fēng)險[20]。

1.3遺傳因素手術(shù)后發(fā)生腹膜粘連及粘連的嚴(yán)重程度存在個體差異。單核苷酸多態(tài)性、基因突變和信使RNA的上調(diào)可使轉(zhuǎn)化生長因子、血管內(nèi)皮生長因子、干擾素、基質(zhì)金屬蛋白酶、纖溶酶原激活劑抑制劑-1和白細(xì)胞介素等發(fā)生改變,均可增加術(shù)后粘連形成的機(jī)會[21]。補(bǔ)體是機(jī)體中重要的炎癥介質(zhì),廣泛參與機(jī)體抗感染及防御反應(yīng),阻止補(bǔ)體過度活化有助于減輕過度炎癥反應(yīng)[22]。

2 腹膜粘連的預(yù)防

腹膜粘連的預(yù)防方法主要包括建立物理、化學(xué)或生物防粘連屏障,手術(shù)改進(jìn),分子基因調(diào)控及藥物預(yù)防等方面[23]。

2.1防粘連屏障(1)固態(tài)防粘連屏障：在關(guān)閉切口前,將聚乳酸納米片、塞普拉菲爾姆、防粘連膜等固態(tài)薄膜放置于組織間可降低術(shù)后粘連的發(fā)生率,并經(jīng)動物實(shí)驗(yàn)和臨床研究得到證實(shí)[7,24]。(2)液態(tài)防粘連材料：主要包括普魯蘭水凝膠、支鏈淀粉酶水凝膠、木葡聚糖溫敏水凝膠等。動物實(shí)驗(yàn)研究表明,改良普魯蘭水凝膠可有效預(yù)防腹膜粘連。其作用機(jī)理可能與凝膠屏障分隔損傷的腹膜組織、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng),及降低血管通透性有關(guān)。水凝膠中的普魯蘭多糖具有黏附性好,易停留在受損組織表面,在體內(nèi)可自行降解、無需去除等優(yōu)點(diǎn)[25]。研究表明,腹腔鏡回腸造口關(guān)閉術(shù)及直腸切除術(shù)中應(yīng)用支鏈淀粉酶水凝膠注射液組切口粘連發(fā)生率為52.7%,顯著低于對照組(90.7%)[26]。利用酶解反應(yīng)制備的木葡聚糖(mXG)溫敏水凝膠具有良好的生物相容性和物理隔離作用,與抗體C5a結(jié)合抑制補(bǔ)體的激活。在盲腸-腹壁缺損粘連動物模型中應(yīng)用mXG,術(shù)后 1 周、2 周 mXG/C5a 抗體組僅個別動物出現(xiàn)輕微粘連,表明mXG/C5a 抗體能有效預(yù)防粘連[27]。Baran等[28]報告應(yīng)用4%艾考糊精、硫酸鎂及生理鹽水起到隔離腹膜與受損間皮,減少粘連機(jī)會。Zhou等[29]發(fā)現(xiàn)天然抗菌肽jelleine-1 (J-1)在二磷酸腺苷鈉溶液(ADP)中自組裝(J-1-ADP)形成的水凝膠具有抗菌和止血活性,在大鼠腹壁缺損-盲腸磨損腹腔粘連模型中發(fā)揮抗粘連作用,但在臨床上J-1-ADP水凝膠預(yù)防術(shù)后粘連形成的作用尚待研究。(3)新型膜屏障：具有高生物相容性和生物降解性,而且降解產(chǎn)物無毒性,在粘連預(yù)防中發(fā)揮重要作用。膜屏障覆蓋損傷組織表面,分隔相鄰結(jié)構(gòu),在愈合過程中持續(xù)停留于創(chuàng)面,逐漸自行吸收。羧甲基殼聚糖和膠原蛋白在谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶的催化下通過交聯(lián)制成抗粘連膜,可減輕術(shù)后腹膜粘連,同時具有抗炎作用[30]。靜電紡絲膜具有良好的力學(xué)性能和生物相容性,可減少炎性細(xì)胞浸潤和炎癥反應(yīng),放置于盲腸創(chuàng)面上起到預(yù)防粘連的作用[31]。崔文國等[31]通過I型膠原自組裝、電紡技術(shù)和生物界面交聯(lián)技術(shù)相結(jié)合研制出具有穩(wěn)定空間結(jié)構(gòu)的擬生態(tài)生物活性材料,為細(xì)胞提供動力,調(diào)控細(xì)胞分子基因表達(dá),促進(jìn)組織修復(fù),減輕纖維化的發(fā)生。Matthews等[32]研究發(fā)現(xiàn)孔隙小于75μm的生物材料可減少腸粘連的發(fā)生率。研究人員通過納米蜘蛛的無針技術(shù)制備殼聚糖靜電紡絲膜(chitosan electrospun membrane,CSEM),拉伸強(qiáng)度可達(dá)27.45 ± 6.30 MPa[33],但其預(yù)防粘連的效果尚待臨床試驗(yàn)中驗(yàn)證。Kheilnezhad等[34]研制的布洛芬載藥電紡納米纖維膜具有抑制炎癥細(xì)胞浸潤和成纖維細(xì)胞黏附的作用,同時可促進(jìn)組織愈合。

2.2微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)Krielen等[35]回顧性分析了接受腹腔鏡或開放手術(shù)患者的臨床資料,統(tǒng)計(jì)5 a內(nèi)因腹膜粘連再住院的情況。結(jié)果1.7%接受腹腔鏡手術(shù)患者因腹膜粘連相關(guān)疾病再住院,而4.3%的開放手術(shù)患者再住院與腹膜粘連直接相關(guān)。亦有報告[36]腹腔鏡結(jié)直腸手術(shù)患者中,因腹膜粘連相關(guān)疾病再住院占2.4%,而開放手術(shù)患者再住院與腹膜粘連直接相關(guān)者占7.5%。表明與開放手術(shù)比較,腹腔鏡手術(shù)可減少粘連發(fā)生率。

2.3藥物預(yù)防(1)辛伐他汀具有促進(jìn)纖溶、抗炎和抗氧化作用,有助于預(yù)防術(shù)后發(fā)生腹膜粘連[37]。Haslinger等[38]發(fā)現(xiàn)辛伐他汀通過增加組織纖溶酶原激活物(Tissue plasminogen activator,tPA)水平、降低纖溶酶原激活物抑制劑1(plasminogen activator inhibitor-1,PAI-1)水平激活腹膜間皮細(xì)胞的纖溶活性。(2)腹腔內(nèi)應(yīng)用吡非尼酮可降低血管增殖、炎癥及纖維化以減少粘連發(fā)生。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞通過調(diào)節(jié)T細(xì)胞活性抑制炎癥發(fā)展[39]。(3)丹參具有促進(jìn)血液循環(huán)、消除血液淤積的功效。研究結(jié)果顯示,應(yīng)用丹參的主要活性成分丹酚酸鹽24 mg/kg或48 mg/kg干預(yù)3天,實(shí)驗(yàn)大鼠術(shù)后腹膜粘連明顯減輕。丹參酮IIA處理7d的大鼠,腹腔內(nèi)tPA含量明顯增高,環(huán)氧化酶-2含量降低,降低腹膜粘連[40-41]。(4)活化蛋白C、迷迭香具有較強(qiáng)的抗炎和抗氧化作用,其提取物可顯著降低實(shí)驗(yàn)小鼠IL-6、IL-1β和TNF-α水平,明顯減輕術(shù)后腹膜粘連[42-44]。(5)腹腔注射富氫生理鹽水(hydrogen-rich saline,HRS)的小鼠術(shù)后第3天和第7天腹膜粘連顯著減少,腹膜液中tPA顯著增加,TGF-β、PAI-1、MDA和MPO水平顯著減少,粘連帶中促炎細(xì)胞因子mRNA表達(dá)顯著降低。表明HRS具有抑制術(shù)后腹膜粘連形成的潛在作用[45]。(6)Kheilnezhad B等[46]發(fā)現(xiàn)損傷早期間皮細(xì)胞間出現(xiàn)大量膜橋并形成細(xì)胞骨架。在Ca2+的驅(qū)動下,膜橋引發(fā)的粘連通過細(xì)胞骨架向周圍未受損的部位傳播。位于粘連部位的間皮細(xì)胞胞漿中Ca2+含量顯著高于正常的間皮細(xì)胞,局部應(yīng)用單一劑量的Ca2+通道阻滯劑可能成為預(yù)防腹膜粘連的簡便方法。

2.4基因與分子治療腹膜受損后間皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞釋放細(xì)胞因子,抑制纖溶活性,細(xì)胞外基質(zhì)和微血管生成增多。靶向干預(yù)粘連形成過程中起重要作用的細(xì)胞因子成為預(yù)防腹膜粘連研究的方向[47-51]。(1)新型TGF-β1受體激酶抑制劑EW-7197可通過抑制氧化應(yīng)激、減少炎癥因子進(jìn)而抑制纖維化形成。EW-7197干預(yù)后,實(shí)驗(yàn)小鼠腹膜粘連程度顯著低于對照組[48]。(2)TM5275是一種新型的PAI-1抑制劑,具有抗血栓、抗血管生成,及抗纖維化的作用,可增強(qiáng)纖溶系統(tǒng)的激活,預(yù)防分泌EGF的巨噬細(xì)胞募集,進(jìn)而減輕粘連[50]。(3)JUN 基因是轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白-1復(fù)合物的一部分[51],是成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄主調(diào)控因子,通過JAK-STAT和上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化通路,成纖維細(xì)胞中PDGFRA的表達(dá)上調(diào),促進(jìn)粘連形成。通過擦傷臟層和壁層腹膜建立腹部粘連的小鼠模型,發(fā)現(xiàn)粘連組織中JUN表達(dá)增多,推測抗JUN表達(dá)可抑制術(shù)后腹膜粘連形成。(4)穿膜和免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域1(TMIGD1)通過減輕腹膜間皮細(xì)胞內(nèi)線粒體的氧化應(yīng)激,抑制腹膜粘連形成[52]。(5)研究發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)遠(yuǎn)隔臟器表面的細(xì)胞外基質(zhì)到達(dá)損傷部位,成為創(chuàng)面修復(fù)的材料;同時刺激腹膜間皮細(xì)胞合成新的細(xì)胞外基質(zhì)。熱休克信號通過降低TGF-β信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和成纖維細(xì)胞分化調(diào)節(jié)切口愈合,在損傷修復(fù)的早期階段,熱休克因子可阻斷基質(zhì)種植到損傷部位預(yù)防腹膜粘連[14]。

3 結(jié)論與展望

研究腹膜粘連形成的相關(guān)因素及發(fā)生機(jī)理,有助于預(yù)防術(shù)后發(fā)生腹膜粘連[53]。盡管腹腔粘連發(fā)病機(jī)制和預(yù)防的研究取得了進(jìn)展,但尚需通過臨床和實(shí)驗(yàn)深入探討新方法,在分子及基因?qū)用骝?yàn)證藥物靶點(diǎn)和關(guān)鍵通路,以改善腹盆腔手術(shù)患者的生活質(zhì)量[2,54]。