宋森濤 曾 欣 謝渭芬

同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院消化內(nèi)科1(200120) 海軍軍醫(yī)大學(xué)附屬長征醫(yī)院消化內(nèi)科2

膽囊結(jié)石是臨床常見病、多發(fā)病，約75%的膽囊結(jié)石患者無明顯臨床癥狀，而一旦出現(xiàn)臨床并發(fā)癥，會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和社會負(fù)擔(dān)。膽囊結(jié)石按照性質(zhì)可分為膽固醇型、膽色素型以及混合型3種類型，其中以膽固醇型最為常見，約占膽囊結(jié)石的75%～80%[1]。近年來，關(guān)于膽結(jié)石機(jī)制的相關(guān)研究較多，一般認(rèn)為是遺傳與環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。本文就膽囊結(jié)石發(fā)病機(jī)制的研究現(xiàn)狀作一綜述。

一、遺傳因素

膽囊結(jié)石的患病率存在顯著的人種差異和家族聚集性，有學(xué)者推測遺傳因素參與了結(jié)石發(fā)病。一項回顧性研究[2]分析了1900—1958年間出生的43 141對雙胞胎中有癥狀膽囊結(jié)石的發(fā)生情況，發(fā)現(xiàn)所有被調(diào)查者中4 394例為癥狀性膽囊結(jié)石患者；無論性別，同卵雙生較異卵雙生者癥狀性膽囊結(jié)石的發(fā)病情況更為一致；進(jìn)一步分析遺傳和環(huán)境因素對癥狀性膽囊結(jié)石發(fā)生的作用，發(fā)現(xiàn)在雙胞胎表型變異(癥狀性膽囊結(jié)石發(fā)生情況不一致)中，歸因于單一遺傳變異因素的比例為25%，即遺傳力為25%。上述結(jié)果證實(shí)了遺傳因素在結(jié)石發(fā)病中的重要作用。

近年研究發(fā)現(xiàn)，致石基因是結(jié)石產(chǎn)生的遺傳基礎(chǔ)。研究[3]發(fā)現(xiàn)不同種系的小鼠具有不同的膽囊結(jié)石易感性，即使給予同樣的飲食，不同種系的小鼠結(jié)石發(fā)生率并不相同。目前小鼠體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)近100種基因可能與膽囊結(jié)石有關(guān)[4]。隨著全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)的深入開展，近年來有關(guān)人類致石基因的研究有了新突破。2007年Buch等[5]首先利用GWAS證實(shí)ABCG8為人類膽囊結(jié)石的易感基因。隨后，越來越多人類致石基因通過GWAS或其他遺傳學(xué)分析方法被發(fā)現(xiàn)[6]。目前在動物和人類研究中發(fā)現(xiàn)的膽囊結(jié)石相關(guān)基因大部分編碼膽固醇和膽汁酸合成代謝以及轉(zhuǎn)運(yùn)過程的關(guān)鍵蛋白，如肝臟中的脂質(zhì)調(diào)節(jié)酶、脂蛋白受體及其相關(guān)基因；膽囊激素受體、小腸脂質(zhì)膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等[4]。

1. 膽固醇和膽汁酸代謝相關(guān)基因：膽固醇結(jié)石的形成是膽固醇過飽和的濃縮膽汁中固體膽固醇結(jié)晶沉積所致。早在1995年，Khanuja等[7]在膽囊結(jié)石高易感性的C57L/J小鼠和不易誘發(fā)結(jié)石的AKR/J小鼠中鑒定出分別位于染色體1和12上的兩個致石基因Lith1、Lith2。后續(xù)研究[8]證實(shí)Lith1是決定肝臟膽固醇高分泌狀態(tài)的關(guān)鍵基因，Lith2則影響膽汁酸非依賴性膽汁流。近來，Xie等[9]的研究探討了清除劑受體和多配體轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白CD36在膽囊結(jié)石發(fā)生中的作用，發(fā)現(xiàn)CD36基因敲除對飲食誘導(dǎo)的小鼠膽囊結(jié)石形成具有保護(hù)作用，其機(jī)制可能與減少膽汁膽固醇分泌、增加親水性膽汁酸比例有關(guān)；有趣的是，CD36基因敲除后小鼠的膽汁酸池含量和糞便膽汁酸排泄并無顯著變化，而特異性肝臟或腸道CD36基因敲除并不改善小鼠對致石飲食的敏感性。

人體膽固醇主要來源于腸道吸收，吸收效率受小腸黏膜的兩個受體NPC1L1和ABCG5/G8調(diào)控。將膽固醇過飽和的膽汁通過十二指腸導(dǎo)管喂養(yǎng)膽囊結(jié)石易感的C57L小鼠2 d后，小鼠空腸ABCG5/G8表達(dá)水平顯著增加，小鼠腸道細(xì)胞對膽固醇的攝取和吸收增加[10]。依澤替米貝是選擇性NPC1L1抑制劑，骨橋蛋白(OPN)亦可抑制NPC1L1表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，利用致石飲食構(gòu)建膽囊結(jié)石C57L小鼠模型的同時給予依澤替米貝8周或12周，能有效減少腸道膽固醇吸收和膽汁膽固醇分泌，降低膽汁膽固醇飽和度，在膽囊結(jié)石易感小鼠中預(yù)防膽固醇結(jié)石形成[11]。而OPN基因敲除小鼠較野生型小鼠更難以通過致石飲食誘導(dǎo)膽囊結(jié)石形成，其機(jī)制與抑制NPC1L1表達(dá)，減少腸道對膽固醇的吸收有關(guān)[12]。

2. 參與膽囊動力調(diào)節(jié)的相關(guān)基因：膽囊運(yùn)動功能失調(diào)通過肝臟和腸道的神經(jīng)激素機(jī)制來調(diào)節(jié)膽汁酸的腸肝循環(huán)，增加肝臟致石膽汁分泌和疏水性膽汁酸成分，促進(jìn)膽汁酸再循環(huán)，誘導(dǎo)膽固醇結(jié)晶和結(jié)石的發(fā)生。內(nèi)源性膽囊收縮素(CCK)可通過激活位于膽囊肌細(xì)胞上的CCK-1受體調(diào)節(jié)餐后膽囊排空。CCK基因敲除小鼠空腹膽囊容積增加，喂食致石飲食后出現(xiàn)膽囊排空缺陷，表現(xiàn)出膽固醇結(jié)晶和結(jié)石的快速形成，注射CCK后可延緩結(jié)石產(chǎn)生[13]。除餐后膽囊排空異常外，膽囊運(yùn)動功能失調(diào)亦包括膽囊再充盈受損、餐后清空和再充盈階段以及消化間期的膽囊容積節(jié)律性波動異常。血管活性腸肽和人成纖維細(xì)胞生長因子19(FGF19)參與膽囊的松弛調(diào)節(jié)，并通過反饋機(jī)制誘導(dǎo)下一餐前膽囊再充盈[14]。ABCB4基因Mdr2敲除小鼠存在膽汁酸代謝異常，可出現(xiàn)人類膽管病和膽石癥類似的生化、組織學(xué)和臨床特征，并誘導(dǎo)肝臟炎癥和纖維化。利用腺相關(guān)病毒在12周齡Mdr2基因敲除小鼠中過表達(dá)FGF19可逆轉(zhuǎn)肝損傷，減輕膽汁淤積相關(guān)纖維化，減少膽囊結(jié)石形成[15]。

3. 雌激素受體：有研究[16]給予卵巢切除小鼠皮下隨機(jī)植入不同劑量的雌激素釋放小丸，發(fā)現(xiàn)肝臟分泌的膽汁中膽固醇含量隨著雌激素水平升高而顯著增加，認(rèn)為雌激素可通過腸道雌激素受體α(ERα)途徑上調(diào)ABCG5/8、NPC1L1的表達(dá)，從而增強(qiáng)膽固醇吸收，參與膽囊結(jié)石的發(fā)生。為進(jìn)一步探討雌激素及其受體在膽囊結(jié)石中的作用機(jī)制，de Bari等[17]建立了ERα基因敲除的卵巢切除小鼠OVX Erα-/-，給予致石飲食并以6 μg/d雌二醇處理后，發(fā)現(xiàn)ERα+/+對照小鼠100%發(fā)生膽囊結(jié)石，而ERα-/-小鼠膽囊結(jié)石患病率僅為30%；且ERα-/-小鼠的肝臟膽固醇分泌顯著減少，提示雌激素可能通過結(jié)合ERα促進(jìn)肝臟膽固醇分泌。另一項研究[18]分別構(gòu)建了ERα、G蛋白偶聯(lián)受體30(GPR30)單獨(dú)或聯(lián)合基因敲除的卵巢切除小鼠模型，給予致石飲食和6 μg/d雌激素干預(yù)后，發(fā)現(xiàn)GPR30+/+和ERα+/+小鼠膽汁中可出現(xiàn)不同形態(tài)的膽固醇結(jié)晶沉著，而GPR30-/-/ERα-/-組小鼠膽固醇結(jié)晶形成明顯延緩，提示GPR30和ERα均在雌激素致石過程中發(fā)揮作用。

4. 非編碼RNA：Yang等[19]篩選了有或無膽囊結(jié)石者血清內(nèi)差異表達(dá)的miRNA，發(fā)現(xiàn)9個在膽囊結(jié)石患者中上調(diào)的miRNA和8個下調(diào)的miRNA，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)其中miR-210表達(dá)水平與其靶基因-重要跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ATP11A間存在負(fù)相關(guān)，miR-210上調(diào)可降低ATP11A表達(dá)，從而參與膽囊結(jié)石形成。此外，有研究[20]檢測因急性膽管癥狀入院患者的血漿miR-122 水平，發(fā)現(xiàn)與無膽囊結(jié)石患者相比，膽囊結(jié)石患者血漿miR-122水平增加。

二、環(huán)境因素

1. 生活方式和飲食因素：早期研究[21]發(fā)現(xiàn)，飲食中同時存在膽固醇和膽酸是誘導(dǎo)小鼠膽囊結(jié)石的必要條件。由于小鼠膽汁中存在大量親水性膽汁酸?；?B霉素酸，單獨(dú)喂養(yǎng)高膽固醇飲食并不足以誘發(fā)膽囊結(jié)石；給予膽酸后，膽酸在肝臟與牛磺酸結(jié)合產(chǎn)生?；悄懰幔商娲∈竽懼性械呐；?B霉素酸，促進(jìn)膽石形成。研究[22]表明，油膩飲食、葷食習(xí)慣、偏食動物油、不吃早餐、飲酒、缺乏鍛煉是我國膽囊結(jié)石發(fā)病的主要危險因素。 Compagnucci等[23]評估了飲食和生活方式對49例膽囊結(jié)石患者和65名健康對照者膽囊結(jié)石發(fā)生的影響，發(fā)現(xiàn)結(jié)石患者的平均能量攝入量高于健康對照組，肥胖或超重可導(dǎo)致更高的膽囊結(jié)石風(fēng)險，高總脂肪、飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸攝入量與膽囊結(jié)石風(fēng)險增加有關(guān)。另一項meta分析發(fā)現(xiàn)，體力活動量與膽囊結(jié)石發(fā)病率呈負(fù)相關(guān)[24]。因此，歐洲肝臟研究協(xié)會推薦保持健康的生活方式和飲食習(xí)慣，定期體育鍛煉，并保持理想的體重以預(yù)防膽固醇結(jié)石和癥狀性膽囊結(jié)石[25]。

2. 腸道微生態(tài)：關(guān)于腸道微生態(tài)在膽囊結(jié)石形成中的變化及其作用機(jī)制尚處于早期研究階段。膽囊結(jié)石患者存在腸道微生態(tài)異常。有研究[26]利用16S rRNA對29例膽固醇結(jié)石患者的腸道、膽汁和膽囊結(jié)石的細(xì)菌組成以及38名健康對照者的腸道菌群進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)腸道變形桿菌增加而腸球菌、毛螺菌屬和羅氏菌屬減少。另一項研究[27]發(fā)現(xiàn)膽囊結(jié)石患者腸道富含顫螺菌屬，有益菌羅氏菌屬減少；顫螺菌屬豐度與次級膽汁酸濃度呈正相關(guān)，而與初級膽汁酸濃度呈負(fù)相關(guān)，擬桿菌屬呈相反表現(xiàn)。此外，亦有研究[28]顯示膽囊結(jié)石患者盲腸部位有伴隨7α-脫羥基活性升高的革蘭陽性厭氧菌數(shù)量增加。腸道微生態(tài)受飲食因素影響，致石飲食可改變腸道微生態(tài)狀況；同時，腸道微生態(tài)環(huán)境的變化亦可通過改變膽汁酸成分，調(diào)節(jié)回腸末端膽汁酸重吸收，并調(diào)控參與肝內(nèi)膽汁酸合成的基因表達(dá)，在膽囊結(jié)石的發(fā)生中發(fā)揮重要作用[29]。近期研究[30]表明，給小鼠喂養(yǎng)致石飲食并形成膽囊結(jié)石后，腸道微生物多樣性和豐度均降低，厚壁菌門比例減少，厚壁菌門與擬桿菌屬比值下降。Fatemi等[31]的研究發(fā)現(xiàn)，在C57L/J小鼠中，感染幽門螺桿菌或幽門螺桿菌與肝螺桿菌共感染，會顯著增加膽固醇結(jié)石的發(fā)病風(fēng)險。有趣的是，致石飲食似乎在無菌小鼠中可導(dǎo)致更嚴(yán)重的膽囊炎癥。通過菌群移植改變腸道微生態(tài)可抑制無菌小鼠膽固醇結(jié)石形成[32]。

三、其他因素

年齡、藥物以及合并疾病等其因他素亦被認(rèn)為與膽囊結(jié)石的發(fā)病相關(guān)。膽囊結(jié)石的發(fā)病率隨年齡增長而增加，40歲后顯著升高，老年人的發(fā)病率可增加4～10倍，衰老是膽固醇結(jié)石形成的獨(dú)立危險因素[33]。動物實(shí)驗(yàn)表明，隨著年齡增加，十二指腸和空腸中膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)關(guān)鍵蛋白NPC1L1表達(dá)升高，膽汁脂質(zhì)分泌率和膽固醇合成限速酶β-羥-β-甲戊二酸單酰輔酶A (HMG-CoA)還原酶活性顯著增加，膽固醇7α-羥化酶活性降低，膽囊增大，提示年齡增長會增加膽固醇的膽汁分泌和腸道吸收，減少膽汁鹽的肝臟合成和膽汁分泌，并降低膽囊收縮性，從而促進(jìn)膽囊結(jié)石的發(fā)生[16,34]。

雌激素替代療法是膽固醇結(jié)石形成的危險因素。有研究[35]表明，絕經(jīng)后婦女血清膽汁酸濃度顯著降低，血清總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇明顯升高，服用外源性雌激素后膽汁酸濃度增加，血清總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇水平下降，膽汁和膽囊結(jié)石中鈣離子含量均降低，因此外源性雌激素攝入(包括口服避孕藥和激素替代療法)可增加膽囊結(jié)石風(fēng)險。Wang等[36]進(jìn)行的meta分析亦證實(shí)雌激素替代療法與膽囊結(jié)石的發(fā)生呈正相關(guān)，但該研究未提示口服避孕藥增加膽囊結(jié)石風(fēng)險。

此外，糖尿病和肥胖患者的膽囊結(jié)石發(fā)病率較高。胰島素抵抗可能通過以下途徑促進(jìn)膽固醇結(jié)石形成：胰島素分泌增加導(dǎo)致HMG-CoA還原酶活性增強(qiáng)，從而有利于膽固醇合成；增加膽汁膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ABCG5和ABCG8表達(dá)，導(dǎo)致膽汁膽固醇分泌增加；糖尿病伴發(fā)神經(jīng)病變可導(dǎo)致膽囊自主神經(jīng)病變和膽囊淤滯[37]。

四、結(jié)語

綜上所述，隨著對膽囊結(jié)石遺傳學(xué)和病理生理學(xué)的了解日益加深，參與膽囊結(jié)石形成的致病因子均可能成為預(yù)防或治療的潛在靶標(biāo)。改變飲食和生活方式、他汀類藥物、肝臟ABCG5/8表達(dá)抑制劑、腸道微生物群調(diào)節(jié)劑、促膽囊動力性藥物可能在將來膽囊結(jié)石的防治中發(fā)揮作用，但仍需開展大規(guī)模臨床和基礎(chǔ)研究，證實(shí)其有效性和安全性。