羅錦濤，潘耀振，楊婧

(1.貴州醫(yī)科大學,貴陽 550004； 2.貴州醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院肝膽外科,貴陽 550004；3.貴州省人民醫(yī)院婦產科,貴陽 550004)

糖尿病目前國際上暫用世界衛(wèi)生組織糖尿病專家委員會提出的四大類分型標準。其中2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)最為多見，中國國家疾病控制中心和中華醫(yī)學會內分泌學分會的調查結果顯示，我國18歲以上人群T2DM患病率為9.7%[1]，由此帶來的間接經(jīng)濟負擔也是逐年增加[2-3]。在歐美國家，膽囊結石發(fā)病率為20%[4]。我國成人膽囊結石的患病率約10%，中年女性患病率可達15%，因人們生活水平的提高，目前以膽固醇結石多見，發(fā)病率也逐漸升高[5]。糖尿病合并膽囊結石的發(fā)病率可高達30.2%，遠高于正常成人膽囊結石的發(fā)病率[6]，其中T2DM患者膽囊結石的發(fā)病率遠高于1型糖尿病患者[7]。糖尿病與膽囊結石的關系密切，趙紅軍[8]對114例T2DM合并膽囊結石患者的臨床研究表明,糖尿病是導致膽囊結石的重要原因。劉清等[9]的多因素Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)，T2DM可能為膽囊結石發(fā)生的危險因素。Yuan等[10]研究證實，T2DM是膽囊結石發(fā)病的獨立危險因素。目前T2DM是膽囊結石發(fā)病的危險因素已形成共識?，F(xiàn)就T2DM合并膽囊結石的發(fā)病機制予以綜述。

1 T2DM合并膽囊結石的危害

自主神經(jīng)病變是T2DM患者常見并發(fā)癥，可使膽囊收縮功能障礙，膽汁排泄緩慢，易產生膽結石。糖尿病患者的高血糖、血脂異常、微血管和神經(jīng)病變均是膽囊炎的危險因素[11]。研究顯示，與沒有糖尿病的對照者相比，糖尿病患者的感染發(fā)生率更高[12]，且糖尿病感染發(fā)生率與血糖控制情況相關[13-14]。高血糖為細菌的繁殖提供機會。另外，高血糖可能通過損害白細胞的功能及數(shù)量、影響T細胞功能和細胞因子生成等使細胞免疫功能降低[15-17]，故糖尿病患者的急性結石性膽囊炎發(fā)病率較高，而急性結石性膽囊炎合并糖尿病患者較非糖尿病患者更易發(fā)生膽囊壞疽而危及生命[16，18]。

2 T2DM合并膽囊結石的發(fā)病機制

T2DM合并膽囊結石的發(fā)病因素包括：早期發(fā)現(xiàn)的胰島素抵抗、脂代謝紊亂、自主神經(jīng)病變，以及近年來發(fā)現(xiàn)的瘦素、腸道菌群、脂聯(lián)素和腸道Cajal樣間質細胞(interstitial Cajal-like cell，ICLC)等。

2.1胰島素抵抗及高胰島素血癥 胰島素抵抗是指胰島素作用的器官對胰島素作用的感受性降低。研究表明，T2DM合并膽囊結石患者空腹胰島素、空腹血糖及胰島素抵抗指數(shù)水平均顯著升高，提示T2DM合并膽囊結石者存在胰島素抵抗以及高胰島素血癥[8]。羥甲基戊二酸單酰輔酶A(hydroxy-methyl-glutaryl coenzyme A，HMG-CoA)還原酶是膽固醇合成的限速酶，胰島素抵抗誘導肝臟合成HMG-CoA還原酶，使肝臟合成膽固醇增加[19]。對小鼠模型肝膽固醇代謝相關基因表達變化的研究表明，當發(fā)生糖尿病及胰島素抵抗時，HMG-CoA還原酶信使RNA的表達增加，且肝X受體核受體轉錄因子激活，作用于下游基因，調控膽固醇7α-羥化酶(cholesterol 7α-hydroxylase，CYP7A1)、ATP結合盒G5、ATP結合盒G8 信使RNA表達,并且激活的肝X受體還能夠上調B類Ⅰ型清道夫受體(scavenger receptor class B type Ⅰ,SR-BⅠ)的表達[20]。ATP結合盒G5、ATP結合盒D8的增加可使膽汁中膽固醇含量增加[21]。研究顯示，過表達的SR-BⅠ特異性與高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)結合，經(jīng)過酯化和水解后轉變?yōu)橛坞x膽固醇被吸收，膽汁中的膽固醇主要來源是由SR-BⅠ介導吸收的HDL-C，占膽汁中膽固醇的70%～80%[22-23]，所以胰島素抵抗導致膽囊結石機制可能是高胰島素水平誘導 HMG-CoA還原酶的合成，肝細胞合成膽固醇增加，糖尿病胰島素抵抗狀態(tài)下可使肝X受體激活并發(fā)揮作用，上調SR-BⅠ的表達，導致肝細胞吸收HDL-C增加，肝細胞合成的膽固醇和吸收的膽固醇，一部分在ATP結合盒G5與ATP結合盒G8的作用下直接排入膽汁，部分膽固醇則在膽汁酸合成關鍵酶CYP7A1的作用下合成膽汁酸，但當膽汁酸合成過多時，經(jīng)小腸吸收的膽汁酸反饋性抑制膽汁酸合成，主要通過激活法尼醇X受體(farnesoid X receptor，F(xiàn)XR)增加靶基因短異二聚體伴侶，進而抑制CYP7A1及甾醇12α-羥化酶的表達來發(fā)揮作用[24]。研究表明，F(xiàn)XR不僅參與調節(jié)膽汁酸的代謝，還參與糖、脂質、氨基酸代謝的調節(jié)，F(xiàn)XR可能通過腸道FXR-神經(jīng)酰胺-蛋白激酶代謝通路降低胰島素靶器官對胰島素的敏感性，從而產生胰島素抵抗，并誘導胰島β細胞凋亡，加速糖尿病的發(fā)病和發(fā)展[25-26]。

2.2瘦素抵抗 1994年，洛克菲勒大學的弗里德曼確認了某種循環(huán)因子，并將其命名為瘦素[27-28]。瘦素是一種蛋白質激素，由第6號染色體上的肥胖基因表達，因其在肥胖形成中的作用而得名。瘦素的外周作用為調節(jié)糖代謝、促進脂肪的分解、抑制脂肪的合成、參與造血、協(xié)調免疫功能、促進生長等[29]。瘦素抵抗表現(xiàn)為其水平增加，但對靶組織的作用降低。T2DM患者體內血漿瘦素水平高于正常人，但發(fā)揮效應卻很微弱,提示T2DM患者可能存在“瘦素抵抗”，單純膽囊結石患者血清瘦素和血脂水平較非膽囊結石患者高，合并膽囊結石的T2DM患者的瘦素水平較單純膽結石患者更高，這說明T2DM合并膽囊結石可能與“瘦素抵抗”導致的“瘦素-胰島素軸”功能失調有關。還有報道稱，瘦素、胰島素信號轉導存在交叉，如果特定的調節(jié)因子異常，就會同時出現(xiàn)瘦素抵抗和胰島素抵抗，并且兩者形成惡性循環(huán)[30]。高血清瘦素除影響體內糖脂代謝外，可能也與膽囊收縮功能有關，周文波等[31]研究顯示，膽囊功能障礙患者血液中瘦素和膽囊收縮素水平較高，膽囊結石發(fā)生率較高，瘦素和膽囊收縮素之間存在正調節(jié)反饋通路。還有研究報道，瘦素通過影響膽汁酸代謝導致膽囊結石形成，何靜宇等[32]體外實驗發(fā)現(xiàn)，瘦素刺激HepG2(一種人肝細胞瘤)細胞后，細胞的瘦素受體蛋白表達量和上清液中膽汁酸含量上升，表明瘦素能夠促進肝細胞膽汁酸的分泌，加入AMP活化的蛋白激酶α2 基因抑制劑后，瘦素刺激肝細胞分泌膽汁酸功能被抑制，說明瘦素可能通過OB-Rb(一種瘦素受體)/AMP活化的蛋白激酶α2/膽鹽輸出泵(bile salt export pump，BSEP)通路參與膽汁酸代謝的調節(jié)，發(fā)生瘦素抵抗時，這一通路被抑制也可能是膽囊結石發(fā)生的機制之一，也為臨床藥物的研制提供了線索。

2.3腸道菌群紊亂影響膽汁酸代謝 近年來，腸道菌群對人類健康的影響越來越被專家學者們重視，有研究表明，腸道微生態(tài)的變化可能與一些慢性疾病的發(fā)生有關，腸道細菌組成的變化與肥胖、膽囊膽固醇結石、糖尿病等代謝性疾病有關[33-34]。T2DM患者的腸道微生態(tài)失衡，表現(xiàn)為腸道菌群的種類結構、存在量和功能的改變。腸道菌群可通過影響機體的營養(yǎng)代謝、膽汁酸代謝、觸發(fā)慢性炎癥反應、增加胰島素抵抗等機制，促進T2DM 的發(fā)生和發(fā)展。腸道菌群可將初級膽汁酸轉化為次級膽汁酸，在這個過程中激活FXR和膽汁酸G蛋白偶聯(lián)受體5，進一步刺激胰腺胰高血糖素樣肽-1的釋放，調控葡萄糖代謝[35]。腸道菌群參與膽汁酸的代謝，肝細胞以膽固醇為原料在CYP7A1的作用下合成結合型膽汁酸，然后經(jīng)膽管排入腸道。游離膽汁酸是由產膽汁鹽水解酶的細菌催化形成，細菌將膽汁酸與腸道的膽汁鹽水解酶結合。游離膽汁酸隨后被腸道菌群轉化為次級膽汁酸。最后，不同類型的膽汁酸被腸上皮細胞吸收，通過基底外側膜進入門靜脈，返回肝臟，完成腸肝循環(huán)。

腸道內分布著大量可產生膽汁酸鹽水解酶的細菌，這些細菌將結合膽汁酸解偶聯(lián)生成游離膽汁酸，游離膽汁酸(膽酸、脫氧膽酸、鵝脫氧膽酸、石膽酸)作為重要的信號分子能夠激活FXR，抑制CYP7A1的啟動子，從而抑制CYP7A1的表達。FXR同時也誘導成纖維細胞生長因子19進入肝臟結合成纖維細胞生長因子受體4和β-Klotho，從而下調CYP7A1的表達，抑制膽汁酸的合成。Wang等[36]研究發(fā)現(xiàn)膽囊結石患者腸道游離膽汁酸顯著升高，說明腸道膽汁鹽水解酶活性顯著升高且膽汁鹽水解酶活性與膽汁鹽水解酶活性菌的豐度沒有相關性。當腸內菌群紊亂并未得到改善時，膽汁鹽水解酶活性增加并長期存在，使得膽汁酸的合成處于抑制狀態(tài)，膽汁酸的合成減少，膽固醇易于析出形成結石。

2.4膽囊功能障礙 膽囊的功能是濃縮、存儲和排放膽汁,當膽囊收縮障礙和排空減慢,過度濃縮的膽汁如果未能及時排出,就很有可能形成結石。生理情況下，膽囊收縮功能受迷走神經(jīng)、交感神經(jīng)和內分泌的調節(jié)。糖尿病自主神經(jīng)功能紊亂是糖尿病相關并發(fā)癥之一，糖尿病高血糖環(huán)境使得自主神經(jīng)滋養(yǎng)動脈病變，打破了交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)對膽囊舒張收縮調控的平衡，生理情況下迷走神經(jīng)維持膽囊張力而交感神經(jīng)主導膽囊舒張運動，當這種平衡被打破，迷走神經(jīng)對膽囊收縮和張力維持功能減退，導致膽囊交感神經(jīng)舒張膽囊功能相對增加，從而導致膽汁淤積、濃縮，膽固醇析出形成結石。膽囊收縮素是調控膽囊收縮的主要激素，通過與膽囊收縮素受體結合后發(fā)揮使膽囊收縮的功能。膽囊收縮素受體分布廣泛，其發(fā)揮膽囊收縮功能的機制可能為膽囊收縮素與膽囊收縮素受體特異性結合后導致膽囊收縮素受體的結構發(fā)生改變,與G蛋白的α亞基結合并激活G蛋白,促使磷脂酰肌醇-4，5-雙磷酸水解為肌醇三磷酸和二酰甘油。隨后肌醇三磷酸進入內質網(wǎng)并介導觸發(fā)鈣信號誘導細胞內鈣庫釋放鈣離子,進一步激活鈣調蛋白和肌球蛋白輕鏈激酶,誘導膽囊產生收縮[37]。膽囊收縮素基因被抑制的小鼠和膽囊收縮素受體基因缺失的小鼠的膽囊收縮能力明顯下降，且膽囊結石的發(fā)生風險升高[38]。張紅裔等[39]的臨床研究也發(fā)現(xiàn)，糖尿病合并膽囊結石患者的膽囊收縮素受體信使RNA表達明顯低于無糖尿病患者，無糖尿病單純膽囊結石組膽囊收縮素受體信使RNA表達接近正常，其與糖尿病合并膽固醇結石的膽囊排空能力呈正相關。另外，值得關注的是ICLC可能介導膽囊收縮素對膽囊組織的收縮作用。Xu等[40]的動物實驗表明，豚鼠膽囊組織中的ICLC表達膽囊收縮素受體;在ICLC激發(fā)實驗中，膽囊組織對膽囊收縮素表現(xiàn)出明顯的收縮反應。同等條件下，靶向敲除ICLC的膽囊組織，膽囊收縮素的收縮反應明顯降低。王艷等[41]對糖尿病大鼠胃組織中ICLC的研究發(fā)現(xiàn)，實驗組糖尿病大鼠IClC 數(shù)量低于對照組。但是，目前對于糖尿病伴發(fā)膽囊結石中ICLC相關的報道較少，這為今后的研究工作提供了一些新思路。

2.5脂連蛋白缺乏 脂連蛋白是脂肪細胞分泌的生物活性肽或蛋白質，因其基因編碼處是T2DM和代謝綜合征的易感基因位點,提示它與上述疾病的發(fā)生存在必然關聯(lián)，且T2DM血漿脂連蛋白水平明顯低于常人，進一步證實脂連蛋白的缺乏與T2DM存在聯(lián)系[42]。且脂連蛋白的缺乏與膽囊結石的發(fā)病也同樣有關，通過小鼠實驗發(fā)現(xiàn)，脂連蛋白基因敲除小鼠膽囊結石發(fā)病率明顯高于對照小鼠，證實脂連蛋白的缺乏可能導致小鼠罹患膽囊結石[43]。脂連蛋白缺乏與T2DM伴發(fā)膽囊結石的關系。①HDL-C降低、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterin，LDL-C)升高是T2DM伴發(fā)膽囊結石的危險因素之一，脂連蛋白缺乏導致非酯化脂肪酸和三酰甘油堆積，使HDL-C分解增加，LDL-C合成增加，HDL-C/LDL-C比值減小，出現(xiàn)脂代謝障礙，膽汁中膽固醇過飽和故而形成結石；②T2DM患者脂連蛋白的缺乏，可能會引起交感神經(jīng)興奮性增高,膽囊張力降低,膽汁排空障礙,致使膽汁淤積濃縮[44]。

3 小 結

在臨床中T2DM合并膽囊結石患者很常見，糖尿病患者由于免疫力低下，對感染的抵抗力較差，膽囊結石患者發(fā)生膽囊炎甚至膽囊壞疽的風險較高。隨著醫(yī)療技術的不斷發(fā)展，通過對T2DM伴發(fā)膽囊結石發(fā)生的機制和相關危險因素的探究，在膽囊結石發(fā)生的早期采取積極的手段預防或治療，降低疾病的發(fā)病率，避免進一步的膽囊切除術。對于已經(jīng)發(fā)生膽囊結石的T2DM患者，重視圍手術期治療，對改善患者預后、縮短住院時間也能夠提供一定的幫助。