范永茂，張悅

（1.暨南大學第二臨床醫(yī)學院，廣東 深圳 518020；2. 暨南大學第二臨床醫(yī)學院/深圳市人民醫(yī)院肝膽胰外科，廣東 深圳 518020）

0 引言

膽囊結石（Gallstone disease，GSD）是全球高發(fā)的一類消化系統(tǒng)疾病，位于北美洲的女性印第安人是全球患膽囊結石風險最高的人群，發(fā)病率高達64.1%[1]。在歐洲國家人群中，大約有20%的人患有膽囊結石；非洲地區(qū)的人群發(fā)病率最低；亞洲人群的發(fā)病率居中，大約在5%-20%[2,3]。在我國，隨著國家的發(fā)展和進步，各族人民生活水平不斷提升，膽囊結石的發(fā)病率也逐年升高。盡管有很多膽囊結石患者沒有任何臨床癥狀，可能在整個生命過程中都不會發(fā)作，但也有超過20%的膽囊結石患者會出現劇烈腹痛、發(fā)燒、惡心嘔吐甚至黃疸等癥狀，這就需要臨床干預[2,4]。膽囊結石疾病對我們的衛(wèi)生服務體系造成了巨大的負擔，但它的發(fā)病機制至今仍沒有被完全闡明。目前普遍認為，膽囊結石主要與肝臟膽固醇高分泌、腸道膽固醇吸收增加、膽囊動力減退、胰島素抵抗、膽紅素代謝異常、膽道感染和遺傳等因素密切相關。隨著基因檢測、生物信息學等技術的興起和發(fā)展，越來越多的遺傳因素被發(fā)現和證實與膽囊結石形成有關。

1 膽固醇吸收和代謝與膽囊結石

目前已經證實，膽固醇吸收增加和代謝異常都與膽囊結石的形成有密切關系，故調節(jié)膽固醇吸收和代謝的相關基因突變可能會導致膽囊結石患病風險增高。

1.1 腸道膽固醇吸收

飲食攝入的脂質在膽汁和胰液的共同作用下消化形成脂肪酸、膽固醇等小分子物質，主要在十二指腸下段及空腸上段被吸收進入腸粘膜細胞。膽固醇的吸收過程是受到多個基因調控。Niemann-Pick C1-like 1（NPC1L1）蛋白是腸粘膜細胞從腸道吸收膽固醇的轉運蛋白，NPC1L1基因表達降低會抑制腸道膽固醇的吸收，有利于降低血漿膽固醇水平[5]。依澤替米貝就是通過抑制NPC1L1來達到降低血脂功效的，還能起到預防和溶解膽結石的效果[6]。此外，ABCG5和ABCG8基因編碼的甾醇轉運蛋白G5和G8抑制腸黏膜細胞從腸腔攝入膽固醇，避免了膽固醇在體內的過度積累。Knut E.Berge等[7]給小鼠高膽固醇飲食后發(fā)現ABCG5和ABCG8的表達在腸道中增加了大約兩倍，而小鼠的血漿膽固醇水平幾乎沒有變化，由此驗證了這一觀點。

腸道吸收進入人體的膽固醇含量減少，血漿膽固醇水平也會相應降低，人體總膽固醇池下降，分泌進入到膽汁的膽固醇就不會過飽和，膽固醇聚合成核最終變?yōu)槟懩医Y石的過程可能因此得到抑制。

1.2 膽固醇的轉運

膽固醇是不溶于水的，所以膽固醇在血漿中的運輸需要依賴載脂蛋白的幫助才能完成。人體中的載脂蛋白種類眾多，功能不盡相同。來自中國上海的一篇報道指出，血清脂質水平同膽囊結石的發(fā)生有密切關系[8]。Serdar Sara?等[9]通過對比90名膽囊結石患者和50名正常對照組的載脂蛋白水平，發(fā)現膽結石患者的ApoB水平明顯升高。一項meta分析認為，ApoB rs693的基因多態(tài)性與膽囊結石易感性有關[10]。ApoE也被證實與膽結石發(fā)生有關，ApoE多態(tài)性會影響歐洲人群和墨西哥人群膽囊結石的發(fā)病風險[11,12]。

由此可見，調控載脂蛋白的基因如果發(fā)現突變，可能會干擾膽固醇的轉運過程，影響膽固醇代謝，最終可能增加膽囊結石的患病風險。

1.3 膽固醇的生物合成

除了腦組織和成熟的紅細胞外，人體幾乎所有組織都可以合成膽固醇，其中肝臟是最主要的合成場所。3-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔酶A（HMG-CoA）還原酶是膽固醇生物合成途徑中的關鍵限速酶，它決定了膽固醇合成的效率。目前臨床使用非常廣泛的他汀類降脂藥物就是通過抑制HMG-CoA還原酶的活性來降低血脂水平。B A Chapman等[13]對接受辛伐他汀治療的27名膽囊結石患者進行隨訪，發(fā)現經過12個月的辛伐他汀治療后，可以明顯降低血脂水平和膽汁膽固醇飽和指數（CSI），結石直徑也有所縮小。

作為肝臟合成膽固醇的關鍵酶，HMGCoA起到舉足輕重的作用。調控膽固醇合成的相關基因出現異常，膽固醇可能會合成增多。對于未來膽囊結石的藥物預防和治療，HMGCoA還原酶也許是一個非常重要的突破點。

1.4 膽固醇的分泌

血漿脂質水平雖然被證實與膽囊結石形成有關，但直接參與結石形成的是通過肝臟分泌到膽汁中的那部分膽固醇。所以，那些調控肝臟分泌膽固醇的基因就顯得更為重要了，但這些調控機制尚未被完全闡明，仍舊存在許多未解之謎。M Fuchs等[14]通過對結石易感的C57L/J系小鼠和具有結石抗性的AKR/J系小鼠的研究發(fā)現，高密度脂蛋白受體(SRBI)可以促進肝臟攝取更多的血漿高密度脂蛋白，并促進了肝臟向膽汁中分泌膽固醇。ABCG5/G8基因除了在腸道表達，也在肝臟細胞中也有表達。通過ABCG5/G8轉運蛋白向膽汁中分泌游離膽固醇是肝臟清除膽固醇的一大重要途徑。ABCG5/G8 低表達的小鼠膽汁中膽固醇含量降低，而ABCG5/G8表達增加促進膽固醇分泌到膽汁[15]。

決定膽汁中膽固醇飽和程度的調控基因對結石形成的影響是顯而易見的，因為它們影響的是膽囊結石萌芽和發(fā)展的直接環(huán)境。膽汁膽固醇飽和度的改變可能是由許多與膽囊結石形成有關的各種間接因素引起的。

2 膽汁酸代謝與膽囊結石

肝臟以膽固醇為前體合成膽汁酸，膽汁酸是膽固醇主要的代謝產物。合成的膽汁酸以膽鹽的形式分泌到膽汁中，可以增加膽汁中的膽固醇溶解度，在一定程度上抑制膽囊結石的產生。膽固醇7α羥化酶（CYP7A1）是膽固醇轉化為膽汁酸過程中的關鍵酶。Faiza Qayyum等[16]在100149名白色人種對CYP7A1的8個罕見突變和2個常見突變位點進行了檢測和相關研究，發(fā)現CYP7A1的基因突變會導致血漿低密度脂蛋白降低，并且增加了膽囊結石和心肌梗死的患病風險。膽汁酸的合成還受到膽汁酸核受體FXR的調控。Antonio Moschetta等[17]發(fā)現，FXR基因缺陷的小鼠膽汁膽固醇過飽和，更容易形成膽固醇結晶和膽石癥，使用了FXR激動劑以后可以降低膽固醇結晶，起到預防膽囊結石的作用。

膽汁酸的合成，既代謝、減少了人體內的膽固醇含量，又增加了膽汁中膽固醇的溶解度，是人體天然的抵御膽囊結石形成的機制。這一機制被破壞時，患膽石癥的風險就會大大升高。

3 膽紅素代謝與膽囊結石

膽紅素大多是由紅細胞裂解、破壞后血紅蛋白分解產生，主要通過膽汁排泄。溶血性疾病是指各種原因導致的紅細胞大量破壞，產生的大量膽紅素超出了肝臟代謝的能力，表現為血漿中游離膽紅素含量增多，經膽汁排出的膽紅素也過多。已經有研究證明，血液中膽紅素水平升高可能與膽囊結石，尤其是膽色素類結石的形成有關[18]。另外，吉爾伯特綜合征是一種常染色體顯性遺傳病，它會引起膽紅素尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基轉移酶（UGT）的結構改變，影響膽紅素的代謝，導致非溶血性的血漿膽紅素含量上升。丹麥一項長期大樣本量的前瞻性研究發(fā)現人群血漿膽紅素水平升高會增加發(fā)生癥狀性膽石癥的風險，而這個現象與尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基轉移酶1A1（UGT1A1）的基因突變有關[19]。已有很多西方國家報道了UGT1A1的基因突變是導致膽囊結石的危險因素[20,21]。國內也有學者對國人的UGT1A1基因突變進行了相關研究，但尚未發(fā)現UGT1A1基因多態(tài)性與我國青年人膽囊結石的發(fā)病有直接關系[22]。

膽紅素是膽汁的重要組成成分，它在膽汁中的濃度過高可能是膽囊結石形成的一大誘因，特別是膽色素結石。因而患有膽紅素代謝相關疾病的患者可能需要更加關注膽結石的患病情況。

4 黏蛋白與膽囊結石

黏蛋白是一種高分子量的上皮糖蛋白，主要由膽囊上皮合成和分泌的。黏蛋白可以分為兩大類：一類是膜結核型，具有疏水端和親水端，可能與細胞信息傳遞功能相關；另一類是分泌型，其分子結構具有伸展性，能增加膽汁的粘稠度，也對膽囊黏膜有保護作用；目前已經發(fā)現和認識的黏蛋白種類大約有二十多種，其中可能與膽囊結石有關的大約占了三分之一；黏蛋白可能通過降低膽汁流動性使膽汁淤積、與細菌結合增加感染幾率、使膽汁中膽固醇/磷脂比例失衡等途徑促進了膽囊結石的形成[23]。已經證實很多種類型的黏蛋白直接參與了膽囊結石的形成。MUC1基因缺陷小鼠與野生型小鼠喂養(yǎng)致石飼料后，MUC1缺陷小鼠黏蛋白分泌量明顯減少，膽固醇結晶也變得緩慢，膽囊結石發(fā)生率顯著降低[24]。而后該作者又證實，在致石飼料喂養(yǎng)下，MUC1轉基因小鼠的黏蛋白表達水平、膽囊結石發(fā)生率遠高于野生型小鼠[25]。浙江大學的一篇研究由膽囊結石的鈣化程度進行分類后對膽囊組織的黏蛋白進行檢測，發(fā)現鈣化程度越高的結石對應的膽囊組織中MUC4含量越高[26]。韓國學者Kyo-Sang Yoo等[27]發(fā)現膽固醇結石患者的膽囊壁中MUC3和MUC5B的表達顯著升高。

我們普遍認為黏蛋白是一類重要的促核因子，它在膽囊結石形成過程，尤其是初始階段起到重要作用。目前對于黏蛋白的研究尚未透徹，我們還不知道膽結石患者黏蛋白為什么會分泌增多，它們的分泌受到哪些因素的調控，以及膽汁中的黏蛋白具體是如何促進結石的形成。

5 膽囊收縮功能與膽囊結石

除了膽汁成分的改變，膽囊收縮功能減低也是膽囊結石形成的一大重要因素。膽囊收縮能力如果受到影響，膽汁排出延緩，膽汁中的溶質容易積聚、沉淀在膽囊中，在各種促核因子的作用下，逐漸聚合形成膽囊結石。其中，膽囊收縮素受體CCKR變異是導致膽囊收縮力減退的一個重要因素。膽囊收縮素CCK是一種神經腸肽類激素，主要由小腸近端的內分泌細胞合成和分泌[28]。當進食了富含蛋白質和脂肪的食物后，就會刺激小腸大量分泌CCK[29]。CCK通過CCKA受體和CCKB受體發(fā)揮作用，可以促進膽囊收縮和膽汁的分泌。有研究發(fā)現，與野生型小鼠對比，CCK基因敲除小鼠膽囊收縮能力降低，促進了膽汁在膽囊的瘀滯和膽固醇的結晶[30]。類似的，日本學者發(fā)現CCKA受體基因缺陷的小鼠形成膽囊結石的風險也會更高[31]，使用CCKA受體拮抗劑會對小鼠造成相似的結石易感性[32]。此外，CCK分泌降低還通過減慢腸蠕動的方式增加了膽囊結石風險，因為腸道蠕動緩慢會增加腸道內膽固醇的吸收[30]。

膽囊收縮對排空和更新膽囊膽汁起到至關重要的作用，只有不斷排出陳舊膽汁、接受肝臟新合成的膽汁，才能保證膽囊中暫存膽汁中各類成分的穩(wěn)定性，較少結石形成的風險。

6 雌激素與膽囊結石

臨床上，女性膽囊結石患者比男性大約多2-3倍，這可能與不同性別之間的雌激素水平差異有關。很多女性患者是在妊娠后發(fā)現了膽囊結石，這可能跟妊娠期間雌激素水平變化密切相關。Ornella de Bari等[33]發(fā)現雌激素能夠引起肝臟合成膽鹽減少，合成膽固醇增加，還可能損害膽囊的收縮功能，最終誘發(fā)了膽囊結石的形成。這可能是通過雌激素受體α(ERα)和雌激素受體G蛋白偶聯受體30（GPR30）兩條不同的途徑引起的[34]。希臘的一項研究檢測了膽結石患者及對照組的雌激素受體的基因多態(tài)性，發(fā)現在希臘人群中，雌激素受體α的基因多態(tài)性與膽石癥患病風險有關[35]。

雌激素的作用復雜，它導致膽囊結石易感性增加的具體機制還需要更加深入的研究。對雌激素導致膽石癥風險增加機制的透徹研究，可以為預防和治療因妊娠、口服避孕藥物等導致的膽石癥提供很大幫助。

7 結語

總而言之，膽囊結石是一類臨床上很常見但卻又復雜的疾病，它的病因、危險因素繁多，不僅僅是單一致病因素導致的。調控膽囊功能和膽汁中各類成分合成代謝的相關基因出現異常，就可能改變膽囊內的環(huán)境，誘發(fā)膽囊結石的形成。對于膽囊結石發(fā)病機制的研究，我們仍處于一個初級階段，我們距離真正揭開膽囊結石面紗還有很長的路要走。為什么有的膽囊結石患者結石是單發(fā)的，有的患者的結石又是多發(fā)；為什么有的結石呈現圓形或橢圓形，有的又呈不規(guī)則多面體形等等，仍有許許多多的疑惑亟待解決。現如今，基因檢測、基因工程相關技術的高度發(fā)展，為遺傳因素與膽囊結石關系的研究提供了廣闊的探索空間。我們已經明確了遺傳因素在膽囊結石形成中是起到重要作用的，我們還需繼續(xù)深究其作用途徑及調控機制，真真正正了解膽囊結石的“前世今生”。