冉桃菁 周春華 張 玲 張敏敏 鄒多武

內(nèi)鏡黏膜下剝離術(shù)(endoscopic submucosal dissection，ESD)可實現(xiàn)局部腫瘤或化生黏膜的整體切除，已成為早期食管癌或癌前病變的標(biāo)準(zhǔn)治療方法。與內(nèi)鏡黏膜切除術(shù)相比，ESD能將病變部位整體切除，復(fù)發(fā)風(fēng)險低，但ESD術(shù)后出血、穿孔、食管狹窄等并發(fā)癥的發(fā)生率較高。隨著早期食管癌和巴雷特食管內(nèi)鏡切除手術(shù)的增多[1]，以及黏膜下剝離面積的擴(kuò)大[2]，術(shù)后37%～92%的患者會出現(xiàn)嚴(yán)重的食管狹窄，導(dǎo)致吞咽困難，嚴(yán)重影響其生活質(zhì)量[3]。因此，如何防治術(shù)后食管狹窄已成為一個重要的臨床挑戰(zhàn)。研究[4]結(jié)果表明，病變切除周長和浸潤深度是ESD術(shù)后食管狹窄的2個獨(dú)立危險因素，病變切除>3/4食管周長的患者中有90%會出現(xiàn)ESD術(shù)后食管狹窄[5-6]。故針對食管ESD術(shù)后食管狹窄高發(fā)的現(xiàn)狀，深入探討其發(fā)生、發(fā)展機(jī)制，并進(jìn)一步探討其防治技術(shù)尤為重要。

1 食管ESD技術(shù)發(fā)展的困惑

雖然目前食管ESD是治療早期食管癌及合并高度不典型增生的巴雷特食管的有效手段，但ESD技術(shù)本身及術(shù)后管理的復(fù)雜性增加了其術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險，食管狹窄是環(huán)周ESD術(shù)后最常見的并發(fā)癥[7]。內(nèi)鏡引導(dǎo)下球囊擴(kuò)張、自膨式金屬支架植入、局部注射或口服糖皮質(zhì)激素等預(yù)防和治療ESD術(shù)后食管狹窄的傳統(tǒng)方法，存在療程較長等缺陷或可發(fā)生嚴(yán)重不良事件的潛在風(fēng)險[5]。

反復(fù)的內(nèi)鏡引導(dǎo)下球囊擴(kuò)張操作會增加患者痛苦，且存在出血、穿孔等風(fēng)險[8]。糖皮質(zhì)激素具有一定抗炎、抗纖維化的作用，但口服糖皮質(zhì)激素治療會導(dǎo)致免疫抑制、糖尿病、精神障礙、消化性潰瘍和骨質(zhì)疏松癥等全身性不良事件發(fā)生，而局部注射糖皮質(zhì)激素可能會導(dǎo)致遲發(fā)性穿孔、出血和縱隔氣腫發(fā)生，因此需慎重選用糖皮質(zhì)激素治療[9]。自膨式金屬支架植入是治療食管狹窄的另一種選擇，然而植入的支架需要移除，且支架移位和脫落的發(fā)生常使其應(yīng)用復(fù)雜化[10]。鑒于上述治療手段存在各種缺陷，目前越來越多的研究致力于新的治療方法的探索和研發(fā)。

2 ESD術(shù)后食管狹窄的發(fā)生機(jī)制

食管ESD術(shù)后潰瘍愈合過程中形成狹窄的原因尚不完全清楚。目前的研究[11]認(rèn)為，術(shù)后創(chuàng)面早期募集大量炎癥細(xì)胞和成纖維細(xì)胞，中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等炎癥細(xì)胞釋放TNF-α、TGF-β和IL-1β等多種細(xì)胞因子，這些細(xì)胞因子可將成纖維細(xì)胞激活為肌成纖維細(xì)胞，后者可產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)(如膠原)，促進(jìn)纖維化的形成導(dǎo)致食管黏膜層破壞，上述過程導(dǎo)致潰瘍創(chuàng)面收縮而形成食管狹窄。基于上述理論，減少炎癥反應(yīng)、加速上皮再生速度、降低對黏膜肌層的損傷可有效防治食管ESD術(shù)后食管狹窄的發(fā)生[12]。

3 針對ESD術(shù)后食管狹窄的研究策略

在解剖學(xué)和生理學(xué)上，豬和犬的消化系統(tǒng)與人類頗為相似，是消化系統(tǒng)疾病研究的理想模型之一[13-14]。目前，已有大量研究以豬或犬作為實驗動物，行食管全周或半周ESD術(shù)，并在術(shù)后不同時間點予不同新型生物材料或藥物干預(yù)，評估這些干預(yù)措施對ESD術(shù)后食管狹窄的預(yù)防及治療作用，部分研究成果成功應(yīng)用于人體。目前采取的干預(yù)措施主要分為3類：類組織細(xì)胞工程材料、生物制劑黏膜下注射和細(xì)胞組織移植。

3.1 類組織細(xì)胞工程材料 組織生物工程作為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一門新興且發(fā)展迅速的學(xué)科，將生物學(xué)和工程學(xué)相結(jié)合，在體外模擬組織再生條件修復(fù)損傷組織。目前，已有大量研究利用其良好的材料-細(xì)胞界面相容性和生物學(xué)活性，將生物支架、細(xì)胞補(bǔ)片等用于ESD術(shù)后食管狹窄的預(yù)防及治療。脫細(xì)胞真皮基質(zhì)(acellular dermal matrix，ADM)作為一種生物支架，在保留生物力學(xué)特性(膠原支架和基底膜)的同時去除了潛在的免疫原性物質(zhì)，能夠促進(jìn)組織重塑，減少排異反應(yīng)。Han等[15]將牛皮來源的ADM采用生物工程的方法進(jìn)行滅菌和脫細(xì)胞處理后制成ADM支架，并于ESD術(shù)后直接將ADM支架用夾子固定于創(chuàng)面，發(fā)現(xiàn)ADM支架植入后食管狹窄的發(fā)生率(17.2%比39.8%，P=0.01)、吞咽困難的嚴(yán)重度(Mellow-Pinkas狹窄評分0.7比2.0，P=0.03)、體重下降的程度(-0.9 kg比-4.1 kg，P=0.007)均顯著低于對照組，病變組織中性粒細(xì)胞浸潤程度也顯著低于對照組(355.6/高倍鏡視野比517.0/高倍鏡視野，P=0.02)。但生物支架存在難以固定的缺點，需縫合或黏合劑才可將其固定。目前ADM在泌尿系統(tǒng)疾病所致的尿道狹窄中已有臨床應(yīng)用，但在食管ESD術(shù)后的應(yīng)用尚缺乏相關(guān)臨床數(shù)據(jù)。

與生物支架相比，細(xì)胞膜片因保留了細(xì)胞膜蛋白和細(xì)胞外基質(zhì)，可以更快速、方便地黏附到食管黏膜。目前已通過動物實驗驗證的組織細(xì)胞工程膜片主要有脂肪源性基質(zhì)細(xì)胞(adipose tissue-derived stromal cell，ADSC)雙層膜片、羧甲基纖維素(carboxymethyl cellulose，CMC)膜片和犬口腔黏膜上皮細(xì)胞(oral mucosal epithelial cell，OMEC)膜片等。ADSC具有局部免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞募集和促進(jìn)新生血管形成等旁分泌活性，可調(diào)節(jié)角質(zhì)細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的相互作用，通過抑制過度纖維化提高再生組織質(zhì)量。Perrod等[16]對實驗動物行食管半周ESD術(shù)，并通過組織細(xì)胞工程方法從供體母豬腹部皮下脂肪中分離重建ADSC雙層細(xì)胞膜，ADSC組動物ESD術(shù)后立即覆蓋ADSC膜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ADSC組動物出現(xiàn)吞咽困難及內(nèi)鏡下狹窄的比例低于對照組(17%比80%，P=0.08；17%比100%，P=0.015)；組織病理學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，ADSC組纖維化程度低于對照組(纖維化面積9.7 mm2比26.1 mm2，P=0.017；纖維化深度1.6 mm比3.2 mm，P=0.052)。CMC膜片是一種由透明質(zhì)酸和CMC組成的生物可吸收膜，在瘢痕形成過程中，CMC膜片可降低成纖維細(xì)胞的活性，抑制炎癥反應(yīng)，從而最大限度地減少瘢痕攣縮發(fā)生。Tang等[17]對實驗小豬行全周ESD術(shù)，術(shù)后創(chuàng)面立即覆蓋CMC膜片，發(fā)現(xiàn)在術(shù)后第14天CMC組食管黏膜狹窄率(53.0%比72.1%，P<0.001)、黏膜下最大纖維化厚度(1.01 mm比1.54 mm，P=0.001)均顯著低于對照組。但Lua等[18]對腫瘤周長>食管周徑1/2、縱向長度>4 cm的食管ESD術(shù)后患者應(yīng)用CMC薄片覆蓋術(shù)后黏膜缺損，術(shù)后食管狹窄發(fā)生率為57%，表明單用CMC膜片不足以預(yù)防食管ESD術(shù)后狹窄。

細(xì)胞膜片相關(guān)研究揭示了其在預(yù)防食管ESD術(shù)后食管狹窄的潛能，但其耗時長、制作步驟煩瑣，研究者開始關(guān)注直接涂抹或口服相關(guān)生物制劑的方法。自組裝肽(self-assembling peptide)是含天然氨基酸的多肽分子，具有序列設(shè)計靈活、化學(xué)合成方便、生物相容性好等優(yōu)點。通過改變多肽的氨基酸序列，目前已設(shè)計出了眾多具有特殊功能的納米自組裝材料應(yīng)用于組織工程、藥物緩釋及生物材料等領(lǐng)域。Oumrani等[19]對實驗動物ESD創(chuàng)面直接涂抹3.5 mL自組裝肽基質(zhì)，發(fā)現(xiàn)自組裝肽組體重變化幅度(+1.6 kg比-3.8 kg，P=0.017)顯著小于對照組，內(nèi)鏡下評估自組裝肽組食管管腔直徑顯著大于對照組(9.5 mm比4.0 mm，P=0.004)。組織病理學(xué)上自組裝肽新生上皮組織的長度顯著長于對照組(3 075 μm比1 155 μm，P=0.014)。羊膜間充質(zhì)干細(xì)胞(amnion-derived mesenchymal stem cell，AMSC)是一種有分化能力的多能細(xì)胞，可通過分泌各種生長因子和抗炎分子來改善受損組織。Mizushima等[20]提取人胎盤AMSC培養(yǎng)液，通過口服的方式研究了其在ESD術(shù)后急性期和慢性期對創(chuàng)面的影響。每周口服和每天口服AMSC的實驗組食管狹窄發(fā)生率均顯著低于對照組(56.3%、52.7%比80.0%，P<0.05)，與糖皮質(zhì)激素組(49.3%)相當(dāng)。使用AMSC溶液的實驗組纖維厚度顯著小于對照組(833 μm、987 μm比1 609 μm，P<0.05)。在炎癥急性期(第1～8天)，AMSC組浸潤的中性粒細(xì)胞(30/高倍鏡視野比70/高倍鏡視野，P<0.01)和巨噬細(xì)胞(12/高倍鏡視野比32/高倍鏡視野，P<0.01)均顯著少于對照組。

3.2 生物制劑黏膜下注射 組織細(xì)胞工程相關(guān)研究揭示了其在預(yù)防食管ESD術(shù)后食管狹窄的潛能，但其存在制作煩瑣、耗時且生產(chǎn)和保存成本較高的缺點，于是學(xué)者們逐步關(guān)注到可直接黏膜下注射的生物制劑的研發(fā)。胸腺素受體β4(thymosin β4，Tβ4)具有促進(jìn)新生血管生成、內(nèi)皮遷移、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和抑制纖維化的作用。Wang等[21]分別于ESD術(shù)后即刻和第3天在實驗動物黏膜下注射20 mL Tβ4凝膠，發(fā)現(xiàn)Tβ4組因發(fā)生狹窄而需行內(nèi)鏡引導(dǎo)下球囊擴(kuò)張治療的次數(shù)顯著少于對照組(8.50次比17.25次，P=0.002)。碳水化合物硫轉(zhuǎn)移酶15(carbohydrate sulfotransferase 15，CHST15)是一種由成纖維細(xì)胞表達(dá)的Ⅱ型跨膜高爾基蛋白質(zhì)，參與小鼠結(jié)腸炎和心肌炎的纖維化過程。Sato等[22]在豬食道的口側(cè)端和肛側(cè)端分別行半周ESD術(shù)，選其中1個部位予黏膜下注射CHST15小干擾RNA，術(shù)后第14天發(fā)現(xiàn)CHST15小干擾RNA未干預(yù)側(cè)創(chuàng)面組織纖維化、CHST15 mRNA表達(dá)增加，而CHST15小干擾RNA干預(yù)側(cè)膠原蛋白沉積和成纖維細(xì)胞積累較少，纖維化相關(guān)分子TGF和Ⅰ型膠原蛋白mRNA表達(dá)也減少。CHST15小干擾RNA干預(yù)可減輕ESD術(shù)后潰瘍狹窄，降低潰瘍處黏膜收縮率。但該實驗因設(shè)立自身對照，而無法觀察體重、進(jìn)食量、嘔吐等指標(biāo)。上述方法的安全性和有效性有待進(jìn)一步評估，且暫時無相關(guān)臨床應(yīng)用的報道。

3.3 細(xì)胞組織移植 異體組織、細(xì)胞通過體外培養(yǎng)或自體組織直接移植可在除去其免疫原性的同時，保持其生物學(xué)結(jié)構(gòu)和特性，從而被用于創(chuàng)面的修復(fù)和再生。早在2006年Ohki等[23]首先嘗試提取犬OMEC體外培養(yǎng)后制成OMEC膜片，在ESD術(shù)后直接將其自體移植于術(shù)后創(chuàng)面，發(fā)現(xiàn)移植組中性粒細(xì)胞浸潤程度顯著低于對照組(2/0.01 mm2比24/0.01 mm2，P<0.05)，移植部位有完整、成熟的上皮形成，與天然食管黏膜上皮非常相似，創(chuàng)面黏膜修復(fù)明顯優(yōu)于對照組。后續(xù)的研究中，研究者將豬空腸黏膜下層去細(xì)胞化處理后用于食管黏膜結(jié)構(gòu)重塑，并將其與犬自體OMEC結(jié)合后移植至食管創(chuàng)面，發(fā)現(xiàn)OMEC不僅能減輕食管狹窄和促進(jìn)體重增加，還能減輕黏膜炎癥反應(yīng)，促進(jìn)再上皮化和黏膜肌層再生[24]。在ESD切除超過1/2食管周徑的患者中，OMEC膜片使得黏膜缺損上皮修復(fù)的中位時間為3周，術(shù)后食管狹窄發(fā)生率為10%；物流系統(tǒng)和設(shè)備的成功設(shè)計，能快速地從診所收集材料并運(yùn)送到偏遠(yuǎn)的細(xì)胞處理中心，再將培養(yǎng)的OMEC送回內(nèi)鏡中心進(jìn)行移植手術(shù)[25-26]。

皮瓣移植是整形外科的一項重要技術(shù)，皮瓣是由具有帶蒂血液供應(yīng)的皮膚及其附著的皮下組織所組成，自體組織構(gòu)成的皮瓣幾乎不會發(fā)生排斥反應(yīng)，更容易存活。Tang等[27]對實驗動物于ESD術(shù)后即刻進(jìn)行自體皮瓣移植，發(fā)現(xiàn)在ESD術(shù)后第3周，與皮瓣植入組相比，對照組動物出現(xiàn)明顯的進(jìn)食困難及體重減輕。內(nèi)鏡檢查發(fā)現(xiàn)，皮瓣植入組動物食管狹窄較輕，內(nèi)鏡通過ESD術(shù)后瘢痕處僅有輕微阻力；而在對照組食管狹窄很嚴(yán)重，內(nèi)鏡不能通過。臨床研究[28-30]結(jié)果表明自體動脈皮瓣移植已成功用于食管重建，也為ESD術(shù)后食管重建奠定了研究基礎(chǔ)。

4 總結(jié)與展望

目前，ESD已被廣泛應(yīng)用于早期食管癌及癌前病變，但其術(shù)后食管狹窄發(fā)生率高，解決狹窄的現(xiàn)有技術(shù)手段療效不盡如人意，進(jìn)一步探究新的技術(shù)、材料及方法具有重要臨床意義。目前研究者們已成功開展組織細(xì)胞工程技術(shù)，將自體細(xì)胞及組織進(jìn)行體外培養(yǎng)及重建，通過皮下注射、口服、膜片固定等方式應(yīng)用于手術(shù)創(chuàng)面，還有研究利用新型材料支架、自體皮瓣移植等方法防治術(shù)后狹窄，這些措施均在動物ESD術(shù)后模型中獲得良好的效果。目前已有部分研究成果應(yīng)用于臨床，但因合成工藝復(fù)雜、樣本儲存困難、運(yùn)輸難度較大，尚無法大規(guī)模推廣使用。盡管上述技術(shù)、材料及方法前景較好，但大多僅在小規(guī)模的動物實驗中進(jìn)行了測試，僅研究了短期影響，且缺乏與現(xiàn)有技術(shù)手段的療效的對比研究，因此還有待更大樣本量的研究評估長期療效，以及大規(guī)模多中心的前瞻性臨床研究提供更可靠的證據(jù)。