馮佳晨,張 平
吉林大學(xué)第一醫(yī)院普通外科中心-肝膽胰外一科,長(zhǎng)春 130021
急性胰腺炎是最常見(jiàn)并需要緊急入院治療的消化道急癥,其發(fā)病快,病情變化復(fù)雜,預(yù)后不確定性高。急性胰腺炎在發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)病率為每10 萬(wàn)人年34 例,多數(shù)患者為輕度急性胰腺炎,并可在1 周內(nèi)自行痊愈,約20%的患者發(fā)生中度到重度急性胰腺炎,并伴有局部或全身的并發(fā)癥,或兩者兼有,死亡率高達(dá)20%[1-2]。急性胰腺炎的主要病因包括:膽源性、酒精性、高脂血癥性,其他病因還包括創(chuàng)傷性、ERCP 術(shù)后、特發(fā)性等[3-4]。高脂血癥性急性胰腺炎的臨床表現(xiàn)與其他病因的急性胰腺炎相似,其臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)為:在符合急性胰腺炎臨床診斷的同時(shí)血清甘油三酯濃度>11.3 mmol/L。隨著長(zhǎng)期吸煙、飲酒、高脂飲食的人群增加,高脂血癥性急性胰腺的發(fā)病率逐漸上升,與其他病因的急性胰腺炎相比,高脂血癥性急性胰腺炎的病情往往更嚴(yán)重,器官功能衰竭的發(fā)生率更高[5],一項(xiàng)納入475 例患者的隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn):在16 年內(nèi),高脂血癥性急性胰腺炎的發(fā)病率由14.3%上升為35.5%(P<0.05),與膽源性急性胰腺炎相比,高脂血癥性急性胰腺炎的多器官功能障礙發(fā)生率更高(24.1% vs 12.1%,P<0.05),且高脂血癥性急性胰腺炎的發(fā)病人群趨向年輕化,其預(yù)后難以預(yù)測(cè)[6-9]。目前臨床治療方案主要為發(fā)病后的對(duì)癥治療,包括血漿置換和/或胰島素聯(lián)合肝素,他汀類(lèi)、貝特類(lèi)等藥物降血脂治療,腹腔穿刺引流術(shù),營(yíng)養(yǎng)支持治療,液體復(fù)蘇治療等[5,10-11],上述方案并沒(méi)有從根本上降低高脂血癥性急性胰腺的發(fā)病率,因此需要進(jìn)一步研究該病的發(fā)病機(jī)制,探索預(yù)防和治療該病更有效的方案。
高脂血癥性急性胰腺炎的確切發(fā)病機(jī)制仍然不清楚,目前已知的發(fā)病機(jī)制可能與血清游離脂肪酸升高有關(guān)[11-12],主要包括:(1)腺泡細(xì)胞周?chē)⒀h(huán)障礙。血清高濃度的游離脂肪酸可攻擊胰腺腺泡細(xì)胞周?chē)难軆?nèi)皮細(xì)胞,當(dāng)血管內(nèi)皮細(xì)胞受損后,腺泡細(xì)胞周?chē)⊙軆?nèi)可形成血栓。同時(shí),高脂血癥可引起血管收縮劑血栓素A2增多和血管舒張劑前列環(huán)素2減少,再加上血管內(nèi)乳糜微粒濃度升高,上述病理變化可引起胰腺微循環(huán)障礙并導(dǎo)致腺泡細(xì)胞發(fā)生酸中毒,使胰酶提前被激活。(2)胰腺腺泡細(xì)胞能量障礙學(xué)。血清高濃度游離脂肪酸可攻擊胰腺腺泡細(xì)胞的線(xiàn)粒體,線(xiàn)粒體被攻擊后導(dǎo)致ATP的合成量下降,胞內(nèi)鈣泵的功能發(fā)生障礙,胞內(nèi)鈣離子濃度驟然升高并導(dǎo)致胰酶被提前激活[5,11-12]。(3)胰腺腺泡細(xì)胞內(nèi)炎癥反應(yīng)。血清高濃度游離脂肪酸可以產(chǎn)生大量的炎癥介質(zhì),引起腺泡細(xì)胞內(nèi)的炎癥反應(yīng)。Toll 樣受體家族(Toll-like receptors,TLR)是激活先天免疫反應(yīng)的關(guān)鍵受體,其中TLR4與急性胰腺炎的發(fā)病有著重要關(guān)系。Wang 等[13]通過(guò)免疫組化發(fā)現(xiàn)TLR4 與NF-κBp56 主要表達(dá)于大鼠的胰腺腺泡細(xì)胞中,在急性胰腺炎的早期,TLR4的表達(dá)上調(diào),并可以進(jìn)一步刺激NF-κBp56表達(dá)上調(diào)。并且在胰腺組織中NF-κBp56 又可以通過(guò)調(diào)控促炎因子(TNF-α、IL-6)的表達(dá),參與重癥急性胰腺炎的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)。Su 等[14]在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn):高脂飲食可引起小鼠血清游離脂肪酸濃度不斷升高,隨著血清游離脂肪酸濃度的增高,小鼠的急性胰腺炎病情會(huì)加重,這與Wang 的研究結(jié)果一致,而小鼠應(yīng)用TLR4 選擇性阻斷劑TAK-242后,高脂飲食引起的急性胰腺炎病情明顯減輕。
2.1 胰管高壓是急性胰腺炎的重要發(fā)病機(jī)制之一 通過(guò)對(duì)臨床的研究可以發(fā)現(xiàn):高脂血癥是臨床上十分常見(jiàn)的一種慢性疾病。高脂血癥患者的發(fā)病因素包括原發(fā)性因素和繼發(fā)性因素。原發(fā)性因素主要為遺傳變異,繼發(fā)性因素多為肥胖、糖尿病、環(huán)境改變等,但患有高脂血癥并不一定就會(huì)發(fā)生急性胰腺炎。研究[15]表明,全球只有5%的高脂血癥患者會(huì)發(fā)生急性胰腺炎。因此,高脂血癥性急性胰腺炎的發(fā)病機(jī)制除了目前已知的發(fā)病機(jī)制外,還存在其他的發(fā)病機(jī)制?;仡櫦毙砸认傺装l(fā)病機(jī)制的研究成果可以發(fā)現(xiàn),胰管高壓是急性胰腺炎發(fā)病的重要機(jī)制之一。Harvey 等[16]在實(shí)驗(yàn)中向貓的胰管內(nèi)分別注入膽汁、乙醇、胰酶并引起胰管高壓時(shí),貓均可以發(fā)生急性胰腺炎。Lerch 等[17]在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),負(fù)鼠的膽總管堵塞和膽汁反流進(jìn)入胰管均不是負(fù)鼠發(fā)生急性胰腺炎的關(guān)鍵因素,而胰管結(jié)扎和膽胰管共同通道堵塞引起的胰管高壓是負(fù)鼠發(fā)生急性壞死性胰腺炎的關(guān)鍵因素。近年來(lái),有關(guān)壓電1(Piezo1)離子通道和鈣調(diào)磷酸酶信號(hào)通路的研究成果進(jìn)一步證實(shí)了胰管高壓是急性胰腺炎的重要發(fā)病機(jī)制。Piezo1 是一種壓力激活性離子通道,它在胰腺組織中廣泛表達(dá)于胰腺腺泡細(xì)胞中,此通道激活后可以引起細(xì)胞內(nèi)的鈣離子濃度升高,導(dǎo)致胰酶被提前激活。Romac 等[18]發(fā)現(xiàn),向小鼠的胰管內(nèi)注入緩沖鹽水引起胰管高壓時(shí),小鼠可以發(fā)生急性胰腺炎,這與Harvey 和Lerch的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致,并且對(duì)發(fā)生急性胰腺炎小鼠的腺泡細(xì)胞進(jìn)行基因檢測(cè)時(shí),可發(fā)現(xiàn)Piezo1的顯著表達(dá),而當(dāng)小鼠應(yīng)用Piezo1 阻斷劑GsMTx4 后或小鼠發(fā)生Piezo1 基因缺失時(shí),再向小鼠的胰管內(nèi)注入緩沖鹽水引起胰管高壓,小鼠的急性胰腺炎發(fā)病率會(huì)顯著下降。Swain 等[19]發(fā)現(xiàn),Piezo1 的激活可以同時(shí)引起香草樣亞家族4 通道(TRPV4)的開(kāi)放,而TRPV4 的開(kāi)放又可以幫助更多的Piezo1被激活,兩者相互協(xié)同,引發(fā)腺泡細(xì)胞內(nèi)鈣離子的持續(xù)內(nèi)流。Wen 等[20]在研究中向小鼠的胰管內(nèi)注入生理鹽水并引起胰管恒定的瞬時(shí)高壓時(shí)發(fā)現(xiàn),胰腺腺泡細(xì)胞內(nèi)促炎因子IL-6、IL-1B、TNF 的表達(dá)上調(diào),在這些促炎因子的作用下鈣調(diào)磷酸酶信號(hào)通路被激活,腺泡細(xì)胞內(nèi)發(fā)生鈣離子振蕩,胰酶被提前激活,引發(fā)急性胰腺炎[21]。
2.2 高脂血癥引發(fā)胰管堵塞后胰管高壓的研究進(jìn)展目前,有關(guān)胰管高壓導(dǎo)致高脂血癥性急性胰腺炎發(fā)病的研究并沒(méi)有得到足夠的重視。臨床上胰管堵塞或醫(yī)源性、創(chuàng)傷性胰管損傷導(dǎo)致的胰液流通不暢均可引起胰管高壓。而最新研究結(jié)果表明高脂血癥可以通過(guò)引起胰管堵塞,進(jìn)而導(dǎo)致胰管高壓。高脂血癥引起胰管堵塞的機(jī)制包括:(1)高脂血癥性胰管增生。高脂血癥可以引起胰管增生并造成胰管管腔變窄,引發(fā)胰管堵塞。Nordstoga 等[22]在對(duì)發(fā)生高脂血癥性急性胰腺炎的水貂胰管進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),水貂的胰管管腔變窄并堵塞,胰管內(nèi)有大量的增生,其特征性表現(xiàn)為胰管上皮內(nèi)脂質(zhì)巨噬細(xì)胞的堆積。(2)膽胰管匯合部蛋白栓形成:血清甘油三酯濃度升高可刺激胰腺的外分泌功能,其中以腺泡細(xì)胞分泌胰蛋白酶原增多為主。Kaneko 等[23]發(fā)現(xiàn),胰腺腺泡細(xì)胞分泌的胰蛋白酶原與結(jié)石穩(wěn)定素可以通過(guò)膽胰合流進(jìn)入膽道,胰蛋白酶原在膽道中被膽汁激活為胰蛋白酶,其可將結(jié)石穩(wěn)定素裂解,被裂解后的結(jié)石穩(wěn)定素在膽胰管匯合部重新聚集并形成蛋白栓,蛋白栓可直接堵塞胰管[24]。趙成思等[25]在對(duì)33例高脂血癥性急性胰腺炎患者行ERCP 檢查時(shí)也發(fā)現(xiàn),高脂血癥性急性胰腺炎患者的膽胰管匯合部乃至胰管內(nèi)存在蛋白栓,蛋白栓可引起胰管堵塞,并且血清甘油三酯濃度越高,蛋白栓出現(xiàn)的概率越高。在行胰管蛋白栓取出、胰管支架植入術(shù)后,胰液得到充分引流,胰管高壓被解除,患者的急性胰腺炎得到緩解。且與保守治療的患者相比,ERCP治療的患者病情好轉(zhuǎn)更快(P<0.005)。同時(shí)根據(jù)膽胰管匯合部結(jié)構(gòu)的不同,蛋白栓引起胰管堵塞的程度也不同。膽胰管匯合部可以分為兩大類(lèi):無(wú)合流型與有合流型,無(wú)合流型既膽總管與胰管分別匯入十二指腸壁,此分型膽管胰管相互獨(dú)立,蛋白栓不會(huì)引起胰管堵塞。有合流型可分為正常合流型與異常合流型,根據(jù)研究發(fā)現(xiàn):若蛋白栓在正常合流中的V 型、小Y 型,異常合流中B-P型或P-B型膽胰管匯合部形成,則更容易引起胰管堵塞,導(dǎo)致胰管高壓(圖1~4)[25-26]。(3)高脂血癥損傷胰管的分泌功能。人類(lèi)的胰腺每天可以分泌2~3 L堿性的胰液,其主要成分包含大量的水、碳酸氫根,多種胰酶、胰石蛋白等。水和碳酸氫根對(duì)胰管起著不斷沖刷,帶走有害物質(zhì)的作用,保持胰液的通暢引流。若胰管的分泌功能受到損傷,引起水和碳酸氫根的分泌量減少,就會(huì)導(dǎo)致胰液變黏稠,胰管內(nèi)更容易成蛋白栓或黏液栓堵塞胰管,并造成胰管高壓[27]。囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子(CFTR)是一種在腺上皮頂端膜表達(dá)的負(fù)離子通道,廣泛表達(dá)于胰管、肺、輸尿管等上皮細(xì)胞中,該通道開(kāi)放在胰管上皮細(xì)胞內(nèi)參與碳酸氫根與水的分泌[28]。高脂血癥產(chǎn)生的大量游離脂肪酸可攻擊胰管上皮細(xì)胞表面的CFTR,損傷胰管的分泌功能。Maléth 等[29]發(fā)現(xiàn),被敲除CFTR 基因的豚鼠胰管內(nèi)幾乎不分泌胰液。當(dāng)對(duì)野生型豚鼠大量應(yīng)用游離脂肪酸時(shí),可發(fā)現(xiàn)CFTR 開(kāi)放明顯減少,胰管內(nèi)胰液的分泌量明顯下降,豚鼠的急性胰腺炎發(fā)病率上升。由此不僅證明CFTR 對(duì)胰管分泌起著重要作用,并且還說(shuō)明高脂血癥可以引起CFTR 開(kāi)放減少,損傷胰管的分泌功能,導(dǎo)致胰管堵塞。LaRusch 等[30]在總結(jié)了大量的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)與臨床研究成果后,同樣證實(shí)了CFTR 的開(kāi)放減少是導(dǎo)致急性胰腺炎發(fā)病的重要原理。上述研究進(jìn)展充分說(shuō)明了胰管高壓是高脂血癥性急性胰腺的發(fā)病機(jī)制,但仍然需要繼續(xù)深入地研究。
圖1 正常膽胰管合流-V型Figure 1 Normal bile pancreatic duct confluence -V type
圖2 正常膽胰管合流-小Y型Figure 2 Normal biliary pancreatic duct confluence -small Y pattern
圖3 異常膽胰管合流B-P型Figure 3 Abnormal biliary pancreatic duct confluence B-P type
圖4 異常膽胰管合流P-B型Figure 4 Abnormal biliopancreatic duct confluence P-B type
高脂血癥性急性胰腺炎的發(fā)病率不斷上升,表明以降低血脂濃度為主的治療方案已不能很好地預(yù)防和治療此病。有關(guān)高脂血癥引起胰管增生變窄、形成膽胰管匯合部蛋白栓、損傷胰管分泌功能的研究結(jié)果充分地揭示了高脂血癥引發(fā)胰管堵塞并造成胰管高壓的機(jī)制,但仍需要通過(guò)進(jìn)一步的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和臨床研究來(lái)發(fā)掘其中更深層次的原理。未來(lái),深入探索高脂血癥與胰管高壓之間的關(guān)系,將為進(jìn)一步闡明高脂血癥性急性胰腺炎的發(fā)病機(jī)制和尋求新的治療方案提供更多的理論依據(jù)。
利益沖突聲明:本文不存在任何利益沖突。
作者貢獻(xiàn)聲明:張平負(fù)責(zé)課題設(shè)計(jì);張平、馮佳晨進(jìn)行查閱文獻(xiàn)并起草論文,論文撰寫(xiě)及修改、校閱論文。