梗阻性黃疸時腸黏膜屏障的損傷及機制

鄒 玲 綜述，彭 燕 審校

(瀘州醫學院附屬醫院消化內科，四川瀘州646000)

梗阻性黃疸(obstructive jaundice，OJ)是一種常見的臨床綜合征，是指因各種原因致肝內膽管、肝總管、膽總管等部分或全部阻塞，膽汁淤積導致膽道系統內壓升高，結合膽紅素反流入血，出現鞏膜及皮膚的黃染，也稱為外科性黃疸。大量研究發現OJ可致腸黏膜屏障(intestinal barrier function，IBF)損傷，腸道內的細菌、內毒素通過受損的腸黏膜進入血液循環出現細菌和內毒素移位[1]，進一步導致全身炎癥反應綜合征(SIRS)，并可能因此發展為多器官功能障礙綜合征(MODS)，甚至引起死亡。

1 IBF結構及功能

IBF正常功能是將腸腔與機體內環境分隔開來，防止致病性抗原侵入，使機體內環境保持相對穩定，維持機體的正常生命活動。IBF由化學屏障、機械屏障、生物屏障、免疫屏障組成。化學屏障由胃腸道分泌的消化液(胃酸、膽汁、消化酶、粘多糖、糖蛋白和糖脂)、溶菌酶等物質組成，具有抗菌、殺菌、結合內毒素等功能。其中膽汁對人體腸道具有多重保護作用：①抑菌作用：膽汁酸鹽進入腸道可以使某些G－菌的包膜瓦解，以防止G－菌的過度生長，對天然腸道菌落起調節作用。膽汁中還有特異性或非特異性的抗生素，有阻止腸道細菌粘附到腸黏膜、腸上皮細胞對細菌的內吞作用[2]。②滅活內毒素：膽汁酸鹽可以使內毒素分子分解為無活性的亞單位或形成不被吸收的膠粒聚合體，使內毒素滅活。③促進營養吸收：膽汁酸鹽的乳化作用有助于脂肪、維生素等多種營養物質的吸收。④免疫調節作用：膽汁在腸道免疫調節中也起著重要作用。Sano等[3]研究發現OJ大鼠在施行膽汁內引流后腸黏膜地址素細胞黏附分子(MAdCAM-1)的表達增加，固有層CD4+T淋巴細胞和CD8+T淋巴細胞也明顯增多。⑤促進腸上皮生長：膽汁中的膽汁酸有促進小腸上皮細胞的增殖和抗小腸上皮細胞凋亡作用。Turner等[4]在體外實驗證實生理劑量下的牛磺脫氧膽酸通過激活核轉錄因子NF-κB及其介導的凋亡抑制基因(XIAP)來促進腸上皮細胞生長、抑制腸上皮細胞凋亡。此外，研究發現牛磺脫氧膽酸還可能通過誘導c-myc蛋白表達刺激腸上皮細胞生長[5]。機械屏障由腸道黏膜上皮細胞及細胞間緊密連接、黏液、腸道蠕動等構成。小腸是機體內最大的細菌庫，其中99%腸道細菌為專性厭氧菌，1%為其它細菌，構成一個相互依賴、相互作用的微生態系統即生物屏障。腸道是全身最大的淋巴器官，腸黏膜具有功能發達的局部免疫系統，腸黏膜相關淋巴組織(gut-associated lymphoid tissue，GALT)占全身淋巴細胞總數的1/3～1/2。腸黏膜免疫屏障由GALT及其分泌的免疫球蛋白構成。

2 OJ時IBF的改變

2.1 化學屏障改變 OJ時膽汁缺乏，腸黏膜化學屏障受損。膽汁酸鹽缺乏后，機體對各種營養物質吸收不良，導致腸黏膜萎縮，使腸黏膜形態改變和肌跨壁電生理活動減少[6]。

2.2 機械屏障改變 結扎膽管后大鼠回腸絨毛高度、密度及腸黏膜中的蛋白質和DNA的含量均降低[7]。Gencay等[8]的動物實驗發現，OJ時光鏡下可見回腸黏膜變薄，絨毛變鈍、密度減少，上皮下出現水腫，上皮層從黏膜固有層被分離抬高;電鏡下可見部分上皮組織脫落，胞漿空泡化，吞噬溶解小體形成，細胞間緊密連接斷裂，線粒體腫脹、嵴斷裂。

2.3 生物屏障改變 Kuru等[9]結扎大鼠膽總管后發現大鼠盲腸中G-腸道桿菌的數量增加了100倍，大腸埃希菌及需氧菌的水平較對照組明顯升高。

2.4 免疫屏障改變 國內學者[10]發現結扎大鼠膽總管后，腸黏膜固有層內IgA+細胞隨膽總管梗阻時間的延長減少明顯，使腸道IgA分泌量較正常減少。

3 OJ時IBF損傷機制

OJ時IBF損傷機制尚不清楚，研究顯示可能與下列因素有關：

3.1 膽汁及膽汁酸鹽缺乏 當OJ發生時，膽汁進入腸道受阻，腸道內菌群失調，并導致G－菌的大量繁殖，同時增高的膽紅素和腸道膽汁酸鹽的缺乏及slgA的減少破壞了腸道黏膜保護屏障，細菌和脂多糖(LPS)得以大量入血，造成腸源性內毒素血癥[11]。Yang等[12]發現OJ組大鼠小腸黏膜的通透性和細菌移位較假手術組顯著增加，緊密連接蛋白(ZO-1)及閉合蛋白(occludin)表達降低，予喂養新鮮膽汁可明顯改善IBF。腸黏膜的免疫屏障也由于膽汁的缺失失去宿主防御作用。

3.2 肝臟損傷 OJ時由于膽鹽損傷和膽道內壓改變等原因可造成肝臟損傷，常導致肝功能受損、kupffer細胞功能障礙、門靜脈高壓及肝硬化等。①肝功受損后肝臟合成蛋白能力下降，腸上皮細胞再生所需蛋白不足，影響腸道上皮的再生與修復。②肝臟Kupffer細胞是腸源性內毒素的首要清除器官，70% ～80%細胞及LPS在肝內被Kupffer細胞吞噬，是阻止腸道細菌和腸源性內毒素進入人體循環的重要屏障。OJ時肝臟的Kupffer細胞的清除能力因膽汁淤積性肝損傷而明顯減弱，同時由于門靜脈血流量以及肝臟有效循環血量減少，傳遞給肝臟Kupffer細胞的顆粒性抗原也減少。Kennedy等[13]研究發現結扎大鼠膽總管后，門靜脈血流灌注減少，肝臟清除內毒素能力下降，炎癥因子分泌增加，導致細菌及其內毒素進入血液循環，造成內毒素血癥甚至敗血癥。③肝硬化時腸道血流緩慢，黏膜下毛細血管和靜脈擴張淤血，使氧和營養物質輸送到黏膜的時間延長，代謝產物不能及時運走，腸道微循環發生障礙，腸黏膜出現充血、水腫和糜爛，從而削弱腸道屏障功能，使其通透性增加，細菌和毒素更易進入體內[14]。

3.3 免疫功能障礙 OJ時機體的免疫功能受到明顯的抑制，表現在：①肝臟Kupffer細胞功能受到明顯的抑制。Scott-Conner等[15]在結扎大鼠膽總管1周后發現大鼠肝臟Kupffer細胞對硫膠粒的清除率明顯下降。②細胞免疫：實驗性OJ中發現，空腸、回腸黏膜固有層內的CD4+和CD8+T淋巴細胞的數目顯著下降，腸黏膜的細胞免疫受到了抑制[3]。③體液免疫：Ogawa等[16]在實驗性OJ中發現派爾淋巴集結內B淋巴細胞數量明顯減少和OJ時腸腔內sI-gA的減少，腸黏膜的體液免疫也受到了抑制。④紅細胞免疫：OJ時紅細胞C3b受體因高膽紅素的影響，攜帶循環免疫復合物能力下降，影響了網狀內皮系統(RES)對抗原的清除。此外，紅細胞清除氧化代謝產物和通過氧化酶直接殺傷病原體的能力也明顯下降。

3.4 缺血缺氧 OJ時腸道常發生不同程度的血液循環障礙。陳進軍等[17]研究發現OJ大鼠的腸系膜存在微循環障礙。腸道的血運障礙將導致腸黏膜上皮細胞供氧與供能不足，使腸黏膜處于缺血、缺氧狀態，從而發生其上皮細胞的損傷。OJ所致的IBF功能損傷常并發SIRS，激發大量的炎癥介質釋放入血，又進一步加重了腸道血液循環障礙，加劇了腸黏膜上皮細胞的損傷，內毒素和細菌移位進一步增加，由此形成惡性循環。

3.5 氧化應激損傷與炎癥介質 OJ所致的細菌移位、內毒素血癥及大量的炎性介質釋放，使得腸腔及體內產生大量的活性氧(ROS)，進而抑制線粒體產生ATP，刺激線粒體釋放細胞色素C引起caspases家族的活化，從而觸發細胞凋亡發生的級聯反應。ROS還通過促進緊密連接蛋白酪氨酸磷酸化或誘導肌動蛋白解聚合作用來破壞IBF。有研究報道，OJ大鼠造模10天后，門靜脈中內毒素水平增高，脂質過氧化及蛋白氧化增加，表明實驗性OJ導致小腸氧化應激，進而引起IBF損傷及內毒素血癥[18]。Assi-makopoulos等[19]在臨床研究中發現OJ患者的還原型谷胱甘肽顯著減少，氧化型谷胱甘肽含量明顯增多，且還原型谷胱甘肽與腸黏膜蛋白質含量呈正相關，說明OJ能誘導小腸氧化應激及IBF的損傷。此外，研究發現氧化應激還可以分解occludin和其他緊密連接蛋白，從而使腸黏膜的通透性增加[20]。

生理情況下肝臟Kupffer細胞受門靜脈內毒素的刺激而處于低度激活狀態，且適應性地轉變為低細胞因子和活性氧自由基釋放反應特性，對一定范圍內的內毒素刺激呈耐受性或低反應性。OJ時肝臟由于受內毒素、膽汁等物質的損傷以及血流的異常，功能發生了相應的改變，Kupffer細胞失去對內毒素的耐受性或低反應性而呈高分泌狀態，釋放出過量的炎性介質，如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-l(IL-1)、白細胞介素-6(IL-6)、干擾素-γ(INF-γ)、血小板活化因子(PAF)、一氧化氮(NO)等，這些炎癥介質可直接或間接通過免疫細胞損傷腸道上皮細胞及細胞間的緊密連接，進而導致IBF的功能受損[21]。①TNF-α是內毒素發揮其毒性效應最重要的介質。研究發現，TNF-α可誘導腸上皮細胞凋亡和非凋亡區的細胞間緊密連接蛋白分解和功能改變，從而導致腸黏膜滲透性增加。Ko等[22]發現用TNF-α刺激體外培養的人單層結腸上皮細胞ccaco-2可導致其通透性增加，從而損傷IBF。此外，TNF-α和INF-γ等炎性細胞因子之間有協同作用，能下調跨膜緊密連接纖維蛋白的咬合啟動子的表達，并導致腸電生理功能紊亂[23]。②IL-6多在細胞受到TNF-α、IL-1刺激后產生，是B細胞刺激因子和細胞毒性T細胞的分化因子，能促使中性粒細胞的活化。研究報道，過度釋放的TNF-α、IL-1、IL-6能通過顆粒酶、Fas與FasL受體或內毒素激活的細胞毒性T細胞途徑使隱窩上皮細胞的凋亡增加。③PAF合成釋放增多可激活中性粒細胞和促進氧自由基的釋放，導致肝臟和腸黏膜的損傷，其可能與門靜脈的內毒素血癥和肝臟Kupffer細胞的激活有關。④NO有廣泛的病理生理活性，其重要活性之一就是抑制平滑肌收縮，從而使血管擴張。NO被認為是引起肝硬化患者血管擴張、血容量相對減少、低血壓和高動力循環等循環系統病理改變的關鍵介質。實驗表明肝硬化門靜脈高壓時，腸道NO生成增加[24]。其活性氧的反應產物過氧亞硝基陰離子(ONO0－)具有較強的細胞毒性作用，可誘導細胞死亡，破壞腸道黏膜，導致腸道屏障功能障礙[25]。NO不僅作用于血管平滑肌，還能抑制胃腸道平滑肌，從而加重腸動力障礙。⑤其他炎癥介質，包仕廷等[26]實驗發現組織細胞間黏附分子-1(ICAM-1)的表達增強與小腸黏膜損傷的發生也有密切的關系。

綜上所述，OJ引起的IBF損傷是多種因素共同作用的一個復雜的病理生理過程，其機制尚未完全明確。腸黏膜屏障功能已成為判斷患者預后的重要條件。因此，預防、逆轉OJ時IBF功能就顯得極為重要。

[1]Parks RW，Stuart Cameron CH，Gannon CD，etal.Changes in gastrointestinalmorphology associated with obstructive jaundice[J].J Pathol，2000，19(4):526-532.

[2]Giacometti A，CirioniO，GhiselliR，etal.Amphibian peptides prevent endotoxemia and bacterial translocation in bile duct-ligated rats[J].Crit Care Med，2006，34(9):2415-2420.

[3]Sano T，Ajiki T，Takeyama Y，etal.Internal biliary drainage improves decreased number of gutmucosal T lymphocytes and MAd-CAM-1 expression in jaundiced rats[J].Surgery，2004，136(3):693-699.

[4]Turner DJ，Alaish SM，Zou T，etal.Bile salts induce resistance to apoptosis through NF-kappaB-mediated XIAP expression[J].Ann Surg，2007，245(3):415-425.

[5]Yamaguchi J，Toledo A，Bass BL，etal.Taurodeoxycholate increases intestinal epithelial cell proliferation through c-myc expression[J].Surgery，2004，135(2):215-221.

[6]馬國良，王洪力.梗阻性黃疸致腸黏膜屏障損傷的預防及治療[J]. 醫學信息，2011，24(2):543-544.

[7]Assimakopoulos SF，Scopa CD，Zervoudakis G，etal.Bombesin and neurotensin reduce endotoxemia，intestinal oxidative stress，and apoptosis in experimental obstructive jaundice[J].Ann Surg，2005，241(1):159-167.

[8]Gencay C，Kilicoglu SS，Kismet K，etal.Effectof honey on bacterial translocation and intestinal morphology in obstructive jaundice[J].World JGastroenterol，2008，14(21):3410-3415.

[9]Kuru B，Dinc S，Altinok G，etal.Effect of different enteral nutrients on bacterial translocation in experimental obstructive jaundice[J].Eur Surg Res，2004，36(1):45-52.

[10]姜旭，李哲浩，翟曉芳，等.梗阻性黃疸大鼠小腸組織IgA及白介素-6表達減少[J].基礎醫學與臨床，2008，28(2):196-197.

[11]孫秀鳳，單若冰.梗阻性黃疸與細菌/內毒素移位的關系及微生態制劑干預[J].中國微生態學雜志，2008，20(1):95-96.

[12]Yang R，Harada T，Li J，etal.Bilemodulates intestinal epithelial barrier function via an extracellular signal related kinase 1/2 dependentmechanism[J].Intensive Care Med，2005，31(5):709-717.

[13]Kennedy JA，ClementsWD，Kirk SJ，etal.Characterization of the Kupffer cell response to exogenous endotoxin in a rodent model of obstructive jaundice[J].Br JSurg，1999，86(5):628-633.

[14]Bauer TM，Steinbrückner B，Brinkmann FE，etal.Small intestinal bacterial overgrowth in patients with cirrhosis:prevalence and relation with spontaneous bacterial peritonitis[J].Am JGastroenterol，2001，96(10):2962-2967.

[15]Scott-Conner CE，Grogan JB.The pathophysiology of biliary obstruction and itseffect on phagocytic and immune function[J].J Surg Res，1994，57(2):316-336.

[16]Ogawa A，Tagawa T，Nishimura H，etal.Yoshikai Y Toll-like receptors2 and 4 are differentially involved in Fas dependentapoptosis in Peyer's patch and the liver atan early stage after bile duct ligation in mice[J].Gut，2006，55(1):105-113.

[17]陳進軍，李勇，張慶富，等.梗阻性黃疸大鼠小腸腸系膜微循環變化及意義[J].中華實驗外科雜志，2006，23(11):1355-1357.

[18]Assimakopoulos SF，Vagianos CE，Patsoukis N，etal.Evidence for intestinal oxidative stress in obstructive jaundice-induced gut barrier dysfunction in rats[J].Acta Physiol Scand，2004，180(2):177-185.

[19]Assimakopoulos SF，Thomopoulos KC，Patsoukis N，etal.Evidence for intestinal oxidative stress in patientswith obstructive jaundice[J].Eur JClin Invest，2006，36(3):181-187.

[20]Lutgendorff F，Nijmeijer RM，Sandstr?m PA，etal.Probiotics prevent intestinal barrier dysfunction in acute pancreatitis in rats via induction of ilealmucosal glutathione biosynthesis[J].PLoSOne，2009，4(2):e4512.

[21]Schmitz H，Fromm M，Bentzel CJ，etal.Tumor necrosis factor-alpha(TNFalpha)regulates the epithelial barrier in the human intestinal cell line HT-29/B6[J].JCell Sci，1999，112(Pt1):137-146.

[22]Ko JS，Yang HR，Chang JY，etal.Lactobacillus plantarum inhibits epithelial barrier dysfunction and interleukin-8 secretion induced by tumor necrosis factor-alpha[J].World J Gastroenterol，2007，13(13):1962-1965.

[23]Al-Sadi R，Boivin M，Ma T.Mechanism of cytokinemodulation of epithelial tight junction barrier[J].Front Biosci，2009，14:2765-2778.

[24]Ackerman Z，Karmeli F，Cohen P，etal.Experimental colitis in rats with portal hypertension and liver disease[J].Inflamm Bowel Dis，2003，9(1):18-24.

[25]Potoka DA，Nadler EP，Upperman JS，etal.Role of nitric oxide and peroxynitrite in gut barrier failure[J].World JSurg，2002，26(7):806-811.

[26]包仕廷，繆輝來，林木生，等.阻塞性黃疸大鼠小腸中組織細胞間黏附分子-1的表達[J].中華實驗外科雜志，2002，19(6):561-562.