先天性腸閉鎖的病因研究進展

姚大為,向麗

(重慶醫科大學附屬兒童醫院，重慶 400014)

·綜述·

先天性腸閉鎖的病因研究進展

姚大為,向麗

(重慶醫科大學附屬兒童醫院，重慶400014)

先天性腸閉鎖是多因素作用導致的一種消化道連續性中斷的消化道畸形，也是引起新生兒期腸梗阻的常見原因之一。最近的胚胎學研究發現，胚胎早期內胚層發育異常可導致先天性腸閉鎖形成。遺傳學研究發現Fgf10、Fgfr2b、Raldh2以及SHH基因突變引起相應信號通路中斷共同參與了先天性腸閉鎖的形成。免疫學研究發現TTC7A基因突變可導致Rho激酶(ROCK)的活性增加，干擾腸上皮細胞的增殖、分化和極性，同時還會破壞免疫細胞穩態，最終促使多發性腸閉鎖合并免疫缺陷發生。

先天性腸閉鎖；內胚層；基因突變；Fgf10基因；Fgfr2b基因；Raldh2基因；SHH基因；TTC7A基因；Rho激酶；免疫缺陷

先天性腸閉鎖的發病率在2.23/10 000左右，且近年來呈增長趨勢[1]。先天性腸閉鎖形成的經典理論有腸空泡化不全、胚胎晚期腸系膜血運障礙等，但是都不能對先天性腸閉鎖的發生原因作出完整的解釋。近年來對先天性腸閉鎖病因的胚胎學、遺傳學和免疫學研究取得了一些進展。胚胎學研究發現胚胎早期內胚層發育異常也是先天性腸閉鎖形成的重要原因。腸閉鎖的形成與基因突變存在必然聯系，多種基因突變參與了先天性腸閉鎖的發生過程。家族遺傳性多發性腸閉鎖常因合并重癥免疫缺陷而預后極差，免疫異常在先天性腸閉鎖的發生過程中發揮了重要作用。現綜述如下。

1 胚胎學因素

1.1 腸空泡化不全 胚胎發育早期腸上皮細胞增生活躍引起腸腔實變，而后空泡化融合不全致使管腔的再通失敗，最終導致先天性腸閉鎖的形成。十二指腸黏膜上皮在胚胎發育的第4周開始增殖。十二指腸和空腸上段在胚胎發育的第5周形成一個貫通的管腔，之后腸管上皮細胞迅速增殖導致了十二指腸腔關閉阻塞，形成一個暫時的腸管實變期。此后實變期的管腔內出現大量逐漸擴大的空泡，直到第12周時空泡間相互融合，使腸腔恢復貫通。若在此期間腸管空泡化停止則可形成腸閉鎖，若管腔貫通不全則可形成腸狹窄，有時在管腔內遺留一層隔膜，中心有一小孔，形成隔膜樣閉鎖[2]。

1.2 胚胎晚期腸系膜血運障礙 孕末期宮內發生的腸系膜血管意外是導致空回腸閉鎖的主要原因。宮內腸扭轉、腹內疝、臍膨出、腹裂以及罕見的宮內腸套疊等機械因素和腸系膜血管栓塞均可導致胚胎期腸系膜血運障礙從而引起腸道缺血和壞死，進而壞死腸管吸收、退化導致腸閉鎖的形成[3，4]。已有研究表明，在胚胎發育時期母體應用血管收縮劑(比如偽麻黃堿、酒石酸麥角胺)會增加腸閉鎖和腹裂發生的風險，這一發現一定程度上佐證了腸缺血假說[5～7]。有研究發現在腸閉鎖患兒中，凝血因子Ⅴ基因Leiden突變和凝血因子Ⅶ R353Q基因發生等位基因突變的頻率升高。從而推測凝血因子Ⅴ基因Leiden突變和凝血因子Ⅶ的多態性區域R353R突變引起胚胎期循環系統的高凝狀態，導致腸系膜血栓形成進而引起腸閉鎖[8]。然而凝血因子V基因Leiden突變導致動脈血栓形成的案例罕有報道。R353R基因突變引起凝血因子Ⅶ水平升高從而導致成人冠狀動脈血栓形成的案例雖有報道，但在妊娠期和圍產期維生素K依賴性凝血因子(包括凝血因子Ⅶ)的表達水平非常低[9]，因此R353R突變引起宮內腸閉鎖的可能性不大。

1.3 胚胎早期內胚層發育異常 血管損傷理論雖然被很多學者公認和接受，也在動物模型中得以證實，但無法解釋十二指腸閉鎖常合并其他先天畸形這一現象。因此，有人提出腸閉鎖的形成可能與胚胎早期腸管發育的畸形有關。Dawrant等[10]發現在孕早期注射阿霉素的小鼠，其后代小鼠十二指腸閉鎖的發病率最高。除十二指腸閉鎖外，這些后代小鼠還合并脊椎、肛門、心臟、氣管、食道、腎和肢體等器官臟器的畸形。Botham等[11]發現十二指腸胚動態發育過程中并沒有觀察到腸腔的實變和空泡化再通，并認為十二指腸閉鎖的形成可能是由于腸道早期發育過程中細胞增殖減少而凋亡增加引起內胚層退化消失導致的，胚胎發育時期內胚層的發育異常導致了腸閉鎖的形成。這在十二指腸閉鎖中表現尤為突出，十二指腸閉鎖與唐氏綜合征密切相關。半數以上的十二指腸閉鎖患兒合并有其他先天異常，其中約三分之一合并唐氏綜合征，除此之外往往還合并另外一些胚胎中線結構(如食管、胰腺、心臟和直腸)的發育畸形[12～14]。除心臟之外，其余臟器均起源于內胚層。心臟雖不起源于內胚層，但心肌細胞在遷移出心臟形成心管之前，和前腸內胚層有著密切的關系[15]。

2 遺傳學因素

2.1 Fgf10、Fgfr2b、Raldh2基因突變 先天性腸閉鎖存在家族性復發的現象使得其目前公認的遺傳方式為常染色體隱性遺傳。Fgfr2b是包括胃腸道在內的多個器官系統增殖和凋亡的關鍵調節因子，其配體Fgf10在胚胎發育的早期僅表達于胃、十二指腸、盲腸和近端結腸。Fgfr2b或 Fgf10 突變均可導致腸閉鎖形成。Fgfr2b和維甲酸信號通路異常與十二指腸狹窄密切相關[16，17]。視黃醛脫氫酶2(Raldh2)在胰十二指腸區域的正常發育過程中發揮重要作用，Raldh2可以催化維生素A轉化成其活性代謝物-維甲酸，十二指腸發育過程中Fgf10-Fgfr2b信號通路和維甲酸信號通路之間存在相互作用。Fgfr2b(-/-)的十二指腸閉鎖小鼠模型中，Raldh2在十二指腸閉鎖段的表達明顯降低， Raldh2(+/-)突變可以顯著降低十二指腸閉鎖的發病率和嚴重程度[18，19]。這種在特定遺傳背景下通過單一基因操縱控制腸閉鎖嚴重程度的能力，對腸閉鎖形成機制的理解具有潛在重要意義。此外，他們還觀察到在腸閉鎖形成之前，動物胚胎模型有腸內胚層細胞凋亡和周圍中胚層退化的現象,同時還伴有SHH基因表達下調，但通過外源性SHH蛋白的補充并不能阻止腸閉鎖的發生，這意味著腸閉鎖的形成的確存在SHH信號通路的中斷，但其并不是腸閉鎖形成的關鍵機制，腸閉鎖的形成可能還需要其他信號通路中斷的共同參與[20]。雖然也有個案報道在十二指腸閉鎖患兒中，利用熒光原位雜交技術沒有發現Fgf10和Fgfr2b基因表達缺失[21]，但其研究是在十二指腸閉鎖完全之后進行的，并且缺乏形成閉鎖段的組織。另有研究發現Fgfr2b 和 Fgf10基因突變與Matthew-Wood綜合癥密切相關，這類綜合癥臨床表現為十二指腸狹窄、先天性心臟病、小頜畸形和肺發育缺陷，這和在小鼠模型上觀察到的一致[22]。以上研究表明十二指腸閉鎖的形成機制并不是單純的空泡化不全及血運障礙，而較之更為復雜。Fgf10-Fgfr2b、維甲酸以及SHH信號通路異常共同參與了十二指腸發育缺陷的形成。

2.2 其他基因突變 肝細胞核因子β(HNF1B)是一種轉錄因子，其轉錄基因在調控內胚層和中胚層的發育中起重要作用。HNF1B已被證實在泌尿生殖系統和胃腸道分化中發揮重要作用[23]。Quintero 等[24]報道了一例常染色體17q12微缺失(其中包括HNF1B缺失)的女性患兒，該患兒表現為十二指腸閉鎖、雙腎囊腫，左腎發育不良等先天畸形。他推測HNF1B基因突變可能與胃腸道發育不良有關。Gupta等[25]對與凝血、細胞間相互作用、炎癥反應以及血壓調節有關的32個基因進行單核苷酸多態性研究，證實ITGA2和NPPA基因中ITGA2873G/A和NPPA2238T/C多態性與腸閉鎖形成有關。Pearl等[26，27]報道了數例基因調控因子X6(RFX6)突變，臨床診斷為Mitchell-Riley綜合征(空回腸閉鎖、胰腺發育不良、膽囊缺如、肝內膽管閉鎖、新生兒糖尿病等)的患兒，推測RFX6可能參與腸閉鎖的形成。但由于RFX6僅在早期胰腺內胚層細胞中表達，因此其參與腸閉鎖形成的具體機制尚不明確[27，28]。

腸閉鎖目前公認的遺傳方式為常染色體隱性遺傳，Fgf10-Fgfr2b、維甲酸以及SHH信號通路異常共同參與了十二指腸發育缺陷的形成。腸閉鎖與基因突變之間存在必然的聯系,Fgfr2、Fgfr2b、Raldh2、SHH、HNF1B、ITGA2、NPPA、RFX6基因突變均可能導致腸閉鎖的發生。

3 免疫學因素

多發性腸閉鎖(MIA)常合并有輕度或重度的免疫缺陷(CID)，臨床上MIA合并CID的患兒通常因腸道細菌感染而引起反復的膿毒血癥[29]。TTC7A是結構重復域蛋白中的一種。雖然TTC7A蛋白的具體功能尚不清楚，但其可能在細胞周期調控、蛋白質運輸、磷酸鹽代謝、蛋白質轉運和分泌中發揮作用[30]。有學者報道了 6例TTC7A基因突變、臨床表現為MIA合并CID的患兒，并對這些患兒的腸道及免疫器官組織學特征進行了分析，發現上述患兒均表現出胸腺、外周淋巴組織中淋巴細胞的耗竭和胃腸道上皮屏障的嚴重破壞。在此組織學特征基礎上的進一步研究發現，TTC7A基因突變可導致Rho激酶(ROCK)的活性增加，從而干擾腸上皮細胞的增殖、分化和極性，同時還會破壞免疫細胞穩態，最終導致MIA合并CID。腸道細胞的底側極性、增殖和分化的破壞與ROCK信號通路的過度激活有關，通過ROCK抑制劑來抑制過度激活的ROCK信號通路，可能是藥物治療MID合并CID的方向。還有報道顯示，TTC7A基因在腸道細胞中表達，參與調節腸上皮細胞功能和生長，敲除TTC7A基因可以減少上皮細胞黏附，導致腸黏膜完整性降低,G-菌感染風險增加。

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1002-266X(2017)35-0096-03

2017-07-21)

國家自然科學基金青年項目(81400577)。

向麗(E-mail: xiangyuhan@126.com)