調強放療下放射性腸炎防治的研究進展

蘇景陽 嚴江 傅越 陳帥 林勝友

放射性腸炎（radiation enteritis，RE）是盆腔［1］、腹腔及腹膜后等惡性腫瘤予以放射線治療后出現的常見并發癥之一，較多累及小腸、直腸及結腸［2］。據統計，50%腫瘤患者接受過放射治療，在25%的腫瘤中放療起著重要的治療作用，放射線導致的腸道損傷也隨之增加［3-4］。國外報道顯示，因長期放療引起的急性RE發病率高達60%～80%，超過了炎癥性腸炎（inflammatory bowel disease，IBD）的總發病率［5］，還可能存在臨床研究對慢性RE發病率低估的可能［6］。此外，放射線對腸道的損害不僅在接受放療期間出現，還可延續至放射治療后的十余年，發生率為5%～15%，有2%～17%的患者需接受外科治療，另有15%～25%的患者因腸管放射損害死亡［7］。

1 調強適行下精準放療

RE的發生率可以從選取最佳放療技術及調控最低放射劑量兩個層面進行降低。采取CT引導下的三維腔內后裝放療可準確給出臨床靶區與危及器官的劑量，明顯提高靶區適形度，降低RE發生率。三維腔內近距離放療則是圍繞源形成陡峭的劑量梯度，采用直接各分次“劑量－體積”直方圖參數累積法計算總受照劑量，避免器官變形、施源器的數量及位置變化、劑量分布不均等因素的影響，極大化評估腫瘤靶區及周圍器官受量，預測相應療效與并發癥。調強適形放療因靶區精確劑量分布而被廣泛應用，減少危及周圍器官劑量以最大限度集中放射，提高殺滅腫瘤細胞的效果［8］。

FIORINO等［9］研究發現，小腸受照劑量≥5 Gy時相關不良反應隨之增加，當放射劑量﹥50 Gy時，可并發急性RE。GUERRERO-URBANO等［10］臨床中發現，V40、V45和V60腸環可以預測晚期2級放射治療腫瘤組腹瀉情況，建議限制V40<124 cc，V45<71 cc及V60<0.5 cc，以減少2級放射治療腫瘤組消化道毒性。一項多因素研究中，CHOPRA等［11］則認為大腸V15與3級標準不良事件毒性相關（P<0.03），約束V15<250 cc、V30<100 cc以及V40<90 cc可使三級毒性由26.7%降至5.4%。同時，FONTEYNE等［12］在241例前列腺癌患者中發現乙狀結腸V40與1級腹瀉和失血有關，故建議限制V40<10%和V30<16%以避免1～2級腹瀉。MOUTTETALDOUARD等［13］也發現，乙狀結腸V30～40 Gy與“消化道毒性”顯著相關（P<0.006）。此外，SMEENK等［14］為了將括約肌緊張度降低和大小便失禁發生率降至5%以下，建議限制肛門內括約肌<30 Gy，外括約肌<10 Gy，恥骨直腸肌<50 Gy，提肛肌<40 Gy。

2 RE發生機制及相應治療方法

2.1 腸道黏膜炎癥信號通路及治療 電離輻射分解細胞內水分刺激氮氧化物合成酶產生活性氧（reactive oxygen species，ROS）和活性氮（reactive nitrogen species，RNS）。過量的ROS或RNS誘導DNA/RNA鏈斷裂，促使核酸受損、變異，細胞內的蛋白質及脂質也因過氧化而被破壞，從而引起細胞衰老、凋亡和壞死等一系列變化。ROS的產生與DNA斷裂等又激活了以核因子κB（Nuclear factor kappa B，NF-κB）為核心的多種信號轉導通路，NF-κB是Rel/NF-κB家族中的一組轉錄因子，通過抑制P53依賴的細胞凋亡并上調Bcl-2家族的抗凋亡過程，激活其他信號通路的表達，以抵御外來刺激從而起到保護作用。NF-κBp65進入細胞核后將上調包括腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor，TNF-α）、白細胞介素10（interleukin-10，IL10）在內的多種炎癥因子，刺激腸道黏膜，成為腸道黏膜炎癥損傷的基礎。與此同時，NF-κBp65不僅誘導了RE的炎癥信號產生，其所上調的細胞因子又可以反作用于NF-κBp65的過表達，形成正反饋回路［15］，因此NFκBp65還在RE的信號傳遞、放大階段中起著關鍵作用。有文獻總結了在放化療過程中與NF-κBp65激活相關的路徑，其中Toll樣受體（Toll-like receptors，TLRs）便是最重要的一環［16］，TLRs家族目前已確定的亞型［17］中TLR4亞型能繼續激活NF-κB信號通路，使炎癥信號持續放大。

抗氧化劑通過拮抗ROS或RNS抑制炎癥因子，是RE治療方案中的關鍵藥物，循證醫學提示細胞保護劑阿米福汀能清除ROS和修復DNA斷裂所需的氫，并減少放療所致的胃腸道不良反應［18］。其他常用的抗氧化劑還有姜黃色素、維生素C、維生素E及其衍生物、N-乙酰半胱氨酸等。NF-κB相關抑制劑如IKK、REI蛋白抑制劑，則通過抑制NF-κB從而減輕或改善臨床癥狀，以IKK抑制劑家族作為研究的重點與難點，其復合物包括IKK-α、IKK-β和IKK-γ，IKK-α和IKK-β作為催化亞基，IKK-γ則是調節亞基。其中，IKK-β抑制劑更是IKK復合物中的研究熱點，以吡唑并嘌呤為母核合成的氮雜稠環類IKK抑制劑對大多數IKK-β有選擇性抑制作用，如KUSHIDA［19］新發現的E6070。OLIVIER等［20-21］研究表明，6，8-雙取代基異喹啉IKK-β抑制劑通過抑制IKK-β激酶活性及誘導抑制TNF-α從而產生抗炎作用，其中以7，8，9三種化合物抗炎效果最強、毒性最低。

2.2 腸道菌群紊亂及改善 腸道微生物群落是復雜而動態的，菌群由細菌、真菌、病毒、原生動物及古細菌組成。在胃腸系統內，細菌種類和群落在整個管腔中分布不均勻，細菌的密度和多樣性沿腸縱軸增加。人類口腔中每克唾液中含有108～1,010個菌落形成單位（CFU）細菌，這些細菌通過吞咽反射進入胃腸道，先逐漸減少到增多，回腸和結腸細菌每克腸道內容物中分別約有1010CFU和1010～1012CFU［22］。正常成年人腸道內定值的菌群可達400～500種，CFU總量為體細胞數量的10倍左右，在維持腸道內穩態和完整性方面起著重要作用。腸道組織對電離輻射極其敏感，輻射毒性易誘導腸隱窩中的細胞凋亡，從而破壞腸道菌群維持的腸道黏膜穩態，導致菌群通過黏膜移位進入血液循環產生炎癥反應，嚴重者可由局部炎癥進展為全身炎癥表現［23］。TOUCHEFEU等［24］發現，接受放射治療的患者腸道菌群明顯改變，最常見的是雙歧桿菌、梭狀芽孢桿菌、普氏桿菌減少，腸桿菌科和類桿菌增加，這些變化可能導致黏膜炎的發生，出現腹瀉和菌血癥。腸道免疫功能受損，影響先后天免疫，有毒、有害的細菌由外侵入腸道后過度生長誘發感染，導致腸道活性喪失，主吸收功能受限，最終引起水、電解質及酸堿失衡，腸道菌群紊亂。

益生菌是一種非致病性的活微生物，當攝入足夠數量時，可在腸道內定植，促進健康腸道菌群的恢復，并有助于恢復其功能，包括維護黏膜的完整性和調節免疫系統。目前常用的益生菌種類包括副乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、發酵乳桿菌、長雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌和動物雙歧桿菌等。對人體使用益生菌時，應考慮不同益生菌之間的主要遺傳差異，同時預期人體對不同的益生菌產生的反應。如乳桿菌和雙歧桿菌分屬不同的門類，其系統發育差異極大，即便同目間的乳桿菌也存在很大的差異，這主要與同一物種的不同菌株中基因組的差異性有關，基因組測序表明人類腸道微生物的基因數目是人類基因的150倍［25］，這一點在副鏈球菌［26］中已經得到明確證明，因此，在對人體使用益生菌時，應考慮不同益生菌之間的主要遺傳差異，同時預期人體對不同的益生菌產生的反應。

益生菌可通過其本身以及分泌的P40蛋白，激活抗凋亡通路AKT，抑制預凋亡通路 P35/MAPK，活化 COX-2 途徑抑制炎癥反應，從而減少細菌及 TNF-α、INF-γ等細胞因子的釋放，抑制腸道上皮細胞凋亡，改善細菌移位，調節腸道微環境以保護腸黏膜屏障。益生菌中的雙歧桿菌有清除氧自由基、抗脂質氧化作用，同時還能通過自身粘附并定植于腸道黏膜上形成空間位阻增加腸黏膜厚度［27］，減輕腸道黏膜放射線損害，保護腸道黏膜的完整性。一項Meta分析表明，放療患者聯合使用長雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、短雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌和布拉氏酵母菌可以很好地降低黏膜炎的發生率或改善其癥狀［24］。研究發現，鼠李糖乳桿菌（Lactobacillus rhamnosus GG，LGG）誘導的放射保護依賴于Toll樣受體2（TLR-2）和環氧合酶-2（COX-2），并與COX-2+間充質干細胞（MSCs）從絨毛固有層遷移到隱窩上皮干細胞附近的固有層有關［28］，其機理可能通過增加黏膜成纖維細胞釋放COX-2介導的PGE2參與維持上皮屏障完整性和黏膜耐受性。野生型LGG及LGG條件培養液（LGG-CM）均具有輻射防護作用［29］。同時，乳桿菌還可以增強人體內巨噬細胞的吞噬活性，對免疫應答的啟動、調節及確保免疫功能的穩定都有重要的影響。此外，菌群移植（fecal microbiota transplantation，FMT）也是一種調節腸道菌群失衡并恢復腸道菌群多樣性的治療方法，李寧等［30］收集2,010例RE患者進行臨床研究，結果顯示菌群移植療法可明顯緩解相關臨床癥狀，并使維也納直腸鏡綜合性評分改善甚至達到治愈標準。

2.3 腸道黏膜細胞損傷及修復 腸上皮細胞尤其是腸上皮干細胞是放射線損傷的主要靶點，腸干細胞分裂增殖早于DNA損傷修復，大量腸干細胞基因組不完整，增殖后容易死亡，嚴重阻礙上皮細胞再生，導致腸道黏膜破壞。干細胞是一類具有多向分化潛能和自我復制能力的未分化細胞，它在一定條件下能誘導分化成多種功能細胞。小腸隱窩中的Lgr5+柱狀干細胞在放射性腸損傷后干細胞的修復過程中起到重要地位，LU等［31］用3，3′-二吲哚基甲烷抑制經射線照射后Lgr5+干細胞的凋亡從而起到修復腸道黏膜的作用，同時間充質干細胞容易向腸道黏膜上皮聚集，定植于腸道，促進腸道黏膜組織的修復［32］。另一方面，Bmi1+干細胞被認為是腸內干細胞儲存庫，Bmi1+亞群可能通過分化為Lgr5+亞群發揮作用，修補由炎癥、細菌感染或放射線損傷導致的黏膜損傷。

RE的另一個誘因是腸道血管內皮細胞的損傷，放療后局部血液回流不暢、滲透性增加，NF-κB信號通路介導的炎癥因子大量釋放導致炎癥細胞聚集、間質纖維素沉積促使血液呈現高凝狀態，誘發血栓形成，造成閉塞性動、靜脈炎和微血管功能不全，導致腸壁缺血壞死、潰瘍及穿孔。HAN等［33］研究表明，替普瑞酮可以促進腸血管內皮細胞遷移再生，新生腸道血管，改善腸道功能。MINTET等［34］則發現纖溶酶原激活物抑制劑-1通過內皮依賴性機制抑制血管內皮細胞轉化，保護腸道黏膜組織，從而延緩并限制RE的發生發展。

3 其他相關研究

RE的治療方案還有很多，藥物治療如谷氨酰胺維持腸道黏膜正常結構及功能，提供腸道免疫力；復方角菜酸酯栓隔離腸道內容物與腸黏膜，減輕炎性浸潤；甾體類藥物如二丙酸倍氯米松栓劑［35］明顯降低直腸出血風險，并改善直腸黏膜損傷等。其他還有高壓氧新生正常組織血管、內鏡下氬離子束凝固術或射頻消融術止血、手術治療用于緩解嚴重梗阻、穿孔、出血等并發癥等。

4 總結與展望

近年來，隨著放療技術的廣泛開展以及多種治療的聯合應用，放療已然成為惡性腫瘤綜合治療的一個重要組成部分，RE發生率也因此呈增高趨勢。調強放療下精準治療能降低RE發生率，熟知RE的發生機制、疾病特點和西醫治療方案便能夠解決大多患者的臨床需求，但仍提倡中西醫結合進行防治，提高患者生活質量。因此，未來應繼續積極推進RE相關研究，加強中西醫合作，不斷完善診療方案，為患者獲取更好的長期療效打下堅實的基礎。