先天性腸閉鎖的病因研究進(jìn)展

姚大為,向麗

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院，重慶 400014)

·綜述·

先天性腸閉鎖的病因研究進(jìn)展

姚大為,向麗

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院，重慶400014)

先天性腸閉鎖是多因素作用導(dǎo)致的一種消化道連續(xù)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(xué)研究發(fā)現(xiàn)，胚胎早期內(nèi)胚層發(fā)育異?？蓪?dǎo)致先天性腸閉鎖形成。遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn)Fgf10、Fgfr2b、Raldh2以及SHH基因突變引起相應(yīng)信號通路中斷共同參與了先天性腸閉鎖的形成。免疫學(xué)研究發(fā)現(xiàn)TTC7A基因突變可導(dǎo)致Rho激酶(ROCK)的活性增加，干擾腸上皮細(xì)胞的增殖、分化和極性，同時還會破壞免疫細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，最終促使多發(fā)性腸閉鎖合并免疫缺陷發(fā)生。

先天性腸閉鎖；內(nèi)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(fā)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(jīng)典理論有腸空泡化不全、胚胎晚期腸系膜血運(yùn)障礙等，但是都不能對先天性腸閉鎖的發(fā)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(xué)、遺傳學(xué)和免疫學(xué)研究取得了一些進(jìn)展。胚胎學(xué)研究發(fā)現(xiàn)胚胎早期內(nèi)胚層發(fā)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(lián)系，多種基因突變參與了先天性腸閉鎖的發(fā)生過程。家族遺傳性多發(fā)性腸閉鎖常因合并重癥免疫缺陷而預(yù)后極差，免疫異常在先天性腸閉鎖的發(fā)生過程中發(fā)揮了重要作用?，F(xiàn)綜述如下。

1 胚胎學(xué)因素

1.1 腸空泡化不全 胚胎發(fā)育早期腸上皮細(xì)胞增生活躍引起腸腔實(shí)變，而后空泡化融合不全致使管腔的再通失敗，最終導(dǎo)致先天性腸閉鎖的形成。十二指腸黏膜上皮在胚胎發(fā)育的第4周開始增殖。十二指腸和空腸上段在胚胎發(fā)育的第5周形成一個貫通的管腔，之后腸管上皮細(xì)胞迅速增殖導(dǎo)致了十二指腸腔關(guān)閉阻塞，形成一個暫時的腸管實(shí)變期。此后實(shí)變期的管腔內(nèi)出現(xiàn)大量逐漸擴(kuò)大的空泡，直到第12周時空泡間相互融合，使腸腔恢復(fù)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(nèi)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(yùn)障礙 孕末期宮內(nèi)發(fā)生的腸系膜血管意外是導(dǎo)致空回腸閉鎖的主要原因。宮內(nèi)腸扭轉(zhuǎn)、腹內(nèi)疝、臍膨出、腹裂以及罕見的宮內(nèi)腸套疊等機(jī)械因素和腸系膜血管栓塞均可導(dǎo)致胚胎期腸系膜血運(yùn)障礙從而引起腸道缺血和壞死，進(jìn)而壞死腸管吸收、退化導(dǎo)致腸閉鎖的形成[3，4]。已有研究表明，在胚胎發(fā)育時期母體應(yīng)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(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，這一發(fā)現(xiàn)一定程度上佐證了腸缺血假說[5～7]。有研究發(fā)現(xiàn)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(fā)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(tài)性區(qū)域R353R突變引起胚胎期循環(huán)系統(tǒng)的高凝狀態(tài)，導(dǎo)致腸系膜血栓形成進(jìn)而引起腸閉鎖[8]。然而凝血因子V基因Leiden突變導(dǎo)致動脈血栓形成的案例罕有報(bào)道。R353R基因突變引起凝血因子Ⅶ水平升高從而導(dǎo)致成人冠狀動脈血栓形成的案例雖有報(bào)道，但在妊娠期和圍產(chǎn)期維生素K依賴性凝血因子(包括凝血因子Ⅶ)的表達(dá)水平非常低[9]，因此R353R突變引起宮內(nèi)腸閉鎖的可能性不大。

1.3 胚胎早期內(nèi)胚層發(fā)育異常 血管損傷理論雖然被很多學(xué)者公認(rèn)和接受，也在動物模型中得以證實(shí)，但無法解釋十二指腸閉鎖常合并其他先天畸形這一現(xiàn)象。因此，有人提出腸閉鎖的形成可能與胚胎早期腸管發(fā)育的畸形有關(guān)。Dawrant等[10]發(fā)現(xiàn)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(fā)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(fā)現(xiàn)十二指腸胚動態(tài)發(fā)育過程中并沒有觀察到腸腔的實(shí)變和空泡化再通，并認(rèn)為十二指腸閉鎖的形成可能是由于腸道早期發(fā)育過程中細(xì)胞增殖減少而凋亡增加引起內(nèi)胚層退化消失導(dǎo)致的，胚胎發(fā)育時期內(nèi)胚層的發(fā)育異常導(dǎo)致了腸閉鎖的形成。這在十二指腸閉鎖中表現(xiàn)尤為突出，十二指腸閉鎖與唐氏綜合征密切相關(guān)。半數(shù)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(jié)構(gòu)(如食管、胰腺、心臟和直腸)的發(fā)育畸形[12～14]。除心臟之外，其余臟器均起源于內(nèi)胚層。心臟雖不起源于內(nèi)胚層，但心肌細(xì)胞在遷移出心臟形成心管之前，和前腸內(nèi)胚層有著密切的關(guān)系[15]。

2 遺傳學(xué)因素

2.1 Fgf10、Fgfr2b、Raldh2基因突變 先天性腸閉鎖存在家族性復(fù)發(fā)的現(xiàn)象使得其目前公認(rèn)的遺傳方式為常染色體隱性遺傳。Fgfr2b是包括胃腸道在內(nèi)的多個器官系統(tǒng)增殖和凋亡的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，其配體Fgf10在胚胎發(fā)育的早期僅表達(dá)于胃、十二指腸、盲腸和近端結(jié)腸。Fgfr2b或 Fgf10 突變均可導(dǎo)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(guān)[16，17]。視黃醛脫氫酶2(Raldh2)在胰十二指腸區(qū)域的正常發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用，Raldh2可以催化維生素A轉(zhuǎn)化成其活性代謝物-維甲酸，十二指腸發(fā)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(dá)明顯降低， Raldh2(+/-)突變可以顯著降低十二指腸閉鎖的發(fā)病率和嚴(yán)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(yán)重程度的能力，對腸閉鎖形成機(jī)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(nèi)胚層細(xì)胞凋亡和周圍中胚層退化的現(xiàn)象,同時還伴有SHH基因表達(dá)下調(diào)，但通過外源性SHH蛋白的補(bǔ)充并不能阻止腸閉鎖的發(fā)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(guān)鍵機(jī)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(bào)道在十二指腸閉鎖患兒中，利用熒光原位雜交技術(shù)沒有發(fā)現(xiàn)Fgf10和Fgfr2b基因表達(dá)缺失[21]，但其研究是在十二指腸閉鎖完全之后進(jìn)行的，并且缺乏形成閉鎖段的組織。另有研究發(fā)現(xiàn)Fgfr2b 和 Fgf10基因突變與Matthew-Wood綜合癥密切相關(guān)，這類綜合癥臨床表現(xiàn)為十二指腸狹窄、先天性心臟病、小頜畸形和肺發(fā)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(jī)制并不是單純的空泡化不全及血運(yùn)障礙，而較之更為復(fù)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(fā)育缺陷的形成。

2.2 其他基因突變 肝細(xì)胞核因子β(HNF1B)是一種轉(zhuǎn)錄因子，其轉(zhuǎn)錄基因在調(diào)控內(nèi)胚層和中胚層的發(fā)育中起重要作用。HNF1B已被證實(shí)在泌尿生殖系統(tǒng)和胃腸道分化中發(fā)揮重要作用[23]。Quintero 等[24]報(bào)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(xiàn)為十二指腸閉鎖、雙腎囊腫，左腎發(fā)育不良等先天畸形。他推測HNF1B基因突變可能與胃腸道發(fā)育不良有關(guān)。Gupta等[25]對與凝血、細(xì)胞間相互作用、炎癥反應(yīng)以及血壓調(diào)節(jié)有關(guān)的32個基因進(jìn)行單核苷酸多態(tài)性研究，證實(shí)ITGA2和NPPA基因中ITGA2873G/A和NPPA2238T/C多態(tài)性與腸閉鎖形成有關(guān)。Pearl等[26，27]報(bào)道了數(shù)例基因調(diào)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(fā)育不良、膽囊缺如、肝內(nèi)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(nèi)胚層細(xì)胞中表達(dá)，因此其參與腸閉鎖形成的具體機(jī)制尚不明確[27，28]。

腸閉鎖目前公認(rèn)的遺傳方式為常染色體隱性遺傳，F(xiàn)gf10-Fgfr2b、維甲酸以及SHH信號通路異常共同參與了十二指腸發(fā)育缺陷的形成。腸閉鎖與基因突變之間存在必然的聯(lián)系,Fgfr2、Fgfr2b、Raldh2、SHH、HNF1B、ITGA2、NPPA、RFX6基因突變均可能導(dǎo)致腸閉鎖的發(fā)生。

3 免疫學(xué)因素

多發(fā)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(xì)菌感染而引起反復(fù)的膿毒血癥[29]。TTC7A是結(jié)構(gòu)重復(fù)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(xì)胞周期調(diào)控、蛋白質(zhì)運(yùn)輸、磷酸鹽代謝、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)和分泌中發(fā)揮作用[30]。有學(xué)者報(bào)道了 6例TTC7A基因突變、臨床表現(xiàn)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(xué)特征進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)上述患兒均表現(xiàn)出胸腺、外周淋巴組織中淋巴細(xì)胞的耗竭和胃腸道上皮屏障的嚴(yán)重破壞。在此組織學(xué)特征基礎(chǔ)上的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，TTC7A基因突變可導(dǎo)致Rho激酶(ROCK)的活性增加，從而干擾腸上皮細(xì)胞的增殖、分化和極性，同時還會破壞免疫細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，最終導(dǎo)致MIA合并CID。腸道細(xì)胞的底側(cè)極性、增殖和分化的破壞與ROCK信號通路的過度激活有關(guān)，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(bào)道顯示，TTC7A基因在腸道細(xì)胞中表達(dá)，參與調(diào)節(jié)腸上皮細(xì)胞功能和生長，敲除TTC7A基因可以減少上皮細(xì)胞黏附，導(dǎo)致腸黏膜完整性降低,G-菌感染風(fēng)險(xiǎn)增加。

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R726

A

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

2017-07-21)

國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(81400577)。

向麗(E-mail: xiangyuhan@126.com)