膽結石成因的理論研究現狀與進展

高飛 李榮

作者單位：237000 安徽省六安市立醫(yī)院（高飛）；安徽省淮南東方醫(yī)院集團腫瘤醫(yī)院（李榮）

通訊作者：高飛

【關鍵詞】 膽結石； 發(fā)病機制； 綜述

膽結石的發(fā)生除了環(huán)境因素，包括膽囊內膽汁膽固醇飽和、成核理論和“泡”理論外^［1］，近10年來研究認為，膽石的形成并不完全依賴于膽汁物理化學方面的改變，還與遺傳、生活習慣、感染等有關。本文就近年來在膽結石成因、流行病和防治方面的研究作一綜述。

1 流行病學與危險因素

膽囊膽固醇結石病（簡稱膽石?。┑陌l(fā)病率隨年齡增加。肥胖、短期內體重迅速下降、接受TPN治療、婦女妊娠、糖尿病是危險因素。Kranz研究發(fā)現，高能量、含動物脂肪、蛋白和磷脂酰絲氨酸飲食是膽石病的危險因素。Van^［2］認為膽石病是一種繼發(fā)性疾病，膽汁淤滯以及小腸轉運延遲使更多的膽酸（CA）在腸菌作用下，分解成脫氧膽酸（DCA），增加疏水性膽汁酸鹽經腸肝循環(huán)后攝取，可增加膽汁膽固醇分泌，升高膽汁膽固醇飽和度，在成石機制中具有重要作用。

膽石病的發(fā)生具有一定的遺傳傾向^［3］，在特定種族的人群發(fā)病率很高，在我國甘肅平涼回漢民族雜居地區(qū)的一份調查中，回族居民的發(fā)病率高于漢族居民，可能與飲食習慣有關^［4］。Nervi分析智利三種不同種族人群——智利西班牙人、土族印第安人和毛利人的線粒體DNA，提示某致石基因是土族印第安人膽石發(fā)生率較高的原因。

在我國新疆的一份調查中提示，膽結石發(fā)病率與性別、年齡、民族、飲食結構、營養(yǎng)狀況、工作性質、睡眠時間、肥胖指數等相關。其易患因素對膽囊結石患病率影響大小，順序為：性別>年齡>民族>飲食結構>營養(yǎng)狀況>工作性質>睡眠時間>肥胖指數。同時還發(fā)現，喜油膩食物、每日攝入較多的肉類食品、腦力勞動者、睡眠時間<8 h者、肥胖指數>25的人群有較高的膽囊結石患病率^［5］。

2 發(fā)病機制

2.1 致石基因 膽石病發(fā)病受機體遺傳因素和環(huán)境因素的影響，且顯示有母系遺傳的特征^［6］。普通人群具有一定的遺傳混雜性。因此，給膽石病易感基因的研究帶來一定的困難。近交系小鼠是較好的模型。美國哈佛大學的Carey與Jackson試驗室的Paigen合作，在1995年首先報道從膽石易感的小鼠C57L/J和抗膽石形成的小鼠AKR/J兩個株系發(fā)現了小鼠致石基因——Lith1基因，它定位于小鼠2號染色體。此后，相繼又發(fā)現了其他幾個致石基因，分別定位于6、7、8、10、19和X染色體。其中2號染色體含核受體基因Retinoid X recepterα （NR2B1），該受體調控膽固醇分解，在膽固醇結石形成中起重要作用^［7］。

秦儉等^［8］在中國人群發(fā)現3號、4號、9號和11號染色體上，可能有膽囊結石病致病的基因位點；3號染色體上的致病基因位點可能與發(fā)病年齡較大患者發(fā)生膽囊結石病有關；9號染色體上致病基因位點可能與伴有高甘油三酯患者發(fā)生膽囊結石病有關。在膽石易感小鼠，高密度脂蛋白（HDL）攝取增加，肝臟膽固醇合成未相應減低，膽汁酸合成受到抑制。膽汁酸鹽輸出泵（bile salt export pump,BSEP）表達增加近6倍，固醇載體運載蛋白2（sterol carrier protein2, SCP2）隨時間增加，多藥耐藥蛋白2（multiple drugs resistance protein2, MDRP2）功能增進。所有這些有關的蛋白中，僅BSEP定位于小鼠2號染色體，它可能是Lith 1基因的候選基因。這些蛋白的表達或功能的改變可以影響膽汁的組成，其在膽囊結石形成中的作用已經得到較充分的印證^［9］。

2.2 細菌

2.2.1 膽道細菌 色素結石和膽固醇結石的形成具有不同的發(fā)病機制。許多研究提示，細菌在低膽固醇含量的色素膽石形成中的作用。細菌β-葡萄糖醛酸酶和磷脂酶能水解膽汁脂質，產生鈣敏感的陰離子和鈣鹽沉積，成為色素結石形成的起源。

應用靈敏的RT-PCR技術，研究者發(fā)現在所有的色素結石和50%～80%的混合性膽固醇結石中存在細菌DNA，而膽固醇含量大于90%的膽石中未檢測到細菌DNA。主要的菌種是大腸桿菌和假單胞菌屬細菌。這些細菌有β-葡萄糖醛酸酶和磷脂酶-C基因的表達。Lee用PCR法分析細菌16S rRNA，10例膽石中的8例、10例膽囊上皮中的8例和7例膽汁中5例為陽性；在膽囊息肉患者和胃癌患者的膽汁和膽囊上皮也有較低的陽性率，表示細菌可以侵入膽道系統(tǒng)，膽道系統(tǒng)并不總是無菌的。細菌進入膽道的途徑有經門靜脈循環(huán)或由小腸經Oddi括約肌，形成無癥狀的帶細菌膽汁。膽道感染后，細菌內毒素有可能激活了肝臟的枯否氏細胞（kupffer cell,KC），其分泌的炎性細胞因子通過旁分泌方式，改變了肝細胞的正常代謝，并有可能通過信號傳遞系統(tǒng)，改變細胞內某些酶的活性和表達，從而在膽色素石的形成中發(fā)生作用^［10］。細菌進入膽囊后，膽汁發(fā)生細菌繁殖，致使膽囊膽汁成分構成產生有利于結石形成的變化，促進膽固醇結石的形成^［11］。

2.2.2 腸道細菌 腸道細菌在膽石形成中也具有一定作用。革蘭染色陰性細菌的7α脫羥作用使CA轉變?yōu)镈CA。Berr發(fā)現，在回腸袋-肛管吻合的患者，次級膽汁酸形成和進入腸肝循環(huán)增加，膽汁酸池DCA/CA比例大于1.5，發(fā)生膽石病的機會增加。從這類患者的糞便中能分離到18種CA-7α脫羥化細菌，提示腸道菌群的改變對于一些患者發(fā)生膽石病具有重要作用。對膽結石和膽汁的細菌培養(yǎng)也發(fā)現膽管色素結石內部含有與腸道細菌菌群相識的細菌種類。通過掃描電鏡和投射電鏡觀察到色素結石中含有細菌形態(tài)^［12］。細菌感染不但可以導致β-G酶水解結合膽紅素而成為難溶于水的游離膽紅素，與鈣離子結合成鹽沉淀，還有可能出現磷脂酶A1作用于磷脂等分解脂肪酸和甘油，前者同樣可能與鈣離子結合變成脂肪酸鈣而組成色素結石的成分^［13］。

3 生活習慣

控制飲食習慣可能具有預防膽石的作用?？崭鼓懩夷懼哪懝檀硷柡椭笖递^高，可能的原因是腸肝循環(huán)減少，膽囊內膽汁濃縮和黏膜吸收所導致的。Attli提出提早進早餐，推遲晚餐或睡前喝一杯牛奶可預防膽石形成。對于年齡、性別、妊娠、肥胖、體重迅速減輕、TPN、生長抑素、高甘油三酯血癥、飲食、Crohn病、肝硬化疾病等危險因素對膽石病的作用尚需通過長期觀察后再作進一步的判斷。目前從針對這些危險因素的相應治療措施的療程、患者的耐受性、治療的副作用和費用來看，都存在一定的困難。

4 膽固醇代謝紊亂

膽固醇結石病是一種多因素過程，膽固醇高分泌被認為是致石性膽汁形成的重要原因，國內外學者對此進行了大量的研究，發(fā)現其發(fā)病機制的主要方面是膽汁膽固醇分泌增加導致的膽汁膽固醇飽和指數升高、膽囊結石形成的一個首要原因^［14］。性激素、老年、肥胖和體重迅速降低引起的膽石病都和膽汁膽固醇過度分泌有關。其中雌激素（E2）和孕激素（P）通過作用于膽囊相應的受體，使調控膽囊肌肉收縮的信號分子表達降低，導致膽囊收縮運動受損，膽囊膽汁淤積，同時E2可以通過對肝臟脂質代謝的影響，使膽汁中膽固醇的飽和度增加，膽汁成石指數提高，促進了膽囊結石的形成^［15］。Hahn報道，植物的甾醇血清濃度降低及其與膽固醇的比值降低，能提示膽汁膽固醇分泌的增高。女性的7α羥固醇血濃度降低反映膽汁酸合成減少，是女性膽石病的又一個發(fā)病因素。Vlahcevic指出，肝臟膽固醇平衡的紊亂是導致膽汁膽固醇飽和度升高的原因。任何一個人都不能用單一的膽固醇代謝異常來解釋其發(fā)病機制。

5 成核與結晶

膽汁膽固醇結晶形成是膽固醇結石病發(fā)生的重要過程。Konikoff復習了對膽汁中膽固醇結晶過程的研究。膽汁膽固醇成核和生長形成結晶有幾個過程。Carey等^［16］認為，在模擬膽汁中，根據脂質成分的相對含量，有5核成核途徑。這些途徑主要表現在膽固醇沉積物的不同和出現順序的不同。膽汁中膽固醇的結晶形成受多種因素影響，如磷脂酰膽堿的濃度、脂肪酸鏈的長度和飽和度、飽和碳鏈的部位、磷脂頭部基團的種類以及膽汁酸鹽的相對濃度和疏水性等。鈣促進膽固醇結晶的形成，增加晶體量；鈣結合蛋白APF抑制其作用。

20世紀80年代早期認為蛋白質影響膽固醇結晶的形成。但是，到目前為止，所報道的結晶形成的影響因素不能解釋含膽石膽汁和對照組膽汁結晶過程的差異。Groen認為膽汁中蛋白增加可能繼發(fā)于膽固醇過飽和膽汁對膽道上皮的刺激。

Soloway描述了膽固醇結石的成核和生長。大多數膽固醇結石有一個色素中心，但其中心仍然主要是膽固醇成分。膽石中心內，膽固醇晶體隨機地聚集生長內部結構重建時，膽固醇晶體圍繞中心呈放射狀排列。脂質化的膽紅素的鈣鹽彌散到膽固醇成分中，黏液糖蛋白的其它一些蛋白分子隨之向內彌散，從外到內形成濃度梯度。沿色素中心周圍的梯度，形成一圈圈的沉積。

6 脂質運輸、代謝與分泌

近年來，對于膽汁脂質來源、肝內轉運途徑和分泌過程的研究興趣極大。作為膽石發(fā)病的必要條件，膽汁成分的異常是膽石病研究者關注的重點。與膽汁成分異常有關的環(huán)節(jié)包括：肝臟膽固醇攝取、膽固醇合成和轉化為膽汁酸以及膽汁脂質在肝內的轉運和分泌機制，其中膽汁的生成和轉運成為膽石病研究的新熱點，在膽固醇結石形成機制中有作重要的地位^［17］。

6.1 肝臟膽固醇攝取 血漿高密度脂蛋白（HDL）參與機體膽固醇逆轉運，將機體內過多的膽固醇轉運至肝臟代謝。參與該攝取過程的是肝臟清道夫受體（SR-BI）。小鼠肝臟過度表達該受體時，血漿HDL含量降低，同時，膽汁中膽固醇含量升高；若破壞肝臟表面的SR-BI，則在升高血漿HDL的同時，膽汁中膽固醇含量降低。致石飼料喂養(yǎng)時，C57L/J小鼠肝臟SR-BI表達升高30%，而AKR/J小鼠則無顯著改變。同時測定的LDL受體表達則無變化。SR-BI在調節(jié)血脂過程中具有重要作用，其功能與動脈粥樣硬化的關系已進入了較深入的研究，它和膽石病的關系正受到關注^［18］。

6.2 膽汁脂質在肝內轉運通道和分泌 國內外大量研究發(fā)現，肝臟分泌的膽汁異常是導致膽固醇過飽和、膽囊結石形成的一個首要原因^［14］。在肝細胞內存在轉運和分泌膽汁脂質——膽汁酸鹽、磷脂和膽固醇的通道。膽汁的形成、和分泌主要與肝細胞的轉運蛋白密切相關。這些蛋白的表達和功能的改變可能影響膽汁的組成，從而對膽囊結石形成起到一定的作用。其中的一些蛋白如轉運膽鹽的轉運子有BSEP、MDRP2、牛磺膽酸鈉轉運蛋白（sodium taurocholate cotransporting ploypeptide,NTCP）在膽囊結石病人肝組織中這些蛋白的mRNA和蛋白的表達均下降，BSEP、MDRP2的表達降低可能與膽囊結石的形成有關。NTCP可能與結石的形成無關^［16］。

7 膽囊的作用

膽囊收縮功能異常是膽石形成的條件之一。膽囊收縮功能下降可加速結石的形成^［20］，膽囊收縮功能下降機制不是很清楚，懷孕、肥胖、糖尿病、長期服用奧曲肽與阿托品、低熱卡飲食、TPN、迷走神經干切除、高位脊髓損傷都可以影響其收縮功能^［2］。膽囊收縮素（CCK）等物質調節(jié)膽囊收縮，通過與特定膜受體結合，經細胞內第二信使信號傳遞系統(tǒng)引起膽囊收縮。研究發(fā)現，膽石病患者膽囊CCK受體活性降低，在膽囊收縮功能減弱的患者尚有CCK受體數量減少^［21］。從基因表達水平發(fā)現，膽石病患者CCK受體的mRNA表達降低，使膽囊空腹體積增加，膽囊收縮功能下降，導致膽囊膽汁淤積，促進結石形成^［22］。

膽囊黏膜具有吸收和分泌功能，在成石中也可能起到一定的作用。Corradini^［23］研究表明，正常膽囊上皮具有脂質吸收作用，而膽石病患者膽囊上皮細胞選擇性吸收膽汁膽固醇和磷脂的能力降低，這可能使膽囊失去調節(jié)膽汁膽固醇溶解度的能力。膽囊上皮具有分泌黏蛋白（mucin, MUC）功能，成石膽囊上皮黏蛋白分泌增加^［24］，分析膽石成分檢測到黏蛋白成分^［25］，且黏蛋白能加速成核，提示膽囊黏蛋白特別是MUC5表達增加是膽石病的另一個發(fā)病因素^［26］。近年來研究表明：膽囊膽固醇息肉的存在可以促使膽囊結石的形成^［21］。膽囊膽固醇息肉患者膽汁膽固醇過飽和膽固醇飽和指數升高，且膽囊黏膜膽固醇脂含量和膽汁膽固醇飽和度呈正相關。當膽汁膽固醇過飽和，膽汁磷脂泡相互融合并導致膽固醇成核及單水結晶形成，最終形成肉眼可見的結石^［1］，膽囊息肉可為結石形成提供依附支架，或脫落為結石成核，形成結石^［20］。

8 膽道的作用

近年來研究發(fā)現，Oddi括約肌異常與膽結石形成關系密切^［13］。有研究發(fā)現，原發(fā)性膽管結石癥中有乳頭周圍憩室，顯著高于其他非膽管結石疾病患者的乳頭周圍憩室的發(fā)生率^［27］。通過對膽道測壓及腸液是否返流入膽道的研究發(fā)現，原發(fā)性膽色素結石不但有腸膽反流，而且有胰膽反流的存在^［28］。也有證據證實，膽管色素結石確實存在Oddi括約肌的解剖形態(tài)異常^［29］。

綜上所述，膽固醇類結石是在膽汁膽固醇過飽和的前提下和在促成核因子的作用下，膽固醇結晶析出、凝聚形成的。膽囊收縮素受體缺乏、細菌和免疫球蛋白通過不同的作用機制，直接或間接地影響膽固醇類結石的形成^{［30，31］}?；蛟诮Y石的形成過程中也發(fā)揮著重要的作用。細菌感染、黏蛋白等可促進結石形成。

盡管現在對膽囊結石發(fā)病機制的研究已達分子水平，但很多方面存在疑問，如膽囊結石形成與感染的先后關系以及膽囊在結石復發(fā)中的角色等。因此，如何防止膽汁膽固醇過飽和、對膽囊結石病的細菌感染的進一步研究、保留膽囊治療的可行性等，將會成為今后預防和治療膽囊結石研究的一個方向。有理由相信，只要研究者堅持不懈的努力，新世紀膽石病的研究進入一個新階段是完全可能的。

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（收稿日期：2011-06-20）

（本文編輯：陳丹云）