腹膜粘連的細(xì)胞機(jī)制研究進(jìn)展

王睿鵬，李軍良，2

（1. 甘肅中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅 蘭州 730030；2.甘肅省人民醫(yī)院 普通外科，甘肅 蘭州 730030）

腹膜粘連（peritoneal adhesions，PA）是由手術(shù)、腹膜炎、腹膜透析等引起的腹腔中受損組織和器官間的異常纖維性粘連帶[1-3]，其中手術(shù)后粘連最為常見，據(jù)報道[4]，術(shù)后有50%～90%的患者發(fā)生粘連。PA可誘發(fā)慢性腹痛、急性腸梗阻、腸穿孔及女性不孕等問題[5]，PA發(fā)生后需要再次手術(shù)松解粘連組織，但二次手術(shù)存在手術(shù)時間延長、繼發(fā)出血、周圍器官損傷風(fēng)險增加等問題[6]。因此，PA的發(fā)生不僅給患者帶來巨大的經(jīng)濟(jì)壓力，更對外科醫(yī)生帶來挑戰(zhàn)。為避免再次手術(shù)干預(yù)帶來的風(fēng)險，近年來開發(fā)了許多預(yù)防和治療PA的藥物和屏障材料，但臨床效果尚不滿意[5-8]。

目前PA的發(fā)生機(jī)制仍不明晰。近期研究提示PA的發(fā)生機(jī)制主要為：⑴ 纖維蛋白溶解系統(tǒng)的失衡[2,9]；⑵ 成纖維細(xì)胞的增殖及其分泌的細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）的積累[10-12]；⑶ 炎癥反應(yīng)[13-14]。這些發(fā)生機(jī)制中涉及多種細(xì)胞對PA的調(diào)節(jié)。腹膜微環(huán)境中的細(xì)胞可分為：腹膜間皮細(xì)胞（peritoneal mesothelial cells，PMC）、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞等[9,15]。生理條件下，這些細(xì)胞成分對腹膜微環(huán)境的動態(tài)穩(wěn)定具有重要意義。當(dāng)細(xì)菌和異物侵入腹膜腔時，纖維蛋白和炎性細(xì)胞隨腹腔液滲出，限制、清除并吸收異物，最終滲出的纖維蛋白被纖溶酶消化吸收，PMC增殖形成間皮細(xì)胞島并相互連接，取代損傷部位，從而完成修復(fù)[9]。病理條件下，腹膜細(xì)胞參與炎癥反應(yīng)與纖維化過程調(diào)節(jié)PA形成。如PMC可以轉(zhuǎn)分化為肌成纖維細(xì)胞促進(jìn)PA形成[16]，中性粒細(xì)胞可形成中性粒細(xì)胞外陷阱（neutrophil extracellular traps，NET）促 進(jìn)PA進(jìn)展[15]，近年來發(fā)現(xiàn)腹膜常駐巨噬細(xì)胞還能抑制PA早期進(jìn)展[17]。因此，細(xì)胞成分在PA發(fā)生和進(jìn)展中的作用不可忽視，通過設(shè)計策略調(diào)節(jié)特定細(xì)胞的功能可能從PA的初始階段抑制PA進(jìn)展，從而消除病理性PA的形成。本文將對參與PA的細(xì)胞成分及其相互作用進(jìn)行綜述，并進(jìn)一步從細(xì)胞角度探討防治PA的策略，以期為臨床預(yù)防和治療PA提供新的思路。

1 參與PA的細(xì)胞成分

1.1 PMC

1.1.1 PA的啟動者與加強(qiáng)者 PMC的損傷是PA發(fā)生的始動原因。PMC完整性的破壞、基底膜的暴露是纖維蛋白附著的基礎(chǔ)[14]，PMC進(jìn)一步通過形成膜橋引起早期PA形成[18]。研究[18]發(fā)現(xiàn)初期的PA是由鈣信號介導(dǎo)的受損PMC表面之間的膜突起和融合引起，隨后才出現(xiàn)PMC增殖、瘢痕形成，這說明PMC的破壞是PA的初始誘因，隨后發(fā)生炎癥反應(yīng)、組織重塑。此外，PMC通過間皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（mesothelial mesenchymal transformation，MMT）形成肌成纖維細(xì)胞促進(jìn)PA形成，轉(zhuǎn)化生長因子β1（transforming growth factor β1，TGF-β1） 參 與MMT[19-21]，PMC轉(zhuǎn)分化為肌成纖維細(xì)胞后獲得更高的遷移、侵襲和產(chǎn)生ECM的能力。PA終末期PMC表達(dá)成纖維細(xì)胞標(biāo)記物血小板衍生生長因子受體α，這說明終末期的PMC具有了成纖維細(xì)胞特性[18]，進(jìn)一步通過遺傳譜系追蹤系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)PA組織中大部分肌成纖維細(xì)胞來源于PMC[22]，這提示PA中的PMC是肌成纖維細(xì)胞的直接來源[23]。以上證據(jù)表明PMC完整性的喪失除啟動PA程序外，PMC發(fā)生MMT表型轉(zhuǎn)換也促進(jìn)了PA形成。

1.1.2 促炎介質(zhì)、促纖維化因子的釋放者 正常情況下，PMC表面分布有糖萼，糖萼由表面活性劑、磷脂、糖胺聚糖組成，能夠在內(nèi)臟活動時提供光滑的保護(hù)表面[24]。PMC損傷后糖萼的破壞和基底膜的暴露會釋放透明質(zhì)酸（hyaluronic acid，HA），HA可促進(jìn)炎癥進(jìn)展[2,25]。此外，PMC持續(xù)分泌細(xì)胞因子及趨化因子，如趨化因子（CXC 基序）配體1、單核細(xì)胞趨化蛋白1，募集單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞，引起炎癥反應(yīng)[15]，PMC也能在炎癥條件下轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞并產(chǎn)生IL-6促進(jìn)炎癥反應(yīng)[26-27]。因此，PMC結(jié)構(gòu)的破壞是啟動炎癥反應(yīng)的第一步，并在隨后發(fā)揮募集炎性細(xì)胞、加重炎癥反應(yīng)的作用。受損的PMC上調(diào)促纖維化因子的表達(dá)促進(jìn)PA發(fā)展[28]，如血管內(nèi)皮生長因子、結(jié)締組織生長因子、TGF-β、腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）和IL-1[29-30]。纖維蛋白的沉積也能夠誘導(dǎo)PMC產(chǎn)生IL-1β、IL-6、TNF-α和血管內(nèi)皮生長因子A促進(jìn)PA，而且纖維蛋白的這一作用可通過阻斷整合素連接激酶（integrin-linked kinase，ILK）通路而減弱，有研究[28]表明使用ILK抑制劑QLT-0276作用于纖維蛋白后，纖維蛋白引發(fā)的PMC效應(yīng)減弱，術(shù)后PA得到了改善。

1.1.3 纖溶系統(tǒng)平衡的維持者 正常情況下，PMC產(chǎn)生纖溶酶、尿激酶型纖溶酶原激活劑、組織型纖溶酶原激活劑及1型纖溶酶原激活劑抑制劑（plasminogen activator inhibitor 1，PAI-1）和2型纖溶酶原激活劑抑制劑[31]，維持纖溶系統(tǒng)平衡。即腹膜損傷將引發(fā)炎癥和凝血過程，纖維蛋白覆蓋損傷部位起保護(hù)作用，隨后PMC釋放纖維蛋白溶解介質(zhì)激活纖溶酶促進(jìn)纖維蛋白溶解，最終損傷部位正常愈合。手術(shù)損傷促使PMC釋放更多PAI-1抑制纖溶酶的激活，而且PMC的纖維蛋白溶解活性也會紊亂[9]，促進(jìn)纖維蛋白過度沉積而加重PA。PAI-1能結(jié)合組織型纖溶酶原激活劑，成為巨噬細(xì)胞的趨化因子，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞募集到腹膜受損部位，巨噬細(xì)胞通過上調(diào)PMC上的受體HER1促進(jìn)更多的PAI-1分泌，從而進(jìn)一步加劇受損部位纖維蛋白的沉積，對PAI-1的抑制不僅能夠促進(jìn)纖維蛋白溶解，而且還阻止了巨噬細(xì)胞的募集[32]。以上證據(jù)提示PMC功能紊亂會影響纖溶系統(tǒng)的平衡，促進(jìn)纖維蛋白沉積。

1.2 巨噬細(xì)胞

腹膜腔內(nèi)至少含有兩類巨噬細(xì)胞亞群[33]，一類是胚胎來源的長壽命大巨噬細(xì)胞（larger peritoneal macrophages，LPM）[34]，具有自我更新能力，為常駐巨噬細(xì)胞，在維持腹膜穩(wěn)態(tài)中具有主導(dǎo)地位，具有F4/80hi、MHCIIlo、GATA 6（+）和CD206（-）表型[34-35]，另一類是單核細(xì)胞來源的小巨噬細(xì)胞（small peritoneal macrophages，SPM）[36]，數(shù)量較少，能夠吞噬微生物病原體，促進(jìn)炎癥反應(yīng)，同時在炎癥嚴(yán)重時補(bǔ)充LPM[37]。

腹膜巨噬細(xì)胞既保護(hù)腹膜受損部位又促進(jìn)PA[38]。在腹膜損傷初期，LPM最早募集，并發(fā)揮保護(hù)腹膜受損部位的作用。有研究[25]發(fā)現(xiàn)在腸道熱損傷和葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎中GATA6（+）LPM能夠直接聚集到腸道損傷部位促進(jìn)組織修復(fù)，而且GATA6（+）LPM的募集途徑不同于傳統(tǒng)單核細(xì)胞來源的巨噬細(xì)胞的阿道夫受體，而是依靠ATP和損傷部位的透明質(zhì)酸。進(jìn)一步的研究[38]表明GATA6（+）LPM在局灶性熱損傷或激光誘導(dǎo)的腹膜小損傷中發(fā)揮“巨噬細(xì)胞屏障”作用，其通過形成細(xì)胞聚合體保護(hù)損傷部位并促進(jìn)損傷修復(fù)。然而對于手術(shù)造成的較大的腹膜損傷，GATA6（+）LPM的募集會導(dǎo)致PA形成，這與巨噬細(xì)胞聚集過多及其功能紊亂有關(guān)，研究[17]表明F4/80hiCD206（-）巨噬細(xì)胞在前期通過形成巨噬細(xì)胞屏障保護(hù)損傷部位，但形成的屏障不足以避免PA形成，因為其僅覆蓋60%的暴露區(qū)域。以上事實表明腹膜損傷范圍及嚴(yán)重程度會使巨噬細(xì)胞發(fā)揮不同的功能，損傷范圍較小且損傷較輕時，LPM完全覆蓋損傷部位并促進(jìn)其修復(fù)。但對于較重的醫(yī)源性損傷，巨噬細(xì)胞可能不足以掩蓋損傷部位且其功能失調(diào)，進(jìn)而促進(jìn)纖維蛋白沉積導(dǎo)致PA進(jìn)展。

腹腔巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)并促進(jìn)PA時，LPM和SPM之間的配合程度目前仍不清楚，但目前的研究[39-40]表明腹膜受損后釋放的損傷相關(guān)分子模式會與巨噬細(xì)胞上的模式識別受體結(jié)合促使巨噬細(xì)胞發(fā)生炎性M1極化，成為M1巨噬細(xì)胞，進(jìn)而釋放炎性因子促進(jìn)炎癥反應(yīng)。對腹膜透析患者的試驗觀察中也發(fā)現(xiàn)CCR7基因的高表達(dá)，提示M1巨噬細(xì)胞的激活[41]。巨噬細(xì)胞的極化實質(zhì)是巨噬細(xì)胞表型的變化，它是巨噬細(xì)胞對微環(huán)境刺激做出的一種適應(yīng)性變化，極化后的巨噬細(xì)胞有M1和M2兩種表型，巨噬細(xì)胞接受輔助性Th1細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子或細(xì)菌脂多糖信號后發(fā)生M1極化，具有促炎作用，而M2巨噬細(xì)胞具有抗炎作用[42]。

1.3 中性粒細(xì)胞

多核中性粒細(xì)胞（polymorphonuclear leukocytes，PMN）可能最早出現(xiàn)在腹膜損傷部位發(fā)揮促炎作用。在小鼠盲腸灼燒模型實驗中發(fā)現(xiàn)Ly6G陽性（淋巴細(xì)胞抗原6復(fù)合物，位點G陽性）PMN被募集到受損漿膜中，在盲腸被燒灼后約6 h數(shù)量達(dá)到峰值，而巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞和B細(xì)胞并未出現(xiàn)[23]。PMN還能通過釋放促纖維化因子參與PA過程。研究[23]發(fā)現(xiàn)TNF激活的PMN在損傷部位釋放TGF-β1促進(jìn)PA帶形成，同時用抗Ly6G單克隆抗體消除PMN后小鼠PA減少，因此PMN可能還促進(jìn)炎癥反應(yīng)向纖維化過程發(fā)展。此外，PMN通過形成NETs直接促進(jìn)PA形成[15]，NETs本質(zhì)上是包裹著組蛋白、蛋白酶、顆粒的核DNA，主要作用是限制病原體[43-44]。Tsai等[15]發(fā)現(xiàn)PA組織中存在NETs形成的網(wǎng)狀物，用DNA酶I治療能緩解PA。綜上所述，中性粒細(xì)胞通過參與炎癥反應(yīng)并加速纖維化進(jìn)展促進(jìn)PA形成。

1.4 其他細(xì)胞

肥大細(xì)胞脫顆粒釋放組胺、類胰蛋白酶、糜酶、TGF-β、TNF-α、IL-4等介質(zhì)[45]，參與炎癥反應(yīng)、纖維化過程[45-48]。此外輔助性T細(xì)胞（helper T cell，Th細(xì)胞）Th1與Th2細(xì)胞比例的失衡是導(dǎo)致PA的重要因素，最近的研究[49]發(fā)現(xiàn)Th1與Th2之間的失衡在PA中發(fā)揮作用，而且川芎嗪納米粒能夠通過TLR4/MyD88/NF-κB通路調(diào)節(jié)Th1/Th2間的平衡預(yù)防PA。Th2細(xì)胞可能對纖維化具有更重要的作用，在腹膜透析患者的研究[41]中發(fā)現(xiàn)Th2細(xì)胞能夠促進(jìn)纖維化過程。

綜上所述，多種細(xì)胞相互作用共同參與PA的形成，PMC在PA形成和發(fā)展中占主導(dǎo)地位。PMC損傷后釋放HA，腹膜常駐巨噬細(xì)胞被募集到損傷部位并在PA早期起保護(hù)作用[25]，但PA晚期巨噬細(xì)胞可能發(fā)生M1表型轉(zhuǎn)換從而促進(jìn)PA發(fā)展。另一方面，PMC上調(diào)趨化因子表達(dá)水平直接募集中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，且中性粒細(xì)胞為早期發(fā)揮作用的細(xì)胞，隨后才有巨噬細(xì)胞的募集，兩者存在平衡關(guān)系，巨噬細(xì)胞過早消耗會導(dǎo)致中性粒細(xì)胞凋亡產(chǎn)物及NETs的增加并進(jìn)一步促進(jìn)PA[15]。此外，PMC和多種細(xì)胞交互從而進(jìn)一步促進(jìn)PA進(jìn)程。如中性粒細(xì)胞可促使PMC轉(zhuǎn)分化為肌成纖維細(xì)胞并產(chǎn)生TGF-β1[23]，進(jìn)一步加強(qiáng)了PMC與其他細(xì)胞的相互作用并加速PA進(jìn)展。

2 PA的防治策略

目前防治PA的策略主要有：⑴ 減輕手術(shù)對腹膜的損傷，如保持組織濕潤、精細(xì)止血、避免細(xì)菌和異物的沉積等[6]；⑵ 藥物干預(yù)，如抗炎藥物、抗凝血藥物、促纖維蛋白溶解的組織型纖溶酶原激活劑[50]；⑶ 使用屏障材料避免臟層與壁層腹膜直接接觸等[6,51-53]。盡管隨著手術(shù)技術(shù)的改進(jìn)對腹腔的副損傷顯著減低，但仍很難完全避免對腹膜的損傷，抗PA藥物和屏障材料的使用雖取得了一定進(jìn)展，但臨床效果并不滿意[54]。抗PA藥物的潛在風(fēng)險是伴隨腹膜損傷部位的繼發(fā)出血[9]，反而促進(jìn)了PA的進(jìn)展。屏障材料包括溶液、水凝膠和固體膜[55]，雖生物相容性問題已得到較大改善，但應(yīng)用過程中也暴露出諸多問題，如溶液和水凝膠不能持久覆蓋在腹膜損傷部位[56]，固體膜中聚四氟乙烯不可降解，需要再次手術(shù)去除，增加PA二次形成的風(fēng)險[50]。因此，急切需要探索更加適合的抗PA策略，從PA形成的細(xì)胞視角探索防治PA的策略具有潛在的價值。

目前以參與PA形成的細(xì)胞為中心防治PA主要有兩大方案。第一，促進(jìn)PMC的再生、修復(fù)并避免PMC發(fā)生MMT。對PMC的干預(yù)具有多方面優(yōu)勢。PMC的再生能夠防止腹膜進(jìn)一步損傷[31]，并避免纖維蛋白的積累。腹膜摩擦法誘導(dǎo)的急性PA大鼠模型中，隨著PMC缺損的快速愈合，PMC 分泌的PAI-1減少，最終PA得到緩解[57]。此外，阻斷PMC的MMT可減少PA晚期分泌ECM的肌成纖維細(xì)胞的產(chǎn)生從而緩解PA。進(jìn)一步研究證實PMC和其他細(xì)胞分泌的TGF-β是誘導(dǎo)MMT的核心分子[58]，因此TGF-β阻斷劑能夠有效阻止PMC發(fā)生MMT從而改善PA[59-60]。動物實驗[61]已證實，抗間皮素抗體通過破壞發(fā)生MMT的PMC防止PA進(jìn)展。以上研究表明促進(jìn)PMC再生、抑制MMT發(fā)生并維持PMC表型穩(wěn)定對預(yù)防PA具有良好價值。第二，抗NET治療。由于中性粒細(xì)胞NETs的形成對PA進(jìn)展有突出作用，阻止NETs形成并破壞形成的NETs的策略具有應(yīng)用前景。Sudo等[62]發(fā)現(xiàn)肽基精氨酸脫亞胺酶4抑制劑GSK484通過阻斷NETs關(guān)鍵過程發(fā)揮預(yù)防PA作用，且DNA酶I也能夠破壞形成的NET從而緩解PA[15]。

從細(xì)胞角度制定的防治PA策略具有一定的可行性，但仍需進(jìn)一步的臨床研究，同時可考慮在調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的同時聯(lián)合使用其他抗PA藥物，以期達(dá)到最佳的防治效果[62]。

3 總結(jié)與展望

多種細(xì)胞功能的失調(diào)協(xié)同促進(jìn)PA的發(fā)生和發(fā)展。PMC的破壞、丟失和MMT表型轉(zhuǎn)換是PA形成的基礎(chǔ)。隨后募集巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等共同促使炎癥、纖維化進(jìn)展，最終導(dǎo)致纖維蛋白永久性沉積和PA形成。腹膜駐留巨噬細(xì)胞對PA有雙重作用，未來應(yīng)該加強(qiáng)對其抑制PA作用的探索，通過抑制其促PA機(jī)制達(dá)到對腹膜損傷的保護(hù)效果，從而促進(jìn)損傷部位正常愈合。目前多種藥物和屏障材料已用于PA的預(yù)防與治療，但臨床效果尚不滿意，從參與PA的細(xì)胞機(jī)制入手開發(fā)新的藥物和材料或?qū)榭筆A的研究提供新的思路。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。