膽管周圍腺體結(jié)構(gòu)功能及其在膽管疾病中的作用

季茹，陳建雄，蔡慶，李良子，霍楓

南部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 肝膽外科/器官移植科，廣東 廣州 510010

膽管周圍腺體（peribiliary glands，PBG）是指沿肝外膽管、肝內(nèi)大膽管和膽囊管周圍分布的微小腺體，內(nèi)襯膽管上皮細(xì)胞并通過(guò)小腺管連接到膽管腔。早在19世紀(jì)中葉國(guó)外學(xué)者就報(bào)道了這些“膽管壁上具有葡萄藤狀結(jié)構(gòu)的腺體”，并根據(jù)形態(tài)學(xué)表現(xiàn)命名為“膽管壁囊泡或憩室”。有學(xué)者認(rèn)為這些腺體的功能僅是分泌黏液，亦有學(xué)者認(rèn)為PBG類似微小膽囊可以保留和濃縮膽汁[1]。1961年Hou[2]首次發(fā)現(xiàn)PBG參與膽管損傷修復(fù)，在機(jī)械或化學(xué)損傷后3～14 d內(nèi)上皮細(xì)胞由增生的PBG中遷移至受損處并完全修復(fù)受損的膽管。PBG具有和小腸隱窩相似的功能，是膽管上皮細(xì)胞修復(fù)更新的重要來(lái)源[3-4]。2011年Cardinale等[5]首次報(bào)道了PBG具有干/祖細(xì)胞龕特性。體外研究發(fā)現(xiàn)，PBG內(nèi)細(xì)胞不僅可以向肝細(xì)胞和膽管細(xì)胞分化，還可以分化為胰島樣細(xì)胞分泌C肽[5-6]。此外，PBG近年來(lái)也因其在各種膽管疾病發(fā)病機(jī)制中的作用而受到越來(lái)越多的關(guān)注。本文將結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，對(duì)PBG的胚胎發(fā)育、形態(tài)學(xué)特點(diǎn)、生理功能和在膽管疾病的病理生理表現(xiàn)等進(jìn)行文獻(xiàn)綜述，旨在重新認(rèn)識(shí)和探索PBG在膽管疾病預(yù)防和治療中的作用。

1 PBG的胚胎發(fā)育過(guò)程

妊娠4周時(shí)，前腸末端腹側(cè)壁形成的肝憩室，是肝臟、膽管系統(tǒng)、膽囊和腹側(cè)胰腺的原基。8周左右胎肝間充質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)具有向肝細(xì)胞和膽管細(xì)胞雙向分化潛能的膽管板[7]。PBG同樣由膽管板分化而來(lái)，膽管板上皮細(xì)胞向肝門的間充質(zhì)浸潤(rùn)，并在30周時(shí)形成雙層索，接著形成膽小管。在40周時(shí)膽小管的數(shù)量逐漸增加，相互連接并聚集形成膽管周圍未成熟PBG。未成熟PBG開(kāi)始反復(fù)分裂形成腺泡，聚集形成腺體小葉。出生后未成熟PBG的腺泡數(shù)量和小葉組織繼續(xù)增多，并在15 歲左右完全發(fā)育成熟[8]。免疫組化染色顯示，膽管板、間充質(zhì)中的膽管索和膽小管以及發(fā)育而成的PBG均持續(xù)表達(dá)細(xì)胞角蛋白。胎肝和新生兒PBG中黏液腺泡中不含黏液，直到出生3 個(gè)月才開(kāi)始分泌中性黏蛋白、唾液黏蛋白和硫黏蛋白。基底膜中層粘連蛋白在人胎肝干/祖細(xì)胞膽系分化和成熟中起著重要作用，而腱蛋白在PBG腺體小葉形成過(guò)程發(fā)揮了關(guān)鍵作用[9]。

2 PBG的結(jié)構(gòu)和分布

PBG是由不同成熟階段的漿液性和黏液性上皮細(xì)胞組成的小管-腺泡狀腺體，其中漿液性腺泡多于黏液性腺泡，并含少量（1%～10%）內(nèi)胚層譜系的干/祖細(xì)胞。腺上皮細(xì)胞由纖維基質(zhì)支撐形成圓形或小葉狀腺泡。PBG通過(guò)管道與膽管腔相通，內(nèi)襯連續(xù)排列的膽管上皮細(xì)胞。根據(jù)解剖位置和與膽管腔的距離，PBG分為壁內(nèi)型和壁外型。壁內(nèi)型PBG位于膽管壁的淺纖維肌層，通過(guò)短小的管道與膽管腔直接相連，又稱管周PBG；壁外型PBG位于距離膽管腔更遠(yuǎn)的纖維肌層，通過(guò)橫向穿過(guò)膽管壁的更曲折的管道與中央膽管腔相連，又稱深部PBG[1]。除與膽管腔相通外，分布于膽總管周圍的PBG可通過(guò)狹窄的管道與鄰近PBG連接成與膽管腔平行的通道，在膽管周圍形成管狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。壁內(nèi)型PBG為結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的管狀黏液腺，壁外型PBG是具有小管-腺泡狀結(jié)構(gòu)的黏液性和漿液性復(fù)合腺體。

膽管樹(shù)按照膽管解剖學(xué)位置和管徑可大致分為肝內(nèi)膽管和肝外膽管。肝內(nèi)大膽管由第一至三級(jí)分支構(gòu)成，肝內(nèi)小膽管由隔膽管和小葉間膽管構(gòu)成。肝外膽管和肝內(nèi)大膽管均有PBG分布，各膽管周圍偶見(jiàn)小PBG，而小葉間膽管無(wú)PBG分布[10]。通常肝外膽管PBG密度高于肝內(nèi)大膽管，并且膽管分叉處的PBG密度最高；膽囊管有較多的PBG，但膽囊的其他部位不含PBG[1]。

3 PBG的功能

盡管PBG早在19世紀(jì)就被發(fā)現(xiàn)，一直認(rèn)為PBG的主要功能只是分泌黏液。但近年的研究證實(shí)了PBG是膽管上皮細(xì)胞增殖和更新的重要來(lái)源，它在膽管疾病的病理生理進(jìn)程的作用也日益受到重視。

3.1 分泌和吸收功能

膽汁中的黏液糖蛋白大部分由PBG分泌產(chǎn)生，其主要單糖成分為N-乙酰糖胺、半乳糖和果糖[9]。這些黏液糖蛋白分泌到膽汁中，一方面成為膽汁的“潤(rùn)滑劑”，有利于膽汁的排泄；另一方面在膽管腔表面形成由黏液和多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物構(gòu)成的屏障，對(duì)膽汁中有害成分和病原微生物具有自我保護(hù)功能[1，8]。免疫組化分析顯示，在PBG漿液性腺泡的細(xì)胞質(zhì)中含有α-淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、磷脂酶A等消化道酶，分泌至膽管腔后可在膽汁中檢測(cè)到。膽汁中還可以檢測(cè)到乳鐵蛋白和溶菌酶，這些酶具有殺菌活性并負(fù)責(zé)非特異性黏膜免疫防御細(xì)菌感染[8-9]。此外，PBG還具有一些其他生理功能，如通過(guò)主動(dòng)吸收水、鈉、碳酸氫鹽、氯等物質(zhì)參與膽汁成分和濃度的調(diào)節(jié)。

3.2 局部免疫作用

IgA作為免疫球蛋白的一種，主要包括血清型IgA和分泌型IgA兩種類型，后者主要存在于外分泌液中并參與黏膜的局部免疫反應(yīng)。人體膽汁中含有大量以IgA為主的免疫球蛋白，并主要以分泌型IgA的形式存在。既往研究證實(shí)，膽汁IgA主要來(lái)源于人膽管上皮下漿細(xì)胞局部合成，經(jīng)基底膜上跨膜糖蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)后分泌至膽管腔，通過(guò)與相應(yīng)病原微生物的結(jié)合阻止其黏附在黏膜表面，從而在局部抗感染中發(fā)揮著重要作用[11]。

3.3 干細(xì)胞和定向祖細(xì)胞龕

近年研究發(fā)現(xiàn)，PBG內(nèi)含有多能干細(xì)胞和部分表達(dá)肝細(xì)胞、膽管細(xì)胞和胰腺細(xì)胞特征的定向祖細(xì)胞[5，12]。這些干/祖細(xì)胞在PBG中的位置有兩個(gè)特點(diǎn)。第一個(gè)特點(diǎn)是“縱向”或“由遠(yuǎn)向近”分布，即在胰膽管匯合部、膽總管下段以干細(xì)胞為主，隨著向肝內(nèi)和胰腺走形逐漸以定向祖細(xì)胞為主[6]。免疫組化染色顯示，膽胰管匯合部PBG高表達(dá)干細(xì)胞的多向分化潛能（NANOG、OCT4和SOX2）、自我復(fù)制（SALL4）和增殖（Ki-67）標(biāo)志物，在肝門部PBG高表達(dá)膽管或內(nèi)胚層標(biāo)志物SOX9 和SOX17，而在肝內(nèi)膽管則更多地表達(dá)成熟肝細(xì)胞特征性白蛋白（album，ALB）。第二個(gè)特點(diǎn)是“徑向”分布，壁外型PBG主要表達(dá)干細(xì)胞特征，而壁內(nèi)型PBG表達(dá)更多的是定向祖細(xì)胞特征[1]。深部PBG的干細(xì)胞在通過(guò)小管遷移至膽管腔的過(guò)程中逐漸分化為表達(dá)ALB、CK19或CK7的成熟細(xì)胞[13-14]。

PBG和小腸隱窩均起源于內(nèi)胚層，兩者來(lái)源的干/祖細(xì)胞均表達(dá)小腸干細(xì)胞標(biāo)志物L(fēng)gr5[15]，是修復(fù)上皮損傷或缺損的重要來(lái)源。但小腸上皮細(xì)胞正常狀況下每4～5 d更新一次，更新的細(xì)胞主要來(lái)源于小腸隱窩[16]，而膽管上皮細(xì)胞的更新比較慢。目前尚不清楚PBG來(lái)源的干/祖細(xì)胞是否參與了膽管上皮細(xì)胞的正常更新，還是僅在膽管上皮細(xì)胞明顯損傷和丟失的病理?xiàng)l件下參與。

4 膽管疾病的PBG改變

4.1 細(xì)菌性膽管炎

在細(xì)菌性膽管炎中可觀察到PBG發(fā)生明顯組織學(xué)變化，壁內(nèi)型PBG顯著增生和囊腔擴(kuò)張并充滿黏液。Ki-67 染色結(jié)果提示，輕度的細(xì)菌性膽管炎只引起成熟膽管上皮細(xì)胞的增殖，重度膽管炎才引起PBG的過(guò)度增生[12，17]。目前對(duì)導(dǎo)致PBG增生和高分泌的觸發(fā)器和信號(hào)通路尚未闡明，可能與特定化學(xué)物質(zhì)、細(xì)菌感染或炎癥浸潤(rùn)引起的慢性刺激有關(guān)[1]。

4.2 肝內(nèi)膽管結(jié)石

肝內(nèi)膽管結(jié)石分為原發(fā)性和繼發(fā)性兩大類。原發(fā)性肝內(nèi)膽管結(jié)石表現(xiàn)為擴(kuò)張的肝內(nèi)膽管中存在多發(fā)性結(jié)石，結(jié)石類型主要為膽紅素鈣結(jié)石（calcium bilirubinate stone，C-BSt），膽固醇結(jié)石（cholesterol stone，ChoSt）少見(jiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，肝內(nèi)膽管結(jié)石與膽汁細(xì)菌感染、膽汁淤積和高分泌黏蛋白相關(guān)[8]。C-BSt患者膽管炎癥、纖維壁增厚和PBG增生程度顯著高于ChoSt患者，管周和深部PBG均顯著增生并伴有腺炎和纖維化。增生的PBG分泌大量的黏蛋白至膽管腔，引起膽紅素鈣結(jié)晶聚集形成膽管結(jié)石[18]。此外，增生的PBG分泌更多的乳鐵蛋白、溶菌酶、分泌型IgA和胰酶，這些物質(zhì)可通過(guò)殺菌作用來(lái)抑制結(jié)石形成[8]。因此，PBG與結(jié)石形成的促進(jìn)和抑制過(guò)程密切相關(guān)。少數(shù)肝內(nèi)膽管結(jié)石患者合并膽管上皮內(nèi)瘤變和膽管導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀腫瘤，亦認(rèn)為與PBG中干/祖細(xì)胞的異常分化有關(guān)。

4.3 膽管周圍囊腫

膽管周圍囊腫是指由先天性及獲得性因素引起的PBG囊性擴(kuò)張，直徑多為0.1～2.0 cm，少數(shù)達(dá)5.0～6.0 cm[19]。先天性因素可能與常染色體顯性遺傳性多囊腎、多囊肝、膽管錯(cuò)構(gòu)瘤等纖維囊性病變相關(guān)；獲得性因素主要為長(zhǎng)期慢性肝病基礎(chǔ)，如酒精性肝病、病毒性肝炎、肝硬化、門靜脈血栓和膽管結(jié)石等，引起PBG缺血、壞死、堵塞或慢性炎癥等改變，導(dǎo)致黏液潴留[19]。膽管周圍囊腫最常分布于肝內(nèi)膽管第一、二級(jí)膽管分支周圍，肝外膽管周圍少見(jiàn)。膽管周圍囊腫的影像學(xué)檢查主要包括肝臟增強(qiáng)CT、MRCP、ERCP和經(jīng)皮經(jīng)肝膽道造影等，主要表現(xiàn)為膽管周圍多發(fā)簇狀小囊腫，要注意和其他肝內(nèi)囊性病變相鑒別[8]。單純膽管周圍囊腫無(wú)臨床癥狀，可保守觀察。Bazerbachi等[20]發(fā)現(xiàn)約33%的膽管周圍囊腫患者因誤診而不恰當(dāng)?shù)剡x擇手術(shù)治療。但若囊腫較大可壓迫膽管引起梗阻性黃疸，繼發(fā)膽管結(jié)石、膽管炎甚至膽管癌變，可考慮行手術(shù)治療[21]。

4.4 原發(fā)性硬化性膽管炎

原發(fā)性硬化性膽管炎（primary sclerosing cholangitis，PSC）是一種主要累及肝內(nèi)大膽管和肝外膽管的淤膽性疾病，其特征是進(jìn)行性膽管損傷和閉塞性同心性膽管周圍纖維化，導(dǎo)致膽道狹窄并最終進(jìn)展為終末期肝病[22]。Terasaki等[23]在1997 年首次報(bào)道了PBG參與PSC的疾病進(jìn)展過(guò)程，PBG顯著增生與淋巴漿細(xì)胞浸潤(rùn)和膽管纖維化相關(guān)。Carpino等[13]研究發(fā)現(xiàn)PSC肝臟中纖維化膽管周圍見(jiàn)PBG大量增生和黏液上皮化生，PBG中表達(dá)PCNA/SOX9/EpCAM的干細(xì)胞和定向祖細(xì)胞被大量動(dòng)員，并伴有Hedgehog信號(hào)通路的激活，提示PBG在PSC膽管病變進(jìn)展中起關(guān)鍵作用。該研究為探索PSC的發(fā)病機(jī)制提供了新的研究角度，但PBG是否與PSC相關(guān)膽管癌發(fā)生存在關(guān)聯(lián)還需要進(jìn)一步研究[24]。2020年該團(tuán)隊(duì)通過(guò)PSC動(dòng)物模型和臨床標(biāo)本研究，進(jìn)一步證實(shí)了PBG中SOX9+膽管祖細(xì)胞大量增殖并參與修復(fù)損傷膽管，WNT信號(hào)通路驅(qū)動(dòng)膽管祖細(xì)胞的增殖和遷移，Notch信號(hào)通路誘導(dǎo)其向成熟表型分化[25]。

4.5 缺血性膽病

為緩解供肝短缺問(wèn)題，各國(guó)學(xué)者正致力于擴(kuò)大供體來(lái)源，包括使用擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)供者的器官。限制使用擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)供肝的一個(gè)重要因素是移植術(shù)后缺血性膽?。╥schemic type biliary lesions，ITBL）的發(fā)生，是導(dǎo)致再次肝移植的主要原因[26]。非吻合型膽道狹窄（non-anastomotic stenosis，NAS）是最常見(jiàn)的ITBL類型，發(fā)生率約1%～30%[26]。缺血-再灌注損傷（ischemia-reperfusion injury，IRI）和膽汁鹽毒性是移植過(guò)程中發(fā)生ITBL的主要危險(xiǎn)因素，進(jìn)而導(dǎo)致膽管周圍纖維化和狹窄。與肝細(xì)胞相比，膽管細(xì)胞能更好地應(yīng)對(duì)缺氧期，但再灌注時(shí)復(fù)氧后會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧并缺乏足夠的抗氧化劑（如谷胱甘肽）來(lái)代償，因此膽管上皮細(xì)胞更易受復(fù)氧的損傷[27]。幾乎所有移植肝都發(fā)現(xiàn)膽管上皮細(xì)胞的損傷。膽管上皮細(xì)胞的再生能力已被證明是影響移植肝長(zhǎng)期預(yù)后的關(guān)鍵因素[17]。研究發(fā)現(xiàn)，膽管系統(tǒng)能否從IRI中恢復(fù)取決于PBG活性和膽管周圍血管叢（peribiliary vascular plexus，PVP）的血供[28-29]。膽管上皮損傷后增殖的肝膽祖細(xì)胞主要來(lái)源于深部PBG，內(nèi)皮細(xì)胞損傷導(dǎo)致的PVP血供受損導(dǎo)致PBG彌漫性損傷并表達(dá)更多VEGF-A和VEGF-2受體[30]。

成人心死亡（donation after circulatory death，DCD）供體肝移植后NAS的發(fā)生率大約是腦死亡（donation after brain death，DBD）供體肝移植的3倍，但是兒童DCD供體肝移植NAS的發(fā)生率與兒童DBD供體肝移植相比無(wú)顯著升高[31]。分析其原因，膽管上皮細(xì)胞的再生能力可能存在年齡依賴性差異，嬰幼兒時(shí)期肝內(nèi)大膽管和肝外膽管壁上單位面積的PBG密度最高，而PBG密度隨著年齡增長(zhǎng)、膽管直徑增加而逐漸下降，成年后達(dá)到平臺(tái)期[32]。

上述研究表明，PBG參與了移植后供肝膽管上皮細(xì)胞的增殖和再生。因此充分保護(hù)PBG的功能和活性已成為優(yōu)化供肝保存方法的重要目標(biāo)之一[33-34]。與靜態(tài)冷保存相比，機(jī)械灌注技術(shù)在保護(hù)供肝PBG方面表現(xiàn)出一定優(yōu)勢(shì)，可能的機(jī)制包括：一是機(jī)械灌注可以保證供肝在體外保存階段的內(nèi)部血液供應(yīng)，主動(dòng)降解有害代謝產(chǎn)物，從而減少活性氧的產(chǎn)生，抑制下游炎性因子活化，減少PVP內(nèi)血栓形成[35]；二是機(jī)械灌注可恢復(fù)線粒體功能并提高肝臟和膽管組織的ATP水平，顯著增加ATP依賴性膽汁鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，減少高膽汁鹽成分的異常膽汁，以及維持膽管細(xì)胞附近正常的堿性環(huán)境[28，36]；三是促進(jìn)PBG中干細(xì)胞的增殖和分化。研究表明，機(jī)械灌注下向灌注液中添加刺激PBG內(nèi)肝膽祖細(xì)胞增殖和成熟的藥物或其他類型干細(xì)胞，使得供肝內(nèi)膽管樹(shù)的修復(fù)和再生成為了現(xiàn)實(shí)[37-38]。

4.6 膽管惡性腫瘤

膽管癌（cholangiocarcinoma，CCA）是一種具有膽道上皮分化特征的高度惡性腫瘤。根據(jù)其解剖位置，CCA可分為肝內(nèi)CCA（intrahepatic CCA，iCCA）、肝門部CCA（perihilar CCA，pCCA）或遠(yuǎn)端CCA（distal CCA，dCCA）。既往認(rèn)為，CCA是膽管上皮細(xì)胞癌變引起的惡性腫瘤。近年研究表明，CCA不僅來(lái)源于成熟的膽管上皮細(xì)胞，也可以來(lái)源于PBG，尤其是PBG內(nèi)的干/祖細(xì)胞[8，39-41]。上文提及的與PBG異常增生相關(guān)的膽管?。ㄈ缒懝苎?、肝膽管結(jié)石、PSC等）均為CCA的危險(xiǎn)因素。PBG內(nèi)細(xì)胞表達(dá)的OCT4、NANOG、PDX1、SOX9和SOX17不僅是膽管和胰腺的干/祖細(xì)胞標(biāo)志物，同時(shí)也是腫瘤干細(xì)胞的標(biāo)志物。此外，pCCA和dCCA最常發(fā)生的部位如膽囊管、肝門區(qū)和壺腹部，均為PBG密集分布的部位。這些特點(diǎn)揭示了PBG及其內(nèi)胚層來(lái)源的干/祖細(xì)胞在pCCA/dCCA發(fā)病機(jī)制中具有重要地位[41]。

Nakagawa等[42]通過(guò)雜交K19CreERT小鼠和Cdh1flox/flox小鼠獲得了膽管細(xì)胞特異性Kras激活、TGFβR2 和E-鈣黏蛋白缺失的基因編輯小鼠（KTCK19CreERT），通過(guò)他莫昔芬（tamoxifen，TAM）給藥4 周可快速誘導(dǎo)侵襲性肝外CCA，并更好地觀察PBG對(duì)膽管損傷的反應(yīng)。對(duì)肝外膽管組織學(xué)分析結(jié)果顯示，在致癌過(guò)程中PBG逐漸增大，形態(tài)發(fā)育不良，并伴細(xì)胞異常分裂象；通過(guò)與Rosa26-LSL-LacZ報(bào)告小鼠雜交后（KTC-LacZ-K19CreERT）的遺傳譜系追蹤實(shí)驗(yàn)，表明PBG是CCA的重要細(xì)胞來(lái)源。此外，Sato等[43]組織學(xué)研究提示由PBG引起的pCCA傾向于通過(guò)PBG管狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)擴(kuò)散，從而導(dǎo)致導(dǎo)管周圍浸潤(rùn)。當(dāng)然，干/祖細(xì)胞和腫瘤起源細(xì)胞的病理生理過(guò)程與組織微環(huán)境密切相關(guān)，這些微環(huán)境通過(guò)提供細(xì)胞-細(xì)胞接觸和（或）分泌信號(hào)因子的方式調(diào)節(jié)細(xì)胞轉(zhuǎn)化，組織微環(huán)境是如何維持和調(diào)節(jié)PBG內(nèi)干/祖細(xì)胞的功能還需要進(jìn)一步探索[44]。

5 小結(jié)和展望

PBG腺體增生和分泌黏液增加可發(fā)生在多種膽管疾病中，但目前還不能明確這種現(xiàn)象是PBG對(duì)炎癥和膽管損傷的繼發(fā)性保護(hù)性反應(yīng)，還是PBG參與這些疾病進(jìn)展的致病因素。除分泌功能外，PBG是膽管嚴(yán)重?fù)p傷后膽管上皮細(xì)胞增殖和更新的重要來(lái)源，但確切的刺激信號(hào)通路尚不清楚。近期研究證實(shí)PBG具有內(nèi)胚層系多能干細(xì)胞/定向祖細(xì)胞龕的功能，引發(fā)了學(xué)者們對(duì)其在膽管修復(fù)和再生領(lǐng)域的研究興趣，有望開(kāi)發(fā)調(diào)節(jié)或刺激肝膽疾病內(nèi)源性再生的新療法。此外，機(jī)械灌注等新興技術(shù)為保護(hù)PBG提供了新的治療選擇，聯(lián)合類器官、外源性細(xì)胞和新的治療藥物有望進(jìn)一步提高擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)供肝的利用率。