术后腹膜粘连的发生机制及其防治

2011-02-09 18:33白景瑞吴咸中
中国中西医结合外科杂志 2011年3期
关键词:胞外基质纤溶纤维细胞

白景瑞,吴咸中

术后腹膜粘连是腹部手术的常见并发症,其发生率可达90%以上。在发生粘连的病例中,超过80%的患者在切口与大网膜之间形成粘连,50%的病例涉及小肠[1]。引起腹膜粘连的原因主要有创伤、缺血、感染、异物;其后果主要包括肠梗阻、再次手术困难、慢性腹痛及女性不孕等。我们仅就术后腹膜粘连的发生发展机制及其防治进行综述。

1 腹膜愈合的病理生理过程

大量研究表明:无粘连的间皮形成与粘连形成是腹膜损伤后机体反应的两种结果。粘连形成的病理生理过程可以分为4个阶段[2-3]。

1.1 炎症阶段 腹膜损伤后,局部出现急性炎症反应,肥大细胞等释放出组胺、5-羟色胺、溶酶体酶、细胞因子、氧自由基等炎症调节物,引起富含纤维蛋白的血浆液渗出。这种纤维素性渗出是止血过程的一部分,同时也提供了纤维母细胞增殖和新生血管长入的基质,以利于组织修复。手术区出血,血浆酶原包括纤维蛋白酶原大量渗出,损伤区纤维蛋白沉积,形成网状粘连并黏附于相邻腹膜组织。这种黏附持续约36 h。

1.2 纤溶阶段 纤维蛋白沉积是机体积极的修复反应。另一方面,手术打击和炎症反应也会使纤溶系统功能增强,加速纤维蛋白沉积物的降解。在正常的腹膜愈合过程中,纤维蛋白沉积物一般在术后3d内被完全降解吸收。

1.3 纤维化阶段 粘连发生在两个相互接触并损伤的腹膜面。在异常的腹膜愈合过程中,损伤局部缺血,导致纤溶蛋白酶活性减低,纤维蛋白不能有效降解清除,就作为粘连的初始物,合并白细胞、红细胞、血小板、细胞碎屑、手术中的碎屑,成为粘连索带。粘连索带机化,导致永久性的纤维粘连。粘连是否形成,取决于术后5~7 d。因此,纤维蛋白沉积和降解的失衡是粘连形成的关键。

1.4 重塑和吞噬阶段 巨噬细胞可调节纤维母细胞的增殖和分化,分泌中性蛋白酶,如血浆酶原激活剂,对炎症过程和组织修复起重要作用。这个过程从术后2周开始,可持续数月。

2 腹膜愈合过程中的细胞成分变化

白细胞、间皮细胞和巨噬细胞是腹膜愈合过程中重要的细胞成分,腹膜愈合以细胞浸润和损伤区间皮细胞增生为特点。损伤引起炎症应答,腹膜局部细胞如巨噬细胞、间皮细胞等产生细胞介质,调控其他炎性细胞的应答。

细胞浸润的动态过程[4]:最早出现在损伤区域的细胞主要是中性粒细胞,于损伤后1~2 d出现;单核细胞随后出现,并分化成巨噬细胞黏附在损伤表面;第3d,间皮细胞开始出现,并覆盖腹膜损伤区的巨噬细胞,巨噬细胞在损伤表面浸润得更深;第4~7 d,腹膜表面的优势细胞是间皮细胞;第5 d,腹水中的主要细胞是巨噬细胞。间皮细胞增殖,遍布整个损伤面并形成细胞岛,细胞岛相互融合使腹膜愈合。

近年来研究认为,间皮细胞在腹膜损伤修复及粘连形成过程中发挥重要的作用[5]。间皮细胞是腹膜的主要组成成分,是机体一道机械防御屏障,可避免间皮下组织的暴露以及微生物的侵袭。除此之外,还具有其他许多生理功能:润滑作用,溶质及液体的转运,调节腹膜的中纤维蛋白溶解,促凝血活性,产生和重建细胞外基质,参与宿主的防御功能。

3 腹膜粘连的细胞因子机制

腹膜粘连形成是多种细胞、炎症介质和细胞因子参与的复杂过程。目前对腹膜粘连相关细胞因子的研究比较深入,现就其中研究比较明确的5种细胞因子分述如下。

3.1 白介素1 白介素1(interleukin-1,IL-1)是机体组织受到损伤和发生炎症反应时作出急性反应的关键介质。IL-1主要由单核巨噬细胞系统分泌,也可由内皮细胞、中性粒细胞和B淋巴细胞分泌。全身许多细胞中都存在IL-1受体,具有多种全身性生物学作用,如调节纤维蛋白沉积和降解,增加成纤维细胞胶原酶的分泌;通过成纤维细胞和上皮细胞使Ⅰ、Ⅳ型胶原沉积;刺激成纤维细胞增殖等[4]。IL-1是术后腹膜粘连形成的重要短期介质[5]。术后早期血清中较高水平的IL-1与术后腹膜粘连形呈显著相关,有学者认为,IL-1升高可作为人类术后发生腹膜粘连的可靠指标[6]。

3.2 白介素6 白介素6(interleukin 6,IL-6)是机体对损伤作出反应时,由T细胞、成纤维细胞和巨噬细胞分泌的多功能细胞因子。IL-6与许多免疫性的增殖和新生物的形成过程有关,如刺激肝细胞纤维结合素的产生,调节上皮细胞增殖等。研究证实,IL-6是腹腔液体中的正常成分,但其水平在许多术后盆腔粘连的病人中显著升高[4]。Saba等在标准的肠损伤模型中证实了IL-6促进粘连形成,并发现粘连部位血管丰富,有更多的炎症细胞和纤维沉积,认为IL-6在刺激术后肠粘连的形成中有较大作用[7]。

3.3 肿瘤坏死因子α 肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor alpha,TNF-α)主要由激活的巨噬细胞、内皮细胞、中性粒细胞及B淋巴细胞分泌的多功能多肽。TNF-α在体外能促进成纤维细胞的增殖,激活中性粒细胞、肥大细胞、巨噬细胞、内皮细胞,在体内炎症前期有一定的介导作用,是炎症反应中激活细胞因子级联反应的主要递质[4]。它在损伤后的炎症反应过程中有重要的作用,如调节其他介质包括IL-1、IL-6和血小板活化因子的释放;通过刺激黏附分子的产生,促进中性粒细胞-上皮细胞间的粘连,同时增强中性粒细胞的吞噬作用[6-8]。TNF-α能使腹膜间皮细胞增加I型纤溶酶原激活剂抑制剂的合成。术后早期腹水和全身TNF-α的高水平与术后粘连程度显著相关[5]。

3.4 转化生长因子β 转化生长因子β(transforming growth factor beta,TGF-β)是启动和终止组织修复的一种主要细胞因子,是细胞生长的双向调节剂。TGF-β来源于人胚胎、血小板、单核细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、成纤维细胞、巨噬细胞等,调节损伤组织重建的全过程。TGF-β能趋化成纤维细胞和炎症细胞,促进细胞增殖、分化和血管发生;它还是细胞外基质许多成分表达、合成、沉积和转化的主要调节剂[4]。TGF-β能促进细胞外基质中各种成分如胶原蛋白、纤维连接蛋白和蛋白多糖的表达,抑制其降解,刺激纤维组织的形成[6]。在腹膜粘连过程中,TGF-β可能在损伤、炎症及纤维化之间起桥梁作用[8]。腹膜损伤后,血小板和巨噬细胞释放TGF-β,启动一个连锁反应,破坏了纤维蛋白合成与降解的平衡,同时还导致细胞外基质的沉积,从而促进了腹膜粘连的形成。在众多与腹膜粘连有关的细胞因子中,TGF-β起着较关键的作用[9-11]。

3.5 血管内皮生长因子 血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是一种高效的血管源性细胞因子,其生物学功能主要有:促进内皮细胞的增殖,增加血管的通透性和维持血管的功能,血管生成功能[4]。VEGF直接参与组织修复过程,包括早期炎症反应,通过影响成纤维细胞功能促进组织修复和重塑。此外,VEGF可减轻增强了的血管通透性,并参与随后的细胞迁移和增殖所必需的富含纤维素的基质的形成,是腹膜粘连形成的主要动因。研究发现,VEGF在动物模型的水平与粘连的程度一致,而它的变化则影响到手术后腹膜粘连程度[9-11]。

4 腹膜粘连的防治

4.1 药物治疗 包括非甾体类抗炎药、皮质类固醇类激素、抗组织胺类药物、孕酮/雌激素、抗凝药物、纤溶药物、抗生素等。

4.2 屏障隔离 分为固体屏障和液体屏障。固体屏障主要指在损伤组织表面放置机械屏障物,通过物理隔离防止与周围组织粘连,如Interceed等膜性物。液体屏障主要是大分子物质,如Sepracoat TM等。

这两类措施抑制腹膜粘连的疗效尚不明确,并发症较多。

4.3 对腹膜粘连的细胞学机制研究的深入促进了防治措施的改进 目前,在动物模型中,防治腹膜粘连的策略有3种:使用组织纤溶酶原激活剂(tissue-type plasminogen activator,TPA)增强纤溶;免疫调节;改变细胞外基质,扰乱细胞间相互作用[4-8]。

4.3.1 改善纤溶,减少粘连 许多动物试验研究表明TPA可以有效地减少粘连。由于TPA进入腹腔后吸收迅速,重组TPA凝胶可以延迟释放和吸收。其可能的副作用包括手术后出血和伤口愈合迟缓。然而,目前实验没有发现伤口愈合等的并发症的发生。在迄今唯一试点进行的临床研究中,共有15个病人接受手术后重组TPA治疗。结果显示,术后粘连的发生率大幅下降,实验室检查没有显著差异,无出血、愈合延迟等并发症。

4.3.2 免疫调节 选择性免疫抑制剂也可改善腹膜粘连。大鼠腹腔注射TGF-β1抗体,与对照组相比,腹膜粘连显著减少。另一组调查表明,大鼠给予IL-1或TNF-α抗体治疗,粘连明显减轻,而效果最好的是同时给予IL-1和TNF-α抗体组。研究者随后证明,术后应用IL-6抗体也能减轻腹膜粘连。此外,他们没有发现损伤区胶原含量变化,也没有发现对治疗和损伤愈合不利的影响。

4.3.3 改变细胞外基质,扰乱细胞间相互作用 黏附分子在腹膜愈合过程中起重要作用。整合素家族与细胞外基质相互作用主要是通过精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽。对此三肽的抑制作用已经应用于减轻大鼠的腹膜粘连。精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸三肽抑制剂可以持续泵入不少于7 d,或者手术末以凝胶的形式给予。在两者的试验模型中,粘连评分均较对照组明显减少。

5 中药对腹腔粘连的影响

现代医学认为腹腔粘连大多由腹膜炎、腹部手术或腹膜结核广泛粘连引起。中医无此病名,大多属于“瘕”、“聚”、“肠结”范畴。《合类医学入门·积聚》曰“气不能作块成聚,块乃痰与食积死血有形之物,而成积聚癥瘕一也”。近年来,广大医务工作者在应用中医中药防治术后腹腔粘连方面积极探索,取得了相当的进展。单味中药及成分,如丹参[12]、三七总皂苷[13]、川芎嗪[14]等,通过改善腹膜组织缺血程度、减少纤维蛋白沉积与胶原合成、减轻炎症程度等作用机制,可以在不同程度减少术后腹膜粘连的发生与严重程度。在“六腑以通为用”及“痛则不通”理论指导下,应用复方如大承气汤[15]、活血通腑汤[16]、四磨汤[17]等,抑制肠道菌群移位,减少腹腔炎性渗出,改善肠道血液循环,影响纤维蛋白代谢,促进肠蠕动功能恢复,在预防和改善术后腹膜粘连方面取得较好疗效。但对中药作用机理的探索,仍需进一步研究证实。

6 小结

腹膜粘连是术后肠梗阻和不孕症的重要原因。腹膜粘连的形成是一个多因素的复杂过程,虽然我们对其机制的研究有了相当进展,但到目前为止仍然是不全面和不系统的。各项防治措施由于缺乏大宗的临床研究,效果尚不完全肯定。所以,我们仍然需要进一步研究其发生发展的机制,并针对性研究和应用防治措施。

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