蔣麗杰 陳靜 閆志文 陳澤 岳志偉 孫紅

華北理工大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，河北省慢性疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，唐山 063000

0 引 言

腹膜是由覆蓋層的單層多角內(nèi)皮細(xì)胞和下層松散結(jié)締組織組成的封閉微環(huán)境，同時(shí)具有上皮和間充質(zhì)特征，其排列在腹腔內(nèi)并覆蓋于腹腔內(nèi)器官，包括胃腸道、肝臟等大部分內(nèi)臟器官[1-2]。正常腹膜包括間皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及單核吞噬細(xì)胞等多種細(xì)胞[3]，腹腔粘連（peritoneal adhesion，PA）主要由機(jī)械性損傷、外源性物質(zhì)的植入引起異物反應(yīng)、組織缺血缺氧、腹腔炎癥反應(yīng)和腹部放、化療等各種因素使腹膜間皮細(xì)胞層受損，最終表現(xiàn)為相鄰腹膜創(chuàng)面之間出現(xiàn)纖維性粘連帶[4]。PA 是腹腔手術(shù)后最嚴(yán)重的并發(fā)癥，會(huì)造成復(fù)發(fā)性腸梗阻、不孕、代謝紊亂等疾病，最終可能會(huì)成為發(fā)病率高且沒(méi)有有效治療方法的慢性粘連性疾病[5]。此外，如果通過(guò)反復(fù)手術(shù)進(jìn)行粘連松解會(huì)導(dǎo)致感染風(fēng)險(xiǎn)加大進(jìn)而引起多種并發(fā)癥，不僅住院時(shí)間延長(zhǎng)、增加臨床負(fù)擔(dān)，還會(huì)導(dǎo)致死亡率增加。PA 作為腹腔術(shù)后常見(jiàn)的并發(fā)癥嚴(yán)重影響數(shù)百萬(wàn)人的生活質(zhì)量，其發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜，臨床上主要通過(guò)優(yōu)化手術(shù)方案來(lái)進(jìn)行預(yù)防，即使是目前廣泛用于最小化腹膜創(chuàng)傷手術(shù)的微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)也不能防止粘連的形成[6]。近年來(lái)，越來(lái)越多的具有良好生物相容性、可降解性能的生物材料如屏障固體片、聚合物溶液和水凝膠等在術(shù)后PA 的防治過(guò)程中表現(xiàn)出了積極的作用，但它們的安全性、有效性尚需進(jìn)一步提高[7]。因此，防止術(shù)后PA 的發(fā)生是外科醫(yī)學(xué)領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

腹膜損傷后，腹膜傷口持續(xù)暴露于由腹膜液中的間皮細(xì)胞、炎性細(xì)胞、免疫細(xì)胞、傷口內(nèi)各種其他細(xì)胞類型合成和釋放的許多促炎及促纖維化因子中，這些因子的局部表達(dá)影響腹膜的愈合和術(shù)后PA的形成。對(duì)術(shù)后腹腔內(nèi)粘連發(fā)病相關(guān)的候選生物標(biāo)志物進(jìn)行微陣列分析結(jié)果表明，腹部微環(huán)境中炎癥免疫反應(yīng)與PA 的形成有關(guān)[6]。

1 PA 形成的原因及修復(fù)過(guò)程

1.1 PA 形成的原因

腹腔是一個(gè)具有特定濃度的激素、細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等細(xì)胞成分和特定免疫系統(tǒng)的微環(huán)境[8]。因此，當(dāng)腹膜暴露于各種應(yīng)激事件，包括外科手術(shù)、意外傷害、病毒、細(xì)菌感染以及異物的存在，如縫線或網(wǎng)片植入物時(shí)會(huì)對(duì)腹膜造成原發(fā)性損傷，導(dǎo)致先天免疫細(xì)胞和炎性細(xì)胞的快速招募。這些細(xì)胞在損傷局部會(huì)釋放組胺、細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子啟動(dòng)局部組織炎癥過(guò)程，從而引發(fā)包括凝血因子在內(nèi)的血清及血漿液滲漏、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞及其他細(xì)胞的招募，激活一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致術(shù)后PA 的形成[9-10]。粘連的形成涉及細(xì)胞因子和損傷區(qū)域附近細(xì)胞分泌的生長(zhǎng)因子的相互作用，主要取決于纖維蛋白沉積和纖維蛋白溶解之間的平衡。正常情況下，腹膜能夠去除近距離結(jié)構(gòu)中的纖維蛋白沉積，主要通過(guò)位于間皮層的纖溶酶原激活物。如果纖維蛋白沉積物被纖溶酶完全降解則可能發(fā)生正常的腹膜愈合過(guò)程；然而，手術(shù)損傷引起的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)的激活降低了纖溶酶原激活活性，從而破壞了正常的纖溶過(guò)程。因此，術(shù)后第3 天未完全降解的纖維蛋白沉積物被重組，而纖維蛋白母細(xì)胞的侵入導(dǎo)致膠原沉積，進(jìn)一步加強(qiáng)粘連的形成。當(dāng)這種臨時(shí)的富含纖維蛋白的基質(zhì)沒(méi)有被及時(shí)清除時(shí)，它就成為組織修復(fù)細(xì)胞長(zhǎng)入的支架導(dǎo)致膠原沉積增加和纖維化，最終導(dǎo)致成纖維細(xì)胞、毛細(xì)血管和神經(jīng)的長(zhǎng)入從而形成粘連[11-13]。

缺氧和氧化應(yīng)激也是PA 形成的重要因素。腹部手術(shù)如結(jié)扎、電灼、切割等手術(shù)過(guò)程中不可避免地會(huì)損傷到血管，從而導(dǎo)致組織處于低氧血癥的狀態(tài)。缺氧會(huì)導(dǎo)致正常腹膜成纖維細(xì)胞不可逆轉(zhuǎn)地獲得黏附表型，轉(zhuǎn)化為黏附肌成纖維細(xì)胞[14]。此外，缺氧還會(huì)影響細(xì)胞分化、增殖和凋亡的平衡，從而導(dǎo)致腹膜創(chuàng)傷修復(fù)過(guò)程受損[15]。缺氧會(huì)導(dǎo)致正常腹膜成纖維細(xì)胞凋亡指數(shù)增加，但會(huì)誘導(dǎo)黏附成纖維細(xì)胞增殖活性增加，從而促進(jìn)膠原纖維的沉積，促進(jìn)纖維化的形成[16]。此外，組織缺氧還會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激，從而促進(jìn)氧自由基的產(chǎn)生。氧自由基會(huì)導(dǎo)致粘連相關(guān)的因子如環(huán)氧化酶-2（COX-2）、白介素-6（IL-6）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β）、Ⅰ型膠原、血管內(nèi)皮因子等粘連相關(guān)因子的產(chǎn)生，進(jìn)而導(dǎo)致炎癥和纖維化的發(fā)生[17]。因此，在手術(shù)期間和手術(shù)后使細(xì)胞最小化地暴露于低氧環(huán)境中或增強(qiáng)有氧代謝，利用抗氧化劑保護(hù)細(xì)胞免受低氧誘導(dǎo)的影響，或利用具有抗氧化應(yīng)激功能的可注射凝膠設(shè)計(jì)高性能抗粘連劑能夠顯著防止PA 的形成[14,18]。Ghadiri 等[19]研究結(jié)果表明，石榴皮提取物（PPEx）可通過(guò)增加抗氧化分子的同時(shí)減輕粘連評(píng)分，減輕炎癥細(xì)胞因子和氧化應(yīng)激參數(shù)如一氧化氮代謝物、丙二醛和谷胱甘肽的水平，減少PA 的形成。

1.2 PA 的修復(fù)過(guò)程

在組織修復(fù)過(guò)程中凝血、炎癥、纖維蛋白溶解和其他事件的發(fā)展對(duì)粘連的形成有重要影響。腹膜損傷的修復(fù)受一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)控制，多種細(xì)胞參與PA 的修復(fù)過(guò)程。纖維蛋白溶解作為天然修復(fù)的重要組成部分也可誘導(dǎo)纖維蛋白過(guò)度沉積，導(dǎo)致PA 的形成[20]。正常生理情況下，腹膜受損后中性粒細(xì)胞（PMN）首先出現(xiàn)在傷口中，維持1～2 d。術(shù)后5～6 d巨噬細(xì)胞成為該部位的主要細(xì)胞，隨著時(shí)間的推移黏附在創(chuàng)面表面的巨噬細(xì)胞開(kāi)始向創(chuàng)面浸潤(rùn)。腹膜修復(fù)涉及正常靜止的間皮細(xì)胞的增殖以響應(yīng)早期受損細(xì)胞釋放的炎癥信號(hào)及炎性細(xì)胞，隨后增生成為間皮細(xì)胞島，從而形成正常的組織結(jié)構(gòu)，此過(guò)程通常需要5～7 d[20-21]。當(dāng)炎癥因素未及時(shí)清除時(shí)，巨噬細(xì)胞增加其吞噬活性產(chǎn)生活性氧，募集并激活額外的間皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞以促進(jìn)修復(fù)[22-24]。間皮細(xì)胞可通過(guò)“間皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化”現(xiàn)象更有效地增殖和遷移，促進(jìn)修復(fù)[25]，但過(guò)量的“間皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化”會(huì)導(dǎo)致TGF-β1 依賴性的間皮來(lái)源的肌成纖維細(xì)胞上調(diào)α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-SMA）并表達(dá)Ⅰ型膠原，在細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix, ECM）蛋白的積累和修復(fù)組織中起收縮作用從而確保有效的傷口愈合或促進(jìn)纖維化，從而促進(jìn)PA 的形成[26-33]。術(shù)后2 周成纖維細(xì)胞的含量增加會(huì)出現(xiàn)新生的血管結(jié)構(gòu)及結(jié)締組織和膠原纖維沉積，永久性粘連形成于術(shù)后3 周[34-35]。

2 炎癥與免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)在腹腔粘連形成中的作用

腹膜是一個(gè)代謝活躍的器官，通過(guò)一系列復(fù)雜的免疫和炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)對(duì)損傷做出反應(yīng)。腹膜在受到內(nèi)源性或外源性損傷作用時(shí)間皮細(xì)胞和局部腹膜免疫細(xì)胞通過(guò)分泌各種介質(zhì)來(lái)響應(yīng)腹膜損傷，機(jī)體會(huì)動(dòng)員炎性細(xì)胞發(fā)生一系列炎癥反應(yīng)。適當(dāng)?shù)难装Y反應(yīng)會(huì)調(diào)動(dòng)機(jī)體的免疫系統(tǒng)對(duì)損傷因子進(jìn)行調(diào)控從而防止PA 的形成；但過(guò)強(qiáng)的炎癥反應(yīng)會(huì)募集大量的免疫細(xì)胞至損傷部位，從而導(dǎo)致免疫抑制癱瘓，促進(jìn)PA 的發(fā)展[36]。

2.1 中性粒細(xì)胞在PA 形成中的作用

炎癥細(xì)胞早期涌入產(chǎn)生過(guò)多的生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子，在ECM 的形成中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。炎癥反應(yīng)參與術(shù)后PA 形成的全過(guò)程[37-38]，其隨損傷的持續(xù)時(shí)間和程度而增加，最終決定粘連形成的嚴(yán)重程度[15]。腹部損傷后中性粒細(xì)胞在損傷部位迅速聚集，術(shù)后約6 h 達(dá)到峰值，然而巨噬細(xì)胞、T 細(xì)胞和B細(xì)胞沒(méi)有在損傷部位積累；術(shù)后12 h，中性粒細(xì)胞在損傷部位逐漸減少。Uyama 等[39]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，盲腸燒灼誘導(dǎo)的PA 模型中遷移至受損漿膜的嗜中性粒細(xì)胞可能產(chǎn)生TGF-β1，從而誘導(dǎo)間皮細(xì)胞衍生的肌成纖維細(xì)胞產(chǎn)生膠原蛋白并促進(jìn)黏附形成，此外通過(guò)施用抗Ly6G 單克隆抗體消融中性粒細(xì)胞的小鼠在黏附誘導(dǎo)后表現(xiàn)出降低的黏附表型，從而證實(shí)了中性粒細(xì)胞在黏附表型發(fā)展中的關(guān)鍵作用。

TGF-β1 是一種具有廣泛和多樣生物活性的多效性生長(zhǎng)因子，通過(guò)介導(dǎo)肌成纖維細(xì)胞的形成和刺激細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生以及免疫細(xì)胞的募集在纖維化疾病中起著關(guān)鍵作用[32,40-41]。TGF-β1 激活的復(fù)雜信號(hào)通路包括經(jīng)典信號(hào)通路和非經(jīng)典信號(hào)通路。在經(jīng)典途徑中，配體結(jié)合的TGF-β 受體Ⅱ（TβRII）招募并磷酸化TGF-β 受體Ⅰ（TβRI），然后通過(guò)受體激活的R-Smads、Smad2 或Smad3 將信號(hào)傳至細(xì)胞核內(nèi)。經(jīng)TGF-β 受體激動(dòng)劑磷酸化的Smad2/Smad3 會(huì)與Smad4 結(jié)合，形成一個(gè)跨核膜的復(fù)合物進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)。在細(xì)胞核中，Smad 復(fù)合物與輔激活劑和輔阻遏劑以及其他轉(zhuǎn)錄因子一起調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)。Smad2/Smad 3-Smad4 可以進(jìn)入上皮細(xì)胞的細(xì)胞核并增加淋巴細(xì)胞增強(qiáng)結(jié)合因子1（LEF-1）的轉(zhuǎn)錄，與β-連環(huán)蛋白結(jié)合的T 細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子家族成員抑制上皮標(biāo)記物（如E-鈣黏蛋白）的轉(zhuǎn)錄，并促進(jìn)間充質(zhì)標(biāo)記物（如波形蛋白和N-鈣黏蛋白）的轉(zhuǎn)錄[42]。由非經(jīng)典信號(hào)通路引起的關(guān)鍵的下游事件是絲裂原激活的蛋白激酶（MEK）激活Erk1/2，當(dāng)Erk1/2 被磷酸化激活時(shí)，它進(jìn)入細(xì)胞核并與其他因素一起介導(dǎo)促纖維化基因的轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞周期調(diào)節(jié)蛋白[43]。Erk1/2的磷酸化與Smad2 連接區(qū)域的磷酸化高度相關(guān)，表明Erk1/2 在Smad2 連接區(qū)域的磷酸化中發(fā)揮了重要作用[44]。TGF-β1 通過(guò)磷酸化ERK1/2，進(jìn)而磷酸化成纖維細(xì)胞Smad2 和Smad3 的連接處位點(diǎn)進(jìn)一步傳遞信號(hào)，促進(jìn)成纖維細(xì)胞的生長(zhǎng)，膠原蛋白的分泌[45]。TGF-β1/Smad 信號(hào)通路與PA 的形成密切相關(guān)，Zeng 等[46]研究結(jié)果表明，在細(xì)胞水平上靶向R-Smad的siRNAs，通過(guò)抑制TGF-β 誘導(dǎo)的黏附組織成纖維細(xì)胞（ATFs）中過(guò)度的細(xì)胞外基質(zhì)合成可預(yù)防粘連的形成，由此可以推斷在動(dòng)物水平上進(jìn)行細(xì)胞轉(zhuǎn)染也能成為一種可能的預(yù)防術(shù)后PA 的方法。

2.2 巨噬細(xì)胞在PA 形成中的作用

機(jī)體正常生理情況下巨噬細(xì)胞、少量脫落的間皮細(xì)胞和淋巴細(xì)胞構(gòu)成腹膜免疫的一線細(xì)胞[36]。腹膜損傷后24 h 炎性細(xì)胞主要是巨噬細(xì)胞[1]，巨噬細(xì)胞參與炎癥和纖維蛋白沉積的發(fā)生、發(fā)展和消化。巨噬細(xì)胞極化是調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的重要機(jī)制，干擾素-γ（IFN-γ）和脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的M1 表型巨噬細(xì)胞作為急性和慢性炎癥的細(xì)胞介質(zhì)[47-49]，白介素-4（IL-4）和白介素-13（IL-13）誘導(dǎo)的M2 表型巨噬細(xì)胞發(fā)揮抗炎和促愈合作用，并隨著疾病的進(jìn)展減少纖維化的形成[50-51]。此外，巨噬細(xì)胞在手術(shù)損傷后過(guò)度分泌TGF-β1 也通過(guò)激活Smad2/Smad3 信號(hào)通路在黏附形成中起重要作用[46]。Iwasaki 等[52]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，腹膜損傷后使用干細(xì)胞動(dòng)員劑AMD3100 和低劑量FK-506（AF）的聯(lián)合作用將內(nèi)源性骨髓來(lái)源干細(xì)胞帶入腹膜損傷部位，增加腹膜表面損傷部位表達(dá)肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（HGF）的M2 型巨噬細(xì)胞的數(shù)量，可以促進(jìn)巨噬細(xì)胞M2 極化，促進(jìn)損傷腹膜表面的愈合，而且有助于避免腹膜瘢痕形成，可以顯著降低粘連形成。Zhao 等[53]研究結(jié)果表明，活血通腑方（HXTF）可以通過(guò)誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞M2 極化和調(diào)節(jié)SOCS/JAK2/STAT/PPAR-γ 通路來(lái)減少PA 的形成。

2.3 淋巴細(xì)胞在PA 形成中的作用

腹膜中的T 淋巴細(xì)胞包括幫助調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的T 輔助細(xì)胞、能夠特異性殺傷目的細(xì)胞的細(xì)胞毒性T 細(xì)胞以及下調(diào)免疫應(yīng)答的Treg 細(xì)胞等。T 淋巴細(xì)胞在協(xié)調(diào)和調(diào)節(jié)各種炎癥組織疾病的趨化反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用，包括心肌梗死后心肌修復(fù)、慢性移植物抗宿主病、實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎、炎癥性腸病和急性肺損傷[2,54-55]。研究結(jié)果表明，T 細(xì)胞衍生的細(xì)胞因子和趨化因子是控制適當(dāng)炎癥反應(yīng)的主要因素。免疫反應(yīng)在PA 形成的早期發(fā)揮著重要作用，其比適應(yīng)性免疫系統(tǒng)對(duì)急性炎癥反應(yīng)更早，如Th1 CD4+αβT 細(xì)胞對(duì)于術(shù)后和感染后粘連的形成至關(guān)重要。Tzianabos等[56]研究結(jié)果表明，手術(shù)和感染后粘連形成需要CD4+αβT 細(xì)胞，在盲腸磨損后活化的CD4+T 細(xì)胞進(jìn)入腹膜腔協(xié)調(diào)趨化因子的產(chǎn)生和白細(xì)胞的運(yùn)輸然后回到發(fā)生粘連的部位，此外，Th1 細(xì)胞對(duì)轉(zhuǎn)錄因子T-bet 呈陽(yáng)性并產(chǎn)生細(xì)胞因子IFN-γ。IFN-γ 是PA 形成的一個(gè)誘因，Wang 等[57]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在小鼠盲腸磨損模型中，中和IFN-γ減少了損傷部位炎癥細(xì)胞的聚集，進(jìn)一步阻止了白介素-17（IL-17）的黏附促進(jìn)作用。Chung 等[2]研究結(jié)果表明，在嚙齒動(dòng)物盲腸磨損手術(shù)模型和實(shí)驗(yàn)性腹腔膿毒血癥相關(guān)的粘連模型中，通過(guò)T 細(xì)胞耗竭和過(guò)繼轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)證明粘連的形成依賴CD4+αβT 細(xì)胞，盲腸磨損手術(shù)后6 h，腹膜腔內(nèi)活化的T 細(xì)胞明顯增多，并在PA 的形成過(guò)程中發(fā)揮重要的地位。

綜上所述，這些細(xì)胞類型均有助于黏附形成的發(fā)生。這些細(xì)胞在促進(jìn)粘連相關(guān)因子和相關(guān)信號(hào)通路的表達(dá)中具有重要作用。目前尚需進(jìn)一步對(duì)這些細(xì)胞進(jìn)行化學(xué)和基因特異性標(biāo)記，然后在誘導(dǎo)黏附后示蹤這些細(xì)胞，以便進(jìn)一步研究它們的具體功能和對(duì)黏附表型的貢獻(xiàn)。

3 結(jié) 語(yǔ)

炎癥免疫反應(yīng)是術(shù)后PA 形成的重要因素，多種炎癥介質(zhì)和炎癥免疫細(xì)胞參與了PA 形成的發(fā)病機(jī)制。因此，為了達(dá)到有效地預(yù)防術(shù)后PA 的目的，進(jìn)一步探究炎癥免疫細(xì)胞在支持黏附發(fā)展的細(xì)胞和體液機(jī)制中的特殊作用，需從炎癥免疫反應(yīng)發(fā)生的源頭進(jìn)行干預(yù)，調(diào)節(jié)促炎因子和靶向免疫細(xì)胞，在腹腔手術(shù)后立即給予相關(guān)藥物進(jìn)行治療，減少術(shù)后PA 的形成。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突