不同反流物对十二指肠胃混合食管反流大鼠食管腺癌发生的影响

程 鹏,李建生

郑州大学第一附属医院消化内科郑州 450052

△男,1971年1月生,博士,副主任医师,研究方向:食管腺癌的发病机制,E-mail:cpzxczzc2004@yahoo.com.cn

最近,食管腺癌(esophageal adenocarcinoma, EA)发病率增长速度已高于其他任何一种恶性肿瘤[1],应当引起重视。EA发病率的快速增长可能与胃食管反流病(gastroesophageal reflux disease, GERD)和Barrett's食管的患病率上升有关[2-3]。胃酸和十二指肠液反流是引起GERD的主要原因,胃酸一直被认为是GERD最主要的危险因素,治疗上也以抑酸为主。然而目前由于 EA发病率快速增长,对于胃酸在GERD发展过程中的作用存在争议,有学者[4-5]认为抑制胃酸治疗可能与近年来 EA发病率明显升高有关。随着十二指肠液反流动态监测技术的发展,十二指肠液反流在GERD病理过程中的作用越来越受到重视,更有研究[5-6]证实,十二指肠液反流可诱发大鼠Barrett's食管和EA。为此,作者建立了不同 pH值的十二指肠胃混合食管反流动物模型,在不使用外源性致癌物的情况下探讨胰液反流在十二指肠胃混合食管反流诱发EA中的作用。

1 材料与方法

1.1 动物与仪器 二级实验动物SD大鼠90只,8周龄,雌雄各半,体质量(220±20)g,购于西安交通大学医学动物实验中心,SPF条件下雌雄分笼饲养。Digitrapper MK型便携式pH监测仪(瑞典MedtronicSynectics公司产品)。

1.2 动物模型建立方法 大鼠采用随机数字表法分为3组,每组30只,每组雌、雄各半。按照Zhang等[6]方法建立十二指肠胃混合食管反流 SD大鼠动物模型,设假手术组为对照组(C组)。低pH值十二指肠胃内容物反流组(EDA组):游离食管下端,在距幽门口远端1 cm处十二指肠前侧壁对肠系膜缘纵行切开大小与食管断端开口大小相应的切口,将食管断端与十二指肠切口吻合。高 pH值十二指肠胃内容物反流组(EDB组):在距幽门口远端2 cm十二指肠处前侧壁对肠系膜缘纵行切开大小与食管断端开口大小相应的切口,将食管断端与十二指肠切口吻合。C组:剖腹后,仅游离食管下端、十二指肠起始部。

1.3 食管、胃及十二指肠内pH值测定 术后禁食24 h,然后在SPF条件下雌雄分笼饲养。开腹后(术前)及取标本时(术后)用DigitrapperMK型便携式pH监测仪测定食管远端、前胃、后胃、十二指肠距幽门1 cm及十二指肠距幽门2 cm处肠腔内pH值。

1.4 形态学观察 大鼠于术后第 40周处死,纵行剖开食管,裸眼观察大体病变后,区分食管炎、Barrett's食管及EA病变组织,每个病变组织分别取0.2 cm×0.2 cm大小的标本,体积分数10%甲醛溶液固定,编号并制成石蜡切片,HE染色,光镜下观察。1.5 统计学处理 采用SPSS 17.0进行数据分析, 3组间食管病变发生率的比较采用列联表资料的 χ2检验,pH差值比较采用单因素方差分析,检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 一般资料 EDA组、EDB组和C组分别存活25、23和29只,死亡 13只(14.4%)。早期主要死于食管梗阻、反流和瘘管引起的肺部感染,后期主要死于腹壁疝造成的慢性肠梗阻引起的营养不良。

2.2 3组手术前后pH差值比较 结果见表 1。

表1 3组不同部位手术前后pH差值比较

2.3 大体标本 见图1。C组食管管壁薄,黏膜光滑,管腔大小上下一致,黏膜下血管网清晰,偶有食管远端充血水肿性炎症改变。EDA和EDB组均发生食管炎、Barrett's食管和EA。大部分模型组动物食管管腔中、下段扩张。食管炎表现为黏膜增生、增厚,表面不光滑呈大小不等的颗粒状改变,自远端向近端逐渐减轻,近端仅表现为充血、水肿、轻度糜烂和黏膜下血管网欠清晰。Barrett's食管多发生在食管与十二指肠吻合口的食管远端,与十二指肠黏膜分界不清,表现为黏膜明显较近端炎症病变,色泽较食管炎症病变红,与增生炎症分界明显,Barrett's食管长度0.5～2.0 cm,其近端食管黏膜呈增生性炎症改变,部分食管炎症病变中间有较小的片状Barrett's食管改变,其中1例Barrett's食管长1 cm,其上端食管黏膜正常。EA全部发生在Barrett's食管病变之中近吻合口端,多表现为增生结节状、溃疡浸润形外观,质地坚硬,切面呈鱼肉样改变,肿瘤上端食管梗阻、扩张明显,有Barrett's食管改变。梗阻近端炎症、增生性改变明显减轻,表现为仅 1～2mm的充血、水肿。

图1 C组(A)和模型组(B)大体标本

2.4 组织学观察结果 见图2。正常食管上皮:排列整齐规则的复层鳞状上皮,部分可见角化。食管炎:表现为鳞状上皮基底细胞增生,部分可见乳头瘤样增生及过度角化,黏膜及黏膜下层可见中性粒细胞、淋巴上皮细胞浸润,可见黏膜糜烂及黏膜下层水肿等病变。Barrett's食管:表现为正常的复层鳞状上皮组织被单层柱状上皮所替代。腺体不典型增生:正常的复层鳞状上皮组织被单层柱状上皮所替代,腺体增生的细胞大小不一,形态多样,核大深染,核浆比例增大,细胞排列紊乱,极向消失,腺管形态不规则,排列紊乱,但未见明显的异性细胞及病变未侵及基底膜。EA:病变部分表现如腺体不典型增生但程度较重,但是病变侵及基底膜,有的病变侵及血管或者淋巴管。

图2 C组和模型组光镜下食管黏膜改变(HE,×200)A:C组正常食管;B:模型组食管炎和Barrett's食管;C:模型组腺体不典型增生和EA。

2.5 3组术后食管炎、Barrett's食管、腺体不典型增生和EA发病率 结果见表2。

表2 3组术后各种病变发病率比较 例(%)

3 讨论

临床流行病学[7]证实胃食管反流与 EA关系密切。胃食管反流诱发EA的机制已成为研究热点。胃液和十二指肠液反流均可损伤食管黏膜,但EA与何种反流内容物有关尚存很大争议。过去认为胃酸是引起反流性食管炎的重要因素,最近发现其他反流对 GERD的发病亦有不可忽视的作用[8]。十二指肠内容物含有胆汁、胰液及肠液等,其中的胆酸、胰蛋白酶及溶血性卵磷脂可损伤食管黏膜。食管黏膜长时间暴露于酸及十二指肠液的作用下,可导致食管黏膜的破损,久之则发生Barrett's食管,甚至 EA。动物实验[9]已显示胆汁可引起食管黏膜损伤,其中结合胆酸与胃酸起协同损伤作用,而非结合胆酸及胰蛋白酶则被酸灭活破坏[10]。

该研究通过手术建立了低、高 pH值的十二指肠胃混合食管反流动物模型,观察胃酸和胰液对十二指肠胃混合食管反流诱发 EA的影响,以探讨GERD易并发EA的具体因素。2组动物模型经由pH监测仪测定术后食管内 pH值发现,食管与十二指肠吻合部位不同动物模型食管内的pH值存在差异,吻合口距离幽门口2 cm的动物模型的pH值高于吻合口距离幽门口 1 cm的动物模型。结果说明2组模型动物的食管是在 pH值不同的胃十二指肠混合内容物反流刺激下。依据胃分泌酸性胃酸和胰腺分泌碱性碳酸氢钠的特点,不难理解,pH值高的动物模型食管内的反流物中胰液成分较高,胃液成分较少;pH值低的动物模型食管内的反流物胰液成分较低,胃液成分较多。

40周后观察食管病变特点。2个模型组均出现程度不等的食管炎、Barrett's食管、腺体不典型增生和EA。与EDA组比较,EDB组腺体不典型增生、EA发病率高;食管炎、Barrett's食管2组比较差异无统计学意义。结果表明,胃液及十二指肠内容物混合反流能诱发大鼠 EA的发生,在酸性十二指肠胃混合反流物刺激下腺体不典型增生、EA发病率低,在碱性十二指肠胃混合反流物刺激下腺体不典型增生、EA发病率高。提示十二指肠胃混合食管反流诱发 EA的过程中,胰液反流增加腺体不典型增生、EA的发生率,在EA的发病过程中起重要作用,胃酸反流有相反的作用。

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