胆管扩张症的病因及发病机制研究进展

张小冬，杨景瑞，周江，王璐，张乾，王家兴，刘少杰，温波，任建军通讯作者)

(内蒙古医科大学附属医院，内蒙古 呼和浩特)

0 引言

胆管扩张症(biliary dilatation,BD)也被称为胆管囊肿，是一种少见的胆管原发性病变[1]，主要表现为涉及胆管，包括肝内胆管和肝外胆管在内，发生单发或多发性扩张[2-4]，扩张胆管的最大内径大于正常人同年龄组上限[5]。腹痛、上腹部包块和黄疸为BD的临床三联征，但三者同时出现较为少见(约20%～30%)[6]。患者以女性居多，大约是男性的3倍[7]。10%到30%的BD会发展成恶性肿瘤[8-10]，严重威胁着人们的生命健康，因此，预防BD的发生至关重要。目前，BD的病因及发病机制尚未完全明确，主要有胰胆管合流异常、胚胎发育异常、胃肠道神经-肌肉内分泌异常、遗传学因素、胆管上皮异常增殖等学说。本文就国内外现有的BD病因及发病机制研究进展予以总结。

1 胰胆管合流异常学说

胰胆管异常合流学说是目前比较公认的致病学说。胰胆管合流异常(pancreaticobiliary maljunction,PBM)是指胰腺和胆管在解剖上连接在十二指肠壁外，胰管和胆管产生更长的共同通道，十二指肠乳头肌不能对连接处产生作用，随着两个管腔内压力的变化，胰液和胆汁之间发生反流，产生各种病理损伤[11]。PBM最早是由Kozumi等[12]于1916年在尸检中发现并报道。1969年，Babbitt等[13]通过胰胆管造影在先天性胆管扩张患者中证实了胰胆管合流异常，首次提出了PBM是BD的病因学说，他认为，胰胆管合流异常时胰液反流对胆管壁持续的刺激作用导致胆总管远端水肿，最终形成纤维化而造成狭窄，另一方面，胰酶的消化作用破坏了胆管壁的结构，导致胆管局部扩张。据报道，44%～91%的BD患者中存在PBM[14]。正常情况下，胰管内的最大压力为3-5kPa，而胆管内的压力为2.5-3.0kPa[15]，胰管内压力往往大于胆管内压力，PBM发生时，由于压力梯度的作用，胰液往往会反流到胆管中，Sugiyama等[16]对PBM患者的胆汁成分进行检测，发现了胆汁中的高胰淀粉酶现象。胰液反流到胆管中发生各种病理生理变化，Kaneko等[17-18]认为，胰腺分泌胰蛋白酶原和胰石蛋白(lithostathine)，PBM发生时，这两种物质进入胆管，胰蛋白酶原通过未知的机制被激活为胰蛋白酶，胰蛋白酶将原本可溶性的胰石蛋白转化为不可溶解的形式，这种蛋白质聚集形成蛋白栓，蛋白栓阻塞在远端胆管狭窄部位或胰胆管汇合口，导致胆管内压力升高，形成扩张。部分学者制作PBM的动物模型，观察到胰液对胆道壁有明显的破坏作用，反流的胰液刺激胆管上皮，产生一系列慢性炎症反应。吴宙光[19]对收治的BD患儿胆管组织和血清进行研究，发现IL-32表达上调，IL-32作为一种前炎症细胞因子，它的上调在BD患者的炎症发生发展过程中有着重要的意义。Sang等[20]系统地评估了扩张胆管中平滑肌的分布，约75%的病例观察到无肌或散在肌纤维作为最常见的两种平滑肌分布模式，他们认为胆管反复发生慢性炎症和伤口愈合后，部分胆管的平滑肌肌束显著丢失，并被纤维组织取代，不均匀分布的平滑肌束收缩时，某段胆管粗大的肌纤维可能导致暂时的、反复的功能性梗阻，从而导致腔内压力增加、胆管壁损伤和最终的扩张形成。另外，胰液对胆管壁长期的破坏作用，也可能使更多地暴露在胰液中的下段胆管纤维化甚至狭窄，扩张胆管远端的最小直径与近端的最大直径之间呈负相关[21]，此外，Diao M等[22]通过压力传感器行术中胆总管腔内压力检测，发现远端狭窄呈囊状扩张的BD患者胆总管腔内压力往往会更高。Kaneko等[23]使用6例存在PBM的BD患儿和4例正常儿童的胆囊上皮细胞进行全基因表达分析，经实验验证，发现长链非编码RNA——UCA1和Bcl2修饰因子——BMF在BD患儿中均呈高表达，认为UCA1和BMF在BD患者中差异性表达是胰胆管连接异常的病理生理因素伴随的分子学改变。PBM往往伴随胆管扩张，但是随着无胆管扩张的PBM患者以及无PBM的胆管扩张患者被检出，以及基于动物和临床的研究结果，PBM作为BD的病因学说受到了质疑[24-26]，有文献统计，近三分之一的 PBM患者并没有发生胆管扩张的现象[27]。Tahar等[28]应用20只迷你猪(minipigs)制作PBM模型，模型在术后5个月经T管造影未见肝内外胆管扩张，一直到术后20个月也未观察到胆管扩张性损害。此外，对于在出生之前诊断的BD病例来讲，此时胰腺并不具有分泌胰液的功能，胰液也就不可能逆流到胆管内损伤黏膜，这就说明胰液反流不是导致BD的根本原因，与胰胆管合流异常学说相矛盾[29]，因此该学说仍存在许多有争议。

2 胚胎发育异常学说

Yotsuyanagi等[30]认为BD是由于早期胚胎胆管空泡化不均所致：在胚胎发育原始阶段，胆总管为一个无腔的固体结构，此时如果某段胆管细胞产生更强烈的增殖，这段胆管就会随着发育的差异性增殖及管腔内的压力不均匀变化形成局部扩张。这个理论在一定程度上显得很合理，但是很难取得合适的标本设计相应实验进行验证。Benhidjeb等[31]在1996年报道了一例在妊娠29周时经常规超声检查发现胎儿胆总管囊肿，囊肿通过胆囊管与胆囊相连，最大直径为18mm，这一病变在出生后不久由超声检查得到证实，14周后囊肿直径增大至34mm，16周患儿接受腹部手术，对囊肿标本行组织学检查，示纤维组织壁增厚，有坏死区，但术中抽吸囊肿内液体，行细菌学和化学检查，发现囊肿内液体无菌，并且未查到淀粉酶成分，经胆管造影显示胰胆管连接处无异常，Benhidjeb等证明了BD的发生可起源于胚胎期，这种起源于胚胎期的BD，一定程度上与胰胆管异常合流导致BD的学说相悖。

3 胃肠道神经-肌肉内分泌学说

Shallow等[32]于1943年发现BD患者胆管壁上的神经节细胞较正常明显减少，且存在缺陷，这种改变类似于巨结肠，他以此作为BD的病因。 Kusunoki等[33]通过对正常胆总管和扩张胆总管进行研究，也发现了囊肿远端胆总管壁内神经节细胞明显缺少这一现象。Hall[34]等发现BD患者胆管壁上的神经分布减少程度与患者的临床症状严重程度及囊肿的体积大小成正比关系。卡哈尔间质细胞(Interstitial cells of Cajal, ICC)是消化道慢波活动的起搏细胞及基本电节律的主要传播细胞，参与胃肠道神经信息的传递以及动力学改变[35]。段建飞[36]通过取BD患者的胆总管和正常胆总管组织标本进行实验对比，发现卡哈尔间质细胞在BD患者中表达更低，另一方面他用突触素(Synaptophysin, SY)标记神经纤维和突触，发现BD患者胆管中神经纤维和突触表达量更低。Rebecca R. J报道了一例编码肠平滑肌肌动蛋白γ2的基因(ACTG2)的致病性突变，导致原发性内脏肌病的病例，患者合并慢性肠道假性梗阻，肥厚性幽门梗阻以及胆总管囊肿。徐伟立等[37]发现胆总管远端狭窄段肠神经节细胞、神经纤维、卡哈尔间质细胞的分布以及神经-肌肉传导均存在异常，他们认为胚胎发育期不明原因导致了肠神经系统发育异常，使平滑肌舒缩功能失调，长期处于痉挛状态，远端狭窄，最终导致了BD的发生。但是这一理论并不能解释远端非狭窄型BD患者的发病机制。目前这一学说被部分学者认可，但还有待进一步研究。

4 遗传学研究

BD患者的男女比约为1：4，有部分学者认为BD是由X性染色体显性遗传决定其特征。石田等[38]综合日本报道的3组家族性先天性胆管扩张症，分别为：父女、母女，姐妹，并且在三组中同样地发现PBM的存在。BD中肝内胆管先天性扩张被称为Caroli病，已被广泛认知为一种罕见的常染色体隐性遗传病，由位于染色体6p12的PKHD1基因变异所致[39]。王小林等[40]检测了30例BD的扩张胆管组织标本 ,其中有4例发生点突变，DNA测序发现K-ras基因点突变发生在第12位密码子，形式为甘氨酸(GGT)——天冬氨酸(GAT)，他们所做的研究中K-ras基因突变率为13.3%，同样地，国外也有类似的报道，突变率为11.1%-33.3%[41-42]。Kotalova R报道了1例17q12染色体序列重复的BD患者[43]。然而，Schweizer等[44]对患有BD的1对母女进行了染色体分析，结果中并未发现染色体的变异。目前来看，想要进一步评价基因的遗传变异因素与BD之间的关系，尚需收集更多类似的家族病例，做进一步的深入研究。

5 胆管上皮异常增殖学说

胆管上皮细胞的过度增生是引起胆管扩张的主要机制之一[45-46]。K-ras基因是一种Ras原癌基因，P21是一种抑癌基因，两者编码的蛋白质均参与细胞的G1-S 期之间的周期调控，当K-ras蛋白升高，P21蛋白降低时，往往会导致细胞增殖活性加强，甚至产生恶性增殖[47-48]。周良等[49]对比扩张的胆管组织和正常胆管组织标本发现BD患者P21蛋白的阳性率降低，K-ras蛋白的阳性率增高，胆管上皮细胞发生异常增殖。转化生长因子β1(TGF-β1)和碱性成纤维生长因子(bFGF)在组织细胞的正常生长、调节细胞的增殖迁移、细胞外基质形成及促进损伤修复等方面发挥着重要的作用[50]。李斌德[51]等发现BD患者胆管组织中TGF-β1和bFGF表达量明显增高，且与胆管粘膜细胞脱落程度，囊壁增生、肥厚程度，炎症细胞浸润程度密切相关，充分证明了两者参与了胆管扩张的形成过程。另外，增殖细胞核抗原Ki-67作为细胞周期标志物在BD患者胆管、胆囊粘膜组织中也呈现高表达[52]。端粒长度缩短表明细胞周期加快，BD患者中同样检测到了这一结果[53]。microRNA-200家族通过转录抑制因子ZEB1和ZEB2来抑制上皮向间充质转化(EMT)[54-55]。当microRNA-200下调时，上皮细胞间黏附力降低，并使得部分上皮细胞获得成纤维细胞样特性[56]。有学者研究发现[57]：BD的发病机制可能与miR-200家族沉默有关，通过ZEB1介导的EMT激活发挥作用。PCNA是DNA聚合酶δ的辅助蛋白，存在于细胞核中，与DNA复制及细胞的增殖周期密切相关[58]，董蒨等[59]在BD患者胆管组织中检测出了PCNA的高表达，说明胆管异常扩张时，已经有了胆管细胞的高增殖表现。栾明月等[60]通过PCK大鼠对BD中的一型Caroli病进行研究分析，发现血管内皮生长因子(VEGF)在PCK大鼠胆管上皮细胞中呈高表达，VEGF可增强PCK大鼠胆管上皮细胞活力，提高内皮细胞迁移能力和管腔形成能力，他们认为VEGF不仅能直接诱导胆管上皮细胞增殖，而且能促进血管内皮细胞的增殖和迁移，最终导致新生血管形成，新生的血管通过旁分泌作用，再次促进胆管上皮细胞增殖，最终导致胆管扩张。

6 小结

综上所述，BD的病因及发病机制尚未明确，存在多种学说，各学说之间并非完全独立，存在着多种联系。目前来看，大多数学者从解剖学角度对BD的病因及发病机制进行了阐述，而关于BD的分子学发病机制研究在国内外的报道中相对较少，还需要进一步深入研究。