胆汁酸反流诱导肠化生及胃癌的研究进展

钟雅璐，李国印，黄 卫,2

暨南大学附属第一医院 1.消化内科；2.内镜中心，广东 广州 510630

仅在2018年，胃癌就有100万例新病例，并估计有780 000多例死亡，相当于全球每12例死亡1例，使其成为第五大常见癌症和癌症死亡的第三大原因[1]，Correa级联即慢性胃炎—慢性萎缩性胃炎—肠上皮化生—异型增生—恶性肿瘤是目前多数学者认可的胃癌发生发展模式，胃腺癌是胃癌的最常见形式，约占胃癌95%。胃黏膜肠上皮化生(gastric mucosal intestinal metaplasia，GIM)是针对胃腺癌的癌前病变。因此,监测肠化生及逆转肠化生是阻止胃癌发生发展的重要思路，GIM的发生发展是多因素共同参与的,明确其发病机制并采取相应有效的防治措施,可能成为胃癌预防的关键。然而GIM的诊治尚存在争议,目前国内尚无明确的诊疗指南，大量试验研究已证实幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H.pylori)感染、饮食习惯、吸烟、饮酒等是GIM的危险因素,越来越多的研究也表明胆汁酸反流是促进肠化生的重要因素。但胆汁酸诱导肠化生及胃癌的机制尚不明确，需进一步研究探讨。

1 GIM的定义及分型

1.1 GIM定义化生是指一种分化成熟的细胞类型转变为另一种分化成熟的细胞类型。GIM是发生于胃黏膜上皮的化生现象，GIM的特征是肠细胞类型(杯状细胞、潘氏细胞和吸收性细胞)替代胃柱状细胞，正常的胃黏膜上皮及周围腺体被类似肠型上皮及腺体的上皮组织所取代；GIM是多因素共同作用的结果,其发生与年龄、饮食习惯、H.pylori感染、胆汁酸反流、维生素D缺乏、胃癌家族史等因素造成的慢性炎症导致长期胃黏膜损伤，致使上皮黏膜组织产生病理改变有关。

1.2 GIM分型在解剖学上，GIM分为局限性和弥漫性病变。如果黏膜病变局限于胃的1个区域,则称为局限性GIM,如果涉及胃的2个以上区域则称为广泛型GIM。在HE染色的切片上，GIM通常可分为完全肠道化类型及胃和肠道混合腺体的不完全类型。完全型GIM(CIM)的特征是胃黏蛋白标志物(MUC1、MUC5AC、MUC6)的丢失和肠道标志物(MUC2)的增加，而不完全型GIM(IIM)的特征是胃黏蛋白标志物及MUC2的增加。另外一种基于分泌黏蛋白的类型分类可将GIM分为：I型：包含吸收性细胞、潘氏细胞和分泌唾液黏蛋白的杯状细胞；Ⅱ型：杯状细胞和分泌唾液黏蛋白的柱状细胞；Ⅲ型：杯状细胞和分泌硫磺素的柱状细胞。I型为完全型GIM，Ⅱ型和Ⅲ型为不完全型GIM的子分类。

2 胆汁酸生理及病理

胆汁酸是胆汁中的主要成分。肝细胞以胆固醇为原料，经过酶促反应合成初级胆汁酸，即胆酸(CA)、鹅脱氧胆酸(CDCA)及其与甘氨酸和牛磺酸结合的形式(即结合型初级胆汁酸)。少部分未吸收入血的结合型初级胆汁酸在肠道细菌酶的作用下生成次级胆汁酸，包括脱氧胆酸(DCA)、石胆酸(LCA)及其结合型次级胆汁酸。人内源性胆汁酸以疏水性胆汁酸为主，包括DCA、CDCA、LCA及其结合型胆汁酸；当疏水性胆汁酸过多时，会溶解破坏细胞膜，致使细胞凋亡或死亡；而亲水性胆汁酸，如CDCA在肠菌作用下，7α-羟基转变成7β-羟基生成的亲水性熊脱氧胆酸(UDCA)[2]，可促进内源性胆汁酸代谢，减轻疏水性胆汁酸的毒性，起到保护细胞膜和利胆作用。胆汁酸作为一种信号分子，通过激活其核受体法尼醇X受体(FXR)和膜受体G蛋白偶联胆汁酸受体(TGR5)等调控下游信号通路；其中初级胆汁酸充当FXR的优先配体，而次级胆汁酸充当TGR5的优先配体。目前认为胆汁是很重要的致癌因素，越来越多的证据表明胆汁酸与胃肠道癌有较大的相关性。胆汁是肠道内的消化液，在胃窦-幽门-十二指肠抗反流防御机制减弱、胆汁酸浓度增加、胃黏膜屏障受损等病理状态下胆汁可反流入胃，并通过破坏紧密连接复合体，破坏黏膜屏障损伤胃黏膜；胆汁中碱性物质的反流入胃造成菌群移位，大量繁殖的细菌将反流入胃的结合型胆汁酸分解成次级胆汁酸和游离型胆汁酸，损伤胃黏膜并促进细菌合成亚硝酸盐和N-亚硝基化合物等致癌物，诱发胃黏膜癌变；在酸性水解酶作用下，胆盐可与胃酸结合导致黏膜炎症反应、糜烂甚至癌变；通过胃镜检查、胃内pH值24 h连续监测、Bilitec 2000利用胆红素的光学特性检测可判断胆汁酸反流对胃黏膜的损伤程度。

3 胆汁酸诱导肠化生及胃癌发生发展机制

3.1 FXR途径尾型同源盒转录因子2(CDX2)是一种肠道特异性转录因子，通常，CDX2表达仅限于肠道，然而，CDX2在GIM组织中却高水平表达。Yu等[3]研究表明，DCA及CDCA通过FXR/NF-κB信号通路上调CDX2和MUC2表达促进GIM；与此一致的，Li等[4]报道，CDCA的反流可激活FXR，诱导miR-92a-1-5p上调，从而抑制FOXD1的表达并取消其对NF-κB通路的抑制作用，NF-κB通路激活后可促进CDX2的转录和肠道分化；miR-17-92簇的成员在多种癌症中均过表达，在胃癌和肠化生患者的血清中也均呈过量表达，因此，miR-92a可能作为早期检测胃癌的潜在血清生物标志物。Yuan等[5]表明，DCA通过直接结合3′-UTR诱导miR-21来抑制SOX2的表达，同时诱导胃癌细胞CDX2表达。SOX2过表达可以显著抑制转录因子肠上皮化生特异性基因表达及形成SOX2-CDX2蛋白复合物来抑制CDX2的功能，通过miR-21敲除可以挽救SOX2的抑制作用，这为预防胃癌提供了新的思路；然而，Pyo等[6]首次报道了生理浓度的DCA诱导胃癌细胞中MUC2的表达而下调Snail，增加E-钙黏蛋白表达，从而抑制了肿瘤的侵袭和迁移，表明超越生理浓度的胆汁酸才是促进胃癌发生发展的重要因素。大量证据表明，核受体小异二聚体伴侣(SHP)是胆汁酸生物合成中FXR的经典下游基因，Zhou等[7]在正常的胃上皮和胃癌细胞系体内和体外研究中发现，胆汁酸通过FXR在转录水平上调SHP的表达，刺激CDX2表达促进GIM，并且在胃癌细胞系中FXR的表达水平更高。

3.2 TGR5途径TGR5是一种膜结合的胆汁酸受体，Carino等[8]的免疫组化和RT-PCR分析发现：在牛磺石胆酸(TLCA)激活下，TGR5在晚期胃癌(Ⅲ、Ⅳ期)中高表达，且TGR5的表达与N-钙黏蛋白增加和侵袭性表型获得相关；与此一致，最近Ni等[9]首次证明了DCA作用下，TGR5通过诱导肝细胞核因子4α(HNF4α)表达后激活TGR5-ERK1/2途径，直接上调Kruppel样因子4(KLF4)和CDX2表达。所以，抑制TGR5-HNF4α信号级联反应可能是阻止Correa级联反应进展和胃癌发展的潜在治疗靶点。疏水性胆汁酸在胃癌中充当肿瘤促进剂，TGR5有望成为胃癌治疗的新靶点。

3.3 外泌体途径胆汁酸除了直接对胃上皮细胞作用诱导GIM，胆汁酸诱导巨噬细胞和胃上皮细胞之间的相互作用也可能存在。Xu等[10]研究表明，由DCA激活的巨噬细胞分泌的外泌体将hsa-miR-30a-5携带到胃上皮细胞中，并通过靶向叉头盒D1(FOXD1)来增加CDX2表达，促进GIM并抑制细胞增殖，揭示了胆汁酸相关的慢性炎症微环境中DCA诱导的巨噬细胞和胃上皮细胞的细胞间通讯。外泌体是纳米级(30～100 nm)的脂质双层囊泡，在细胞间通讯中起关键作用，可能通过转移miRNA促进GIM，因此，需要进一步的研究来探索外泌体作为GIM的致病因素的可能性。另外，Xu等[11]用DCA对小鼠灌胃4周，通过qRT-PCR检测了促进解痉多肽表达化生(spasmolytic polypeptide expressing metaplasia，SPEM)标记mRNA表达及Western blotting的外泌体标志蛋白，说明DCA可能通过刺激巨噬细胞分泌外泌体来促进SPEM发展。SPEM作为胃癌癌前病变的初始步骤,慢性炎症持续刺激可进展至异型增生甚至癌变[12]，该过程的干预可能为胆汁酸诱导GIM及胃癌的临床治疗提供潜在的靶点。

3.4 其他致癌机制Wang等[13]转基因小鼠模型证明，DCA通过miR-1沉默诱导组蛋白脱乙酰基酶6(HDAC6)和HNF4α的异位表达。miR-1通过靶向HDAC6和HNF4α抑制下游肠内标志物的表达，HNF4α也可以与HDAC6相互作用来促进肠标志物的表达。HDAC6可促进肿瘤增殖，H.pylori阳性者胃肠上皮化生和胃癌组织中的HDAC6显著增加，表明它可能与肠上皮化生有一定的相关性。因此，抑制HDAC6/HNF4α环和恢复miR-1是胆汁酸诱导肠上皮化生甚至胃癌的潜在方法。Takahashi等[14]使用酸性胆汁鸡尾酒刺激的小型使用室系统对人活检标本进行了体外研究，首次证明了即使在根除H.pylori后，胆汁盐暴露于酸性非分泌区(ANA)可能会通过肿瘤抑制素let-7a的减少引起严重的屏障功能障碍，从而促进上皮进行间充质转化。因此，根除H.pylori后定期内镜检查筛查是非常有必要的，我们应更加注意重度萎缩性胃黏膜的区域，以便尽早发现根除后的肠化生及胃癌。Lu等[15]不仅提出了磷酸肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(PKB又称AKT)/p-FoxO4 /CDX2的GIM途径，同时阐明了白藜芦醇可通过诱导PI3K/AKT抑制CDCA促进GIM形成的潜在机制及GIM的早期预防和逆转新思路。在约50%的胃癌中已观察到Wnt通路失调，Wnt信号通路的某些因素已被认为是癌症治疗的潜在治疗靶点[16]。Dickkopf相关蛋白(DKK)是Wnt信号通路抑制剂，Lu等[17]不但发现DCA诱导胃上皮细胞中肠标志物的表达且下调DKK1，而且通过qRT-PCR和免疫组化染色证明GIM组织中DKK1的mRNA和蛋白表达水平降低。并且，在GIM 组织中发现了DKK1启动子的28个差异甲基化位点。总之，DKK1的启动子甲基化和下调可能在GIM的发展中起重要作用，胆汁酸反流引起的这些不同的甲基化位点值得将来进一步研究；综上所述，疏水性胆汁酸可从多种途径诱导肠化生及胃癌的发生发展。

4 肠上皮化生在胃癌预测中的作用

已知肠上皮化生是胃癌癌前病变，因此已尝试将其用于胃癌的早期检测；研究表明，胃癌风险联系的肠化生评估(operative link for gastric intestinal metaplasia assessment，OLGIM)观察者之间在胃肠道肠上皮化生上有较高的共识，可对胃癌癌前病变患者进行更一致的胃癌风险评估[18]。OLGIM分级为Ⅲ/Ⅳ级的患者建议每3年进行1次内镜检查[19]。但由于病理学分级的主观性和多次活检的要求，一些研究指南不建议在临床实践中使用OLGIM[20]；最近，Wei等[21]则基于亚型与胃窦和胃体分布相结合提出GIM分级新方法即“GIM的亚型分布分数(SDSGIM)”,但样本量较小，需要更多高质量研究证实该评估方法用于胃癌早期检测的可行性。大量研究证实GIM使胃癌发生的风险明显增加,组织分型、病变程度及分布不同,胃癌风险也有较大差异。在10项共包括约26 000例GIM患者队列研究中提出，GIM进展为胃癌的发生率为每10 000人年患病风险为12.4(95%CI:10.7～14.3)；6个国家7项研究的荟萃分析包括929例IIM及1 112例CIM，在3～12.8年的随访期间发生了74例胃癌，IIM发生胃癌的风险比CIM高3.33倍(RR=3.33，95%CI:1.96～5.64)[22-23]。与此一致，Wei等[24]的荟萃分析表明，IIM患者的胃癌/异型增生风险高于CIM患者；在日本和中国包括222例GIM患者的荟萃分析[22-23]中，与局限型GIM相比，广泛型GIM进展为肿瘤的风险增加了2倍(RR=2.07，95%CI:0.97～4.42)；研究[23,25]表明，与胃窦GIM患者相比，胃体GIM患者发生胃癌的机会更高；因此，肠上皮化生被认为是非常重要的癌前病变，国内仍缺乏GIM的相关诊疗指南，美国胃肠病协会(American Gastroenterological Association，AGA)基于PICO框架发布GIM管理指南：推荐对于内镜检查偶然发现GIM的患者，应予检测并根除H.pylori治疗，不推荐对GIM患者常规进行内镜监测，对具有胃癌高风险的GIM患者,包括：具有不完全型肠化生(至少部分为结肠型化生)、广泛型肠化生累及胃体及胃窦和(或)胃角及有胃癌家族史者的GIM患者，可合理进行内镜监测；不推荐对GIM患者常规进行以危险分层为目的的短间隔重复内镜检查[26]。

5 肠化生可逆性

目前，对于根除H.pylori后GIM是否仍然进展尚存在争议，韩国一项长达10年的包括598例参与者随访研究[27]的结果表明，根除H.pylori会使萎缩性胃炎和肠上皮化生消退，根除H.pylori可能是预防肠道型胃癌的方法；相反，8个随机对照试验包括7 955例参与者的荟萃分析[28]说明，根除H.pylori不能逆转肠上皮化生表型并降低肠上皮化生患者的胃癌风险。因此需要更多高质量的研究来证明是否根除H.pylori能逆转GIM；Garg等[29]发表了第1例指出能量饮料(ED)是萎缩性胃炎和GIM发展的可能风险因素的病例报道，表明环境因素和生活方式可能是改善肠化生的因素之一，但需要更多数据及研究证明。中医药在治疗GIM、非典型增生、根除H.pylori等方面取得一定成绩。中医药具有加固黏膜屏障、减少胆汁反流、抵抗H.pylori等作用，但本病辨证分型和疗效判断缺乏统一标准，临床报道治疗有效的品种繁多，缺乏大型研究，如虫类药物、加味黄芪建中汤等[30-31]，常需仔细鉴别筛选，研制出有效、安全、方便的剂型。综上机制，胆汁酸反流是肠化生甚至胃癌发生发展的重要因素，通过抑酸、保护胃黏膜、促进胃肠运动、调节胆汁成分等治疗可以减轻胆汁酸反流的症状，但是否能逆转肠化生至今尚无相关研究证明，因此需要更多的高质量研究进一步验证能否针对胆汁酸反流机制逆转肠化生。

6 结语

胆汁酸反复暴露下，超过生理量的疏水性胆汁酸反流入胃，可对胃黏膜屏障造成损伤及破坏，进一步发展至萎缩、肠化生、不典型增生甚至癌变等。综上所述,疏水性胆汁酸能通过多种途径来诱导肠化生甚至癌变，但其确切的作用机制目前尚未完全明确，针对胆汁酸反流进行治疗可否实现改善或逆转肠化生还无相关的高质量研究。相信在今后的临床研究中，对胆汁酸反流的研究会越来越多，胆汁酸诱导肠化生的具体机制也将越来越清晰，从而能指导我们寻找早期胃癌的预防和治疗的新靶点。