胃肠外科实验研究的进展

　　作者：秦新裕　刘凤林 作者单位：上海复旦大学附属中山医院　普外科　(上海　200032)

　　【关键词】 胃肠外科　实验研究　治疗　进展

　　一、 胃肠道肿瘤

　　随着干细胞领域研究的不断深入，人类对肿瘤发生、发展的认识也发生了转变。人们发现干细胞和肿瘤细胞有很多相似之处：⑴干细胞和肿瘤细胞都富有自我更新和分裂增殖的能力;⑵调节肿瘤生长的信号系统(如Wnt、Notch和Shh等信号通路)与干细胞极其相似;⑶肿瘤细胞和干细胞都具有端粒酶活性;⑷干细胞和肿瘤细胞都具有不同表型、异质性等。因此，使人们不得不联想到肿瘤的发生与干细胞存在着一定关系。

　　肿瘤生成是一个长期的过程，一个正常细胞转变为转化细胞需要多次突变，包括多个癌基因的突变和抑癌基因的失活等，这需要几年甚至几十年的时间。胃肠黏膜上皮更新较快，而这些更新快的组织恰是肿瘤高发的部位。只有干细胞是可以长期存在的细胞，有机会接受并积累多次突变而形成肿瘤。胃肠道上皮细胞脱落更新约需24～72h;而1个正常细胞发生转化至少需要发生4～7个突变，这需要几年甚至几十年时间。而干细胞是一直存在的，突变容易在干细胞中积累。用放射线诱导人胃隐窝细胞发生表型突变约需1年时间，而1年正好是单一突变的干细胞增生形成肿瘤的时间。细胞表型标记研究支持了这一观点。镶嵌性同工酶标记证实了每一个胃肠腺体都是由一个祖细胞分化而来的，包括胃小凹上皮细胞、颈粘液细胞、主细胞和壁细胞都来源于同一个细胞。同样的方法也证实了肿瘤细胞的单克隆性。

　　生长调控机制与干细胞正常的增殖分化有关，其调控异常会引起细胞过度增殖，导致肿瘤的产生。Wnt途径生理功能之一是促进干细胞生长，其中以TCF-4为转录因子调节子，与转录因子LEF结合启动下游靶基因表达。Korinek等发现缺乏TCF-4小鼠不能激活Wnt途径，胚胎发育期间小肠上皮隐窝处未分化的干细胞和前体细胞迅速分化耗尽，提示Wnt途径对小肠上皮干细胞的维持或自我更新是必需的。相反地，如果持续激活Wnt途径，会刺激细胞持续增长，导致癌变。APC基因是Wnt信号传导途径中成员，为抑癌基因，其点突变、缺失或启动子高甲基化后基因功能丧失皆可引起下游β-链接素(β-catenin)从细胞质进入细胞核中与转录因子结合，组成型激活Wnt途径，刺激细胞持续增长，导致癌变，与散发性结肠癌、胃癌、肝癌等发生也有关。

　　研究发现，干细胞和肿瘤细胞都表达Oct4，而分化成熟的组织细胞不表达Oct4，他们提出肿瘤的发生起始于表达Oct4的干细胞，干细胞向成熟细胞方向分化受阻;当致癌因素持续存在的情况下，分化受阻的干细胞对称性分裂致使干细胞数目增多，同时这些干细胞又累积发生其它基因的突变，最终使肿瘤得以发生发展。

　　二、 基因治疗和靶向药物治疗

　　目前随着基因工程的不断深入，基因治疗的内容和范围也不断扩大。目前主要的基因治疗方向包括：抑癌基因治疗、癌基因治疗、反义基因治疗、自杀基因治疗、免疫基因治疗、细胞毒基因洽疗和耐药基因治疗。其中自杀基因治疗显示了较好的应用前景。其原理是将一些病毒或细菌基因组中前药转换酶基因(也叫自杀基因)导入肿瘤细胞，该基因编码特殊的酶，可将原先对哺乳动物细胞无毒性的前药在肿瘤细胞中代谢为毒性产物，从而引起这些细胞自杀，而正常组织可免受化疗损伤。目前已发现和克隆的自杀基因有多种：包括单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSV-TK)基因、水痘带状疱疹病毒胸苷激酶(VZV-TK)基因、大肠杆菌胞嘧啶脱氨酶(EG-CD)基因、大肠杆菌脱氧胸苷激酶(DCK)基因、大肠杆菌黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(GPT )基因及细胞色素p450基因。其中研究最深入且应用最广泛的是TK基因及CD基因。

　　20 世纪末,胃肠肿瘤的一个突出进步是胃肠间质瘤(gastrointestinal stromal tumors，GISTs) 病种的确立。过去，胃肠道间叶来源的梭形细胞肿瘤一般都被认为是平滑肌肿瘤。近期研究发现，该肿瘤是以原癌基因C-kit 突变导致kit蛋白表达为特征，并以CD117为高特异性抗原标记物。STI571(甲磺酸伊马替尼，商品名格列卫)是一种人工合成的酪氨酸激酶抑制剂，可选择性抑制酪氨酸磷酸化，阻断信号的传递而达到治疗目的。2001年Joensuu等报道了第1例应用STI571使肿瘤体积明显缩小的GIST病例。美国随之进行了多中心随机对照的临床观察：147例无法手术切除的GIST患者被随机给予STI571400mg/d或600mg/d。结果53.7% 的患者表现出不同程度的治疗效果，肿瘤体积缩小50%到96%不等。STI571成为第一个被FDA批准在癌症治疗中靶点为细胞内信号分子的药物，被学者称作抗癌的分子明星。GIST对STI571的高反应不仅有很好的治疗意义，而且证明了在GIST发生中KIT活性失调起重要作用的假设。备受瞩目的美国临床研究Z9001(Ⅲ期双盲、临床随机，安慰剂对照研究)的结果近期公布，研究显示GIST患者手术切除原发病灶后连续服用1年的格列卫后复发率明显低于安慰剂组(97% vs 83%)而且绝大部分患者对格列卫耐受良好。2007年法国发表的前瞻性、Ⅲ期临床随机对照研究表明连续服用超过1年的患者在CR、PR和疾病控制率均优于1年后停药的患者。

　　一种新的酪氨酸激酶抑制剂舒尼替尼(SU011248, SUTENT)，体外实验结果表明舒尼替尼能抑制表达失调的靶向受体酪氨酸激酶(PDGFR、RET或KIT)的肿瘤细胞生长，体内试验结果表明其能抑制PDGFR-β和VEGFR-2 依赖的肿瘤血管形成。一项随机、双盲、安慰剂对照的舒尼替尼治疗既往STI571治疗失败或不能耐受的GIST病人的临床试验表明，中位疾病进展时间、疾病无进展生存期、总缓解率，舒尼替尼都明显优于对照组

　　与此同时，其它分子靶向治疗的药物也逐渐走出实验室，开始应用于临床，如针对人类血管内皮细胞生长因子(VEGF)的单克隆抗体Bevacizumab(贝伐单抗，商品名Avastin)和针对人类表皮细胞生长因子受体(EGFR)的单克隆抗体Cetuximab(西妥西单抗，商品名Erbitux)也开始进入临床应用，并已经在晚期结直肠癌的综合治疗中显示了较好的应用前景。相信不久的将来，分子靶向药物和目前广泛应用的细胞毒性化疗药物一样，成为抗肿瘤的一线药物。

　　三、 微创外科

　　微创是外科操作技术的灵魂，是伴随外科学发展壮大而渗透于外科学理论、手术操作技术和辅助器械等的发展过程之中，其目的是保证手术中的充分显露和相同治疗效果的前提下，尽量减少手术创伤，以最小的侵袭或损伤达到最佳的外科治疗效果，同时保存脏器功能，提高生活质量。目前，在胃肠外科应用的微创外科技术方法主要包括：内镜外科技术、腔镜外科技术、微创化外科技术等。

　　对于局限于黏膜或黏膜下层的早期胃癌(无论有无淋巴结转移)，可以行内镜下黏膜切除(EMR)：其临床疗效与传统开腹手术相同。EMR在胃内适用于：⑴常规内镜活检难以确诊的某些病变的大块活检;⑵癌前病变的切除;⑶治疗早期胃癌。内镜超声(EUS)作为新的检查手段，迅速应用于临床，帮助胃肠外科医生对胃肠肿瘤的术前分期，判断黏膜下病变的性质。对于黏膜下恶性肿瘤，EUS形态学诊断的准确率为78%，合并细针穿刺(FNA)活检经组织学检查的准确率为91%。而EUS-FNA标本经免疫组织化学染色，则准确率、敏感度和特异度几乎为100%。

　　腹腔镜手术在胃肠外科已经得到广泛的开展，主要应用于肿瘤分期、胃肠道肿瘤手术、小肠切除，粘连松解、炎症性肠病、食道返流疾病和肥胖症的治疗。临床研究表明腹腔镜胃癌和肠癌手术与开腹手术相比，在清扫范围、淋巴结数目、术后生存率相比，没有显著差别，而手术时间、住院时间和术中出血均优于开腹手术。由此，美国结直肠外科医师协会于2004年发表了认可声明，认为对于结直肠癌根治性切除术，有经验的外科医师进行的腹腔镜手术可以取得与开放手术相同的疗效。

　　腹腔镜胃腔内手术(laparoscopic intragastric surgery，LIGS)的出现，使胃后壁病灶的腹腔镜手术变得非常简便、迅速。由于可在直视下进行准确的局部切除，因此也避免了邻近幽门或贲门部病变切除后导致狭窄的危险。目前，国外LIGS术的报道不断增加，已应用于各类胃后壁良性肿瘤的切除。

　　由于恶性GIST术后复发主要是瘤床和腹腔内肿瘤播散，术前或术中肿瘤破裂是预后不良的主要原因之一，因此术中也应强调无瘤原则。腹腔镜GIST手术必须在不增加肿瘤破裂的前提下进行，2004年的ESMO(European Society of Medical Oncology)举办的GIST国际研讨会认为，腹腔镜手术造成GIST肿瘤破裂和腹腔种植的机会高于开腹手术，一般不建议应用，仅对肿瘤直径在2cm以下，腔内生长的肿瘤适用。

　　四、 肠道黏膜屏障功能障碍

　　随着研究进展，临床医师提出了肠道黏膜屏障功能的概念，并且其重要性日益得到关注。肠道黏膜屏障功能障碍会引起肠道细菌和内毒素易位，并由此引发内源性感染、全身炎症反应综合征(SIRS)、多器官功能障碍(MODS)，乃至多器官功能衰竭(MSOF)。造成肠道黏膜屏障功能障碍的主要原因为长期禁食、肠道感染、严重创伤和应激、缺血等。

　　临床研究已经证实了肠内营养(EN)优于肠外营养(PN)。长期应用PN会导致肠道黏膜屏障功能障碍。术后尽量缩短肠外营养时间、尽早过渡至肠内营养的理念已经得到公认。营养支持模式已经由TPN向PN+EN和EN过渡。谷氨酰胺对于维持肠道黏膜屏障功能起着非常重要的作用，对于长期PN的患者必须予以补充。

　　自从循证医学概念的提出，即得到全球医学界的认同，并迅速渗透至临床医学各个领域。所以今后胃肠外科学领域发展和演变，一个很重要的原则就是要以循证医学的标准，去评估长期以来的治疗方法，并评价新的医疗手段。随着医学理念和相关技术、手段的不断进步，相信在今后的胃肠外科发展，会有更多的新方法和新观念不断涌现，循证医学就是检验其优缺点的唯一方法。