先天性巨结肠的研究进展
2015-01-23甄亚琴徐纪荣
甄亚琴 徐纪荣
1.山西医科大学儿科系,太原 030001;2.山西医科大学附属儿童医院,大原 030001
先天性巨结肠(Hirschsprung disease,HD)为常见的小儿消化道畸形之一[1],发病率为1∶5000 左右,位居消化道畸形的第2 位,临床表现主要是胎粪排出延迟、顽固性便秘和腹胀,常并发完全性或不完全性肠梗阻和小肠结肠炎等,可影响患儿生活质量及生长发育,严重者甚至危及患儿生命[2],最早为丹麦医生Harald Hirschsprung 于1886 年在柏林儿科学会上首先报道,并对该病进行了详细描述,特别是近几十年国内外学者对其进行了广泛研究,并且取得了巨大成就。随着国家对儿科的重视,各地新生儿科纷纷建立,新生儿及婴幼儿就诊率明显升高,虽然目前对此病已有一定的认识,对巨结肠类源病(allied of Hirschsprung disease,HAD)也有诸多相关报道,但仍有因诊断不准确,或未能及时治疗而导致严重不良后果的案例,对HD 行更进一步的深入研究,提高其治疗效果是临床医生仍需不断努力的重要方向。
1 HD 的发病原因
1.1 基因突变
HD 是一种与遗传有关的多基因、多因素参与的复杂性疾病,目前已经鉴定的HSCR 相关易感基因主要有酪氨酸激酶受体(RET)、胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)、NRTN、ECE1、内皮素B 受体(EDNRB)、内皮素3(EDN3)、SOX10、ZFHX1B、PHOX2B、KIAA1279等,与HD 比较密切的主要分布在两个受体、配体系统,即RET-GDNF 和ECE3-EDNRB 系统。RET 基因是一种具有酪氨酸激酶活性受体,它可以调控正常细胞生长和分化,尤其在肠神经系统的发育过程中起很重要的作用。基因突变导致受体功能障碍,不能正常调控细胞的发育,导致肠道神经发育不良,RET 基因编码的跨膜蛋白质在神经嵴源性细胞中均有表达,并担负很重要的生物学功能[3],Uesaka 等[4]发现当小鼠RET 基因表达水平降为原来的50%时,会出现类似于HD 样无神经节细胞肠段。GDNF 是RET 信号转导相关基因家族成员之一,其编码蛋白组产物在神经系统的发育、生长、损伤及修复等过程中发挥重要作用[5]。正常情况下,GDNF 基因的正常表达能保证神经节细胞正常移行到肠壁内,并继续发育保持其正常的生物学功能,但当GDNF 表达下调后,神经节细胞无法在肠壁内正常生长发育,最终导致消化道的神经节细胞丢失,进而发展成为HD[6]。层粘连蛋白(LN)作为重要的细胞外基质成分,能特异与细胞表面受体结合,并改变细胞内骨架结构及激动蛋白的分布情况,使细胞定向迁移并分裂增殖,有研究表明LN 基因的表达在狭窄段、移行段、正常段依次减弱。近来有研究表明,HD 患者携带的5 个SEMA3C/SEMA3D 基因错义突变对Semaphporin 3 蛋白表达有影响作用,Semaphorin 3 作为一类经典的神经元轴突导向因子,可能参与了肠神经系统的发育调控,并且在其功能失常的情况下可引发HD 缺陷表型[7-8]。黄发新等[9]报道HD 狭窄段肠组织中GAP-43 蛋白的表达较扩张段肠组织下调,提示GAP-43 蛋白可能是HD 发病的危险因素之一。马能强等[10]研究显示,Calretinin 可能通过共同调节细胞内钙离子浓度,从而影响肠道神经嵴细胞的分化、发育、成熟及定居,在HD 发病中起到一定的作用。
1.2 早期胚胎阶段微环境改变
多数学者认为胚胎早期环境因素在对神经嵴细胞的迁移途径以及最终分化程度上起至关重要的作用。肠壁内细胞外基质蛋白、细胞黏附分子、神经生长因子及其受体、神经营养因子及酪氨酸激酶等物质的分布异常或阙如,能影响神经嵴细胞的迁移分化及神经节细胞的发育与成熟。有研究人员发现在病变肠段的细胞外间隙有细胞黏合素和纤维连接蛋白等外基质蛋白的异常大量堆积,从而提出细胞外基质的异常是HD 的发病机制之一[11-12]。肠壁的缺血缺氧、感染、毒素、炎症等因素亦与HD 的发病有关。另外Kobayashi 等[13]发现在HD 患者的许多肠管无神经节段的一氧化氮合酶缺少,另有学者证实患者的结肠黏膜下存在Ⅱ类抗原的异常表达,但对照组和巨结肠患者的正常肠段却呈阴性反应[12],并通过不同病例的实验研究,都证实了免疫反应在巨结肠发病机制中有一定的作用。
1.3 遗传因素
目前有关HD 有遗传的相关研究尚无明确结论,有12%的HD 患儿可检测到染色体异常。研究提示HD 遗传病变基因可能在第21 号染色体上,但单纯的遗传因子并不能发病,必须要有环境因素的共同作用才能发生[14]。
2 HD 的诊断
2.1 临床表现
HD 患儿的临床表现因年龄而有相应差异,据统计正常足月新生儿98%于出生后24 h 内排出黑色黏稠胎粪,其余在48 h 内排胎便。而90%的HD 患儿在出生后24 h 不排便。一旦患儿出现胎便排出异常,继而反复便秘、腹胀等临床表现,结合肛查内括约肌紧缩,壶腹部有空虚感,如狭窄段较短,有时可触及粪块,拔指后有爆破样排气、排便,此为HD 患儿的典型表现。若患儿有腹泻、发热、腹胀加重及大便恶臭等临床表现,此时应考虑HD 并发小肠结肠炎的可能。严重肠炎时,若治疗不及时,可致肠管扩张,肠壁变薄缺血,肠黏膜在细菌及毒素作用下产生溃疡,出血,甚至穿孔形成腹膜炎[15]。
2.2 辅助检查
2.2.1 腹部X 线 腹部X 线为简单易行的初步检查方式,在病变肠段以上肠管扩张,内含有气体和液性粪便,呈气液平面,而在病变肠段少有气体,则小骨盆区内无气体阴影,为典型低位肠梗阻征象,新生儿时期HD 主要表现为肠管广泛胀气。但其分辨率、特异性不高,且容易受临床医生个人水平等因素的影响。
2.2.2 X 线钡剂灌肠(CE)CE 检查可作为HD 患儿的首选检查方法,不仅可以明确病变的范围、部位、肠管扩张情况及钡剂排出情况,同时有助于鉴别诊断,而且对于选择合适的治疗方法有较高的临床指导价值[16]。钡剂排空延迟是重要的影像学征象,即24 h 钡剂潴留达20%或以上,CE 可见整个肠腔边缘呈尖刺状,肠壁轮廓毛糙,是并发结肠炎的表现。薛壮[17]报道改良后的钡剂结肠照影检查方法诊断符合率达94.3%,既可以缩短检查时间又提高了术前HD 患儿肠的诊断正确率,与此同时可以使患儿免受不必要的辐射。
2.2.3 直肠肛管测压(ARM)ARM 以其安全、无创、较高的特异度和灵敏度等优点,已成为诊断新生儿HD的一种常用方法,直肠肛管抑制反射(RAIR)对HD诊断有重要价值。HD 患者由于神经节阙如,肛门内括约肌不能正常松弛,故此反射消失。RAIR 消失是诊断HD 重要的非侵入性检查,诊断准确性在儿童组高达95%以上,新生儿亦有60%~85%[18]。然而新生儿,特别是早产儿,由于肠神经未发育完全,可在出生后数天内不出现括约肌松弛反射以及技术操作人员的熟练程度等因素可能造成假阴性结果[19],此时就需要重复测压以降低漏诊率。
2.2.4 直肠黏膜吸引活检组织化学检查(RSB)该检查方法是确诊HD 的金标准。病变肠段神经节细胞阙如是HD 病理组织学诊断的主要标准。目前最常用的病理检查方法是苏木精-伊红(HE)染色和乙酰胆碱酯酶(AchE)染色,国内外研究较广泛的是免疫组织化学染色法,其标志物较多,其中包括CR、BMP、GDNF、NSE、S-100 等HD 发病相关基因、阳性表达蛋白系统等。Yadav 等[20]研究发现免疫组化染色在诊断HD 方面优于AchE 染色,其假阳性率低,结果容易判定,诊断正确率可达94%。
3 HD 的治疗
3.1 手术治疗
随着诊断技术的不断提高,有效提高了HD 的诊断率,并为手术方式提供了有价值的资料,HD 患儿一经确诊,在条件允许的情况下应尽快手术,但对于新生儿、婴儿等一般情况较差、梗阻症状严重、合并小肠结肠炎或合并严重先天畸形的HD 患儿,则应先作结肠造瘘手术,待一般情况改善,一般造瘘术后6~12 个月,再行根治术[21]。
3.1.1 根治性手术治疗 1948 年Swenson 等[22]首次提出直肠切除,结肠拖出与肛管吻合术治疗HD,取得良好效果。经典术式有四种,分别为Swenson 手术、Duhamel手术、Soave 手术、Rehbein 手术,该四种术式各有其特点,但在应用过程中发现其手术范围较广,手术损伤较大,术中出血较多,术后并发症较多,已逐渐被替代。1998 年Torre 等[23]首次报道经肛门巨结肠手术成功,该术式在全世界各地广泛开展,此术式更适用于新生儿和婴儿期,且术中出血量少,手术时间短,住院天数短,术后尿潴留率及肠粘连发生率低,但是据术后随访显示,肠管污粪发生率极高,主要是由于肛管被破坏,感觉功能丧失,经肛门巨结肠根治术分离切除过低可能造成括约肌功能和感觉功能受损,随后同济医院的王果教授设计了直肠肛管背侧纵形劈开的心形斜吻合术,该术式最大限度地保留了内括约肌,降低了并发症的发生。
3.1.2 腹腔镜辅助巨结肠根治术 1995 年Georgeson等[24]首先对腹腔镜Soave 根治术治疗HD 进行了报道,并取得良好的临床疗效。腹腔镜与传统开腹手术相比,具有术野清晰、创伤小、手术感染风险低、肠道功能恢复快等优点,其中最大优点是其美容效果可以与NOTES 相媲美,但其不适用于腹腔广泛粘连、腹胀明显无法建立气腹者,以及不能耐受CO2气腹者。李炳等[25]报道3D 腹腔镜手术辅助治疗小儿HD 3 例,提出高清腹腔镜具有三维、分辨率高的优点,可用于小儿HD 的腹腔镜辅助手术治疗。
3.2 神经干细胞移植
干细胞移植是治疗HD 一个新的领域,初步的动物实验表明异体和自体的干细胞移植是可行的。目前可用于治疗HD 的干细胞有胚胎干细胞(ESC)、中枢神经系统来源的神经干细胞(CNS-NSC)、神经嵴干细胞(NCSC)、肠神经系统祖细胞(EPC)、其他胚层来源的干细胞等,其中起源于胚胎期神经管背侧的神经嵴细胞迁移至肠道形成肠神经嵴干细胞(GNCSC),GNCSC 相对其他干细胞而言迁徙能力更强,属于ENS定向前体细胞,Richard 等[26]从胚鼠及新生的HD 患儿肠管中分离GNCSC 并移植入无神经节胚鼠肠管,进行至少21 d 的器官体外培养,发现移植细胞能够协调肠环形肌层钙离子活动,并部分恢复肠管的收缩性。
综上所述,HD 病因复杂,多数研究证实该疾病是多基因、多因素影响的遗传性疾病,同时受到环境因素和肠壁微环境的影响。其诊断主要依据患儿的临床表现和相关影像学检查,直肠黏膜AChE 检查及活检是确诊的金标准。该病一经确诊,在条件允许的情况下应尽快手术,术后患儿一般恢复比较好[27]。随着诊疗技术的进步,经肛门HD 根治术与腹腔镜辅助根治术使得新生儿期一期治愈该疾病成为可能,但在具体手术操作过程中仍应强调规范化操作,以尽量减少手术并发症的发生。
[1]Hanneman MJ,Sprangers MA,de Mik EL,et al.Quality of life in patients with anoreetal malformation or Hirschsprung′s disease:development of a disease——specific questionnaire[J].Dis Colon Rectum,2001,44(1):1650-1660.
[2]Heanue TA,Pachnis V.Enteric nervous system development and Hischsprung′s disease:advances in genetic and stem cell studies[J].Nat Rev Neurosci,2007,8(6):466-479.
[3]Bordeaux MC,Foreet C,Granger L,et al.The RET proto-oncogene induces apoptosis:a novel mechanism for Hirschsprung′s disease[J].Embo J,2000,19(15):4056-4063.
[4]Uesaka T,Nagashimada M,Yonemura S,et al.Diminished Ret expression compromises neuronal survival in the colon and causes intestinal aganglionosis in mice[J].J Clin Tnvest,2008,18(5):1890-1898.
[5]Moore SW.Total colonic aganglionosis and Hirsehsprung′s disease:shades of the same ordifferent[J].Pediatr Surg Int,2009,25(8):659-666.
[6]Ohnaka M,Miki K,Gong YY,et al.Long-term expression of glial cell line-derived neurotrophie factor slows,butdoes not stop retinal degeneration in a model of retinitis pigmentosa[J].J Neurochem,2012,122(5):1047-1053.
[7]姜茜,李颀,张震,等.先天性巨结肠患者SEMA3C/SEMA3D 基因错义突变对Semaphorin 3 蛋白表达的影响[J].医学研究杂志,2015,44(2):55-59.
[8]Alpy F,Rifié L,Jaubert F,et al.The expression pattern of laminin isoforms in Hischsprung disease reveals a distal peripheral nerve differentitation[J].Hum Pathol,2005,36(23):1055-1065.
[9]黄发新,刘磊,王建尧,等.神经生长相关蛋白-43 基因及其蛋白在先天性巨结肠肠组织中的表达[J].中国普外基础与临床杂志,2015,22(3):339-342.
[10]马能强,陈琦,李勇,等.Calretinin 基因在先天性巨结肠肠壁中的表达及意义[J].现代实用医学,2014,26(8):997-999.
[11]Parikh DH,Tam PK,van Velzen D,et al.The extracelhlar matrix components,tenascin and fibronectin,in Hirschsprung′s disease:an immunohistochemical study[J].J Pediatr Surg,1994,29(10):1302-1306.
[12]Best KE,Glinianaia SV,Bythell M.et al.Hirschsprung′s disease in the North of England:prevalence,associated anomalies,and survival[J].Birth Defects Res A Clin Mol Teratol,2012,94(6):477-480.
[13]Kobayashi H,Hirakawa H,Puri P.Ovexpression of intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1)and MHC class Ⅱantigen on hypertrophic nerve trunks suggests immunopathologic response in Hirschsprung′s disease[J].J Pediatr Surg,1995,30(12):1680-1683.
[14]齐林,郜向阳,靳三,等.新生儿先天性巨结肠合并小肠结肠炎的临床治疗及高危因素[J].临床小儿外科杂志,2006,5(1):8-9.
[15]马水利,张传龙,吴小亚,等.新生儿先天性巨结肠的早期诊断与治疗[J].临床医学,2007,27(2):33-35.
[16]王映飞,林剑军.新生儿先天性巨结肠X 线诊断及鉴别诊断分析[J].中国医学创新,2013,10(32):85-86.
[17]薛壮.改良钡剂结肠照影诊断小儿先天性巨结肠35 例分析[J].中国医疗前沿,2012,7(5):1673-5552.
[18]Nunez R,Cabrera R,Moreno C,et al.Usefulness of anorectal manometry in the neonatal diagnosis of Hirschsprung disease[J].Cir Pediatr,2000,13(1):16-19.
[19]Benninga MA,Omari TI,Haslam RR,et al.Characterization of anorectal pressure and the anorectal inhibitory reflex in healthy preterm and term infants [J].J Pediatr,2001,139(2):233-237.
[20]Yadav L,Kini U,Das K,et al.Calretinin immunohistochemistry versus improvised rapid acetylcholinesterase histochemisty in the evalution of colorectal biopsies for Hischsprung disease[J].Indian J Pathol Microbiol,2014,57(3):369-375.
[21]齐林,郜向阳,靳三丁,等.新生儿先天性巨结肠合并小肠结肠炎的临床治疗及高危因素[J].临床小儿外科杂志,2006,5(1):8-9.
[22]Swenson O,Bill AH.Resection of rectum and rectosigmoid with preservation of sphincter for benign spastic lesion producing megacolon[J].Surgery,1948,24(2):212-215.
[23]Torre ML,Ortega-Salgado JA.Transanal endorectal pull through for Hirschsprung′s disease [J].J Pediatr Surg,1998,33(8);1283-1286.
[24]Georgeson KE,Fuenfer MM,Hardin WD.Primary laparoscopic pull-through for Hirsehspmng′s disease in infants and children[J].J Pediatr Surg,1995,30(7):1017-1021.
[25]李炳,陈卫兵,王寿青,等.3D 腹腔镜手术辅助治疗小儿先天性巨结肠三例[J].中华胃肠外科杂志,2015,3(18):290-291.
[26]Richard ML,Hawcutt DB,Connell MG,et al.Human and mouse enteric nervous system neurosphere transplants regulate the function of aganglionic embryonic distal colon[J].Gastroenterology,2008,135(1):205-216.
[27]De La Torre L,Langer JC.Transanal endorectal pull-through for Hirschsprung disease:technique,controversies,pearls,pitfalls,and an organized approach to the management of postoperative obstructive symptoms[J].Semin Pediatr Surg,2010,19(2):96-106.