袖状胃切除术与食管十二指肠吻合伴全胃切除术对肥胖合并2型糖尿病大鼠模型糖代谢影响的对比研究

戚晓阳，林 煌，龚 宇，焦宇文，杨豪俊，钱 峻，张旭东，汤黎明

(南京医科大学附属常州第二人民医院减重代谢外科，江苏 常州，213000)

目前肥胖人群呈现日益庞大及年轻化的态势，除肥胖本身，2型糖尿病、高脂血症及非酒精性脂肪肝等肥胖合并症的发病率也逐渐增高，已成为严重威胁人类健康的全球公共卫生问题[1-2]。减重手术是治疗肥胖及其相关代谢疾病的新手段之一。相较传统治疗方式，减重手术治疗肥胖及代谢性疾病疗效确切，其中袖状胃切除术(sleeve gastrectomy，SG)近年由最初胆胰分流并十二指肠转位术的一期手术被逐渐提到独立术式的地位。越来越多的临床证据表明，SG能显著降低肥胖患者的体重并维持减重效果，并能有效改善或缓解2型糖尿病的症状[3-4]。亦有研究报道，胃癌合并2型糖尿病患者行全胃切除术后糖尿病症状亦可得到有效缓解[5-6]。因此本研究旨在对比SG与食管十二指肠吻合伴全胃切除术(esophagoduodenostomy with complete gastrectomy，EDCG)对肥胖合并2型糖尿病大鼠模型糖代谢的影响。

1 资料与方法

1.1 实验动物 无特定病原体斯泼累格·多雷大鼠(8周龄，250～280 g)购自南京医科大学实验动物中心，饲养于南京鼓楼医院动物实验中心屏障环境内[实验动物使用许可证：SYXK(苏)2019-0059]。实验操作经过南京鼓楼医院实验动物伦理审查委员会批准(批准号：2019AE02013)，并按实验动物实验的3R原则予以人道关怀。大鼠均经适应性饲养3 d后开始后续实验。

1.2 实验方法

1.2.1 主要试剂与仪器 高脂饲料、链脲佐菌素、柠檬酸一水合物、柠檬酸三钠盐二水合物、异氟烷、碘伏、75%乙醇、生理盐水、纱布、棉签、常规手术器械(持针器、眼科剪、无齿镊、有齿镊、组织剪、线剪、蚊式钳、血管钳、圆形缝合针、三角形缝合针、3-0/5-0/7-0外科缝合线)、安素肠内营养粉、超敏大鼠胰岛素酶免试剂盒、血糖试纸、稳豪倍优型血糖仪、小动物专用吸入麻醉机、超低温冰箱。

1.2.2 动物肥胖、2型糖尿病模型的建立及手术 大鼠予以高脂饲料喂养6周；构建肥胖及胰岛素抵抗模型成功后(图1)，予以链脲佐菌素30 mg/kg腹腔注射。注射后连续3次随机血糖值高于16.7 mmol/L并保持稳定3 d的大鼠作为肥胖合并2型糖尿病造模成功时纳入实验[7]，其余大鼠不计入实验。大鼠术前均禁食12 h、禁水6 h，异氟烷吸入麻醉，麻醉成功后，消毒、铺巾，取大鼠上腹部正中3～4 cm切口。假手术(Sham)组：逐层切开皮肤及皮下组织，暴露食管、胃、十二指肠等器官，将胃游离出腹腔，于大弯侧做长约1.5 cm切口，将胃内容物用棉棒清理干净后原位缝合(图2A)。用生理盐水冲洗腹腔，逐层关闭腹腔。SG组：逐层切开皮肤及皮下组织，暴露食管、胃、十二指肠等器官，将胃游离出腹腔，并根据切除范围结扎大弯侧血管。切掉占整个胃容积75%～80%的胃，包括胃底、绝大部分胃体组织。切除后将残胃内容物用棉棒清理干净。缝合关闭残端胃，止血冲洗，连续缝合残端(图2B)，并用生理盐水冲洗腹腔，用棉球将生理盐水蘸干后，大网膜覆盖残端胃，逐层关闭腹腔。EDCG组：逐层切开皮肤及皮下组织，暴露食管、胃、十二指肠等器官，将胃游离出腹腔，行全胃切除术后将十二指肠近段切口缝闭，距幽门远端约0.5 cm处行食管十二指肠端侧吻合(图2C)。用生理盐水冲洗腹腔，逐层关闭腹腔。

图1 普通饲料喂养组(左)与高脂饲料喂养组大鼠(右)外观体型的比较

图2 手术示意图(A:Sham；B：SG；C：EDCG)

1.2.3 术后处理及观察指标 术后禁水6 h、禁食3 d，予以5%葡萄糖生理盐水20 mL/d皮下注射补液，第4天起改流质饮食(10%安素溶液)，第7天恢复正常饮食。术后1周内每日监测体重，观察切口情况、生命体征及精神状态。术后第2周起，每日监测进食量，每周监测体重、空腹血糖(fasting glucose，FG)。

1.3 生化指标检测 术前、术后每两周取大鼠尾静脉血测FG，取颈静脉血测量大鼠空腹胰岛素。根据公式计算胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment of insulin resistance index，HOMA-IR)：HOMA-IR=(FG×空腹胰岛素)/22.5。术前及术后第8周采用葡萄糖灌胃的方法进行口服葡萄糖耐量试验，口服葡萄糖耐量试验前过夜禁食12 h，予以50%葡萄糖注射液(3 g/kg)灌胃，并于空腹、灌胃后15 min、30 min、60 min、90 min、120 min、150 min测量血糖。

2 结 果

2.1 大体观察 成功建模并入组的大鼠共18只，每组6只，EDCG组术后因吻合口漏死亡1只，其余无死亡。

2.2 体重、进食量及FG的变化 3组术前各项监测指标差异无统计学意义(P>0.05)。术后SG组大鼠体重进行性下降，而Sham组、EDCG组大鼠体重下降后回升(图3A)。由图3可见，术后第8周，SG组与EDCG组大鼠体重、进食量相较Sham组明显降低(P<0.01)，而SG组与EDCG组的大鼠体重、进食量差异无统计学意义(P=0.492，P=0.118)。术后第8周，SG组与EDCG组大鼠FG低于Sham组(P<0.01，P=0.020)，且SG组低于EDCG组(P=0.031)。

2.3 糖耐量及胰岛素抵抗水平的变化 术前与术后第8周进行糖耐量测定。由图3F及表1可知，SG组、EDCG组术后糖耐量水平及HOMA-IR较术前降低，其中SG组糖耐量水平与术前相比差异有统计学意义(P=0.036)。与Sham组相比，SG组术后糖耐量水平、HOMA-IR均降低(P<0.01)；EDCG组术后糖耐量水平降低(P=0.014)，HOMA-IR差异无统计学意义(P=0.343)。SG组与EDCG组糖耐量水平、HOMA-IR差异无统计学意义(P=0.768，P=0.057)。

图3 3组术后体重(A)、进食量(B)、FG(C)的变化，术前(D)、术后第8周(E)的口服葡萄糖耐量试验结果及曲线下面积对比情况(F)。*P<0.05；a：P<0.05,Sham组vs.SG组；b：P<0.05,Sham组vs.EDCG组；c：P<0.05,EDCG组vs.SG组

表1 术前、术后8周体重、进食量、PG、HOMA-IR的变化情况

3 讨 论

随着肥胖症患者数量在全球范围内的增长，减重外科学快速发展成为一门亚专科。肥胖合并2型糖尿病被认为是传统的内科疾病，治疗方式包括运动、改善生活方式、控制饮食、药物治疗等，但治疗效果难以令人满意[8]。减重手术对合并2型糖尿病的肥胖症患者术后血糖、远期并发症的改善作用陆续见诸报道，国外多年的随机临床对照试验(STAMPEDE Trial)证实，减重手术SG对2型糖尿病的治疗效果显著优于药物强化治疗[9]。SG在不改变胃肠道生理状态的情况下，利用其容量限制作用及胃的内分泌调节机制达到减重、缓解或治疗肥胖相关合并症的治疗效果[10]。有研究表明，SG对糖尿病患者的治疗有效率达84.6%[11]。亦有学者报道，全胃切除术后糖尿病改善率可达81.8%[6]。通过对比SG与EDCG两种术式治疗肥胖合并2型糖尿病大鼠模型，本研究发现两者均能达到减重、改善糖代谢的效果。

本实验中我们发现，肥胖合并2型糖尿病的大鼠，不论SG抑或EDCG，术后体重、进食量均显著减少，伴随食物摄入或食物经肠道吸收的显著降低，以及进食少量食物后即可出现饱腹感所导致的进食速度减缓，由此可引起术后显著的体重下降。但术后2周起，SG组与EDCG组进食量开始逐渐增加，EDCG组体重出现回升，而SG组体重仍呈现下降趋势。因此我们认为，SG术后体重的减轻除了摄食减少外，还存在其他机制。物理性胃空间的限制、激素水平及胃排空、饮食习惯的改变均会导致体重下降[12]，术后某些激素改变如胃饥饿素、胰高血糖素样肽-1等经肠脑轴反馈至中枢，进而调节食欲与能量代谢[13-15]。

我们观察到SG与EDCG术后FG、糖耐量水平得到明显改善，且SG术后FG显著低于EDCG。此外，两组术后糖耐量水平、HOMA-IR差异无统计学意义。这表明了SG、EDCG术后摄食减少并不是导致血糖改善的唯一原因，两种术式均能改善胰岛素敏感性而降低血糖。Widjaja等分别对2型糖尿病大鼠行保留与不保留胃的食管十二指肠吻合术，术后发现两者均可改善血糖，但保留胃的食管十二指肠吻合术具有更好的抗糖尿病效果[16]。2016年朱江帆教授团队提出了“胃中心假说”[17]。他认为减重代谢手术改善肥胖与代谢相关疾病机制的关键在于胃大弯，胃大弯中可能包含某些特定的细胞，能分泌某些因子参与到调节代谢的过程中。因此我们认为相较全胃切除，SG可进一步提高胰岛素敏感性。我们猜测胃大弯切除后的袖状胃也可能包括某些细胞或因子能改善胰岛素敏感性进而参与糖代谢的调节，但具体机制仍需进一步探究。

综上，通过肥胖合并2型糖尿病大鼠的减重手术模型，我们证实SG与EDCG能减轻体重、改善糖耐量及胰岛素抵抗水平，而相较EDCG，SG能更好地改善糖代谢。本研究为深入研究SG对糖代谢的调节作用奠定了基础，也为进一步开展SG与EDCG的临床对比研究提供了依据。