调强放疗下放射性肠炎防治的研究进展

苏景阳 严江 傅越 陈帅 林胜友

放射性肠炎（radiation enteritis，RE）是盆腔［1］、腹腔及腹膜后等恶性肿瘤予以放射线治疗后出现的常见并发症之一，较多累及小肠、直肠及结肠［2］。据统计，50%肿瘤患者接受过放射治疗，在25%的肿瘤中放疗起着重要的治疗作用，放射线导致的肠道损伤也随之增加［3-4］。国外报道显示，因长期放疗引起的急性RE发病率高达60%～80%，超过了炎症性肠炎（inflammatory bowel disease，IBD）的总发病率［5］，还可能存在临床研究对慢性RE发病率低估的可能［6］。此外，放射线对肠道的损害不仅在接受放疗期间出现，还可延续至放射治疗后的十余年，发生率为5%～15%，有2%～17%的患者需接受外科治疗，另有15%～25%的患者因肠管放射损害死亡［7］。

1 调强适行下精准放疗

RE的发生率可以从选取最佳放疗技术及调控最低放射剂量两个层面进行降低。采取CT引导下的三维腔内后装放疗可准确给出临床靶区与危及器官的剂量，明显提高靶区适形度，降低RE发生率。三维腔内近距离放疗则是围绕源形成陡峭的剂量梯度，采用直接各分次“剂量－体积”直方图参数累积法计算总受照剂量，避免器官变形、施源器的数量及位置变化、剂量分布不均等因素的影响，极大化评估肿瘤靶区及周围器官受量，预测相应疗效与并发症。调强适形放疗因靶区精确剂量分布而被广泛应用，减少危及周围器官剂量以最大限度集中放射，提高杀灭肿瘤细胞的效果［8］。

FIORINO等［9］研究发现，小肠受照剂量≥5 Gy时相关不良反应随之增加，当放射剂量﹥50 Gy时，可并发急性RE。GUERRERO-URBANO等［10］临床中发现，V40、V45和V60肠环可以预测晚期2级放射治疗肿瘤组腹泻情况，建议限制V40<124 cc，V45<71 cc及V60<0.5 cc，以减少2级放射治疗肿瘤组消化道毒性。一项多因素研究中，CHOPRA等［11］则认为大肠V15与3级标准不良事件毒性相关（P<0.03），约束V15<250 cc、V30<100 cc以及V40<90 cc可使三级毒性由26.7%降至5.4%。同时，FONTEYNE等［12］在241例前列腺癌患者中发现乙状结肠V40与1级腹泻和失血有关，故建议限制V40<10%和V30<16%以避免1～2级腹泻。MOUTTETALDOUARD等［13］也发现，乙状结肠V30～40 Gy与“消化道毒性”显著相关（P<0.006）。此外，SMEENK等［14］为了将括约肌紧张度降低和大小便失禁发生率降至5%以下，建议限制肛门内括约肌<30 Gy，外括约肌<10 Gy，耻骨直肠肌<50 Gy，提肛肌<40 Gy。

2 RE发生机制及相应治疗方法

2.1 肠道黏膜炎症信号通路及治疗 电离辐射分解细胞内水分刺激氮氧化物合成酶产生活性氧（reactive oxygen species，ROS）和活性氮（reactive nitrogen species，RNS）。过量的ROS或RNS诱导DNA/RNA链断裂，促使核酸受损、变异，细胞内的蛋白质及脂质也因过氧化而被破坏，从而引起细胞衰老、凋亡和坏死等一系列变化。ROS的产生与DNA断裂等又激活了以核因子κB（Nuclear factor kappa B，NF-κB）为核心的多种信号转导通路，NF-κB是Rel/NF-κB家族中的一组转录因子，通过抑制P53依赖的细胞凋亡并上调Bcl-2家族的抗凋亡过程，激活其他信号通路的表达，以抵御外来刺激从而起到保护作用。NF-κBp65进入细胞核后将上调包括肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor，TNF-α）、白细胞介素10（interleukin-10，IL10）在内的多种炎症因子，刺激肠道黏膜，成为肠道黏膜炎症损伤的基础。与此同时，NF-κBp65不仅诱导了RE的炎症信号产生，其所上调的细胞因子又可以反作用于NF-κBp65的过表达，形成正反馈回路［15］，因此NFκBp65还在RE的信号传递、放大阶段中起着关键作用。有文献总结了在放化疗过程中与NF-κBp65激活相关的路径，其中Toll样受体（Toll-like receptors，TLRs）便是最重要的一环［16］，TLRs家族目前已确定的亚型［17］中TLR4亚型能继续激活NF-κB信号通路，使炎症信号持续放大。

抗氧化剂通过拮抗ROS或RNS抑制炎症因子，是RE治疗方案中的关键药物，循证医学提示细胞保护剂阿米福汀能清除ROS和修复DNA断裂所需的氢，并减少放疗所致的胃肠道不良反应［18］。其他常用的抗氧化剂还有姜黄色素、维生素C、维生素E及其衍生物、N-乙酰半胱氨酸等。NF-κB相关抑制剂如IKK、REI蛋白抑制剂，则通过抑制NF-κB从而减轻或改善临床症状，以IKK抑制剂家族作为研究的重点与难点，其复合物包括IKK-α、IKK-β和IKK-γ，IKK-α和IKK-β作为催化亚基，IKK-γ则是调节亚基。其中，IKK-β抑制剂更是IKK复合物中的研究热点，以吡唑并嘌呤为母核合成的氮杂稠环类IKK抑制剂对大多数IKK-β有选择性抑制作用，如KUSHIDA［19］新发现的E6070。OLIVIER等［20-21］研究表明，6，8-双取代基异喹啉IKK-β抑制剂通过抑制IKK-β激酶活性及诱导抑制TNF-α从而产生抗炎作用，其中以7，8，9三种化合物抗炎效果最强、毒性最低。

2.2 肠道菌群紊乱及改善 肠道微生物群落是复杂而动态的，菌群由细菌、真菌、病毒、原生动物及古细菌组成。在胃肠系统内，细菌种类和群落在整个管腔中分布不均匀，细菌的密度和多样性沿肠纵轴增加。人类口腔中每克唾液中含有108～1,010个菌落形成单位（CFU）细菌，这些细菌通过吞咽反射进入胃肠道，先逐渐减少到增多，回肠和结肠细菌每克肠道内容物中分别约有1010CFU和1010～1012CFU［22］。正常成年人肠道内定值的菌群可达400～500种，CFU总量为体细胞数量的10倍左右，在维持肠道内稳态和完整性方面起着重要作用。肠道组织对电离辐射极其敏感，辐射毒性易诱导肠隐窝中的细胞凋亡，从而破坏肠道菌群维持的肠道黏膜稳态，导致菌群通过黏膜移位进入血液循环产生炎症反应，严重者可由局部炎症进展为全身炎症表现［23］。TOUCHEFEU等［24］发现，接受放射治疗的患者肠道菌群明显改变，最常见的是双歧杆菌、梭状芽孢杆菌、普氏杆菌减少，肠杆菌科和类杆菌增加，这些变化可能导致黏膜炎的发生，出现腹泻和菌血症。肠道免疫功能受损，影响先后天免疫，有毒、有害的细菌由外侵入肠道后过度生长诱发感染，导致肠道活性丧失，主吸收功能受限，最终引起水、电解质及酸碱失衡，肠道菌群紊乱。

益生菌是一种非致病性的活微生物，当摄入足够数量时，可在肠道内定植，促进健康肠道菌群的恢复，并有助于恢复其功能，包括维护黏膜的完整性和调节免疫系统。目前常用的益生菌种类包括副乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、发酵乳杆菌、长双歧杆菌、嗜酸乳杆菌和动物双歧杆菌等。对人体使用益生菌时，应考虑不同益生菌之间的主要遗传差异，同时预期人体对不同的益生菌产生的反应。如乳杆菌和双歧杆菌分属不同的门类，其系统发育差异极大，即便同目间的乳杆菌也存在很大的差异，这主要与同一物种的不同菌株中基因组的差异性有关，基因组测序表明人类肠道微生物的基因数目是人类基因的150倍［25］，这一点在副链球菌［26］中已经得到明确证明，因此，在对人体使用益生菌时，应考虑不同益生菌之间的主要遗传差异，同时预期人体对不同的益生菌产生的反应。

益生菌可通过其本身以及分泌的P40蛋白，激活抗凋亡通路AKT，抑制预凋亡通路 P35/MAPK，活化 COX-2 途径抑制炎症反应，从而减少细菌及 TNF-α、INF-γ等细胞因子的释放，抑制肠道上皮细胞凋亡，改善细菌移位，调节肠道微环境以保护肠黏膜屏障。益生菌中的双歧杆菌有清除氧自由基、抗脂质氧化作用，同时还能通过自身粘附并定植于肠道黏膜上形成空间位阻增加肠黏膜厚度［27］，减轻肠道黏膜放射线损害，保护肠道黏膜的完整性。一项Meta分析表明，放疗患者联合使用长双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、短双歧杆菌、婴儿双歧杆菌和布拉氏酵母菌可以很好地降低黏膜炎的发生率或改善其症状［24］。研究发现，鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus GG，LGG）诱导的放射保护依赖于Toll样受体2（TLR-2）和环氧合酶-2（COX-2），并与COX-2+间充质干细胞（MSCs）从绒毛固有层迁移到隐窝上皮干细胞附近的固有层有关［28］，其机理可能通过增加黏膜成纤维细胞释放COX-2介导的PGE2参与维持上皮屏障完整性和黏膜耐受性。野生型LGG及LGG条件培养液（LGG-CM）均具有辐射防护作用［29］。同时，乳杆菌还可以增强人体内巨噬细胞的吞噬活性，对免疫应答的启动、调节及确保免疫功能的稳定都有重要的影响。此外，菌群移植（fecal microbiota transplantation，FMT）也是一种调节肠道菌群失衡并恢复肠道菌群多样性的治疗方法，李宁等［30］收集2,010例RE患者进行临床研究，结果显示菌群移植疗法可明显缓解相关临床症状，并使维也纳直肠镜综合性评分改善甚至达到治愈标准。

2.3 肠道黏膜细胞损伤及修复 肠上皮细胞尤其是肠上皮干细胞是放射线损伤的主要靶点，肠干细胞分裂增殖早于DNA损伤修复，大量肠干细胞基因组不完整，增殖后容易死亡，严重阻碍上皮细胞再生，导致肠道黏膜破坏。干细胞是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的未分化细胞，它在一定条件下能诱导分化成多种功能细胞。小肠隐窝中的Lgr5+柱状干细胞在放射性肠损伤后干细胞的修复过程中起到重要地位，LU等［31］用3，3′-二吲哚基甲烷抑制经射线照射后Lgr5+干细胞的凋亡从而起到修复肠道黏膜的作用，同时间充质干细胞容易向肠道黏膜上皮聚集，定植于肠道，促进肠道黏膜组织的修复［32］。另一方面，Bmi1+干细胞被认为是肠内干细胞储存库，Bmi1+亚群可能通过分化为Lgr5+亚群发挥作用，修补由炎症、细菌感染或放射线损伤导致的黏膜损伤。

RE的另一个诱因是肠道血管内皮细胞的损伤，放疗后局部血液回流不畅、渗透性增加，NF-κB信号通路介导的炎症因子大量释放导致炎症细胞聚集、间质纤维素沉积促使血液呈现高凝状态，诱发血栓形成，造成闭塞性动、静脉炎和微血管功能不全，导致肠壁缺血坏死、溃疡及穿孔。HAN等［33］研究表明，替普瑞酮可以促进肠血管内皮细胞迁移再生，新生肠道血管，改善肠道功能。MINTET等［34］则发现纤溶酶原激活物抑制剂-1通过内皮依赖性机制抑制血管内皮细胞转化，保护肠道黏膜组织，从而延缓并限制RE的发生发展。

3 其他相关研究

RE的治疗方案还有很多，药物治疗如谷氨酰胺维持肠道黏膜正常结构及功能，提供肠道免疫力；复方角菜酸酯栓隔离肠道内容物与肠黏膜，减轻炎性浸润；甾体类药物如二丙酸倍氯米松栓剂［35］明显降低直肠出血风险，并改善直肠黏膜损伤等。其他还有高压氧新生正常组织血管、内镜下氩离子束凝固术或射频消融术止血、手术治疗用于缓解严重梗阻、穿孔、出血等并发症等。

4 总结与展望

近年来，随着放疗技术的广泛开展以及多种治疗的联合应用，放疗已然成为恶性肿瘤综合治疗的一个重要组成部分，RE发生率也因此呈增高趋势。调强放疗下精准治疗能降低RE发生率，熟知RE的发生机制、疾病特点和西医治疗方案便能够解决大多患者的临床需求，但仍提倡中西医结合进行防治，提高患者生活质量。因此，未来应继续积极推进RE相关研究，加强中西医合作，不断完善诊疗方案，为患者获取更好的长期疗效打下坚实的基础。