胆囊切除术后结直肠癌发病与肠道内环境变化的研究进展

赵元辰， 张淑坤， 苏 婷， 崔乃强

胆囊结石（gallbladder stone, GS）是我国普外科的常见病、多发病，主要由胆囊内胆汁成分异常、胆囊运动功能失调等原因引起，其中约80%为胆固醇结石[1]。GS患病率呈持续上升趋势，其主要治疗方法为胆囊切除术。胆囊切除术后可能出现多种并发症，其中术后结直肠癌发病对患者影响较大而倍受关注。

1 胆囊切除术与结直肠癌相关性

早在1978年Caprilli等[2]和Hager等[3]分别通过病例研究报道了有胆囊切除后更易发生结直肠癌（colorectal cancer, CRC）。Schemhammer等[4]进行一项共有85 184例女性患者在1982～1998的研究追踪，结果显示胆囊切除术可诱发女性大肠癌的发生。Kim等[5]研究发现胆囊切除术可能增加CRC的发病风险，尤其是女性。Zhang等[6]通过对10项队列研究进行荟萃分析胆囊切除术CRC的影响，对西方国家组进行了小组分析，发现西方国家胆囊切除术与CRC风险之间呈正相关。将胆囊切除与CRC关系进行Meta分析发现胆囊切除可能促进CRC的发病，可能增加女性患者结肠癌的风险，能够升高亚洲患者CRC的发病风险[7]。Chen等[8]指出胆囊切除与结肠癌发病显著相关。Lee等[9]对11 362例胆囊切除患者随访13年，研究发现胆囊切除术后1年患者继发结直肠癌的风险有所增加。Shao等[10]将630 628例按胆囊切除分为病例组（55 960例）与对照组（574 688例），然后分别进行了超过12个月的随访，结果发现胆囊切除能够增加患结肠癌的风险。

2 胆固醇代谢、肠道胆汁酸及肠道菌群的关系

胆固醇的主要生理功能为形成胆汁酸、构成细胞膜、合成激素。胆固醇合成胆汁酸是机体降低胆固醇，维持胆固醇稳态的重要途径[11]。肝脏合成的胆汁酸进入肠道后，在肠道菌分泌的胆盐水解酶（bile salt hydrolase, BSH）、7α-脱羟基化酶（7α-dehydroxylase, 7α-DH）作用下将胆酸（CA）代谢为去氧胆酸（DCA），将鹅去氧胆酸（CDCA）代谢为石胆酸（LCA）。此外，肠道菌还可以通过7α-羟基转变成7β-羟基将CDCA代谢为熊去氧胆酸（UDCA）。进入肠道中的胆汁酸95%以上被重吸收，仅5%由粪便排出。

肠道菌群是人体最庞大的微生态系统。健康成人肠道中栖息着多达30属500余种细菌，包含的细菌数达1014个，基因组总和比人类多100倍[12]。以专性厌氧菌或兼性厌氧菌为主。其中拟杆菌门和厚壁菌门的数量占90%以上[13]。肠道菌群功能多样，在人体代谢过程中起着重要的调节作用。可见胆汁酸与肠道菌相互影响，相互作用，密不可分。

肠道菌群可将胆固醇转化为不易吸收的粪甾醇，促进粪胆汁酸的排出。而且肠道菌群对胆固醇有吸附作用，可将胆固醇结合到自身细胞膜上。双歧杆菌、乳酸杆菌等可以通过抑制肠道胆汁酸分子的吸收降低肠上皮细胞内和血浆内的胆汁酸的含量，增强胆固醇7α-羟化酶(cholesterol 7α-hydroxylase，CYP7A1)活性，促进胆固醇向胆汁酸转化[14]。丁酸菌能够增加胆固醇向胆汁酸的转化[15]，抑制胆固醇的过饱和，而降低机体内胆固醇的含量。

胆汁酸能够维持肠道菌群稳态、防止细菌移位、增强黏膜屏障防御作用。而肠道中胆汁酸浓度改变，可直接影响肠道菌群的变化，进一步引起肠道菌群紊乱。既往研究发现厚壁菌门中部分菌属具有水解和脱羟基作用，其中梭菌可以分泌7α-DH，毛螺旋菌科能够分泌7α-DH，布劳特氏菌属可产生BSH、7α-DH[16-17]，布劳特氏菌_obeum可产生BSH、7α-DH，与DCA呈正相关，与CA水平呈负相关[18-19]，放线菌中的产气柯林斯氏菌具有BSH活性作用，与CA水平呈负相关[20]。表明厚壁菌、放线菌门中的部分菌群与粪胆汁酸代谢存在密切相关性。可见胆固醇、粪胆汁酸及肠道菌群三者间有着直接或间接的关系。

3 胆囊切除术后胆固醇代谢、粪胆汁酸及肠道菌群的变化

3.1 胆囊切除术后胆汁酸及胆固醇变化 胆囊切除术后，胆汁失去储存场所，胆道内压高于Oddi括约肌压力，引起Oddi括约肌长期开放，导致肝脏合成的胆汁不断地排入肠道中，引起胆汁酸肠肝循环次数增加。胆囊切除后胆汁酸肠肝循环次数是健康人的2倍[18]。24 h胆汁酸分泌量升高，初级胆汁酸和肠道菌群接触时间延长，导致次级胆汁酸在总胆汁酸中比例升高，Vernick等[21]也发现胆囊切除后胆汁酸不断地通过肠道和肝脏，引起肠肝循环的次数增加，初级胆汁酸向次级胆酸转化增强。次级胆汁酸在回肠激活法尼样X受体(farnesoid x-activated receptor, FXR)转录，抑制CYP7A1的转录，减少胆固醇向胆汁酸的转化，降低了胆固醇的代谢。

Berr等[22]研究发现胆囊切除后3个月，CA合成率平均降低37%，平均胆汁酸池减小。肝脏合成的初级胆汁酸和总胆汁酸池（CA、CDCA和DCA的总和）减少。另有研究发现，在胆囊切除后6周，CDCA的合成速率降低，胆汁酸池容量减小，但在术后9～12个月，CDCA和DCA的合成速率及胆汁酸池大小未见明显变化。Kullak-Ublick等发现，胆囊切除术后超过5年的12例女性患者胆汁酸池容量无明显变化。Keren等[23]进行了患者自身胆囊切除术前后（n=11）粪胆汁酸的对照研究，以及术前（n=13）和术后（n=17）粪便标本比较，结果显示胆囊切除后粪DCA水平显著升高，余粪胆汁酸变化未见显著差异。

3.2 胆囊切除术后肠道菌群改变 胆囊切除术后胆汁合成、分泌、浓缩、排泄和重吸收异常，低浓度的胆汁酸，抑菌作用降低，可能造成肠道菌的过度增殖。低浓度的胆汁酸能够降低结肠组织跨上皮阻力，增加肠上皮的通透性，增加结肠组织对细菌的吸收。胆汁酸在小肠中重吸收降低，引起排入结肠的胆汁酸增多，促使次级胆汁酸生成增多，对有益菌的抑制作用增强，进一步导致肠道菌群紊乱。肠道中的丁酸菌减少可能引起机体胆固醇的代谢变化。

研究发现胆囊切除后肠道内的乳酸杆菌、双歧杆菌丰度显著降低，大肠杆菌、肠球菌、类杆菌科、Oscillospira和拟杆菌属丰度明显升高。Oscillospira与次级胆汁酸（如LCA）呈正相关，与CA和UDCA呈负相关。Roseburia与Oscillospira和Rumiococcaceae呈负相关。Oscillospira直接或间接参与初级胆汁酸向次级胆汁酸的转换。

4 胆囊切除术后变化与术后结直肠癌发病之间的关系

4.1 胆汁酸代谢变化与术后结直肠癌发病的关系 胆囊切除后，胆汁持续、低流量进入肠道，单位时间内胆汁输入量增多，滞留在肠道的时间延长，使次级胆酸的比例增加。另有研究表明肠壁长时间接触次级胆酸能够促进结直肠癌的发生和发展[24]。次级胆酸可以增加肠黏膜对致癌物质的通透性，在结直肠组织中蓄积造成细胞毒性损伤，引起组织DNA的氧化损伤、炎症和肠上皮细胞增殖等，最终导致组织癌变。动物实验证实，粪胆汁酸变化是结肠癌发生的原因，如高浓度粪次级胆汁酸。流行病学研究发现结直肠癌的发病率与粪便胆汁酸水平相关，尤其是脱氧胆酸[25]。粪CA、CDCA含量降低，DCA升高可能影响肠道黏膜免疫，黏膜屏障的完整性[26]，改变肠道pH值及肠道菌。

4.2 肠道菌群变化与术后结直肠癌发病的关系 肠道中DCA升高抑制大多数革兰氏阴性厌氧菌，如脆弱杆菌、产气荚膜梭状芽胞杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌和肠球菌等有益菌的生长。在肠肿瘤发展过程中DCA可以升高小鼠肠道中拟杆菌、梭菌、Ruminococcus、Escherichia-Shigella、Desulfovibrio、Dorea等机会致病菌水平。降低小鼠中乳杆菌、乳球菌、罗氏菌等。另有研究发现，结直肠癌患者粪便中梭杆菌、卟啉菌和奇异菌丰度升高。结直肠癌患者肠道微生物中致病菌数量较健康人群明显增加，如肠球菌、克雷伯菌、志贺菌、链球菌和消化链球菌等[27]。初级胆汁酸经过肠道菌群的脱羟基作用后生成更多具有强致癌作用的次级胆汁酸[28-29]。

5 小结

胆固醇是机体组成的重要物质，参与机体重要功能代谢；肠道菌群种类、数量巨大，功能多样；胆汁酸功能复杂，三者之间相互作用、相互影响、密不可分，在机体生理、病理变化中起着重要的作用，三者的改变可影响机体能量代谢、免疫等。胆囊切除后结直肠癌发病可能与术后部分肠道胆汁酸含量、占比及肠道菌群的改变相关。随着结直肠癌发病机制的不断研究，调节肠道胆汁酸及肠道菌群可能更好地改善肠道内环境而降低结直肠癌的发病。

研究发现中药可以调节胆汁酸的合成、分泌、重吸收等功能，恢复肝胆系统正常功能，降低并发症发生率。现代药理研究表明：小柴胡汤能促进肝细胞分泌胆汁，使肝胆管内胆汁增多，内压增高，oddi括约肌松弛，促使胆汁排出。实验证实小柴胡汤可明显改善胆汁酸的代谢，有效调节胆汁中胆固醇、胆汁酸的含量及比例，从而抑制胆石的形成[30]。大柴胡汤能促进胆汁分泌，能明显增加胆汁酸含量（胆汁酸是促进消化、吸收脂类成分的主要物质），能减低胆固醇的含量(降低胆固醇的合成或促进其分解，减少沉淀，防止胆石的形成)[31]。吴海斌等[32]研究发现应用茵栀黄注射液治疗肝内胆汁淤积大鼠，通过干预FXR上调BSEP表达来促进胆汁酸的分泌。

中药亦可以通过促进有益菌的增殖或抑制某些致病菌来维持菌群平衡。对肠道微生态起到双向调节作用，进而起到治疗疾病的作用。在脾虚小鼠模型实验中四君子汤[33]、香砂六君子汤、理中汤、补中益气汤、参苓白术散、七味白术散等健脾方剂可以促进肠道双歧杆菌、乳酸杆菌数的生长，增加肠道菌群多样性，抑制致病菌（肠杆菌、肠球菌等）的生长[34]。白术可促进肠道菌群中双歧杆菌和乳杆菌的增殖等[35]。