0 引言
腹膜粘连是长期困扰外科手术领域的一个重要问题. 剖腹术后粘连发生率达90%以上[1], 80%以上的病例在伤口和网膜之间形成粘连, 50%病例累及肠道[2]. 腹膜具有强大的再生能力, 虽然早期一定程度的腹膜粘连反应可使腹腔炎症局限, 有利于创伤的愈合, 但腹膜粘连可引起严重并发症, 包括肠梗阻、腹痛、女性不孕和盆腔痛[1], 增加再手术的难度和手术并发症, 不但给患者造成极大痛苦, 也给社会带来负担, 因此预防腹膜粘连是外科领域非常关注的问题, 也是外科开腹手术急需解决的重大难题.
1 腹膜粘连的病理过程
腹膜损伤后引发修复反应, 最终形成如下结构: 表面有一层与正常腹膜表面相同的间皮细胞, 内部是由大量胶原纤维及部分弹性纤维组成的结缔组织, 其间分布着纤维母细胞及少量吞噬细胞, 并有毛细血管长入其中. 尽管这种血管能为其提供养分, 但缺乏真正的内膜结构, 而不同于正常血管. 动物实验证实: 腹腔粘连的形成过程有以下几步: (1) 纤维蛋白胶状基质形成. 腹膜损伤后, 机体反应涉及凝血、激肽、纤溶及花生四烯酸代谢四大系统, 使机体很快进入临界凝血状态, 存在于血液及腹膜内的纤维蛋白原分泌于创面, 在凝血酶的作用下, 其相互作用形成可溶性聚合物. 这些聚合物在腹腔内停留足够的时间, 与一些凝血因子充分接触后, 成为不溶性聚合物, 最后再与较大分子蛋白相连接, 形成纤维蛋白胶状基质. 这一过程发生于伤后3 h内. 此胶状物位于两受损腹膜面间, 形成粘连雏形. (2)伤后1-3 d纤维蛋白基质逐渐被包含有纤维母细胞、巨噬细胞的血管颗粒组织所取代. 此时, 粘连表面尚无间皮细胞出现. (3) 第4 d大部分纤维蛋白消失, 呈现出大量的纤维母细胞及与之相关的胶原纤维, 并见不少巨噬细胞. (4) 第5 d纤维蛋白网逐渐形成, 其间可见明显的胶原纤维束、纤维母细胞及一些乳突细胞. 另外, 可见具有内皮细胞的小血管系统. (5) 5-10 d纤维母细胞逐渐排列规整, 胶原纤维沉积增多. 2 wk后细胞成分明显减少, 且主要是纤维母细胞. 最后, 腹膜损伤部位被间皮细胞覆盖, 形成纤维性粘连.
2 腹膜粘连发生的分子机制
Menzies[3]提出, 机械性损伤、组织缺血、异物刺激及腹膜炎等导致的浆膜损伤是腹膜粘连的主要诱因. 生理状态下, 腹膜纤维蛋白胶状物的形成和溶解处于动态平衡状态, 凝固的纤维蛋白能在72-96 h内被纤溶酶溶解. 腹膜损伤、缺血、炎症均能使纤溶活性降低, 这是腹膜粘连形成最主要的原因. 腹膜损伤早期, 毛细血管通透性增高, 血液中纤维蛋白、纤维连接蛋白渗出, 血小板、淋巴细胞、中性粒细胞[4]游出, 同时组织缺氧、局部异物刺激等激活单核巨噬细胞、肥大细胞、成纤维细胞、血小板, 产生并释放大量生物活性物质如前列腺素、白三烯、氧自由基、细胞因子、5羟色胺、组织胺及激肽释放酶, 进而促进纤维母细胞的增生、胶原的合成、纤维蛋白胶状物的沉积. 纤维蛋白胶状物是以胶原-纤维连接蛋白-蛋白多糖复合物的形式存在. 纤溶酶可将纤维蛋白和纤维蛋白原降解为纤维蛋白降解产物(FDP), 从而阻碍细胞外基质中纤维胶状物的形成. 组织中的纤溶酶是以酶原形式存在的, 纤溶系统的活性有赖于纤维蛋白酶原激活剂(t-PA)的活性, t-PA可被体内的纤溶酶原激活剂抑制物(PAI)所拮抗. 通常认为, 腹膜损伤早期(72 h内), t-PA降低和PAI浓度增高[5]导致大量的基质纤维胶状物不能被分解而永久性沉积下来, 形成粘连. Hellebrekers et al [6]研究认为, 腹膜损伤后, t-PA含量在创伤后4 h最低, 以后逐渐增高, 24-72 h增高至正常或稍高水平, 而局部纤维蛋白合成量明显增多, 因而导致沉积. 1 wk后大部分纤维蛋白消失, 呈现大量的纤维母细胞及胶原纤维, 形成纤维性粘连. 另外, 影响粘连形成的因子尚有细胞外基质中的金属蛋白酶, 因其可以降解I-III、VII型胶原及纤维结合蛋白. 基质金属蛋白酶(MMP-1)与基质金属蛋白酶抑制剂(TIMP-1)作用相反, 二者受多种细胞因子及激素的调节, 与创伤愈合结局关系密切[7]. 目前对腹膜粘连相关细胞因子的研究比较深入, 现选择三种主要的细胞因子分述如下:
2.1 转化生长因子b(TGF-b)
TGF-b是启动和终止组织修复的一种主要细胞因子, 是细胞生长的双向调节剂[8], 在腹膜粘连过程中有重要作用. TGF-b来源于人胚胎、血小板、单核细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、成纤维细胞、巨噬细胞等, 他能向临近细胞发出信号, 调节损伤组织重建的全过程. 哺乳动物中TGF-?有三种类型, 即TGF-b1 、TGF-b2 、TGF-b3, 不同的器官表达不同的TGF-b, 表达量与粘连形成有关[9], 腹腔器官、浆膜组织及粘连部位表达TGF-b1 、TGF-b3增多, 其中TGF-b1在组织损伤中效应最强. 另外, 在缺氧条件下间质细胞表达TGF-b1增高, 导致III/II型胶原比率增大[10]. TGF-b通过与靶细胞受体结合发挥其效应, 他至少有I、II、III三种受体, 所有细胞均有表达. I、II型受体为跨膜的丝-苏氨酸激酶, 完成细胞间的信号识别, 参与介导TGF-b对细胞外基质的合成与沉积, 调节细胞生长增生; III型受体主要将TGF-b呈交给另外两种受体并调控细胞黏附蛋白和脂肪的形成. TGF-b能促进细胞外基质中各种成分如胶原蛋白、纤维连接蛋白和蛋白多糖的表达, 抑制其降解, 刺激结缔组织的形成. 在腹膜粘连过程中, TGF-b可能在损伤、炎症及纤维化之间起桥梁作用: 腹膜损伤后血小板和巨噬细胞释放TGF-b, 启动一个连锁反应, 破坏了纤维蛋白溶解与合成的平衡, 同时还导致细胞外基质的沉积, 从而促进了腹膜粘连的形成. 有实验报道[11]人腹膜间皮细胞加入人重组TGF-b1体外培养24 h, 测定t-PA和u-PA、PAI-1和PAI-2的mRNA及其蛋白含量, 结果: t-PA mRNA和蛋白含量是对照组的50 ％(P =0.001), PAI-1 mRNA及其蛋白较对照组成倍增长, u-PA基因表达增高, 但蛋白含量没有增高, PAI-2没有变化, 表明TGF-b1可抑制组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)的活性, 增强组织型纤溶酶原抑制剂活性.
2.2 血管内皮生长因子(VEGF)
VEGF又名血管通透因子(VPF), 是1989年发现的一种血管生成因子, 是由2个相同多肽链通过二硫键构成的同源二聚体糖蛋白, 其基因由8个外显子及7个内含子组成, 全长14kb. 其生物学功能主要有: (1)促进内皮细胞的增生. (2)增加血管的通透性和维持血管的功能. (3)血管生成功能. 增加血管通透性的作用部位主要在毛细血管后静脉和小静脉. 最初认为VEGF是通过增加内皮细胞间隙来实现的, 目前认为在小静脉内皮细胞的细胞质中有一些由若干囊液泡组成的葡萄簇样结构的小囊液泡器, 通过免疫细胞化学发现血管内皮细胞的基底膜面和小囊液泡器中有结合的VEGF. 局部注射VEGF后可观察到小囊液泡器功能增强, 提示VEGF可能通过对小囊液泡器之间窗口开启的调节而促使血管通透性增加. Murohara et al [12]认为VEGF通过刺激NO和前列腺素的释放而增加血管通透性, VEGF增加血管通透性的作用十分强烈, 其效应是组胺作用浓度的5万倍. VEGF抗体可拮抗VEGF的强烈血管通透作用, 从而抑制纤维蛋白原渗出、沉积, 达到预防粘连的作用.
2.3 肿瘤坏死因子(TNF-α)
TNF-α属于介导炎症的细胞因子, 在体外能促进成纤维细胞的增生, 激活中性粒细胞、肥大细胞、巨噬细胞、内皮细胞, 在体内炎症前期有一定的介导作用, 同时也是炎症反应中激活细胞因子级连反应的主要递质. 在炎症腹膜中, TNF-α的合成和释放, 成为产生纤维素性粘连的基础[13]. TNF-α能使腹膜间皮细胞增加I型纤溶酶原激活剂抑制剂(PAI-1)的生成[14]. 实验[15]表明术后TNF-α含量与粘连形成呈线性正相关.
3 腹膜粘连的药物防治
腹膜粘连形成机制的复杂性提供了各种药物干预的机会. 近年来药物治疗取得了新的进展.
3.1 抗炎药
通过抗炎症反应, 减少纤维蛋白渗出, 防止腹膜粘连形成. 有研究证明5-羟色胺受体拮抗剂有减少粘连的作用[16]. 激素类药虽有抗炎作用, 但其抑制免疫, 影响伤口愈合, 较少应用. 非甾体抗炎药(如布洛芬、消炎痛、阿司匹林等), 是通过影响环氧合酶活性而改变花生四烯酸代谢, 抑制其终产物(包括前列腺素和血栓素)的形成, 以调节炎症过程, 预防粘连形成的动物实验[17,18]已多次证明大量静脉用药可减少腹腔粘连的形成. 色甘酸二钠是肥大细胞膜的稳定剂, 减少肥大细胞脱颗粒, 动物实验[19]表明其可使腹膜粘连减轻. Dai-Kenchu-to可抑制COX-2活性[20], 防止术后肠粘连和炎症反应. 氧自由基清除剂及钙通道阻滞剂亦可减轻局部炎症而预防粘连形成, Galili et al [21]最近用美蓝腹腔给药能明显减少手术后腹膜粘连的形成, 机制是干扰自由基的产生, 减少红细胞膜损伤.
3.2 促纤维蛋白溶解、抑制成纤维细胞增生药物
(1)纤维蛋白沉积是粘连形成的关键环节, 预防和去除纤维蛋白的药物在理论上可以防止粘连的形成, 但其有引起伤口愈合不良或出血的危险: (a)全身或腹腔内应用链激酶、尿激酶、弹性蛋白酶. (b)应用组织纤维蛋白溶解酶原激活物防止粘连及使用α-球蛋白增强巨噬细胞吞噬渗出的纤维蛋白的功能. (c)抑肽酶为非特异性纤溶剂, 作用机制可能是调节腹膜修复中的一些递质和纤维蛋白溶解作用, Ozogul et al [22]研究认为抑肽酶在腹膜损伤早期抑制白细胞功能相关抗原(LFA), 通过抑制纤溶酶及转化生长因子b的活性防止粘连形成. (2)防止纤维蛋白的沉积: (a)腹腔应用枸橼酸钠、肝素或其他抗凝剂来预防手术后腹腔内纤维蛋白沉积形成粘连. 机制: 促进纤溶酶原激活物的活性, 从而增强纤维蛋白溶解作用; 刺激巨噬细胞分泌纤维蛋白溶解酶原激活物. (b) 灌注奥曲肽: 是生长抑素的一种合成类似物, 可抑制T细胞对组织损伤的反应, 减少胶原的合成, 防止胶原纤维沉积形成粘连[23]. (c) 含RGD片段的多肽: 含3-7个氨基酸的多肽均具有防粘连作用, 但以7肽作用最为显著[24], 机制是通过阻止整合素与相应受体结合, 从而阻止纤维连接蛋白与纤维蛋白结合, 阻止纤维蛋白沉积, 并可阻止血小板聚集与激活, 阻止白细胞渗出, 最终防止粘连形成. (d) 纤维蛋白密封剂[25]在腹膜创伤后防止纤维组织的沉积, 防止粘连的形成. (e)丹参注射液对体外培养的成纤维细胞的增生和分泌有抑制作用, 丹参可使粗面内质网变性, 使细胞合成胶原蛋白减少. (3)抑制成纤维细胞增生: 激素类药物可抑制成纤维组织的增生, 氯氟舒松软膏局部涂擦腹膜受损创面的动物实验[26]表明其可降低严重的腹膜粘连, 但激素易致吻合口不愈合及腹腔脓肿. 5-氟尿嘧啶也有相似作用及副作用.
3.3 某些防腹膜粘连的大分子物质
(1)卵磷脂: 存在于机体细胞膜及腹腔液中. 外源性卵磷脂可在腹膜损伤处形成一层光滑薄膜, 可阻止两创面对合, 同时增加小肠的活动性. 这样可减少纤维蛋白在两个浆膜面间的沉着而预防粘连形成. Muller et al [27]实验研究表明磷脂可减轻粘连的形成, 不影响损伤部位的胶原合成, 不影响创伤的愈合. 脂肪乳剂及聚乙烯吡咯烷酮(PVP)有类似作用. (2)甘油等组成的泡沫状物: 一种由甘油、丙二醇、硬脂酸甘油脂及硅酮油组成的泡沫状混合物, 腹腔给药后, 可通过阻止纤溶酶原激活剂由创面移走而防止粘连形成, 还可阻止细菌、真菌及酸碱化学物质进入腹膜创面. 其确切机制及临床价值有待进一步研究. (3)右旋糖酐: 是一种来源于发酵过程可溶于水的多糖类. 作用机制: 水化漂浮和硅化作用分隔腹膜面、稀释局部纤维蛋白的浓度、保护局部纤维蛋白溶解酶原激活剂及干扰多形核白细胞表达黏附分子等. 但临床妇科研究未能证明其抗粘连作用, 并因其可引起腹水、凝血功能障碍及过敏反应等限制临床应用[28]. (4)透明质酸(HA): 一种新型的防止术后组织粘连的高分子可吸收生物医学材料[29], 是一种高分子量直链多糖, 有特殊的物理化学和流变学特性以及生物学作用, 同时又是生物可降解性高分子, 具有良好的生物相容性, 对防止术后组织粘连有良好效果. 透明质酸钠可减少淋巴细胞浸润, 抑制细胞的迁移, 限制血纤维蛋白原的扩散, 抑制超氧化物从PMN中释放[30], 有效防止腹膜粘连, 在腹部外科手术临床应用中有良好效果. (5)半固态胶状物: 泊洛沙姆(poloxamer 407)与N, O-羧甲基己丁糖(NOCO): 均具有较好的组织相容性, 可于创面形成胶状物, 实验证明均有可靠的防粘连效果, 但机制不清. (6)蜂蜜有适宜的湿度、低pH、高渗性的物理特性, 可促进损伤创面的愈合, 研究表明[31]蜂蜜在损伤表面形成高渗性保护机制, 抑制纤维蛋白酶原的活性.
3.4 隔离物
腹膜粘连形成关键在伤后的5-7 d. 若在腹膜损伤面间置入隔离物, 且保持1 wk, 受伤腹膜便可再上皮化, 最后无粘连愈合. (1)膨化聚四氟乙酸(EPTEE): 用于血管移植物已数年, 因其非免疫原性, 近年用于预防粘连. 但其疏水性、组织黏附性差及非生物降解性, 使其必须缝合于损伤处成为永久性异物, 进而增加了缝合部位感染和粘连的机会. (2)氧化再生纤维素(ORC): ORC生物相容性良好, 能完全在体内降解, 滴到损伤部位后迅速形成胶状物并持续1 wk左右. 实验证明ORC可显著降低粘连的范围及程度, 但用前应彻底止血[32]. (3)羧甲基纤维素(CMC)是一种生物相容性良好, 能完全在体内降解, 无毒的液性生物材料, 经动物实验证实, 抗粘连作用明显, 用于腹腔1 d后形成胶冻样物质, 可保护受损组织再上皮化至5 d左右, 之后自体内清除. 透明质酸羧甲基纤维素(HA-CMC): 是HA与CMC结合而形成的新型可吸收生物膜, 具无毒、无免疫原性及生物相容性好等特点. 用于腹腔, 1 d后形成吸水性凝胶, 可保护组织再上皮化至第7 d, 28 d后自体内清除, 不需缝合. (4)聚乙烯乙醇侧链和苯基硼酸聚合体的主链部分与生物表面形成可逆的共价复合物, 比其静电结合生物效应更明显, 自然的覆盖创面, 保护这些表面不与其他蛋白或细胞进行交互作用, 4 h内阻挡细胞扩散, 24 h效应降低, 同时聚合物也能提高外科手术粘连溶解的疗效[33]. 聚乙烯乙醇水凝胶交联明胶经紫外线照射10 h, 在动物体内凝胶层3d被降解, 紫外线照射时间越长, 降解时间越长[34].
3.5 其他疗法
(1)通过应用血管内皮生长因子(VEGF)抗体, 拮抗VEGF的作用, 可减少组胺、激肽、花生四烯酸代谢产物, 改变血管通透性, 抑制纤维蛋白原沉积, 最终抑制粘连形成[35]. (2)抗转化生长因子-?抗体, 能明显减少纤维组织的细胞密度. (3)白介素10(IL-10)通过免疫调节减少术后粘连. (4)昔帕泛是血小板激活因子的拮抗药, 研究表明[36]其可减轻腹膜粘连, 且不影响创伤晚期羟脯氨酸含量, 即不影响创面愈合. (5)晶体液腹腔灌注可减轻粘连, 但晶体液吸收快, 500 ml晶体液在24 h内可被吸收干净, 而腹膜再上皮化需5-7d. (6)胃动力促进剂: 新斯的明、西沙必利等. 避免肠管间、肠管与腹膜间长久固定接触, 减少粘连. 西沙必利(普瑞博思)可促进神经丛的内源性乙酰胆碱释放, 还可通过促进运动胆碱能神经影响激素的释放及直接与内分泌细胞相互作用, 主动增加胃肠动力. (7)针灸并音频离子导入、推拿正弦调制中频电流、穴位注射配合音频治疗以及大乘气汤、通腹泻热灌肠合剂等中药方剂预防术后腹膜粘连.
此外, 改进外科技术也是防腹膜粘连的重要方面. 其目的为减少组织损伤, 减轻组织缺血缺氧性损害. 只有改进外科手术技术才能有效减少不必要的术后粘连的发生率和死亡率. 外科操作时应注意 (1)缩短手术时间. (2)手术操作轻柔规范, 勿伤肠管、脏器的浆膜, 避免牵拉、触摸及电灼, 保持浆膜湿润. (3)切勿缝合过紧, 应用细而无组织反应的缝线. (4)减少异物进入腹腔(如滑石粉、线头、棉丝). (5)腹腔清洗液用吸引器吸净, 避免用纱布揩擦. (6)尽可能选择创伤小的外科手术方式(如腹腔镜手术). (7)术后早期活动, 促进肠蠕动恢复.
到目前为止, 临床腹部外科手术后腹膜粘连的防治仍是一个重大难题, 尚无一种安全、有效、简便及可靠的防治粘连的措施. 随着对术后腹膜粘连发病机制认识的逐渐深入, 预防粘连会有更可靠的依据和方法. 随着生物医学研究的发展, 合成可降解、具有良好生物相容性的无毒、无副作用的液状高分子生物材料, 做为隔离物将成为医学界研究的热点之一. 单一隔离物并非十分理想, 如能把隔离物与促纤维蛋白溶解、防止纤维蛋白沉积等药物联合应用, 必将前景辉煌. 相信在国内外医学工作者的共同努力下, 随着对腹膜粘连机制的进一步阐明会有新的复合生物材料及生物制剂涌现, 应用临床, 造福人类.
