罗锦涛，潘耀振，杨婧

(1.贵州医科大学,贵阳 550004； 2.贵州医科大学附属肿瘤医院肝胆外科,贵阳 550004；3.贵州省人民医院妇产科,贵阳 550004)

糖尿病目前国际上暂用世界卫生组织糖尿病专家委员会提出的四大类分型标准。其中2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)最为多见，中国国家疾病控制中心和中华医学会内分泌学分会的调查结果显示，我国18岁以上人群T2DM患病率为9.7%[1]，由此带来的间接经济负担也是逐年增加[2-3]。在欧美国家，胆囊结石发病率为20%[4]。我国成人胆囊结石的患病率约10%，中年女性患病率可达15%，因人们生活水平的提高，目前以胆固醇结石多见，发病率也逐渐升高[5]。糖尿病合并胆囊结石的发病率可高达30.2%，远高于正常成人胆囊结石的发病率[6]，其中T2DM患者胆囊结石的发病率远高于1型糖尿病患者[7]。糖尿病与胆囊结石的关系密切，赵红军[8]对114例T2DM合并胆囊结石患者的临床研究表明,糖尿病是导致胆囊结石的重要原因。刘清等[9]的多因素Logistic回归分析发现，T2DM可能为胆囊结石发生的危险因素。Yuan等[10]研究证实，T2DM是胆囊结石发病的独立危险因素。目前T2DM是胆囊结石发病的危险因素已形成共识。现就T2DM合并胆囊结石的发病机制予以综述。

1 T2DM合并胆囊结石的危害

自主神经病变是T2DM患者常见并发症，可使胆囊收缩功能障碍，胆汁排泄缓慢，易产生胆结石。糖尿病患者的高血糖、血脂异常、微血管和神经病变均是胆囊炎的危险因素[11]。研究显示，与没有糖尿病的对照者相比，糖尿病患者的感染发生率更高[12]，且糖尿病感染发生率与血糖控制情况相关[13-14]。高血糖为细菌的繁殖提供机会。另外，高血糖可能通过损害白细胞的功能及数量、影响T细胞功能和细胞因子生成等使细胞免疫功能降低[15-17]，故糖尿病患者的急性结石性胆囊炎发病率较高，而急性结石性胆囊炎合并糖尿病患者较非糖尿病患者更易发生胆囊坏疽而危及生命[16，18]。

2 T2DM合并胆囊结石的发病机制

T2DM合并胆囊结石的发病因素包括：早期发现的胰岛素抵抗、脂代谢紊乱、自主神经病变，以及近年来发现的瘦素、肠道菌群、脂联素和肠道Cajal样间质细胞(interstitial Cajal-like cell，ICLC)等。

2.1胰岛素抵抗及高胰岛素血症 胰岛素抵抗是指胰岛素作用的器官对胰岛素作用的感受性降低。研究表明，T2DM合并胆囊结石患者空腹胰岛素、空腹血糖及胰岛素抵抗指数水平均显著升高，提示T2DM合并胆囊结石者存在胰岛素抵抗以及高胰岛素血症[8]。羟甲基戊二酸单酰辅酶A(hydroxy-methyl-glutaryl coenzyme A，HMG-CoA)还原酶是胆固醇合成的限速酶，胰岛素抵抗诱导肝脏合成HMG-CoA还原酶，使肝脏合成胆固醇增加[19]。对小鼠模型肝胆固醇代谢相关基因表达变化的研究表明，当发生糖尿病及胰岛素抵抗时，HMG-CoA还原酶信使RNA的表达增加，且肝X受体核受体转录因子激活，作用于下游基因，调控胆固醇7α-羟化酶(cholesterol 7α-hydroxylase，CYP7A1)、ATP结合盒G5、ATP结合盒G8 信使RNA表达,并且激活的肝X受体还能够上调B类Ⅰ型清道夫受体(scavenger receptor class B type Ⅰ,SR-BⅠ)的表达[20]。ATP结合盒G5、ATP结合盒D8的增加可使胆汁中胆固醇含量增加[21]。研究显示，过表达的SR-BⅠ特异性与高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)结合，经过酯化和水解后转变为游离胆固醇被吸收，胆汁中的胆固醇主要来源是由SR-BⅠ介导吸收的HDL-C，占胆汁中胆固醇的70%～80%[22-23]，所以胰岛素抵抗导致胆囊结石机制可能是高胰岛素水平诱导 HMG-CoA还原酶的合成，肝细胞合成胆固醇增加，糖尿病胰岛素抵抗状态下可使肝X受体激活并发挥作用，上调SR-BⅠ的表达，导致肝细胞吸收HDL-C增加，肝细胞合成的胆固醇和吸收的胆固醇，一部分在ATP结合盒G5与ATP结合盒G8的作用下直接排入胆汁，部分胆固醇则在胆汁酸合成关键酶CYP7A1的作用下合成胆汁酸，但当胆汁酸合成过多时，经小肠吸收的胆汁酸反馈性抑制胆汁酸合成，主要通过激活法尼醇X受体(farnesoid X receptor，FXR)增加靶基因短异二聚体伴侣，进而抑制CYP7A1及甾醇12α-羟化酶的表达来发挥作用[24]。研究表明，FXR不仅参与调节胆汁酸的代谢，还参与糖、脂质、氨基酸代谢的调节，FXR可能通过肠道FXR-神经酰胺-蛋白激酶代谢通路降低胰岛素靶器官对胰岛素的敏感性，从而产生胰岛素抵抗，并诱导胰岛β细胞凋亡，加速糖尿病的发病和发展[25-26]。

2.2瘦素抵抗 1994年，洛克菲勒大学的弗里德曼确认了某种循环因子，并将其命名为瘦素[27-28]。瘦素是一种蛋白质激素，由第6号染色体上的肥胖基因表达，因其在肥胖形成中的作用而得名。瘦素的外周作用为调节糖代谢、促进脂肪的分解、抑制脂肪的合成、参与造血、协调免疫功能、促进生长等[29]。瘦素抵抗表现为其水平增加，但对靶组织的作用降低。T2DM患者体内血浆瘦素水平高于正常人，但发挥效应却很微弱,提示T2DM患者可能存在“瘦素抵抗”，单纯胆囊结石患者血清瘦素和血脂水平较非胆囊结石患者高，合并胆囊结石的T2DM患者的瘦素水平较单纯胆结石患者更高，这说明T2DM合并胆囊结石可能与“瘦素抵抗”导致的“瘦素-胰岛素轴”功能失调有关。还有报道称，瘦素、胰岛素信号转导存在交叉，如果特定的调节因子异常，就会同时出现瘦素抵抗和胰岛素抵抗，并且两者形成恶性循环[30]。高血清瘦素除影响体内糖脂代谢外，可能也与胆囊收缩功能有关，周文波等[31]研究显示，胆囊功能障碍患者血液中瘦素和胆囊收缩素水平较高，胆囊结石发生率较高，瘦素和胆囊收缩素之间存在正调节反馈通路。还有研究报道，瘦素通过影响胆汁酸代谢导致胆囊结石形成，何静宇等[32]体外实验发现，瘦素刺激HepG2(一种人肝细胞瘤)细胞后，细胞的瘦素受体蛋白表达量和上清液中胆汁酸含量上升，表明瘦素能够促进肝细胞胆汁酸的分泌，加入AMP活化的蛋白激酶α2 基因抑制剂后，瘦素刺激肝细胞分泌胆汁酸功能被抑制，说明瘦素可能通过OB-Rb(一种瘦素受体)/AMP活化的蛋白激酶α2/胆盐输出泵(bile salt export pump，BSEP)通路参与胆汁酸代谢的调节，发生瘦素抵抗时，这一通路被抑制也可能是胆囊结石发生的机制之一，也为临床药物的研制提供了线索。

2.3肠道菌群紊乱影响胆汁酸代谢 近年来，肠道菌群对人类健康的影响越来越被专家学者们重视，有研究表明，肠道微生态的变化可能与一些慢性疾病的发生有关，肠道细菌组成的变化与肥胖、胆囊胆固醇结石、糖尿病等代谢性疾病有关[33-34]。T2DM患者的肠道微生态失衡，表现为肠道菌群的种类结构、存在量和功能的改变。肠道菌群可通过影响机体的营养代谢、胆汁酸代谢、触发慢性炎症反应、增加胰岛素抵抗等机制，促进T2DM 的发生和发展。肠道菌群可将初级胆汁酸转化为次级胆汁酸，在这个过程中激活FXR和胆汁酸G蛋白偶联受体5，进一步刺激胰腺胰高血糖素样肽-1的释放，调控葡萄糖代谢[35]。肠道菌群参与胆汁酸的代谢，肝细胞以胆固醇为原料在CYP7A1的作用下合成结合型胆汁酸，然后经胆管排入肠道。游离胆汁酸是由产胆汁盐水解酶的细菌催化形成，细菌将胆汁酸与肠道的胆汁盐水解酶结合。游离胆汁酸随后被肠道菌群转化为次级胆汁酸。最后，不同类型的胆汁酸被肠上皮细胞吸收，通过基底外侧膜进入门静脉，返回肝脏，完成肠肝循环。

肠道内分布着大量可产生胆汁酸盐水解酶的细菌，这些细菌将结合胆汁酸解偶联生成游离胆汁酸，游离胆汁酸(胆酸、脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸、石胆酸)作为重要的信号分子能够激活FXR，抑制CYP7A1的启动子，从而抑制CYP7A1的表达。FXR同时也诱导成纤维细胞生长因子19进入肝脏结合成纤维细胞生长因子受体4和β-Klotho，从而下调CYP7A1的表达，抑制胆汁酸的合成。Wang等[36]研究发现胆囊结石患者肠道游离胆汁酸显著升高，说明肠道胆汁盐水解酶活性显著升高且胆汁盐水解酶活性与胆汁盐水解酶活性菌的丰度没有相关性。当肠内菌群紊乱并未得到改善时，胆汁盐水解酶活性增加并长期存在，使得胆汁酸的合成处于抑制状态，胆汁酸的合成减少，胆固醇易于析出形成结石。

2.4胆囊功能障碍 胆囊的功能是浓缩、存储和排放胆汁,当胆囊收缩障碍和排空减慢,过度浓缩的胆汁如果未能及时排出,就很有可能形成结石。生理情况下，胆囊收缩功能受迷走神经、交感神经和内分泌的调节。糖尿病自主神经功能紊乱是糖尿病相关并发症之一，糖尿病高血糖环境使得自主神经滋养动脉病变，打破了交感神经和迷走神经对胆囊舒张收缩调控的平衡，生理情况下迷走神经维持胆囊张力而交感神经主导胆囊舒张运动，当这种平衡被打破，迷走神经对胆囊收缩和张力维持功能减退，导致胆囊交感神经舒张胆囊功能相对增加，从而导致胆汁淤积、浓缩，胆固醇析出形成结石。胆囊收缩素是调控胆囊收缩的主要激素，通过与胆囊收缩素受体结合后发挥使胆囊收缩的功能。胆囊收缩素受体分布广泛，其发挥胆囊收缩功能的机制可能为胆囊收缩素与胆囊收缩素受体特异性结合后导致胆囊收缩素受体的结构发生改变,与G蛋白的α亚基结合并激活G蛋白,促使磷脂酰肌醇-4，5-双磷酸水解为肌醇三磷酸和二酰甘油。随后肌醇三磷酸进入内质网并介导触发钙信号诱导细胞内钙库释放钙离子,进一步激活钙调蛋白和肌球蛋白轻链激酶,诱导胆囊产生收缩[37]。胆囊收缩素基因被抑制的小鼠和胆囊收缩素受体基因缺失的小鼠的胆囊收缩能力明显下降，且胆囊结石的发生风险升高[38]。张红裔等[39]的临床研究也发现，糖尿病合并胆囊结石患者的胆囊收缩素受体信使RNA表达明显低于无糖尿病患者，无糖尿病单纯胆囊结石组胆囊收缩素受体信使RNA表达接近正常，其与糖尿病合并胆固醇结石的胆囊排空能力呈正相关。另外，值得关注的是ICLC可能介导胆囊收缩素对胆囊组织的收缩作用。Xu等[40]的动物实验表明，豚鼠胆囊组织中的ICLC表达胆囊收缩素受体;在ICLC激发实验中，胆囊组织对胆囊收缩素表现出明显的收缩反应。同等条件下，靶向敲除ICLC的胆囊组织，胆囊收缩素的收缩反应明显降低。王艳等[41]对糖尿病大鼠胃组织中ICLC的研究发现，实验组糖尿病大鼠IClC 数量低于对照组。但是，目前对于糖尿病伴发胆囊结石中ICLC相关的报道较少，这为今后的研究工作提供了一些新思路。

2.5脂连蛋白缺乏 脂连蛋白是脂肪细胞分泌的生物活性肽或蛋白质，因其基因编码处是T2DM和代谢综合征的易感基因位点,提示它与上述疾病的发生存在必然关联，且T2DM血浆脂连蛋白水平明显低于常人，进一步证实脂连蛋白的缺乏与T2DM存在联系[42]。且脂连蛋白的缺乏与胆囊结石的发病也同样有关，通过小鼠实验发现，脂连蛋白基因敲除小鼠胆囊结石发病率明显高于对照小鼠，证实脂连蛋白的缺乏可能导致小鼠罹患胆囊结石[43]。脂连蛋白缺乏与T2DM伴发胆囊结石的关系。①HDL-C降低、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterin，LDL-C)升高是T2DM伴发胆囊结石的危险因素之一，脂连蛋白缺乏导致非酯化脂肪酸和三酰甘油堆积，使HDL-C分解增加，LDL-C合成增加，HDL-C/LDL-C比值减小，出现脂代谢障碍，胆汁中胆固醇过饱和故而形成结石；②T2DM患者脂连蛋白的缺乏，可能会引起交感神经兴奋性增高,胆囊张力降低,胆汁排空障碍,致使胆汁淤积浓缩[44]。

3 小 结

在临床中T2DM合并胆囊结石患者很常见，糖尿病患者由于免疫力低下，对感染的抵抗力较差，胆囊结石患者发生胆囊炎甚至胆囊坏疽的风险较高。随着医疗技术的不断发展，通过对T2DM伴发胆囊结石发生的机制和相关危险因素的探究，在胆囊结石发生的早期采取积极的手段预防或治疗，降低疾病的发病率，避免进一步的胆囊切除术。对于已经发生胆囊结石的T2DM患者，重视围手术期治疗，对改善患者预后、缩短住院时间也能够提供一定的帮助。