一、發病原因
尚不完全明了。比較明確的病因為幽門螺杆菌(helicobacter pylori,HP)感染、服用非甾體消炎藥(NSAID)以及胃酸分泌過多。
1.幽門螺杆菌(HP)感染
1994年美國國立衛生研究院(NIH)組織有關專家對HP感染在消化性潰瘍發病中的作用進行論證,達成了HP感染在消化性潰瘍發病中起重要作用的共識。1996年歐洲和1997年亞太地區也分別組織專家召開有關HP的共識會議,在HP感染與消化性潰瘍關係的問題上,取得了與美國NIH共識報道相同的觀點,並又有一定的擴大。目前認為幽門螺杆菌感染是消化性潰瘍的首要原因。手可能是幽門螺杆菌傳播的關鍵因素。一項對一個孤立村莊中的242名危地馬拉人研究表明58%血清幽門螺杆菌陽性,他們中的87%在牙齒或舌周圍的縫隙中有幽門螺杆菌。可以看出舌感染和手指指甲之間明顯呈正相關(J Clin Microbiol 1999;37∶2456~60)。
由於缺乏理想的HP感染動物模型,確立HP感染是消化性潰瘍病因的證據主要來自大量臨床觀察和隨機對照研究。
(1)消化性潰瘍患者有較高的幽門螺杆菌檢出率:
消化性潰瘍是多因素引致的疾病,HP感染突出,是致病因素中最重要一環。臨床觀察發現不論是十二指腸潰瘍或胃潰瘍,其周圍黏膜常有HP感染,病理切片用普通HE染色即可察見,用Warthin-Starry或Giemsa染色則更容易找到。受HP感染人群在一生中有10%~20%人患消化性潰瘍,危險率是不受感染人群的3~4倍。十二指腸潰瘍病人HP感染率極高,國外對24篇資料完善的論文共1695例綜合分析,感染率90%~100%,平均95%。胃潰瘍組織學和細菌學檢測HP感染率比十二指腸潰瘍低,國外對1395例的綜合調查結果為60%~100%,平均84%。
HP不但在消化性潰瘍患者中有很高的感染率,在非潰瘍性消化不良患者中的感染率已達50%~85%。因此,單憑消化性潰瘍患者中HP高感染率不足以證明HP是消化性潰瘍的主要病因。現已明確,根除HP可加速潰瘍愈合、降低潰瘍複發率和並發症發生率。這可能是證明HP作用的最有力依據。
(2)臨床實踐證實用H2受體拮抗藥或質子泵抑製劑治療而愈合的潰瘍
停藥後1年複發率為50%~90%。而根除HP可縮短潰瘍愈合的時間和提高潰瘍的愈合率,顯著的降低胃、十二指腸潰瘍的複發率並減少潰瘍並發症的發生。根除HP後潰瘍的翌年複發率可降至10%以下(多數在5%以下)。如患者無HP重複感染,在5年或更長的時期中,可繼續保持潰瘍不複發。此外,研究表明HP的某些菌株與十二指腸潰瘍的發病有關;HP引起中性白細胞的快速激活也與潰瘍有關,
2.非甾體消炎藥(NSAID)
隨著不同NSAID的應用,它們導致的胃腸道(GI)並發症如出血、穿孔、梗阻或症狀性潰瘍發生的頻率也發生變化,大約40%的並發症的發病頻率升高。病損主要是通過抑製前列腺素合成,對黏膜防禦的幾個因素產生負麵影響。許多NSAID對上皮有局部刺激作用,這對小腸損傷可能起特別重要的作用。雖然胃腔中存在胃酸不是NSAID誘導的胃腸病的主要因素,但是在酸性環境下,消炎藥如阿司匹林不能離子化而以原物溶解於胃酸。阿司匹林原物是脂溶性的,故能穿透上皮細胞破壞黏膜屏障。被吸收的阿司匹林又能抑製環氧化酶活性而幹擾胃十二指腸黏膜內的前列腺素合成,使黏膜細胞失去正常的前列腺素保護作用。在其他損傷黏膜的物質(如膽汁)的作用下,會發生潰瘍。此外NSAID可損傷修複過程、妨礙止血以及滅活參與黏膜防禦和修複的幾種生長因子,通過以上幾種因素會引起黏膜的慢性損傷及出血。
3.胃酸分泌過多 鹽酸是胃液的主要成分,由壁細胞分泌,受神經、體液調節。已知壁細胞膜含有3種受體,即組胺受體(histamine receptors),膽堿能受體(cholinergic receptors)和胃泌素受體(gastrin receptors),分別接受組胺、乙酰膽堿和胃泌素的激活。十二指腸潰瘍患者胃酸分泌增多,主要與以下一些因素有關:
(1)壁細胞數量增多:
正常人平均胃黏膜內大約有10億個壁細胞,而十二指腸潰瘍患者的壁細胞數量平均為19億,比正常人高出1倍。壁細胞數量的增加可能是由於遺傳因素和(或)胃酸分泌刺激物(例如胃泌素)長期作用的結果。
(2)壁細胞對刺激物質的敏感性增強:
十二指腸潰瘍患者對食物或五肽胃泌素刺激後的胃酸分泌反應大於正常人,這可能是患者壁細胞上胃泌素受體的親和力增加或患者體內對胃泌素刺激胃酸分泌有抑製作用的物質(如生長抑素)減少有關。
(3)胃酸分泌的正常反饋抑製機製發生缺陷:
正常情況下,胃酸分泌具有自身調節作用。但部分十二指腸潰瘍患者存在胃竇部G細胞功能亢進,其胃酸反饋抑製作用也存在缺陷。HP感染可致高胃泌素血症,G細胞分泌胃泌素的反饋抑製受到阻斷是其原因之一。
(4)迷走神經張力增高:
迷走神經釋放乙酰膽堿,後者兼有直接刺激壁細胞分泌鹽酸和刺激G細胞分泌胃泌素的作用。部分基礎分泌(BAO)與夜間分泌(MAO)比值即BAO/MAO增加的十二指腸潰瘍病患者對進食所致的胃酸分泌幾無反應,提示這些患者已處於最大的迷走張力下。
胃潰瘍患者的基礎和刺激後的胃酸排出量多屬正常或甚至低於正常,僅發生於幽門前區或伴有十二指腸潰瘍患者的胃潰瘍患者的胃酸排量可高於正常。因此胃酸分泌量的改變在胃潰瘍的發生中似乎不顯著。
4.遺傳因素
遺傳因素對消化性潰瘍的發病在十二指腸潰瘍要較胃潰瘍為明顯。潰瘍病有時可見家族多發趨勢,說明與遺傳有關。近年研究發現,O型血者潰瘍病的發病率高於其他血型1.5~2倍。這是由於其胃黏膜細胞易受到細菌的侵害。體外實驗證明,引起潰瘍的HP易於攻擊表麵限定有O型血抗原的細胞,細菌與該型抗原接觸以後進入細胞,引起感染和慢性炎症而並發潰瘍(Thomas Boren,1993)。
5.應激和心理因素
急性應激可引起急性消化性潰瘍已是共識。目前認為心理波動能影響胃的生理功能,原有消化性潰瘍患者在焦慮和憂傷時,可使症狀複發或加劇。
6.吸煙
流行病學和臨床觀察均見吸煙和消化性潰瘍有密切關係。長期吸煙者的本病發生率要比不吸煙者為高。煙葉中的尼古丁能輕度損傷胃黏膜,並能加劇乙醇或NSAID對胃黏膜的損傷作用;也能使黏膜中前列腺素E(PGE)含量減少。長期吸煙能使壁細胞增生和胃酸分泌過多。尼古丁降低幽門括約肌張力,使膽汁容易反流入胃,並能抑製腺體分泌HC03-,因而削弱十二指腸腔內對胃酸的中和能力。
(二)發病機製
消化性潰瘍的發病過程十分複雜,但可概括為兩種力量之間的抗衡,一是損傷黏膜的侵襲力,另一是黏膜自身的防衛力,侵襲力過強、防衛力過低或侵襲力超過防衛力時,就會產生潰瘍。
損傷黏膜的侵襲力,主要是胃酸,胃蛋白酶的消化作用,特別是胃酸。黏膜防衛因子包括黏膜屏蔽、黏液-HCO3-屏障、前列腺素的細胞保護、細胞更新、表皮生長因子和黏膜血流量等,均能促進損傷黏膜之修複。
1.胃酸/胃蛋白酶的侵蝕作用
胃酸-胃蛋白酶消化作用:無酸無潰瘍,這一名言在潰瘍發生、發展及藥物選擇、治療等方麵仍起著重要作用,也是對胃、十二指腸黏膜有侵襲作用的主要因素。多年研究以證明,潰瘍的形成是胃壁或十二指腸壁組織被胃酸和胃蛋白酶消化的結果。這種自我消化過程是潰瘍形成的直接原因。空腸及回腸內為堿性環境,極少發生這種潰瘍。正常情況下,胃黏膜不會被胃液消化,這是因為黏膜具有防禦屏障功能:胃黏膜分泌的黏液,在胃黏膜表麵形成一層黏膜,覆蓋於黏膜麵,可以避免或減少胃酸直接接觸黏膜,同時黏液對胃酸尚有中和作用。當黏膜的這種屏障功能受到損害時,分泌至胃腔內的胃酸中的氫離子得以彌散進入胃黏膜(逆向彌散)。此外,膽汁可以改變胃黏膜表麵黏液層的特性,從而損害胃黏膜屏障功能。十二指腸潰瘍時,由於過多的胃酸進入十二指腸球部,不能很好地被正常生理功能所中和,這種十二指腸過度的負荷是造成十二指腸潰瘍的重要條件。
2.黏膜防衛力量削弱
(1)黏液-HCO3-屏障的破壞:
黏液是由胃上皮細胞和胃腺黏液細胞所分泌的具有黏性的糖蛋白凝膠。黏膜上皮細胞還分泌HCO3-離子。HCO3-和黏液層一起形成黏液HCO3-屏障,構成黏膜防禦機製的一部分。黏液-HCO3-屏障的作用除潤滑食物外,尚可阻止胃內有害物質對黏膜的損傷作用。另外,它還可以調節胃動力,控製細菌生長。研究尚揭示,富含磷脂的黏液糖蛋白是人體胃內抵禦HP寄居的重要因素之一。所以,影響上皮及腺體細胞代謝的因素均可影響黏液-HCO3-屏障的維持和再生。十二指腸潰瘍患者球部常有胃竇上皮化生,為HP寄居創造了適宜的環境,引起十二指腸球炎,削弱黏膜的抵抗力。胃竇黏膜分泌黏液的能力,遠不如十二指腸為強,兼之化生的黏膜發炎時,製造HCO3-的能力也減弱,故可見球部化生黏膜有黏液-HCO3-屏障之破壞,易遭胃酸之侵襲。
(2)前列腺素水平的降低:
胃黏膜自身能合成多種前列腺素,其中以前列腺素I和E水平較高。前列腺素具有細胞保護作用,能夠保護黏膜免受有害物質的侵襲,減少所致的黏膜損傷。前列腺素可通過增加黏膜黏液和碳酸氫鹽的分泌,增強黏液-HCO3-的屏障作用;對抗血栓素A2等縮血管物質的作用,增加黏膜的血流量;促進表麵活性磷脂的釋放;清除自由基;維持黏膜鈉泵的功能;抑製肥大細胞脫顆粒,減少炎症介質的釋放。另外,一些具有細胞保護作用的腦腸肽,如生長抑素、神經降壓素、腦啡肽等,其黏膜保護作用可能最終也是通過刺激前列腺素的生成而實現的。
內源性前列腺素的降低是造成消化性潰瘍黏膜損傷的重要機製之一。隨著細胞損傷的發生,伴隨有內源性前列腺素合成減少。非甾體類抗炎藥(NSAID)通過抑製環氧化酶(cyclo-oxygenase,COX)的活性,減少前列腺素的生成,可以導致黏膜損傷,補充外源性前列腺素則有保護和治療作用。
(3)血液循環的改變:
正常的血液供應是維持器官正常防禦功能的基礎之一。黏膜良好的血液循環具有多方麵的作用。首先是提供豐富的營養物質,提供黏膜上皮細胞再生的基礎,而後者是黏膜防禦機製的重要組成部分。其次可以清除局部有害代謝物質。正常的黏膜血流還有助於維持黏膜局部的酸堿平衡,參與細胞保護。一般情況下供應黏膜層的血管由肌層中的血管穿透至黏膜下層,並相互交聯形成血管網,然後再發出分支至黏膜層。此外在胃小彎和十二指腸(主要分部於起始端2.5cm以內)壁外的動脈直接穿透肌層和黏膜肌層到達黏膜層,不在黏膜下層形成相互交聯的血管網。而老年人胃黏膜血流量減少血管壁增厚,管腔狹窄,使胃黏膜血流明顯低於年輕人。黏膜屏障作用差是老年人潰瘍發生率高的原因之一。另一方麵,由於血管間相互交聯少,黏膜在受到擠壓或發生栓塞等情況下血液供應不易代償組織血供的減少,遂造成黏膜組織損傷。
(4)胃十二指腸運動功能異常:
部分胃潰瘍病人幽門括約肌鬆弛,幽門關閉不全,容易引起十二指腸液反流入胃腔。反流液中的膽汁、胰液等,可溶解黏膜上皮細胞的脂蛋白膜,破壞胃黏膜屏障,使氫離子逆彌散入黏膜內,刺激肥大細胞釋放組胺,在胃酸和胃蛋白酶作用下形成潰瘍。
胃潰瘍時胃酸分泌在正常範圍內,且常偏低。黏膜防衛力之不足,顯然對胃潰瘍的形成起主要作用。是直接破壞黏膜下血管之故。
總之,胃酸-胃蛋白酶在消化性潰瘍的形成中起決定性作用。PCM的增大、神經內分泌功能紊亂所致胃酸和胃蛋白酶分泌的增加、胃排空過快,則是十二指腸潰瘍形成的基礎;胃黏膜屏障的破壞、胃幽門運動功能的減弱、十二指腸液的反流乃是胃潰瘍形成的條件。
3. HP感染
(1) HP導致十二指腸潰瘍的致病機製尚未完全明確
一種學說認為HP通過定植於十二指腸內的胃化生上皮,引起黏膜損傷並導致十二指腸潰瘍形成。這一過程與HP相關性胃炎的致病過程相似。十二指腸內胃上皮化生是HP定植並導致潰瘍形成的先決條件。現認為十二指腸內胃上皮化生與胃酸所致的胃黏膜損傷有關,胃酸分泌異常可能與HP感染有關。也可能與病人先天泌酸功能增強有關。多數患者存在胃酸代謝紊亂,表現為胃排空加速,或夜間胃酸分泌增加,或對胃泌素敏感性增強,而使十二指腸承受高酸負荷。HP定植於胃化生上皮,HP釋放的毒素、破壞性的酶類以及激發的免疫反應導致十二指腸炎症的產生。由於炎症黏膜對其他致潰瘍因子的攻擊耐受力下降,導致潰瘍的發生,或者重度炎症本身導致潰瘍產生。
(2) HP在胃潰瘍發生中的致病機理目前尚未十分明了
已知HP是慢性胃炎的重要病因,消化性潰瘍與慢性胃炎幾乎都是合並存在,而且在消化性潰瘍發生之前必定先有慢性胃炎。如果HP持續存在,可以引起腸上皮化生,腺體萎縮及異型增生。HP的致病因子包括尿素酶、蛋白酶、磷脂酶、過氧化物酶以及HP的毒素等都可以激活中性粒細胞和嗜酸細胞,從中性粒細胞中釋放出自由基而引起炎症反應。研究表明,HP最重要的致病性之一是產生一種對上皮細胞有害的細胞毒素,稱空泡毒素(VacA),可使上皮細胞空泡形成而破壞。另有一種蛋白質的細胞基因相關抗原(CagA)由CagA基因編碼,CagA基因的表達與VacA的表達往往有關。從十二指腸潰瘍病人胃黏膜中分離得到的HP多為CagA基因表達產生空泡毒素的此種高毒力株。由HP造成的黏膜損傷在胃酸和胃蛋白酶的共同作用下而導致胃潰瘍的形成。此外,HP本身可刺激胃酸的分泌,而高胃酸更促使潰瘍的形成。
4.病變
胃潰瘍多位於胃小彎,愈近幽門處愈多見,尤多見於胃竇部。在胃底及大彎側十分罕見。潰瘍通常隻一個,呈圓形或橢圓形,直徑多在2.5cm以內。潰瘍邊緣整齊,狀如刀切,底部通常穿越黏膜下層,深達肌層甚至漿膜層。潰瘍處黏膜下層至肌層可完全被侵蝕破壞,代之以肉芽組織及瘢痕組織。
十二指腸潰瘍的形態與胃潰瘍相似,發生部位多在十二指腸起始部(球部),以緊接幽門環的前壁或後壁最為多見。潰瘍一般較胃潰瘍小而淺,直徑多在1cm以內。
並發病變:潰瘍進一步發展,可穿透漿膜層而引起穿孔。前壁穿孔多引起急性腹膜炎;後壁穿孔往往和鄰近器官如肝、胰、橫結腸等粘連,而稱穿透性潰瘍。當潰瘍基地的血管特別是動脈受到侵蝕時,會引起大出血。潰瘍愈合一般需要4~8周,甚至更長。多次複發或破壞過多,愈合後可留有瘢痕。瘢痕收縮可成為潰瘍病變局部畸形和幽門梗阻的原因。
潰瘍的組織病理變化潰瘍活動期,在潰瘍的底部,由表麵向深部依次分為4層:①第一層為急性炎性滲出物,是由壞死的細胞、組織碎片和纖維蛋白樣物質組成;②第二層為以中性粒細胞為主的非特異性細胞浸潤所組成;③第三層為肉芽組織層,含有增生的毛細血管、炎症細胞和結締組織的各種成分;④最底層為纖維樣或瘢痕組織層,呈扇形,可擴展到肌層,甚至可達漿膜層。