放射性肠损伤（或称为放射性肠炎、放射性肠病）是盆腹腔恶性肿瘤（如宫颈癌、子宫内膜癌、卵巢癌、前列腺癌、直肠癌和膀胱癌）患者接受盆腔放疗最常见的并发症之一。根据病变部位，分为小肠、结肠及直肠损伤。根据起病时间和病程变化，分为急性期和慢性期，一般以3个月为界限，急性期发生于放疗期间或放疗结束后3个月内（通常发生于放疗结束后的2~4周），主要临床症状为腹痛、呕吐和腹泻等，大部分呈自愈性；症状迁延超过3个月或发生于放疗后3个月后为慢性期，常见临床表现为腹泻、腹痛和出血，严重者出现大出血、梗阻、穿孔和瘘，严重影响患者的生活质量甚至威胁生命。

放疗是盆腔恶性肿瘤最主要的治疗手段之一，尽管随着放疗技术的不断进步，有效延长了患者的生存时间，但仍不可避免地对正常组织造成损伤。我国盆腔恶性肿瘤2015年新发病例数就超过50万，放射性肠损伤患者人数相应地在不断增加^[1]。中山大学附属第六医院放射性肠病诊疗团队自2007年以来，收治了超过800例的放射性肠炎患者，围绕放射性肠炎开展了系列临床和基础研究，牵头制定了首部《中国放射性直肠炎诊治专家共识（2018版）》^[2]；提出了创新性的扩大左半切除术——"天河术"，为放射性肠炎的临床诊治实践提供了一定的指导和借鉴^[3]。

便血是放射性直肠炎患者就诊的最常见原因，而这类患者在内镜下以毛细血管扩张出血为主要表现，因此血管病变在放射性肠损伤中可能起着重要的作用。本文以放射性直肠炎为例，借鉴不同组织放射性损伤的相关研究，来探讨血管病变在放射性肠损伤中的作用、病理和分子机制，并提出针对血管病变来治疗放射性肠损伤的依据、可能性和挑战。

在接受了放疗且存活时间长的头颈部肿瘤和乳腺癌患者中，放疗对心血管系统的不良反应尤其明显^[4]。放疗能够损伤血管，但放射剂量、血管损伤及组织器官的不良反应并非存在简单的线性关系。毛细血管是人体内分布最广、数量最多的血管，仅由一层血管内皮细胞组成，直径为8~10 μm。在正常肠道中，毛细血管一般分布至黏膜下层，为组织和细胞输送养分，同时也是免疫细胞到达作用点的主要途径。组成毛细血管关键的血管内皮细胞，对放射射线非常敏感^[5,6]。

急性放射性肠损伤以肠黏膜上皮细胞死亡和凋亡为主，至于是有丝分裂性的细胞死亡，还是程序性细胞凋亡，则与细胞分化程度、射线类型和所接受的剂量等因素有关；而慢性放射性肠损伤，除了细胞死亡和凋亡，还有其他复杂的细胞改变参与，比如细胞衰老、细胞转变（间质细胞向成纤维细胞转变）、巨噬细胞的募集等^[5,7,8]。血管内皮细胞对放射线的反应也与肠上皮细胞类似，急性期损伤以细胞死亡或凋亡为主，而慢性期损伤除了血管内皮本身的改变，也涉及整个微环境，比如细胞与细胞之间的粘连、凝集状态和免疫反应等的改变^[5]。

在慢性放射性肠炎患者的病理组织切片中，可以发现有明显的黏膜层毛细血管扩张、透明样胶原蛋白纤维沉积、血管狭窄、黏膜水肿、炎性细胞浸润和溃疡形成等^[9]。不论是利用人体组织标本（内镜下可浅表取材）还是动物建模组织，关于放射性肠炎的病理和基因表达谱分析，多集中在黏膜层改变的比较^[6,10,11,12]。但正常肠段中的毛细血管一般分布在黏膜下层及固有层，因此对肠段全层结构的病理分析，能帮助了解毛细血管的数目和形态。本团队利用手术切除肠段的组织进行全层病理分析，验证了弥散性胶原沉积和进行性闭塞性血管内膜炎是放射性肠炎的组织病理学特征^[9,13]。利用CD34作为血管标记物进行免疫组织化学染色显示，在相对正常肠段（未接受放疗肠癌患者近端切缘）中，毛细血管一般均匀分布于黏膜下层及固有肌层，血管呈规则的圆形且数目相对稳定^[9]。而在肠炎病变组织中，可以观察到黏膜层明显的毛细血管生成与扩张^[9,13]；但生成的毛细血管均为内皮细胞异常增殖形成的形态异常、不具有功能性且十分脆弱的代偿性血管（内窥镜下表现为接触性出血）^[14,15]；且与正常肠段相比，黏膜下层的微血管密度明显降低^[9,13]。同时由于病变部位更倾向于微栓塞的形成，因此可能造成了组织的供血不足。

虽然在其他组织中，炎性反应可能会刺激血管内皮细胞增殖以生成微血管促进供血供氧，有利于组织的恢复^[16]。但如果血管内皮细胞在放射治疗中首先被破坏，造成血管损伤或者新生血管形态和功能异常，那么所引起的供血不足可能进一步导致其他病变进程的发生。

只有一层血管内皮细胞的毛细血管，在受到物理射线的打击后，除了细胞膜、线粒体等亚细胞结构的完整性和功能受影响，其遗传物质DNA链也将遭到破坏。分化的血管内皮细胞受到电离辐射时，发生有丝分裂性的细胞死亡还是程序性细胞死亡，取决于不同剂量辐射下其纺锤体和DNA损伤的程度^[24]。死亡的血管内皮细胞必须由血管内皮前体细胞（endothelial progenitor cell，EPC）分化并更新，而EPC本身也会受到射线的损伤^[25]。

理论上，在>10 Gy的电离辐射下，内皮细胞和EPC中的DNA损伤被ATM蛋白、Polo蛋白激酶感应后通过P53-P21-Bax或者鞘磷脂神经酰胺途径启动细胞凋亡，这在脑放射性损伤、放射性动脉硬化中尤其明显^[26,27]。血管内皮细胞也可能会启动细胞衰老过程，而细胞衰老所产生的长远效应比细胞死亡和凋亡更加深远，与慢性放射性炎性反应的发生发展更相关^[5,28]。放射引起的细胞衰老，与细胞复制或者原癌基因诱导的衰老，有本质区别：前者并不涉及与衰老相关的表观遗传特异性改变^[29]。血管内皮细胞受到照射后，主要通过分泌一些蛋白和细胞因子，包括HIF-1、白介素（IL）-1、IL-6、IL-8、IGFBP-5、CD44、JAG1、纤溶酶原激活因子等，影响邻近细胞的功能，介导慢性炎性反应，从而改变自身和微环境模拟一种近似自然"衰老"的过程^[5,30]。其他信号通路和分子，比如Akt/PI3K/mTOR、NEMO/NF-kB、胰岛素生长因子（insulin like growth factor，IGF）、XIAP等在内皮细胞受到照射后也参与启动这些过程^[31,32]。内皮细胞受到照射后，也会上调选择蛋白（selectins）、整合蛋白（integrins）、细胞间黏附分子-1（intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1）、血管细胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1）等细胞黏连相关蛋白的表达，从而改变内皮细胞之间的黏附力、促进巨噬细胞的募集，进而影响血管通透性和局部炎性反应^[33,34,35]。放射引起的活性氧上调肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、IL-1、纤溶酶原激活物抑制剂-1（plasmimogen activator inhibitor-1，PAI-1）等基因的水平，这些基因会下调能抑制血栓形成的血栓调节蛋白表达，从而促进血栓的形成^[36,37,38]。活性氧不仅破坏DNA的完整性，也会直接影响蛋白质的功能。而上述这些都可能在下游引起血管的结构、通透性、新生等方面的紊乱和失衡，血管功能失调又会加重炎性反应以及纤维化的发生发展，从而造成局部微环境的恶化。

利用慢性放射性直肠炎全层组织进行差异表达因子的筛选，我们发现，血管生成相关的两个关键因子的表达趋势相反：在放射性肠损伤的病变组织中，能抑制血管生成的血管抑素表达显著升高；而能促进血管生成的血管生成素显著降低；这表明病变组织中血管生成受抑制^[9]。血管抑素的表达水平还与肠道损伤程度显著相关：距离放射部位越近，放射性肠损伤越严重，血管抑素的表达水平就越高^[9]。血管抑素是纤溶酶原的酶解产物，其累积水平的升高，可能与纤溶酶原激活因子，以及纤溶酶原基因本身的上调都有关系。除了表达水平的差异，血管抑素在分布模式上也有差异，表现为在放射性肠损伤组织黏膜下层和黏膜层呈现弥散性分布，在非放射性肠损伤组织中则主要聚集在黏膜下层的血管内部^[9]。血管抑素的主要功能为抑制血管生成，结合血管抑素的表达异常升高与分布模式紊乱，以及放射性肠损伤组织中血管生成明显减少的现象，推测血管抑素有可能在放射性肠损伤的发生发展中起着关键的作用。异常升高的血管抑素具体通过与哪些信号分子和信号通路的相互作用来影响血管内皮细胞，从而抑制血管生成和稳态失衡，尚待进一步研究。同样，异常升高、巨噬细胞表达的CXCL16也是放射性肠损伤发生发展的重要因子，CXCL16基因敲除鼠发生放射性肠炎的可能性降低，而中和性抗体则可以缓解小鼠放射照射肠段的胶原沉积和纤维化进展，但CXCL16如何作用于相应受体促进成纤维细胞和血管平滑肌细胞转变为肌成纤维细胞等机制，也有待深入发掘。

放射性肠损伤急性期的严重程度是慢性损伤的预测指标，预防或减轻急性放射性肠损伤是减少放射性肠道并发症的重要措施，而关键在于减少受照射肠管的剂量和体积^[39]。一方面可以通过优化放疗方案和放疗技术，另一方面可以通过改变体位、使用挡板、膀胱充盈、外科手术等物理方法减少受照射肠管的体积^[40,41,42]。药物用于预防急性放射性肠损伤尚缺乏高质量的循证医学证据。氨磷汀为抗辐射细胞保护剂，对正常细胞起到选择性保护作用。2014年肿瘤支持治疗跨国协会国际口腔肿瘤学会（MASCC/ISOO）的胃肠道黏膜炎性反应病变治疗指南推荐静脉使用氨磷汀≥340 mg/m²预防急性放射性肠损伤^[43]。氨磷汀在放疗过程中对血管起保护作用的机制可能为促血管内皮细胞生长，从而增加微血管数目^[44]。急性放射性肠损伤主要临床表现为腹泻，相应病理变化主要为黏膜炎性反应，治疗上多采用对症和营养支持治疗。放射性肠损伤患者治疗的全程容易发生营养不良，特别是合并肠瘘、梗阻、出血等并发症者^[45]。因此，营养支持是治疗慢性放射性肠损伤的重要组成部分之一，也是外科治疗的基础。应首选肠内营养，低渣、等渗配方有助于减少粪便容积及对肠黏膜的刺激，不仅让全身营养得到改善，也可以让肠道得到休息修复肠黏膜。

出血是慢性放射性直肠炎的主要临床表现，我们根据患者血红蛋白、出血量、内镜下表现等将慢性出血性放射性直肠炎分为轻、中、重三级，总结出分级治疗的经验：（1）间歇少量出血、未引起贫血患者侧重心理疏导及饮食营养管理，帮助患者克服对出血的紧张、恐惧心理；（2）以黏膜保护剂为基础的复方制剂保留灌肠可较好地缓解轻中度放射性肠炎患者的出血症状、减轻炎性水肿并重建黏膜屏障，若合并其他症状可选择其他配伍药物^[46]；（3）药物保留灌肠效果欠佳的中重度顽固型出血患者，可根据内镜下病变情况选择APC治疗或4%甲醛局部灌注止血法^[20,47]；（4）重度顽固性出血患者可选择造口转流治疗^[14,15]。可见，止血为主、重建黏膜屏障的对症治疗是治疗慢性放射性肠损伤的有效方法^[2,48,49]。

我们团队还发现，直肠癌新辅助放化疗后所行的常规全直肠系膜切除手术，其手术切缘普遍存在放射性损伤，且在被预判为放射性直肠炎的患者中表现更明显，手术切缘的放射性损伤与术后的吻合口漏、吻合口狭窄、直肠肛门功能障碍密切相关^[50,51]。根据直肠癌术前放疗所照射的区域，对中低位直肠癌，常规切除距离肿瘤近侧的10 cm不足以保证手术近切缘无放射性损伤，因此，本团队于2016年在国际上率先提出了直肠癌新辅助放化疗后的创新性术式——"天河术"，并注册临床试验开始随机对照研究（注册号：NCT02649647）。该术式将有望降低直肠癌新辅助放化疗后带来吻合口漏、吻合口狭窄的风险，并进一步减少放疗带来的肛门直肠功能的损害^[52,53]。一端健康肠管进行吻合，就意味着至少一侧的血管是正常的，从而带动受损端的恢复，这个创新术式，正是基于血管病变是放射性肠损伤的病理基础的认识，并付诸实践。

放射性肠炎至今无特异的靶向药物。本团队研究发现，血管抑素是放射性肠炎较好的标志物^[9,53]。血管抑素是一种纤溶酶原的蛋白水解切割N端产物，具有抗血管生成的活性，可以特异性抑制血管内皮细胞的正常增殖与生长，还会导致血管内皮细胞的凋亡。针对其异常升高的特点，是否可以通过靶向抑制血管抑素从而使血管生成正常化，或在放射前对患者局部靶向抑制血管抑素从而预防放射性肠炎的发生，都是非常值得探讨、也是我们正在努力的方向。我们所筛选出来的其他一些差异表达的因子，利用基因敲除鼠模型建模，发现相应的基因敲除鼠发生放射性肠炎的机会大大降低；同时特异性的小分子抑制剂或者中和性抗体也可以保护正常小鼠减轻放射性肠炎的发生（结果未发表）。在这些模型中，血管生成正常化也是放射性肠炎缓解的特征之一。

必须注意的是，血管抑素具有一定的抗炎活性，具体表现为可以抑制炎性细胞因子IL-1β诱导的炎性反应，对机体可能是保护机制之一^[54]。同时，靶向血管抑素结合放疗在肿瘤治疗中的作用具有一定的协同效果^[55,56,57]。因此，在研究靶向血管抑素抑制放射性肠炎的同时，要严谨考虑对作用位点的特异性。相比因血管损伤导致的不可逆纤维化，NF-κB、TGF-β等引起的炎性反应在发生后更易控制。合适的动物模型和细胞研究模型，特别是人体组织来源的类器官模型，对于阐明相关作用机制至关重要。

综上所述，基于已有研究成果，和本团队在放射性直肠炎临床与基础方面的探索，我们认为，血管病变是放射性肠损伤的重要病理基础，针对出血情况采取的对症治疗也是行之有效的临床实践策略。未来研发针对向血管病变的靶向药物，将是放射性肠损伤诊治领域令人期待的方向之一。