隔山打牛：攻克消化道中的“全球難題”

本文圍繞2022年度上海市科技進步獎一等獎“慢性胰腺炎臨床診治關鍵技術的研究與應用”展開，該獎項由海軍軍醫大學第一附屬醫院（上海長海醫院）院長廖專教授領銜的團隊獲得。

在人體中，“胰腺”是個不起眼的器官，重量僅有200克左右，但它卻是人體中最重要的器官之一。有“癌癥之王”之稱的胰腺癌和死亡率較高的“急性胰腺炎”都與它有關聯。但鮮有人知道“慢性胰腺炎”這種疾病的存在，多年前，這種令人痛不欲生的疾病是沒有辦法根治的，病人只能依靠止痛片來緩解，之后逐漸對止痛片上癮，身體變得消瘦不堪，這種疾病也有癌變的風險。在當時，慢性胰腺炎也是全球公認的難以治療的重大難題。

經過20多年的努力，海軍軍醫大學第一附屬醫院（上海長海醫院）院長廖專教授團隊攻克了這一世界級難題，利用沖擊波打碎胰腺中的結石，起到了“隔山打牛”的作用，達到了良好的治療效果，獲得病人的廣泛贊揚，上海也從全國慢性胰腺炎的診療中心發展成世界慢性胰腺炎診療中心。“慢性胰腺炎臨床診治關鍵技術的研究與應用”項目榮獲2022年度上海市科技進步獎一等獎。

痛不欲生又無可奈何，困擾全球多年的醫學難題

我們攝入的食物會依次進入口腔、咽喉、食道、胃部、小腸、大腸。小腸又分為十二指腸、空腸和回腸。長度為20～25厘米的十二指腸是個特殊的存在，這里有胰腺的管道入口和膽道的管道入口，兩個器官分泌的消化液從這里流入小腸，消化食物，吸收營養，提供人體的生存所需的能量。

胰腺的主要功能是分泌消化酶，其既是外分泌腺體又是內分泌腺體。內分泌腺可分泌胰島素，對體內的血糖調節起著重要作用。外分泌腺由腺泡和腺管組成，主要分泌脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶等胰酶。看似簡單，卻很復雜，外分泌腺內部有精確的組裝線路。“腺泡分泌的是胰酶，在胰管中運輸時，它們是沒有活性的，處于靜止期，進入小腸中的十二指腸后，因為小腸會分泌腸激酶，會將脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶等激活，對小腸中的食物進行分解和吸收。”廖專介紹說?？蓪⑦@個過程比喻成“?；镛D運”，胰管可以看成是一條河道，胰腺腺泡是河流上游的一個“化工廠”，小腸相當于最后的“組裝工廠”，通過胰管，這些酶原被運輸到小腸重新組裝后發揮功能。但是這個過程發生了錯誤，就會出現疾病。

“急性胰腺炎的發生通常與過度飲酒或者膽結石引發的膽汁流入胰管有關系，它們會在胰管中激活沒有活性的胰酶，啟動消化功能，開啟危險的‘自我消化，產生氨基酸，又會激活更多的胰酶，形成連鎖反應，當各種消化產生的物質無法排出胰腺，進入血液，形成炎癥反應，就會對各大器官產生嚴重損傷，引發多臟器衰竭。這就是死亡率非常高的重癥急性胰腺炎背后的發病原理。之所以小腸和胃部不會發生可怕的‘自我消化，是因為它們都擁有黏膜屏障，其主要成分是碳酸氫鹽和黏液。而胰管沒有這種物質進行保護?！绷螌＝忉尩?。如果說急性胰腺炎是“大火猛煮”類型的疾病，那么慢性胰腺炎就屬于“小火慢燉”。

慢性胰腺炎最大的特點就是炎癥反應以一定頻率出現，導致了胰管內部的纖維化。這種纖維化也是器官的自我保護，因為胰腺的部位比較特殊，處于腹膜后部，靠近腹主動脈和門靜脈，周圍毗鄰的臟器特別多，所處空間又比較窄小，一旦遇到刺激，就會產生劇烈疼痛，患者幾年劇烈腹痛一次，甚至幾個月劇烈腹痛一次。人體某個部位損傷后會結痂，臟器內部的纖維化也是同樣的道理，多次纖維化后外殼越來越大。胰腺分泌的蛋白酶中含有鈣離子，而胰管的上皮細胞分泌水和碳酸氫根離子，其原本作用是推動“運輸”和保持胰管的堿性環境，但是在這種特殊炎癥反應刺激下，兩種成分的結合形成了碳酸鈣，也就是“珍珠”的主要成分。這就是胰腺結石的形成過程。結石發生后，胰管開始膨脹，胰酶分泌增多，導致病情不斷惡化。

慢性胰腺炎患者中約有10%的情況是胰腺萎縮，胰酶分泌缺少，可以進行體外替代性治療，終身服藥就可恢復消化功能和糖類代謝功能。而另外90%的患者則是胰腺結石的情況。

“胰腺的胰管很窄，成年人胰管直徑大約在3～4毫米左右。消化鏡無法進入進行微創手術，過去只有胰腺手術一條路，而胰腺手術是全球公認的高難度手術之一，手術并發癥很多，一般只有早期胰腺癌患者，為了挽救其生命，醫生才會進行手術。而且胰腺結石手術后因為有創傷，內部結石還會出現。病人仍會遭受極大的痛苦，但是只能服用止痛藥進行緩解。”廖專說。

獨辟蹊徑讓沖擊波“幫忙”，達到滿意的治愈效果

攻克治療慢性胰腺炎的難題，是21年前中國工程院院士李兆申給拜入師門的廖專制定的科研方向。當時的廖專還是李院士的一名碩士研究生。

當時，一種“沖擊波”技術被嘗試運用在腎結石的“體外震波碎石”的治療中。沖擊波有個特點，在同等密度的環境中“穿越”不會有影響，但遇到不同密度的環境就會產生破壞作用。在早期沖擊波治療腎結石的醫學實驗中，醫生們會讓患者坐在有沖擊波發射裝置的浴缸里，腎結石密度遠遠高于人體密度，所以沖擊波能在治療中擊碎結石，達到治療的效果。

廖專就和同事們開始思考，能不能將腎結石的“體外震波碎石”中的沖擊波治療技術也運用到慢性胰腺炎的治療中。想法很好，但道路卻十分艱辛。

“我們帶了一些病人去治療腎結石的醫療單位，結果連續幾次全部失敗，因為和其他結石不一樣，胰腺結石會緊緊地貼在胰管壁上，就像胰管長了‘牙齒一樣，特別牢固，很難剝離，一旦用沖擊波沖擊結石，會引起胰腺內部的震蕩，而胰腺周邊有大量神經，會產生劇烈疼痛，病人會不由自主地閃避，也無法進行靶向瞄準治療?！绷螌：屯聜兙烷_始想辦法將各種難題一一破解。

團隊利用X光對結石進行精準定位，并采用麻醉技術，讓病人在全麻情況下從身體的前部進行碎石，還會注射鎮靜劑，治療效果特別好。很多碎石直接會掉落到小腸中去，隨著消化液分解，直接排出體外，疼痛的癥狀立刻消失。

有些胰管結石被打碎后散落在胰管中會堵塞胰酶運轉，容易再次引發炎癥，這是“隔山打牛”治療中最大的并發癥。于是團隊提前準備消炎痛栓（吲哚美辛）讓病人使用，進行有效預防。為了提高“隔山打?！钡男Ч?，團隊還制定了專門的技術規范和指南，對于沖擊波的頻率、能級和使用方法進行了詳細的規定，確保了技術的科學性和規范性。一個世界級的重大難題至此被全面攻克！

今天，慢性胰管治療已經成為上海長海醫院的獨門絕技，全國各地和全球的患者蜂擁而來。目前，廖專的科研團隊已經累計治療1萬例次，成功率接近100%，各國醫院和國內各地醫院也紛紛前來學習。慢性胰腺炎病人再也不用忍受痛苦，只需要花費2萬元左右就能進行治療，且只需一周就可以痊愈出院。追蹤后發現，該方法治療的慢性胰腺炎的復發率也非常低。

慢性胰腺炎的發生和人體基因突變也有關系。一部分患者慢性胰腺炎的發生與長期飲酒和暴飲暴食有關聯，分泌過多的膽汁刺激到胰腺。但是另一部分患者生活習慣較好，為何還會出現這樣的疾??？廖專團隊深入研究慢性胰腺炎的生物學基礎，他們發現慢性胰腺炎的發生與人體的基因突變有關?！坝行┗蛲蛔儠置诖罅康囊认俚鞍酌冈?，另一些基因功能原本是像‘警察一樣，不讓酶原過度產生，但基因突變后功能喪失了，我們發現其中涉及的基因有10多個，目前正在進行中國人最常見的慢性胰腺炎特有的‘SPINK1基因突變的修復工作，希望從根源上解除病人的痛苦。”

研發“膠囊機器人”，在生命之河中進行前所未有的診療

如果將人體的消化道比作生命之河，胰腺就是一條重要的支流，廖專科研團隊的視野并不局限在支流中，他希望在整個“生命之河”中自由探索，這也是當年李兆申院士給他出的第二個題目：在醫療技術上突破內鏡的技術局限。

20多年前，雖然已經有了胃鏡技術和腸鏡技術，但是有一段消化道還是人類的“盲區”，是一個無法觸及的“黑盒子”，不管是通過胃鏡還是影像CT，我們無法看到它，那就是長達5～7米的小腸，諸如克羅恩病的潰瘍癥狀就出現在小腸內壁上。

廖專團隊打造第一代膠囊機器人的目的是為了“看清楚”小腸內部的情況。

之后，團隊又有了更大的學術目標，那就是打造在整個消化道系統中能夠“長著腿走”的膠囊內鏡，醫務人員可以控制它。根據磁鐵原理，團隊打造了第二代膠囊機器人——磁控膠囊機器人，讓患者躺在一個下方有磁鐵的檢測裝置上方，形成一個磁場。一個小指甲蓋大小的膠囊機器人就從食道進入病人體內，如同“遙感衛星”一樣，醫生可以根據需要調整進退的方向，完整地看到胃部和腸道“角角落落”中的狀態。既可以進行食管靜脈曲張的檢查，觀察服用阿司匹林后的食管損傷情況等，還能早期篩查消化道的腫瘤。該裝置在2014年獲得了醫療器械生產許可證，目前已經被使用在全球的1000多家醫療機構中，普通人只要花上3000元就能進行消化道的全面“體檢”。

目前，廖專團隊正在研發的是第三代膠囊機器人，不僅有檢測功能，還有治療功能。廖專透露，最近團隊研發的一個特殊膠囊機器人上市了，其進入消化道后，在結腸部分開始進行“振動按摩”，可以治療頑固性便秘，一次費用僅需幾百元。

另外，廖專團隊正在利用第三代膠囊機器人進行體內消化道菌群的檢測。“這是一個很有趣的科研方向，消化道被稱為人體的第二大腦，內部有很多不受大腦控制的‘神經元，消化道中每個部分的菌群都是不一樣的，每個個體之間的菌群不同，各個地區人群的腸道菌群差別也很大。菌群也是一個治療靶點，科學家已證實移植菌群對于治療自閉癥有一定的作用。”廖專介紹說。未來第三代膠囊機器人在提取菌群的同時，還能定點釋放某些特殊藥物，治療各種疾病，甚至癌癥，相信這一定會造福更多的病人。

本文作者吳苡婷為為上海科技報主任記者，中國科技新聞學會科技傳播理論研究專委會理事、中國科學技術出版社特聘科普專家、上海市科普作家協會會員。