非糜烂性胃食管反流病烧心症状感知机制的认识

吴丽权　张亚历　朱薇

·综述·

非糜烂性胃食管反流病烧心症状感知机制的认识

吴丽权张亚历朱薇

【提要】非糜烂性胃食管反流病是一组异质性疾病，目前其发病机制尚未明确，已有大量研究发现食管黏膜屏障完整性受损及食管内脏高敏感性是其烧心症状感知的重要机制。因此，本文将就这两种重要机制在其发病中的作用作一综述。

非糜烂性胃食管反流病；黏膜屏障完整性受损；细胞间隙增宽；食管阻抗基线；内脏高敏感性

胃食管反流病（gastroesophageal reflux disease，GERD）是指胃、十二指肠内容物反流入食管引起食管黏膜损伤及（或）典型临床症状的一类疾病，分为伴有食管黏膜损伤的“糜烂性GERD”和仅有症状的“非糜烂性GERD”［1］。非糜烂性胃食管反流病（non-erosive gastroesophageal reflux disease，NERD）是GERD最常见的类型，表现为典型胃食管反流症状而内镜下未见黏膜损伤，其中烧心为其典型症状［2］。随着24 h食管阻抗-pH值监测技术的应用，人们对NERD烧心症状感知机制的认识不再限于食管酸异常暴露，还与食管高敏感性有关，表现为对酸或弱酸反流的高敏感性［3］。尽管NERD烧心症状感知机制目前尚不清楚，目前研究表明食管黏膜屏障完整性受损及食管内脏高敏感性是NERD烧心症状感知的重要机制。本文将先从了解NERD概念演变开始到以上的两种机制的进展来阐述。

一、NERD概念的演变

1999年格瓦尔研讨小组认为NERD是GERD较轻的疾病范畴，NERD→糜烂性食管炎（erosive esophagitis，EE）→Barrett食管→食管腺癌是GERD不断进展的过程，强调了NERD治疗的基本原则与EE一致［4］。然而，2002年Fass等［5］提出将GERD划分为NERD、EE、BE新模式，认为这三者是GERD相对独立的类型，相互之间不转化或很少转化，并定义NERD为存在由食管内酸反流引起胃食管反流典型的症状，而内镜下未可见食管黏膜损伤。该模式的转变将NERD的发病机制研究及治疗策略重点放在NERD的症状感知上。2006年蒙特利尔共识定义NERD为出现不适的反流相关症状但缺乏内镜下黏膜损害的依据［6］。从NERD概念的演变，我们认识到NERD缺乏内镜下黏膜损害的表现，是一组GERD症状相关性疾病，机制尚不清楚，其症状感知机制是研究的一大方向。近几年大量的研究支持食管黏膜屏障完整性受损及食管内脏高敏感性是NERD烧心症状感知的重要机制［7-9］。

二、食管黏膜屏障完整性受损与NERD

1.食管黏膜屏障的结构

人体对食管反流物的侵袭有不同的防御机制，解剖学上主要有食管蠕动、食管下括约肌及膈脚结构抗逆流作用，同时存在微观结构及分子机制防御的天然屏障功能［7］，即食管鳞状上皮保护屏障。当食管黏膜屏障完整性受损时，食管黏膜暴露于酸、弱酸、胆盐等反流物，其对水、电解质及小分子物质的通透性增加，反流物中的酸和蛋白酶等通过增宽了的细胞间隙作用于食管黏膜的神经末梢，引起烧心、胸痛等典型胃食管反流症状［10］。黏膜屏障完整性受损的微观结构表现形式是细胞间隙增宽（dilated intercellularspace，DIS）［7］。

2.细胞间隙增宽的物理化学基础

Tobey NA等［11］建立酸灌注诱导兔子动物NERD模型，该研究发现管腔内高浓度氢离子破坏上皮屏障、顶端连接复合物，有效地增加细胞旁通透性，同时管腔内等量高浓度的氯离子通过细胞连接处的裂隙弥散入细胞间隙，产生渗透梯度，导致水分子流入，产生的静水压力促使过量的水渗入细胞间隙，导致细胞膜连接分开，从而出现DIS。当DIS存在，伴随H+过多弥散入细胞胞浆和细胞间隙，碳酸氢盐等化学屏障不能够缓冲H+时，H+刺激细胞间隙的酸敏感伤害感受器，导致烧心症状产生。同时细胞间隙的酸化导致食管上皮细胞基底外侧膜暴露于酸，活化Na+依赖性Cl--HCO3-交换体，诱发胞浆酸化，引发一系列的细胞渗透调节失衡、细胞水肿甚至细胞死亡，当细胞修复速度超过细胞死亡时，就会造成上皮细胞完整性受损。

3.DIS与NERD烧心症状感知

DIS在动物模型和胃食管反流病患者中已得到证实存在，有可能成为NERD的一个客观诊断标准。1978年Charles Pope在电子透射显微镜（transmission electronm icroscopy，TEM）下首次发现动物EE模型存在DIS，1979年Hopwood D等也证实了该发现，2年后Carney CN等在兔子动物酸灌注模型实验中发现细胞间隙增宽是兔子食管上皮损伤的形态学改变。基于该发现，1996年Tobey NA等［12］通过TEM首次证实DIS存在于酸异常暴露的NERD烧心患者中，提出DIS是酸对食管上皮损伤形态学的早期表现。随后Caviglia R的团队［13］证实了DIS存在于生理性酸暴露NERD烧心患者当中。早期国内外有临床研究发现NERD患者经奥美拉唑治疗后，DIS恢复的患者中反流症状均有缓解［14-15］。并且，食管反流物中除了酸，其他反流物如弱酸、胆汁酸、胃蛋白酶、胰蛋白酶，甚至应激状态等与NERD发病有关的事件均可诱发DIS，反流物通过增宽的细胞间隙达到黏膜层深处及黏膜间的神经末梢，引起NERD的症状感知［16］。可见，DIS是NERD常见且明显的形态学改变，而内镜下未见黏膜损伤表现，TEM下DIS可作为反流所致NERD食管黏膜完整性受损的敏感指标，症状缓解和黏膜超微结构愈合之间的一致性提示在细胞间隙的紧密性和上皮内神经元的敏感性之间存在一定的关系。

4.食管黏膜完整性的临床评估

DIS目前成为是NERD食管黏膜屏障完整性受损的一个敏感客观的指标，但其测量依赖于内镜下黏膜活检，难以在临床上广泛应用。尤斯灌流室常用于测量上皮黏膜的跨膜电阻抗和渗透性以评估黏膜屏障完整性，然而，尤斯灌流室也因系统操作复杂性限于临床上应用［17-18］。食管阻抗监测技术最早由Silny于1991年报道，其原理是记录绝缘导管上环形电极组成的交流电回路的电流阻力，即电阻抗，临床上主要用于测量胃食管反流物的状态和性质。当没有反流或吞咽事件时，阻抗值处于基线状态，此时导管电极紧贴食管壁，阻抗基线值则反映的是食管壁本身的导电性能，与食管壁组织的生理状态相关［19］。食管基线阻抗水平与尤斯灌流室的上皮黏膜跨膜电阻抗和渗透性及DIS相关，因此，食管基线阻抗监测成为一种全新的临床评估食管黏膜完整性的研究手段。

健康人的食管黏膜上皮具有较大的跨膜电阻，而NERD患者基线阻抗处于低水平状态。国内外学者开展的大量临床研究，通过分析NERD患者食管阻抗基线与酸暴露、上皮细胞间隙的相关性，发现NERD患者食管阻抗基线降低与上皮细胞间隙呈负相关［19-21］。食管基线阻抗低水平可反映食管黏膜完整性受损状态，因此被广泛用于临床评估食管黏膜完整性［22］。并且，在酸灌注诱导食管高敏感性可对食管黏膜损伤基础上，食管基线阻抗低水平还与食管酸异常暴露有关，因此食管基线阻抗也被用于评估烧心症状患者对酸的高敏感性［23-25］。

5.食管黏膜完整性受损的治疗趋势

对于PPI难治性NERD的患者，改善食管黏膜屏障完整性可能为改善NERD症状提供新的导向。在嗜酸性食管炎的一项研究可值得借鉴，该研究发现激素丙酸氟替卡松治疗嗜酸细胞性食管炎8周后，食管黏膜屏障完整性改善［17］。另外，日本学者发现酸诱导上皮内产生的PGE2，可通过其受体EP1作用于食管黏膜下神经，从而引起烧心症状，并且健康人食管酸灌注可诱导食管黏膜PGE2产生，并食管黏膜PGE2水平与烧心症状程度呈正相关［26］。该团队最近开展的一项前瞻性临床研究发现非甾体类抗炎药双氯芬酸在健康志愿者中通过抑制食管PGE2过度表达减缓酸诱导烧心症状［27］。可见，食管黏膜完整性受损为NERD烧心症状感知机制及治疗药物探索上提供了新的思路。

三、食管内脏高敏感性与NERD

1.食管内脏高敏感性

内脏对生理性刺激产生不适感或对伤害性刺激反应强烈的现象，称为内脏高敏感性（visceralhypersensitivity，VH）。NERD患者的内脏高敏感性表现在不仅对食管酸敏感性增强，而且对食管腔内机械性刺激、胆碱能药物的敏感性也增强。24 h pH监测提示NERD患者只有45%酸暴露异常而EE患者中占75%，前者的反流事件次数及酸暴露范围相对少，两者却有同等严重程度的烧心症状表现，这与NERD和VH密切关系分不开［28］。食管内脏高敏感性在NERD烧心机制中扮演重要作用，尽管其深入的机制目前尚不清晰，伤害感受器及神经肽在其感觉和疼痛方面机制尤受重视［29］。

2.伤害感受器及神经肽与NERD

常见受体的伤害感受器主要是酸敏感离子通道（acidsensing ion channels，ASICs）、瞬时感受器电位通道（transient receptor potential channels，TRP通道）、蛋白激酶受体2（pro-tease-activated receptor2，PAR2），神经肽主要是P物质、降钙素基因相关肽（calcitonin-gene-related peptide，CGRP）以及它们的受体分别是神经激肽受体（neurokinin 1 receptor，NK1R）和受体活性修饰蛋白-1（receptor activity-modifying protein 1，RAMP1）。

ASICs是一类由细胞外质子H+激活的阳离子通道，广泛存在于细胞膜上，属于上皮通道蜕变蛋白离子通道超家族，在感受体液PH值和调控痛觉、酸味觉等方面有重要作用［30］。其中ASIC 1-3型在小鼠食管上皮黏膜中均有表达，而在人食管黏膜只有ASIC3型表达［31］。ASIC3型主要位于外周伤害性感受器，对炎症环境中痛觉过敏的形成起着不可忽视的作用，其中，炎症介质神经生长因子、5-羟色胺可诱导ASIC3通过ASIC3启动子调控其基因转录，使ASIC3的表达水平提高。

TRP通道是一类在外周和中枢神经系统分布广泛的阳离子通道蛋白。瞬时受体电位香草酸亚型1（transient receptor potentialvanilloid 1，TRPV1）是TRP通道的家族成员之一，它是一种非选择性配体门控阳离子通道，主要功能是感受伤害性的热刺激和化学刺激，参与疼痛和体温的调节［32］。消化道炎症所致的化学性或机械性的痛觉过敏，多半与TRPV 1的表达上调以及激活有关［33-35］。TRPV1在初级传入神经元活化，可激发牵张敏感性疼痛及释放神经肽以诱导神经源性炎症［34］。TRPV1蛋白及mRNA在NERD患者较健康对照组的食管黏膜中高表达，表明TRPV1的痛觉过敏是NERD食管高敏感性的机制之一［36］。

PAR2是G蛋白偶联受体，受丝氨酸蛋白激酶激活，是胃肠道炎症及功能性障碍疾病重要发病机制。PAR2的活化起促炎反应，促进神经肽诱导神经源性炎症释放，介导内脏高敏感性及疼痛。

基于以上基础研究，Yoshida N等［29］通过分析NERD患者食管黏膜标本的TRPV1及PAR2的mRNA表达水平，发现NERD患者内脏敏感性和神经源性炎症与TRPV1及PAR2的活化有关。最近Wu L等［31］进一步研究烧心症状感知的机制，发现弱酸可诱导人食管上皮细胞释放ATP来激活PAR2，同时可活化ASICs、TRPV1，而ATP受ASICs、TRPV1调控，并介导感觉和疼痛作用。并且，PAR2的活化可加强ASICs和TRPV 1的敏感性，从而介导食管高敏感性。因此，食管高敏感性与ASICs、TRPV1、PAR2的活化相关。

TRPV1及PAR2在伤害感受神经纤维的活化诱导神经肽释放，神经肽P物质通过其受体NK1R及CGRP通过其受体RAMP1释放神经源性炎症参与疼痛和炎症过程。研究发现P物质蛋白及其受体NK1R的m RNA在NERD患者食管黏膜表达增加，而且P物质蛋白水平与烧心症状有一定的相关性，表明P物质及其受体的表达与NERD烧心症状有一定的关系［29］。

TRPV1和PAR2表达水平上调与食管高敏感性有关，提示它们可作为NERD靶向基因药物治疗策略之一。2011年，Krarup AL团队［37］开展药物临床试验支持TRPV1拮抗剂AZD1386可提高GERD的疼痛耐受，降低食管敏感性，可安全使用。然而，2013年该团队在NERD患者食管疼痛诱导模型的临床试验研究中发现AZD1386对NERD患者诱导疼痛无镇痛作用，不支持TRPV1拮抗体可缓解NERD患者疼痛症状，尽管该药可提高皮温耐受性［38］。可见，TRPV1拮抗体是否可用于NERD食管高敏感性治疗仍需深入的探讨。

四、结论与展望

本文就NERD的食管黏膜屏障完整性受损及食管内脏高敏感性这两种发病机制研究进行了阐述。可见，尽管DIS是NERD食管黏膜受损常见的超微结构变化，难以应用于临床评估，与之相关的食管基线阻抗技术得益于临床开展，拓展了NERD研究思路。尽管目前临床试验不支持TRPV1拮抗剂在食管高敏感性作用，至少目前的伤害感受器及神经肽等分子机制探讨，认识到食管酸敏感受体ASICs、TRPV1和PAR2的活化以及P物质的释放可使NERD食管敏感性增强，使其症状感知易化且持续。因此，食管黏膜屏障及食管敏感性在探讨NERD烧心症状感知机制上为NERD将来的药物治疗提供了全新的视角，特别是对改善质子泵抑制剂难治性NERD患者症状尤其重要。

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2015-12-07）

（本文编辑：吴嘉煖）

10.3969/j.issn.1672-2159.2016.04.057

510515南方医科大学南方医院消化内科通讯作者：朱薇，E-mail：chnz_w@126.com；

张亚历，E-mail：zyl41531@163.com

广东省科技计划项目（2012B050600020）