咽喉反流性疾病的发病机制及其与耳鼻咽喉疾病相关性研究进展

徐志宇 刘旭 陈世彩郑宏良

咽喉反流性疾病(laryngopharyngeal reflux disease,LPRD)是指胃十二指肠内容物反流直接或间接引起的上消化道和呼吸道的炎性反应，主要表现为咽喉部异物感、持续清嗓、声嘶、发音疲劳、咽喉疼痛、慢性咳嗽、呼吸困难、喉痉挛等症状的总称。LPRD喉镜下表现为声带后联合区黏膜增生和/或肥厚，声带弥漫性充血、水肿等[1]。我国最近的一项多中心流行病学调查显示，在我国耳鼻咽喉科门诊就诊的患者中，LPRD的发病率约为10.15%，但其中仅有14.09%的患者有明确的LPRD诊断史，LPRD发病率存在地区、性别、年龄差异，中老年、有吸烟史和饮酒史是LPRD的独立预测因素，在LPRD患者中出现声嘶及其他嗓音问题者占71.87%[2]。严重的LPRD甚至可出现喉肉芽肿、喉室消失、声门下狭窄等，并且可引起成人哮喘和特发性肺纤维化，以及鼻窦炎、中耳炎、肿瘤等耳鼻咽喉疾病[3]，因此在临床与科研领域得到越来越多的关注。本文对LPRD的解剖学及病理生理机制进行综述，以期加深对此病的认识，寻求LPRD及其相关疾病的预防、诊断和治疗新的切入点。

1 解剖学功能异常

胃内容物反流至咽喉及以上部位，需通过胃食管交界处、食管下括约肌(LES)以及食管上括约肌(UES)等部位，上述屏障的结构或功能出现异常为LPRD提供了解剖学基础，也是LPRD 发生的动力因素。UES的功能障碍是LPRD区别于胃食管反流病(GERD)的最主要解剖基础。Szczesniak等[4]在实验中记录到的全部咽喉反流事件均发生于直立位，91%发生在餐后3 h内，所有反流事件均与UES松弛有关，且32例中的29例(91%)为非吞咽相关的主动性松弛。GERD的主要解剖机制是食管功能紊乱，酸清除时间延长，其发病多在仰卧位，且伴有长时间的酸暴露，出现典型的“烧心”症状；而LPRD通常发生直立性反流，缺少“烧心”症状。另一方面，反流也可改变UES的功能，LPRD的发生可能与食管-UES收缩反射功能有关。Lang等[5]研究发现，食管酸暴露在早期增加了食管舒张反射的敏感性，而降低了收缩反射的敏感性，即反流刺激使食管括约肌更易舒张。解剖屏障功能的异常与反流之间可能存在着互为因果、恶性循环的关系。食管酸清除是衡量食管在发生反流事件后恢复中性pH的能力，是用以评估食管功能的一个整体指标。Gregory等[6]的研究发现，LPRD患者的食管酸清除时间较健康对照组明显延长，食管蠕动异常也会导致反流对黏膜的损伤；但文章中也同时指出，LPRD的食管酸清除显著优于GERD，即LPRD患者的食管功能相对于GERD患者更好，这也与LPRD多发生于直立位、且少有食管炎及烧心症状相符，也说明其机制的差异性。

2 迷走神经功能异常

研究发现，LPRD患者的短期心率变异性等反映迷走神经功能的相关参数发生变化，结果提示迷走神经张力降低，且与反流症状和体征评分增高相对应，迷走神经功能异常可引起胃蠕动、UES和LES功能的异常调节，进而引起LPRD。同时，对LPRD患者迷走神经功能障碍和病程的分析表明，LPRD患者病程越长，迷走神经功能越差，这提示迷走神经功能障碍参与了LPRD的发生发展，在LPRD治疗过程中自主神经功能的恢复是重要的[7]。迷走神经广泛分布于咽喉、食管、胃肠、肺和心脏等器官，而以咽喉部最敏感，迷走神经功能异常会引起慢性咳嗽、咽异物感和频繁清嗓等症状，而这些症状是部分LPRD患者的主要症状，该类患者常被误诊为慢性咽炎或其他呼吸系统疾病，严重的酸反流甚至会引起支气管痉挛。引起上述症状的主要机制是反流刺激喉部的咳嗽感受器及气管壁上的C纤维，刺激由迷走神经传入、终止于孤束核并投射到桥脑和髓质呼吸中枢以及内侧网状结构，二者可能在传入神经或中枢互相影响并引起食管及支气管的交叉致敏，即反流可能增加咳嗽的敏感性或直接引起咳嗽发作，而咳嗽可能增加一过性的食管括约肌松弛，进而引起反流[8]。

3 黏膜保护机制异常

咽喉部的黏膜与食管黏膜相比对反流的抵抗能力更弱，吞咽不仅清除了食管酸，也将富含碳酸氢盐的唾液带入食管，而由于唾液较少停留于咽喉部黏膜，因此咽喉黏膜缺少外部缓冲，而主要依赖于自身细胞分泌的碳酸氢盐的中和作用来中和食管酸，后者的分泌依赖于上皮细胞碳酸酐酶(CA)同工酶的表达。Johnston等[9]发现LPRD患者声带和喉室黏膜的CA同工酶Ⅲ较对照组缺乏，但并未出现如GERD食管黏膜一样的上调。CA催化的水合反应生成碳酸氢根离子，对于缓冲和维持管腔黏膜表面的中性pH值至关重要，酸性环境不仅直接对黏膜造成损伤，也使反流物中的胃蛋白酶具有更强的活性而造成进一步损伤。此外，LPRD患者中还发现了CAIII在喉部不同解剖部位的表达具有差异性， CAIII在LPRD患者声带的表达降低，而在后联合的表达增加，但机制尚不明确[10]。同样具有解剖部位差异性的还有LPRD患者咽喉上皮的粘蛋白不同亚型的表达下调，研究发现，粘蛋白(mucoprotein，MUC)MUC2和MUC5B在LPRD患者杓间区表达下调，MUC5B在后联合区的表达下调[11]。粘蛋白分泌减少所致的屏障功能减弱和伤口愈合延长可能是LPDR患者喉损伤或疾病进展的因素。此外，研究发现LPRD患者喉部组织热休克蛋白70(HSP70)表达增加[10]，HSP70是一种保护性的分子伴侣蛋白，在组织受到急、慢性刺激时表达增加，可以抑制细胞凋亡，加强细胞自噬，并促进上皮细胞增殖。Wang等[3]在体外实验中发现，中性pH条件下的胃蛋白酶暴露引起JNK/MAPK信号通路上ERK1/2和p38的磷酸化水平提高，进而增加了HSP70的表达，并加强了细胞凋亡。而LPRD组织中鳞状上皮应激蛋白(Sep 70)与胃蛋白酶呈负相关，这可能是由于反流物质持续暴露所致的喉咽上皮Sep70被耗尽[12]。上皮标志物水平的变化可以反映LPRD的损伤机制及其对上皮黏膜防御屏障的影响，而这些变化也可能作为对LPRD诊断的辅助方法。

4 酸性反流损伤

24 h pH监测喉咽部pH值<4的总时间≥1%是LPRD的诊断标准之一，在各种胃内容物的反流损伤中，以酸反流对咽喉黏膜的刺激最强烈，酸性反流可以直接对咽喉黏膜造成损伤，也可以通过激活胃蛋白酶进而引起间接损伤。酸反流刺激可以引起咽喉上皮黏膜炎性浸润、水肿、增生等一系列疾病，影响声带的振动及开合，进而影响发音功能。任克水肿是临床较常见的声带良性病变，除用嗓过度等原因外，研究发现，任克水肿患者24 h咽喉部监测pH<4的次数显著高于对照组[13]，证明咽喉酸性反流可能是引起任克水肿的另一发病原因。酸性刺激引起上皮水肿的机制是其造成K+通道失活以及Na+-K+-2Cl-共同转运体激活，进而增加了细胞内渗透压，同时，酸诱导胞内Ca2+浓度升高，后者激活磷脂酶、核糖核酸酶和蛋白酶等损伤细胞，并增加线粒体膜通透性从而影响细胞呼吸功能。已有研究证实，pH值<4的声带白斑患者反流症状和体征比非咽喉返流的声带白斑患者明显，抑酸治疗可以有效改善声嘶等症状[14]，说明酸反流对声带白斑的发生发展及预后都有重要影响。此外，有研究发现，部分反流患者检测出颈段食管出现异位胃黏膜生长，后者产生原位胃酸分泌，使得这部分患者较其他无异位胃黏膜的LPRD患者出现更频繁的酸反流和更严重的症状[15]，颈段食管的异位胃黏膜可能在LPRD的发病机制中起到作用，尚无研究报道咽喉部的异位胃黏膜生长。

5 胃蛋白酶的损伤机制

早在1991年，Koufman就发现，胃蛋白酶联合酸暴露导致了比单独使用酸或对照组更严重的炎症，从而证明了胃蛋白酶在反流性损伤中的作用[16]。胃蛋白酶原由胃黏膜主细胞分泌，在胃酸的激活下形成具有活性的胃蛋白酶，后者是胃液中的主要消化成分。越来越多的研究认为，胃蛋白酶是LPRD的主要损伤因素，其损伤机制目前尚未完全阐明，目前发现的方式有两种：一是发生反流事件后，胃蛋白酶以稳定的形式存在于呈中性pH的咽喉上皮，当再次发生酸反流时胃蛋白酶再次被激活；二是胃蛋白酶在pH 7的非酸性条件下还通过受体介导的内吞作用被上皮细胞摄取，并在囊泡内酸性pH的条件下重新激活而引起一系列损伤，包括线粒体和高尔基体损伤，以及涉及到细胞应激和细胞毒相关基因的表达上调，而胃蛋白酶的活性被不可逆的失活处理后，没有发现这些变化[17]。

近年来的研究认为，胃蛋白酶的内吞可能与低密度脂蛋白受体相关蛋白1( low-density lipoprotein receptor-related protein 1，LRP1)相关，LRP1介导多种配体的清除，包括α-2巨球蛋白(alpha-2 macroglobulin，α2M) ，α2M对包括胃蛋白酶在内的多种蛋白酶具有抑制作用[18]。实验发现，抑制LRP1可以消除胃蛋白酶介导的下咽线粒体损伤，而生物信息学分析表明，人类喉癌中LRP1及α2M均具有下调趋势,这种下调趋势可能导致胃蛋白酶损伤的易感性[19]。体外实验中观察到，胃蛋白酶暴露增加了细胞IL-8以及上皮-间质转化(EMT)标志物上皮钙粘蛋白(E-cadherin)的表达水平，而间充质细胞表达N-cadherin、纤维连接蛋白和波形蛋白等水平的改变，提示胃蛋白酶通过IL-8信号通路诱导EMT，在促进喉癌细胞增殖和迁移方面具有潜在的作用[20]。EMT是上皮细胞失去细胞极性和细胞间粘附，获得迁移和侵袭特性、形成间充质干细胞的过程，是发育过程中必不可少的过程，也发生在伤口愈合、器官纤维化和肿瘤的侵袭与转移，E-cadherin下调介导的粘附丧失是EMT的一个基本事件，通常被认为是肿瘤细胞侵袭和转移以及其他多种喉部疾病发生、发展的一个因素。18项病例对照研究的荟萃分析表明，反流疾病显著增加了喉部恶性肿瘤的风险，且在排除了吸烟和饮酒因素后，这种关联仍然存在[21]。据最近的一项研究中的统计，喉癌患者的GERD或LPRD患病率为43.4%，而对照组患病率为14.3%[22]。多组实验中观察到了胃蛋白酶暴露促进了细胞增殖、集落形成、迁移[20, 23]。针对LPRD及胃蛋白酶在咽喉恶性肿瘤发生发展中的作用已有相关研究，但目前尚缺乏共识。

6 胆汁反流

非酸反流事件在咽喉反流中占有较高比例[24]，而胆汁是非酸性反流的重要成分。研究发现，喉癌患者唾液中的胆汁酸和胃蛋白酶水平明显高于健康对照组，提示胆汁反流在喉癌的发生发展中可能起到一定作用。Sasaki等[25]的进一步研究发现，与胆汁(-)对照肿瘤患者及肿瘤临近正常组织相比，胆汁(+)肿瘤表现出NF-κB转录因子RELA(p65)和c-REL及NF-κB相关基因bcl2、EGFR、TNF-α、IL-1B、IL-6和STAT3的显著过度表达，癌基因miR-21显著上调以及抑癌基因miR-375和miR-34a的表达明显下调，这是头颈癌患者预后不良的重要标志。这些研究为胆汁咽喉反流与咽喉肿瘤之间的关联提供了证据，同时也揭示了咽喉反流致病因素的多样性。

7 幽门螺杆菌

一项荟萃分析认为，LPRD患者中的幽门螺杆菌感染率为43.9%，但二者之间的关联尚无统一观点[26]。在Youssef等[27]的研究中，对幽门螺杆菌阳性的LPRD患者给予幽门螺杆菌三联根治疗法(埃索美拉唑+阿莫西林+克拉霉素)四周后的症状改善率(86.7%)明显高于单用埃索奥美拉唑组(38%)。此外，Siupsinskien等[28]的研究发现，合并LPRD的慢性扁桃体炎患者的扁桃体组织中幽门螺杆菌阳性率增加了2～3倍；其团队在另一项研究中发现，在慢性鼻窦炎合并息肉的患者中，近1/3的患者鼻息肉活检标本中检出了幽门螺杆菌，且其发生率明显高于鼻黏膜正常患者[29]。Kumral等[30]发现，LPRD患者的鼻吸气峰值流量、鼻腔黏液纤毛清除率和嗅觉等指标均受到幽门螺杆菌感染的影响，并随胃黏膜幽门螺杆菌定植率的增高而恶化。目前尚无直接证据证明幽门螺杆菌感染参与了LPRD的致病或发展，但上述研究结果提示二者之间可能存在着联系。幽门螺杆菌感染与LPRD确切的相关性仍有待进一步研究。

8 局部炎症反应

反流的胃内容，包括酸反流物、非酸反流物、胃蛋白酶等各种反流物的刺激对咽喉的损伤首先表现为局部炎症反应。研究发现，咽喉反流患者咽喉组织中的TNF-α、IL-1β、IL-6等炎性因子水平显著高于对照组，而在使用PPI治疗3周后上述因子水平降低，同时反流症状与体征也减轻[14, 31]。反流导致上皮细胞分泌TNF-α、IL-1β、 IL-6等趋化因子，通过炎性细胞募集而导致黏膜损伤，进而引起咽喉反流一系列的症状和体征。此外，上述炎性因子受NF-κB信号通路的调节，咽喉反流对咽喉黏膜的炎性反应中，多数研究聚焦于NF-κB信号通路。Niu等[23]发现在体外实验中，喉上皮细胞暴露于胃蛋白酶发生了多种基因表达水平的变化，其中包括了NF-κB信号通路相关基因TNF-α 和 BCL2A1的上调。NF-κB通路是介导体内炎症反应的一条重要信号通路，对声带黏膜水肿、声带白斑等疾病的发生发展过程起到极其重要作用。

综上所述，解剖功能以及迷走神经功能的异常、各种损伤因素的作用、黏膜保护机制异常等，构成了LPRD复杂的发病机制，引起组织细胞的炎症、增生、肿瘤等结构及功能异常。LPRD是区别于GERD 的一种独立疾病，二者在解剖及病理生理学等方面都有诸多不同，目前对LPRD的诊断和治疗也缺乏足够满意的方法[32]。进一步深入的研究将为LPRD及相关疾病的诊断、治疗和预防提供新的思路，为降低相关疾病发病率，改善治疗效果提供理论依据。