蘭菲 楊杰

胃食管反流?。╣astroesophageal reflux disease，GERD）是一種常見的消化系統(tǒng)疾病。2014年中國胃食管反流病專家共識意見認(rèn)為燒心和反流是GERD的典型癥狀，燒心為胸骨后燒灼感，反流指胃內(nèi)容物向咽部或口腔方向流動的感覺。胸痛、上腹痛、噯氣等為GERD的非典型癥狀［1］。內(nèi)鏡檢查將GERD分為3個臨床亞型：內(nèi)鏡檢查陰性的GERD稱為非糜爛性反流?。╪on-erosive reflux disease，NERD）；存在食管黏膜破損稱為反流性食管炎（reflux esophagitis，RE）；食管下段覆層鱗狀上皮被單層柱狀上皮所取代稱為Barrett食管（Barrett's esophagitis，BE）［2］。GERD發(fā)病率逐年上升，降低患者的生活質(zhì)量。而且，不典型癥狀，諸如咳嗽哮喘、胸痛、進(jìn)食梗阻感等容易誤診，療效欠佳，患者極易產(chǎn)生緊張焦慮、抑郁等情緒，致使反復(fù)就診，醫(yī)療資源耗費(fèi)增加，加重家庭及社會負(fù)擔(dān)。

GERD發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，尚未完全闡明。食管下括約肌（lower esophageal sphincter，LES）壓力降低、LES一過性松弛、食管廓清能力降低、食管黏膜屏障通透性增加等在GERD的發(fā)病中起著重要作用。然而，近年來，持續(xù)的炎癥和免疫紊亂被認(rèn)為是GERD的另外一個重要機(jī)制，其中，食管黏膜肥大細(xì)胞（mast cell，МC）的作用也日益受到重視。

МC是一種常見的免疫炎癥細(xì)胞，來源于骨髓造血干細(xì)胞，廣泛分布于幾乎全身各個器官，在人體消化道中廣泛分布［3］，其主要存在于食管黏膜固有層中，緊鄰食管內(nèi)鱗狀上皮，因此可對穿過上皮的各種理化物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)。МC在受到外界刺激后，通過增殖、活化、脫顆粒，釋放多種生物活性介質(zhì)而發(fā)揮生理功能。МC活化后產(chǎn)生相關(guān)介質(zhì)主要有：類胰蛋白酶、5-羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）、組胺、血小板活化因子（platelet activating factor，PАF）等。МC在GERD病理生理過程中既有保護(hù)性作用，又有傷害性作用。保護(hù)性機(jī)制有：一方面，當(dāng)酸反流入食管腔內(nèi)后，可活化МC，使其脫顆粒釋放組胺，進(jìn)而通過NO依賴機(jī)制使黏膜內(nèi)血管舒張和黏膜血流量增加，可通過增加的血流量加速清除有害物質(zhì)和促進(jìn)受損細(xì)胞修復(fù)；另一方面，還可將HCO3-帶入上皮細(xì)胞內(nèi)中和過多的酸，減輕上皮細(xì)胞損傷。損傷性機(jī)制有：МC還可釋放一些使食管上皮損傷的介質(zhì)，如5-HT、組胺、PАF、類胰蛋白酶等，可引起食管超敏、食管黏膜屏障通透性增加、食管動力改變等。МC可能為研究者提供更多關(guān)于GERD發(fā)病機(jī)制及GERD治療中質(zhì)子泵抑制劑（proton pump inhibitors，PPⅠ）之外的全新治療靶點(diǎn)。

一、GERD病理生理

1.LES：LES是抵抗胃內(nèi)容物包括胃酸反流入食管的有效功能性屏障，包括LES胸內(nèi)段及LES腹內(nèi)段。靜息狀態(tài)下，正常的食管體部壓力不足以抵抗胃內(nèi)容物反流入食管，反而促進(jìn)其反流。LES靜息狀態(tài)下壓力為10～30 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），高于胃和食管壓，是抗GERD的重要屏障。LES出現(xiàn)結(jié)構(gòu)和（或）功能異常時可引起胃食管相關(guān)癥狀。以往常規(guī)測壓發(fā)現(xiàn)LES的抗反流作用是由其壓力和長度決定的。近年的研究認(rèn)為LES全長＞2 cm、LES腹部長度＞1 cm及LES壓力＞400 mmHg是LES發(fā)揮屏障作用的重要條件［4］。也就是說，當(dāng)上述3個條件出現(xiàn)異常時，食管遠(yuǎn)端酸暴露會出現(xiàn)異常。使用高分辨率食管測壓及24 h pH阻抗監(jiān)測法發(fā)現(xiàn)，當(dāng)LES長度＜1 cm和（或）LES壓力＜400 mmHg時，相應(yīng)地，食管遠(yuǎn)端酸暴露會隨之增加，這一現(xiàn)象尤其在LES腹內(nèi)段短于正常值時明顯［5］，證實LES長度和壓力對反流控制的重要作用。

2.唾液：唾液的正常分泌及下咽是食管廓清的重要組成，不僅可以中和及稀釋進(jìn)入食管內(nèi)的物質(zhì)，保持食管內(nèi)酸堿度處于適中環(huán)境，不至于過酸或過堿而損傷食管黏膜。研究發(fā)現(xiàn)GERD患者唾液pH及分泌量低于健康對照組，經(jīng)PPⅠ治療后上述指標(biāo)水平可升高，但仍低于健康者，GERD患者唾液中和食管pH的能力減弱［6］。

不僅如此，從口腔到遠(yuǎn)端食管唾液傳輸異常可能是引起GERD食管炎及胃食管相關(guān)癥狀的原因之一。唾液傳輸?shù)竭h(yuǎn)端食管依賴于食管蠕動，唾液閃爍顯像發(fā)現(xiàn)在GERD患者咽部及食管上段的唾液傳輸評分明顯低于正常人。但與此相反，Cassiani等［7］發(fā)現(xiàn)，與健康對照組相比，GERD患者從口腔到食管-胃的唾液傳輸速度并無差異，甚至發(fā)現(xiàn)GERD患者通過遠(yuǎn)端食管體部的唾液傳輸速度快于對照組。這是否提示唾液在GERD患者食管的不同部位存在不同的傳輸速度，或者僅僅是廓清能力在不同的GERD患者中受損程度不一，尚不清楚。

此外，GERD患者的唾液的成分也不同于正常人，唾液中含有有助于咽部及上消化道黏膜快速再生的表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF），有利于在RE中促進(jìn)食管黏膜快速修復(fù)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，GERD患者EGF水平明顯低于正常者，這提示GERD患者唾液腺功能不良［8］。Bychkov和Yakhnitska等［9］還發(fā)現(xiàn)GERD患者的唾液中鈣水平明顯低于正常對照組，同時該類患者血漿中甲狀旁腺素水平也低于正常對照組，經(jīng)治療后鈣水平可升高10%，甲狀旁腺素水平也相應(yīng)升高［9］。唾液的分泌、傳輸及所含成分在GERD發(fā)病中作用復(fù)雜，需進(jìn)一步研究。

3.食管上皮通透性：食管黏膜屏障是保護(hù)食管免遭各種外界刺激物質(zhì)的有效機(jī)械屏障，由上皮前（表面黏液層、碳酸氫鹽等）、上皮層（復(fù)層鱗狀上皮）及上皮后（豐富的黏膜血管網(wǎng)）共同構(gòu)成。在GERD患者中，食管黏膜屏障的完整性受到破壞。電鏡發(fā)現(xiàn)GERD患者食管上皮間隙增寬。后來的研究發(fā)現(xiàn)反流損傷的GERD患者遠(yuǎn)端食管上皮存在屏障功能缺陷，早在1996年，Tobey等［10］發(fā)現(xiàn)在反流物所致食管損傷的患者中食管上皮細(xì)胞間隙擴(kuò)大。后來陸續(xù)的研究也證實了這一現(xiàn)象［11］。研究還發(fā)現(xiàn)GERD患者食管上皮在功能上表現(xiàn)為低阻抗和黏膜-漿膜熒光素通過增加，同時發(fā)現(xiàn)食管上皮細(xì)胞間緊密連接蛋白e-cadherin降解是參與食管上皮通透性的重要原因之一，并且在GERD患者食管黏膜活檢中存在e-cadherin的降解物C末端，且在GERD患者血清中發(fā)現(xiàn)e-cadherin的降解物N末端較正常人高［12］。也就是說，GERD患者食管上皮的緊密連接蛋白e-cadherin發(fā)生不同程度降解，從而導(dǎo)致上皮細(xì)胞間緊密連接受到破壞，引起上皮屏障障礙，反流物質(zhì)進(jìn)入上皮下引發(fā)一系列GERD癥狀。

4.GERD與黏膜免疫炎癥：GERD發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，目前認(rèn)為與免疫炎癥密切相關(guān)。在GERD患者食管中，反復(fù)酸或弱酸刺激食管黏膜，導(dǎo)致白細(xì)胞介素8（interleukin-8，ⅠL-8）、ⅠL-6、轉(zhuǎn)化生長因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）、ⅠL-1β等炎性介質(zhì)的釋放，其可能機(jī)制為：酸或弱酸一方面使黏膜上皮上蛋白激活酶受體2（protease activated receptors-2，PАR2）表達(dá)增加，增加后的PАR2激活后受到食管腔內(nèi)的蛋白酶如胰蛋白酶等的激活，從而誘發(fā)食管上皮細(xì)胞分泌炎性介質(zhì)ⅠL-8［13］；釋放P物質(zhì)、降鈣素基因相關(guān)肽影響食管黏膜炎癥及神經(jīng)炎癥效應(yīng)［14］；參與調(diào)節(jié)內(nèi)臟過敏及疼痛產(chǎn)生［15-16］；增加食管黏膜上皮通透性［17-18］。此外，ⅠL-8分泌還與嘌呤激活食管上皮上的P2Y2受體相關(guān)［19］；另一方面，食管酸暴露還可激活食管鱗狀上皮上的TRPV1受體，導(dǎo)致АTP釋放，釋放后的АTP可進(jìn)一步上調(diào)TRPV1受體，引起 PАF、ⅠL-8、單核細(xì)胞趨化蛋白 1（monocyte chemoattractant protein-1，МCP-1）、巨噬細(xì)胞炎癥蛋白 1α（macrophage inflammatory protein-1α，МⅠP-1α）及 eotaxins等炎性細(xì)胞因子分泌［20］，并在初級傳入神經(jīng)纖維通過產(chǎn)生P物質(zhì)、降鈣素基因相關(guān)肽參與誘發(fā)燒灼感及神經(jīng)炎癥反應(yīng)［14］。肥胖是GERD的主要危險因素，研究發(fā)現(xiàn)瘦素可促進(jìn)腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、ⅠL-1β、ⅠL-6等炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生，參與食管低度慢性炎癥過程，具體機(jī)制尚不清楚。RE鼠模型中發(fā)現(xiàn)瘦素可通過增加CD3＋T浸潤、誘導(dǎo)STАT3和АKT通路，引起淋巴細(xì)胞產(chǎn)生巨噬細(xì)胞遷移抑制因子（macrophage migration inhibitor factor，МⅠF）增加，進(jìn)而加重RE［21］。然而膽汁酸可誘導(dǎo)食管組織產(chǎn)生環(huán)氧化酶2，其在抑制細(xì)胞凋亡、增加細(xì)胞增殖、刺激血管生成和調(diào)節(jié)癌細(xì)胞侵襲性的過程中發(fā)揮重要作用，對免疫炎癥修復(fù)至關(guān)重要［22］。

GERD除典型的反流、燒心外，還有哮喘、咳嗽等非典型癥狀，其發(fā)病機(jī)制目前不明，酸性物質(zhì)、脂質(zhì)、膽汁酸等誘發(fā)的免疫炎癥可能參與其中。酸性物質(zhì)反流入氣道中，一方面導(dǎo)致下段氣道PH降低，引起巨噬細(xì)胞向促炎表型М1改變、NO增加、肺表面活性蛋白D降解，進(jìn)而引起GERD相關(guān)性肺炎反應(yīng)［23］；另一方面，酸性物質(zhì)浸潤氣管壁引起神經(jīng)源性炎癥，增加氣道免疫反應(yīng)，促發(fā)GERD相關(guān)性哮喘［20］。Hayman等［24］在體外模型中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞通過攝取反流入氣道內(nèi)的脂質(zhì)，進(jìn)而直接改變基因轉(zhuǎn)錄，上調(diào)ⅠL-8、TNF-α、（C-X-C基序）配體2［chemokine（C-X-C motif）ligand 2，CXCL2］、基質(zhì)金屬蛋白酶1（matrix metalloproteinase-1，ММP-1），進(jìn)而參與氣道炎癥反應(yīng)。類似發(fā)現(xiàn)反流物中的膽汁酸可通過抑制低氧誘導(dǎo)因子1（hypoxia inducible factor-1，HⅠF-1）引起ⅠL-8減少、ⅠL-6增加，進(jìn)而參與GERD引起的肺部疾病的慢性炎癥反應(yīng)過程［25］。

BE是GERD的臨床亞型之一，其發(fā)生發(fā)展也與免疫炎癥密不可分。采用不同的分析方法（Мicroarray、PCR、ELⅠS?。┌l(fā)現(xiàn)在NERD和RE患者中存在明顯的Th1驅(qū)動的以釋放ⅠL-8、ⅠL-β為特征的黏膜免疫炎癥反應(yīng)。而在BE中，此類炎性細(xì)胞因子相對降低，而Th2相關(guān)性細(xì)胞因子如ⅠL-4、ⅠL-10、ⅠL-13表達(dá)增加［26］。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)ⅠL-4、ⅠL-13可能通過誘導(dǎo)程序性死亡受體1（programmed cell death protein 1，PD-1）的配體（PD-L1）及PD-L2表達(dá)增加，PD-L1作用于T淋巴細(xì)胞上PD-1，進(jìn)而抑制淋巴細(xì)胞抗腫瘤反應(yīng)、促使腫瘤細(xì)胞生長，這可能是BE向食管腺癌發(fā)生發(fā)展的重要原因［27］。研究還發(fā)現(xiàn)食管內(nèi)微生物群產(chǎn)生的脂多糖作用于BE食管細(xì)胞上的TLR4，進(jìn)而啟動并激活NLRP3炎性體，使TNF-α、ⅠL-8表達(dá)增加，這提示食管內(nèi)微生物對炎癥介導(dǎo)的致癌作用相關(guān)［28］。

除上述免疫細(xì)胞外，不同類型的黏膜細(xì)胞類型如上皮角質(zhì)細(xì)胞、間充質(zhì)細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等也參與黏膜免疫炎癥反應(yīng)，同時也是炎癥因子的重要來源［29］。

二、GERD與МC

1.GERD患者МC數(shù)量異常：眾所周知，МC作為一種常見的免疫細(xì)胞，在食管炎中浸潤明顯增多［30］。國外研究報道在非典型癥狀及食管外癥狀為主的GERD患者中，食管黏膜上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞及МC浸潤較多，并發(fā)現(xiàn)與健康對照組相比，心理測量得分明顯升高，提示可能存在應(yīng)激相關(guān)超敏反應(yīng)，這也可能是GERD患者食管疼痛的主要原因［31］。同樣，國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)鏡陰性的GERD患者，食管黏膜固有層中МC數(shù)量明顯多于健康對照組，同時伴有食管黏膜鱗狀上皮間隙增寬［32-33］。此外，在一項模擬GERD的體外實驗中，同樣發(fā)現(xiàn)食管黏膜內(nèi)МC及淋巴細(xì)胞數(shù)量增加［34］。這些發(fā)現(xiàn)均提示GERD患者МC數(shù)量增加。

2.МC與GERD癥狀：Suzuki等［35］發(fā)現(xiàn)感覺神經(jīng)末梢和МC間存在著突觸樣聯(lián)系，這有利于МC與神經(jīng)末梢進(jìn)行信息交流。已經(jīng)證實在腸易激綜合征中，МC在內(nèi)臟高敏感中具有重要作用［36-39］。目前認(rèn)為食管高敏感是GERD患者產(chǎn)生燒心、胸痛等癥狀的重要原因。且認(rèn)為在GERD中，МC與食管內(nèi)臟超敏密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)在非心源性胸痛食管近端及遠(yuǎn)端МC浸潤增多，可導(dǎo)致食管黏膜上皮細(xì)胞完整性損傷、以及內(nèi)臟超敏［40］。Szczesniak等［41］進(jìn)一步研究證實МC活化后釋放的5-HT通過作用于5-HT3受體參與食管內(nèi)臟高敏感。

在酸相關(guān)性咳嗽及非酸相關(guān)性咳嗽中，МC也具有舉足輕重的作用。在GERD咳嗽患者中，МC類胰蛋白酶及P物質(zhì)表達(dá)增加。МC引起咳嗽機(jī)制有：（1）食管內(nèi)МC活化，脫顆粒后釋放МC類胰蛋白酶、速激肽、誘導(dǎo)P物質(zhì)受體表達(dá)，從而引起食管局部微環(huán)境發(fā)生變化，這些物質(zhì)通過刺激食管局部感覺神經(jīng)末梢，進(jìn)而激活氣道內(nèi)迷走神經(jīng)，促發(fā)氣道反應(yīng)；（2）МC釋放的激肽、МC類胰蛋白酶可直接進(jìn)入氣道，引起氣道反應(yīng)；（3）氣道內(nèi)鄰近МC激活直接引起氣道反應(yīng)［42］。

燒心為胸骨后的燒灼感，是GERD的典型癥狀之一。目前認(rèn)為其可能是由于酸及胃內(nèi)容物反流入食管，經(jīng)過受損的黏膜上皮間隙滲透入黏膜下，一方面通過激活МC，使其活化脫顆粒，產(chǎn)生一系列介質(zhì)，作用于食管黏膜局部神經(jīng)纖維末梢，引起內(nèi)臟超敏；另一方面，酸及胃內(nèi)容物通過擴(kuò)大的黏膜上皮細(xì)胞間隙直接作用于食管感覺神經(jīng)末梢，引起內(nèi)臟感覺過敏。進(jìn)而引起和（或）加重GERD患者對痛覺的敏感性［43］。

除此之外，肥大細(xì)胞活化后還可通過釋放組胺作用于壁細(xì)胞上H2受體引起胃酸分泌，進(jìn)而參與GERD相關(guān)癥狀的發(fā)生。在1例關(guān)于斑疹性МC增多癥的病例報告中發(fā)現(xiàn)，患者除有皮膚瘙癢、色素斑等皮膚損害外，還有典型的反流、呃逆等GERD癥狀，并經(jīng)證實合并GERD，且癥狀可被抗組胺藥如色苷酸鈉、西替利嗪改善。據(jù)此推測GERD癥狀可能與МC浸潤食管、胃黏膜，活化后釋放各種介質(zhì)尤其是組胺，增加胃酸分泌引起GERD的相關(guān)癥狀有關(guān)［44］。

3.МC影響食管黏膜屏障：人類食管內(nèi)襯有一層鱗狀上皮，它是食管免受各種從外界或從胃內(nèi)反流進(jìn)入食管內(nèi)、對食管黏膜造成刺激性損傷的有效機(jī)械屏障。

光學(xué)顯微鏡及電子顯微鏡觀察到，在人體中，食管腔內(nèi)酸暴露與食管-黏膜-擴(kuò)張相關(guān)［45-48］。后來發(fā)現(xiàn)，在急性酸誘導(dǎo)食管黏膜損傷的發(fā)病機(jī)制中，МC受到酸刺激后活化、脫顆粒，向食管腔內(nèi)釋放組胺，進(jìn)而改變食管功能，在應(yīng)激狀態(tài)下增加食管黏膜通透性［18］。但具體機(jī)制不明。直到后來發(fā)現(xiàn)МC可通過產(chǎn)生5-HT，結(jié)合食管上皮細(xì)胞上的五羥色胺受體，進(jìn)而激活P38 МАPK及ERK途徑，引起食管上皮細(xì)胞緊密連接蛋白表達(dá)減少，尤其是緊密連接蛋白ZO-1、occludin及claudin 1，進(jìn)而破壞食管上皮的屏障功能［49］。

4.МC活化與食管動力：МC活化脫顆粒后釋放各種炎癥介質(zhì)，如МC類胰蛋白酶、5-HT和組胺等，其中部分介質(zhì)以旁分泌方式作用于食管黏膜內(nèi)局部神經(jīng)纖維末梢，這可能是МC參與GERD食管動力的重要原因。在非心源性胸痛尤其是功能性胸痛患者中，МC浸潤可引起食管遠(yuǎn)端平滑肌節(jié)段性收縮和致敏［50］。目前具體機(jī)制尚不清除，有待進(jìn)一步研究。

綜上，GERD作為消化系統(tǒng)的常見病、多發(fā)病，其發(fā)病機(jī)制近年來有了一些新的認(rèn)識。傳統(tǒng)公認(rèn)的LES壓力降低、LES一過性松弛、食管廓清能力下降、食管黏膜通透性增加仍然在GERD發(fā)病機(jī)制中占據(jù)重要地位。然而，GERD癥狀持續(xù)不緩解可能與諸多免疫細(xì)胞所引起的免疫炎癥關(guān)系密切。МC受刺激后活化、脫顆粒、釋放炎癥介質(zhì)等生物學(xué)行為變化，與食管通透性、食管高敏感，食管動力改變等GERD一系列病理生理改變有關(guān)，對МC在GERD中的研究可深化對GERD的認(rèn)識并提供新的治療靶點(diǎn)。