非酸反流與Barrett食管發(fā)生機(jī)制研究進(jìn)展

唐麗明，宋 寧，袁紅霞

胃食管反流?。╣astro-esophageal reflux disease , GERD）包括三種類型，即糜爛性食管炎（erosive esophagitis，EE）、非糜爛性反流?。╪on-erosive reflux disease，NERD）及Barrett食管（barrett esophagus, BE）。其中BE是最為嚴(yán)重的一種，是指被覆在食管下段的正常復(fù)層鱗狀上皮被腸化柱狀上皮所取代的病理現(xiàn)象，是食管腺癌（esophageal adenocarcinoma, EAC）和部分賁門癌的癌前病變之一,具有BE的病人患食管腺癌的幾率為普通人群的125倍[1-2]。一般認(rèn)為，BE與GERD密切相關(guān)。目前西方國(guó)家EAC正以每年4%～10%的速度增長(zhǎng)。EAC是一種高度惡性的腫瘤，由于早期轉(zhuǎn)移以及手術(shù)后易復(fù)發(fā)等特征，西方國(guó)家5年生存率為10%～15%，故研究有效防治BE及EAC的方法有重要意義[3-4]。

胃腸內(nèi)容物反流包括酸反流和非酸反流。近年來關(guān)于非酸反流與BE的關(guān)系受到越來越多的重視，本文將重點(diǎn)圍繞非酸反流與BE的關(guān)系做一綜述。

1 非酸反流

關(guān)于非酸反流的定義有多種說法：（1）食管測(cè)壓法或者閃爍描記法觀察到的發(fā)生食管反流時(shí)pH＞4 ,稱為非酸反流。（2）應(yīng)用膽汁監(jiān)測(cè)手段可以診斷十二指腸胃食管反流（duodenogastro-esophageal reflux, DGER）。（3）食管阻抗監(jiān)測(cè)到的沒有pH變化的反流或者pH＞4的反流稱為非酸反流。（4）食管阻抗監(jiān)測(cè)到的沒有pH變化的反流和pH下降少于1個(gè)單位的反流稱為非酸反流。非酸反流物pH是由反流的內(nèi)容物所決定，所以當(dāng)非酸反流發(fā)生時(shí)非酸反流的成分占主導(dǎo)作用。非酸反流的成分主要是胃十二指腸反流物，包括反流前所進(jìn)食物和吞咽的氣體、胃分泌物、胰腺分泌物和膽汁。非酸反流中最重要的是膽汁的反流。

2 膽汁反流與Barrett食管

胃酸（胃蛋白酶）一直被認(rèn)為是引起GERD患者食管損傷的主要因素（檢測(cè)方法為測(cè)定食管下段pH值，如pH＜4稱存在酸性反流），但二十多年來的質(zhì)子泵抑制劑（proton pump inhibitors, PPI）的廣泛應(yīng)用，BE和EAC的發(fā)病率非但沒有降低反而升高迅速。同時(shí)，隨著近年來食管內(nèi)24 h pH檢測(cè)及膽汁反流監(jiān)測(cè)技術(shù)的普遍應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)胃反流到食管內(nèi)的內(nèi)容物往往混有十二指腸液（其中含有膽汁）。如國(guó)內(nèi)外報(bào)告，超過半數(shù)以上的患者用相關(guān)儀器檢測(cè)到食管內(nèi)反流物中不但含有胃酸（胃蛋白酶），也含有十二指腸內(nèi)容物（含有膽汁），故稱其為DGER。因此膽汁對(duì)食管黏膜的損傷日漸被學(xué)者所認(rèn)識(shí)，并且隨后的多項(xiàng)臨床與基礎(chǔ)研究也證實(shí)，膽汁在GERD如反流性食管炎(reflux esophagitis, RE)、BE及其并發(fā)食管腺癌的發(fā)生發(fā)展過程中起重要作用，尤其與BE和EAC的發(fā)生密切相關(guān)[5-6]。

臨床研究中發(fā)現(xiàn)，BE患者食管中有更高濃度的膽汁酸（可比正常人高出10倍），尤其是BE患者中具有毒性的一種二級(jí)膽酸——去氧膽酸水平較其他GERD類型及消化不良患者高,且腸化生組發(fā)生膽汁反流的患者比例明顯高于其他組[7]。病理組織學(xué)分型檢查也提示，腸化生與膽汁反流關(guān)系密切，并推測(cè)十二指腸及膽汁反流可能是引起B(yǎng)E的獨(dú)立因素。

基礎(chǔ)研究方面，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已證實(shí)膽汁反流有明顯的致癌作用，可以使大鼠食管鱗狀上皮黏膜發(fā)生腸上皮化生[8]。通過手術(shù)建立大鼠食管十二指腸吻合模型，可成功造成RE及食管下段黏膜鱗狀上皮發(fā)生腸上皮化生。實(shí)驗(yàn)大鼠中所有的黏膜上皮均為化生的杯狀細(xì)胞和柱狀細(xì)胞，并有不完整的刷狀緣，幾乎所有的化生均位于食管下端并與十二指腸黏膜相連。這說明十二指腸反流是引起食管下段化生的重要因素。國(guó)內(nèi)有學(xué)者還用大鼠分別建立胃食管反流、十二指腸食管反流以及十二指腸胃食管反流模型進(jìn)行比較,結(jié)果20周后3組炎癥及增生發(fā)生率均為100.0%，但胃食管反流組沒有出現(xiàn)BE和食管腺癌，十二指腸食管反流和十二指腸胃食管反流組BE發(fā)生率分別為91.4%和84.4%,食管腺癌發(fā)生率分別為25.7%和53.1%，均顯著高于胃食管反流組。表明十二指腸液反流在BE和EAC發(fā)展中發(fā)揮著更為關(guān)鍵性的作用[9]。

關(guān)于膽汁酸造成食管上皮損傷及異常增殖的機(jī)制，存在多種理論學(xué)說。如有認(rèn)為，膽汁酸引起食管黏膜損傷與其膜表面去污性相關(guān)。膽汁酸可溶解細(xì)胞膜脂質(zhì)，引起細(xì)胞膜破壞，導(dǎo)致細(xì)胞損傷。還有認(rèn)為，由于膽汁酸具有親脂性，故其能夠進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞內(nèi)膽汁酸濃度過高，破壞了細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)，而致細(xì)胞壞死。還有認(rèn)為膽汁酸鹽的刺激引起氧化應(yīng)激、脂質(zhì)過氧化反應(yīng)、自由基的產(chǎn)生，導(dǎo)致氧化應(yīng)激相關(guān)基因的表達(dá)、誘導(dǎo)DNA 損傷，由于眾多基因和后生遺傳的蓄積作用，造成BE通過化生、不典型增生，最終形成EAC。但是，對(duì)以上學(xué)說尚缺乏充實(shí)而確鑿的食管上皮細(xì)胞或者同類實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。

3 膽汁反流、FXR/CDX2通路與Barrett食管

尾型相關(guān)同源盒轉(zhuǎn)錄因子-2(caudal-related homeodomain transcription factor-2, CDX2)為同源異型盒基因家族的成員之一，其編碼蛋白是一種腸道特異性基因關(guān)鍵調(diào)控因子，對(duì)腸上皮的分化、增殖及形態(tài)和功能的維持起關(guān)鍵作用。研究表明雖然在正常胃黏膜上皮中CDX2呈陰性表達(dá),但在慢性萎縮性胃炎的胃黏膜上皮中隨著杯狀細(xì)胞等一系列腸道特異性細(xì)胞的出現(xiàn)，CDX2的表達(dá)明顯增強(qiáng)[10]。將CDX2轉(zhuǎn)入小鼠的正常胃黏膜上皮細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)小鼠胃黏膜中出現(xiàn)腸上皮化生，這些都說明CDX2的異位表達(dá)有可能是胃黏膜出現(xiàn)腸上皮表型的始動(dòng)因子。

近來研究表明CDX2蛋白也異位表達(dá)于BE黏膜[11-12]。食管黏膜細(xì)胞系長(zhǎng)期培養(yǎng)于酸性培養(yǎng)基中，其CDX2的表達(dá)增強(qiáng)，細(xì)胞向腸黏膜上皮化生。RE所致的BE中食管的鱗狀上皮被腸上皮所代替，CDX2的表達(dá)亦呈明顯增強(qiáng)趨勢(shì)，意味著CDX2的表達(dá)在BE（腸上皮化生）發(fā)展中可能起到重要作用，即CDX2具有誘導(dǎo)細(xì)胞向腸上皮分化的作用，且異位CDX2的表達(dá)可激活黏液蛋白基因（mucin 2,MUC2）的表達(dá)并誘導(dǎo)杯狀細(xì)胞的分化。

作為腸黏膜上皮的特征性細(xì)胞之一，杯狀細(xì)胞廣泛分布于小腸和結(jié)腸黏膜上皮中，而MUC2特異性分布于杯狀細(xì)胞中，且含量非常豐富。為了研究MUC2與CDX2的關(guān)系，有實(shí)驗(yàn)將CDX2基因?qū)胄∧c上皮細(xì)胞系中，應(yīng)用RT-PCR及EMSA的方法檢測(cè)到CDX2可特異性結(jié)合于MUC2基因的啟動(dòng)子，顯著提高M(jìn)UC2的表達(dá)水平從而證明了CDX2可特異性誘導(dǎo)腸黏膜上皮分化。

反流膽汁中的膽汁酸除了直接對(duì)食管黏膜及上皮細(xì)胞產(chǎn)生損傷作用外，更為重要的是可作為一種信號(hào)分子激活相關(guān)的信號(hào)通路[13-14]。近年來體內(nèi)、外研究有報(bào)道發(fā)現(xiàn)，法尼酯衍生物受體(farnesoid X receptor, FXR)作為膽汁酸受體，在膽汁酸導(dǎo)致胃黏膜腸上皮化生發(fā)生中發(fā)揮重要作用。特別是研究顯示，膽汁酸可通過與其核受體FXR結(jié)合，上調(diào)CDX2及MUC2表達(dá)，導(dǎo)致胃黏膜上皮細(xì)胞發(fā)生腸上皮化生、促進(jìn)胃癌變過程。在食管病變方面，臨床病理研究發(fā)現(xiàn)BE腸化生上皮細(xì)胞中CDX2呈高表達(dá)，推測(cè)膽汁酸亦可能通過FXR/CDX2/MUC2機(jī)制參與BE的發(fā)生，但尚缺乏這方面的深入研究。

4 Notch通路與CDX2信號(hào)串話效應(yīng)調(diào)控食管上皮細(xì)胞腸化生

Notch 信號(hào)通路是一條進(jìn)化上高度保守的細(xì)胞間信號(hào)通路，其作用廣泛，參與細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖、分化等過程，由一系列蛋白分子家族組成，包括Notch 受體、其配體、正負(fù)修飾分子以及轉(zhuǎn)錄因子。Notch受體和其配體DLK1、DLK2、DLK3、DLK4是通過細(xì)胞之間接觸發(fā)揮作用,Notch受體與配體結(jié)合后能夠在γ-secretase的作用下釋放出Notch胞內(nèi)片段(notch intracellular domain, NICD), NICD轉(zhuǎn)移到核內(nèi)與轉(zhuǎn)錄因子CSL結(jié)合引起目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄,調(diào)控細(xì)胞的增殖及分化[15]。例如，Notch 與胃腸道腫瘤也即胃癌和結(jié)直腸癌的發(fā)病機(jī)制有著密切相關(guān)[16]。在細(xì)胞的分化進(jìn)程中，Notch的致癌作用有著細(xì)胞類型的特異性以及環(huán)境的依賴性。在有的組織中，Notch 信號(hào)可以抑制其向惡性轉(zhuǎn)化，而在有的組織中則促進(jìn)惡變。Notch信號(hào)通路的活化對(duì)結(jié)腸上皮細(xì)胞分化的影響增殖的上皮細(xì)胞需要通過分化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)換成不同類型的腸上皮細(xì)胞，共同構(gòu)成腸道的上皮結(jié)構(gòu)。Notch信號(hào)通路主要作用于腸道祖細(xì)胞有絲分裂后期，通過促進(jìn)腸上皮細(xì)胞向吸收細(xì)胞轉(zhuǎn)換，從而減少分泌細(xì)胞特別是杯狀細(xì)胞的數(shù)量。抑制Notch信號(hào)會(huì)導(dǎo)致增殖細(xì)胞向杯狀細(xì)胞分化。相反，激活Notch信號(hào)將會(huì)引起隱窩增殖細(xì)胞擴(kuò)增，并抑制其向分泌型細(xì)胞分化。

最近報(bào)道的一項(xiàng)體外細(xì)胞學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，膽汁酸可通過CDX2依賴模式激活Notch1/DLK1信號(hào)途徑，顯示二者之間存在串話效應(yīng)，提示在膽汁酸反流所致BE腸上皮化生過程中，Notch1/DLK1信號(hào)途徑與FXR/CDX2協(xié)同交互作用。但該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)采用的是人BE細(xì)胞株（CP-A和BAR-T）以及人食管鱗狀上皮細(xì)胞株，以去氧膽酸（deoxycholic acid,DCA）體外刺激所得出的結(jié)果與結(jié)論，尚缺乏以在體動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)加以進(jìn)一步證實(shí)[17]。

有研究采用十二指腸-食管吻合術(shù)（胃全切）建立大鼠十二指腸-食管反流模型，25周時(shí)進(jìn)行病理組織學(xué)觀察，吻合口呈典型BE表現(xiàn)并伴顯著腸化生（杯狀細(xì)胞增生）。經(jīng)免疫組織學(xué)檢查，Notch1配體DLK1表達(dá)及CDX2表達(dá)顯著增強(qiáng)，且與腸化生呈正相關(guān)。初步提示FXR/CDX2與Notch1/DLK1信號(hào)途徑crosstalk可調(diào)控食管上皮腸化生，與BE發(fā)生有關(guān)。

5 小結(jié)

近年來，隨著臨床監(jiān)測(cè)和檢查技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)現(xiàn)BE患者非酸反流尤其是其中的膽汁反流往往較非BE的GERD患者更常見且更為嚴(yán)重。即使癥狀已通過抑酸治療得到控制，異常膽汁反流仍可能持續(xù)存在，并證實(shí)膽汁反流參與了BE的發(fā)生和惡性轉(zhuǎn)化。因此，膽汁反流與BE及EAC的關(guān)系日益受到重視，如何從膽汁酸的作用機(jī)制來深入研究以防止BE和EAC的發(fā)生，是臨床研究值得關(guān)注的問題。

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