瞬時(shí)感受器電位香草酸受體1在胃食管反流病中的研究進(jìn)展

王勇沖 樓忠澤 徐磊 許旺旺 阮列敏 季蘊(yùn)辛

胃食管反流?。╣astroesophagealrefluxdisease，GERD）是一種常見的慢性、復(fù)發(fā)性消化道疾病。典型癥狀包括反流、反酸、燒心，臨床上不典型癥狀和食管外表現(xiàn)也較為常見，如上腹不適、非心源性胸痛、噯氣等。GERD可分為3種類型：非糜爛性反流?。╪on－erosive reflux disease，NERD）、反流性食管炎（reflux esophagitis，RE）和巴雷特食管（Barrett esophagus，BE）。相關(guān)流行病學(xué)調(diào)查顯示，在歐美GERD的患病率地區(qū)間差異較大，大多數(shù)地區(qū)的發(fā)病率在7%～15%，有些地區(qū)高達(dá) 51%；我國的癥狀發(fā)生率為5.2%，發(fā)病率為3.1%[1]。隨著生活水平的提高和生活方式、飲食結(jié)構(gòu)等改變，亞洲人群的GERD患病率呈逐年上升趨勢[2]。研究發(fā)現(xiàn)，約1/3的RE患者口述無不適感覺，有典型癥狀的僅占14%，即使有典型癥狀經(jīng)胃鏡檢查確診為RE也只占25%，提示GERD患者內(nèi)鏡下食管黏膜損傷程度與其臨床表現(xiàn)并不呈正相關(guān)[3－4]。上述研究表明食管黏膜損傷程度并不是患者產(chǎn)生癥狀的主要因素，食管黏膜感受性的增高或感覺閾限的降低可能與癥狀有關(guān)。瞬時(shí)感受器電位香草酸受體1(transient receptor potential vanilloid 1，TRPV1）是重要的傷害性感受器，可被內(nèi)外源性物理刺激（＞43℃等）和化學(xué)刺激（pH＜6.8等）所激活[5]。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道TRPV1與GERD患者臨床表現(xiàn)有關(guān)，但其作用機(jī)制有待深入探討。TRPV1自1997年在脊髓背根神經(jīng)節(jié)被克隆以來，受到廣泛關(guān)注，現(xiàn)已成為消化系統(tǒng)疾病領(lǐng)域研究的重要靶點(diǎn)之一。本文就食管TRPV1在GERD中的作用機(jī)制及治療中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 TRPV1的結(jié)構(gòu)及其在食管中的分布

1.1 TRPV1結(jié)構(gòu) TRPV1通道為非選擇性陽離子通道，是瞬時(shí)受體電位通道超家族（transient receptor potential channel，TRP channel）中唯一能被辣椒素激活的通道，又稱辣椒素受體（vanilloid receptor 1，VR1），在多種類型細(xì)胞的細(xì)胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和胞質(zhì)囊泡均有分布。其活性部分是一個(gè)含水核心和圍繞它的 4個(gè)不同亞基組成的四聚體膜蛋白，每個(gè)TRPV1亞基都存在6個(gè)跨膜片段，其疏水段區(qū)域富含谷氨酸以接受pH相關(guān)刺激。其N端含有3個(gè)錨蛋白結(jié)構(gòu)域可介導(dǎo)溶質(zhì)蛋白間的相互作用并將共同片段暴露給蛋白激酶。TRPV1受體在胞內(nèi)的C端攜帶磷酸肌醇、鈣調(diào)蛋白（calmodulin，CAM)結(jié)合域及磷酸化位點(diǎn)。各C端另有TRP樣序列用于聯(lián)系各亞單位。而近來發(fā)現(xiàn)受體帶有兩條分別位于 N－1端 315密碼子區(qū)域（Met315Ile）和第5跨膜段585位氨基酸（Ile585Val）上的單核苷酸鏈，它們呈多態(tài)變化，種族、性別甚至個(gè)性都可以通過影響這些單核苷酸來調(diào)節(jié)感覺的傳遞。

1.2 TRPV1在食管組織分布 TRPV1陽性神經(jīng)纖維在食管各層均有分布，食管黏膜固有層分布最為廣泛。王昭金等[6]的研究顯示，在大鼠食管黏膜、黏膜下層均觀察到大量TRPV1陽性神經(jīng)纖維，在平滑肌層分布較為廣泛，在黏膜下層或肌層小血管周圍也有部分分布。王凱等[7]研究發(fā)現(xiàn)，與健康對照組比較GERD患者食管黏膜中TRPV1受體表達(dá)顯著增高，并指出TRPV1受體在黏膜各層的分布存在差異，在上皮基底細(xì)胞層和乳頭附近的上皮細(xì)胞廣泛表達(dá)，在黏膜固有層神經(jīng)纖維上分布較少。Guarino等[8]報(bào)道在GERD患者食管黏膜固有層神經(jīng)纖維、上皮內(nèi)游離神經(jīng)末梢以及鱗狀上皮細(xì)胞可觀察到TRPV1受體的表達(dá)，且在NERD中的表達(dá)高于RE。

2 食管TRPV1相關(guān)的病理生理機(jī)制

2.1 TRPV1與食管病理性酸暴露 GERD患者出現(xiàn)燒心、胸悶的發(fā)病機(jī)制仍不十分明確，經(jīng)典理論認(rèn)為這與反流物中酸和蛋白酶誘導(dǎo)的食管鱗狀上皮糜爛等有關(guān)。食管酸暴露嚴(yán)重程度是GERD臨床分型的重要依據(jù)。使用24h pH監(jiān)測發(fā)現(xiàn)酸反流事件在典型GERD患者中發(fā)生率顯著高于健康對照組[9]。通過食管腔內(nèi)pH阻抗監(jiān)測顯示，有癥狀的患者pH下降更多，pH的最低值更小，酸的清除時(shí)間更長，酸的暴露時(shí)間也更長[10]。辣椒素可影響壁細(xì)胞分泌胃酸，但結(jié)果存在爭議，多數(shù)研究認(rèn)為辣椒素對胃酸分泌起抑制作用，部分研究指出有促進(jìn)作用，另有研究發(fā)現(xiàn)可能不起作用。Okumi等[11]發(fā)現(xiàn)，小鼠胃內(nèi)灌注辣椒素（1.0～100mg/kg）可顯著抑制基礎(chǔ)胃酸分泌且存在劑量相關(guān)性，該作用可被TRPV1阻斷劑所終止；Ericson等[12]通過對離體人胃竇腺體的研究發(fā)現(xiàn)，TRPV1經(jīng)辣椒素激活后使胃竇部胃泌素分泌增加，進(jìn)而誘導(dǎo)胃酸分泌增加。Mózsik等[13]在健康志愿者中灌注不同劑量辣椒素以觀察對基礎(chǔ)胃酸分泌的影響，發(fā)現(xiàn)小劑量辣椒素（100μg）對酸分泌無影響，劑量為400μg時(shí)有半數(shù)參與者酸分泌被抑制，并指出辣椒素可以促進(jìn)堿性黏液的分泌，對胃黏膜有保護(hù)作用。研究結(jié)論的不同可能源于劑量、給藥時(shí)機(jī)或途徑的不同。近期研究顯示，TRPV1在中樞也有分布，如大腦皮質(zhì)、齒狀回、丘腦、下丘腦等，并且參與胃酸的調(diào)控。已有報(bào)道指出向腦室內(nèi)注射辣椒素可使胃酸的泌出量增加，TRPV1拮抗劑可明顯抑制該過程[14]。上述研究表明，TRPV1可以通過外周途徑影響胃酸的分泌，中樞系統(tǒng)中的TRPV1對胃酸的分泌也有調(diào)節(jié)作用。

2.2 TRPV1在食管黏膜保護(hù)中的作用 新加坡的一項(xiàng)流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，印度人和馬來西亞人胃潰瘍的發(fā)生率僅為中國人的1/3，對差異懸殊的原因研究后發(fā)現(xiàn)前兩者食用辣椒更為頻繁，并指出辣椒對胃黏膜起到保護(hù)作用，同樣在食管黏膜中也有類似的功能[15]。辣椒素對食管黏膜存在雙重作用，與其劑量及持續(xù)時(shí)間有關(guān)[16]。小劑量辣椒素可以增加食管黏膜血流量、促進(jìn)受損黏膜的修復(fù)。當(dāng)食管組織出現(xiàn)應(yīng)激或損傷時(shí)，TRPV1陽性神經(jīng)纖維可向外周釋放神經(jīng)遞質(zhì)，進(jìn)而參與神經(jīng)炎性反應(yīng)，主要表現(xiàn)為局部血管擴(kuò)張、血漿蛋白滲出等[17]。觀察酸對食管黏膜的影響發(fā)現(xiàn)，過量酸可以激活TRPV1，使感覺傳入纖維產(chǎn)生沖動(dòng)，進(jìn)而刺激血管擴(kuò)張肽的釋放，TRPV1拮抗劑可以抑制由酸暴露引起的食管黏膜充血[18]。上述機(jī)制表明，TRPV1陽性感覺神經(jīng)纖維通過增加食管黏膜血流量來抵抗外界傷害性刺激。病理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，NERD小鼠連續(xù)注射7d TRPV1拮抗劑后，小鼠食管黏膜中髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）活性及角質(zhì)形成細(xì)胞（keratinocytes，KC）水平下降；組織學(xué)上也有改變，表現(xiàn)為食管黏膜基底細(xì)胞層增生，上皮層及固有層有多形細(xì)胞核浸潤，固有層水腫[19]。同樣，在TRPV1基因敲除小鼠中，食管酸暴露更易發(fā)展為ER，而且MPO活性及組織病理學(xué)評分更低[20]。上述研究表明，TRPV1在食管炎癥的發(fā)展過程中及維持黏膜屏障功能中起到重要的介導(dǎo)作用。此外，TRPV1也參與上皮細(xì)胞的自身修復(fù)。通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)，TRPV1激動(dòng)劑可以增加血管內(nèi)皮細(xì)胞移行、增殖能力，TRPV1拮抗劑的作用則與之相反[21]。大量研究證實(shí)，TRPV1參與胃黏膜的自身修復(fù)并且在該過程中其表達(dá)是動(dòng)態(tài)變化的。可以推測TRPV1可能參與食管黏膜上皮細(xì)胞的移行和增殖，對損傷修復(fù)具有重要作用，但仍需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。

2.3 TRPV1與食管高敏感性 近期研究提示，GERD患者出現(xiàn)燒心、胸悶很可能與食管高敏感性有關(guān)。臨床內(nèi)鏡及組織學(xué)研究顯示，GERD患者中有60%的食管黏膜是正常的[22]。在一項(xiàng)對照研究中通過比較食管黏膜中TRRV1陽性神經(jīng)纖維的密度發(fā)現(xiàn)，GERD患者TRPV1激活的比例增加，但神經(jīng)纖維的密度并沒有增加[23]?？梢钥闯?，TRPV1敏感性增高是食管高度敏感的一項(xiàng)重要機(jī)制。Guarino等[24]研究發(fā)現(xiàn)與健康人相比，GERD患者食管黏膜固有層中的TRPV1陽性神經(jīng)纖維表達(dá)顯著增加，并且由TRPV1所激活的乳突的比例增高。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也有相同的結(jié)果。通過小鼠反流性食管炎模型（底部結(jié)扎和幽門局部收縮），發(fā)現(xiàn)在脊髓背根神經(jīng)節(jié)（dorsal root ganglion，DRG）、迷走神經(jīng)元中 TRPV1陽性神經(jīng)纖維顯著增加[25]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，辣椒素和酸誘導(dǎo)反應(yīng)使反流性食管炎小鼠的迷走神經(jīng)傳入沖動(dòng)顯著增加，并且可以被TRPV1拮抗劑AMG9810所阻斷[26]。通過離體細(xì)胞培養(yǎng)同樣發(fā)現(xiàn)食管細(xì)胞經(jīng)酸刺激后，TRPV1相關(guān)蛋白及RNA表達(dá)增加[27－28]。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明TRPV1受體過度表達(dá)是食管高度敏感的另一項(xiàng)重要機(jī)制。TRPV1受體在不同類型GERD中其敏感性及表達(dá)量也存在差異。Jin等[29]比較RE和NERD患者食管中TRPV1表達(dá)差異指出，TRPV1在RE中的表達(dá)高于NERD，并且TRPV1的表達(dá)與酸暴露及食管炎癥有關(guān)，與食管外癥狀無關(guān)。由此結(jié)果可以推測GERD患者臨床癥狀與食管炎癥程度不呈正相關(guān)的原因，可能是由于食管中TRPV1的表達(dá)、敏感性及活性不同造成的，并且TRPV1與GERD相關(guān)臨床癥狀之間的關(guān)系仍有待進(jìn)一步研究。關(guān)于TRPV1受體敏感性增高或過表達(dá)的發(fā)生機(jī)制，通過對人離體食管上皮細(xì)胞的研究指出，上皮細(xì)胞接觸弱酸時(shí)釋放更多的ATP廣泛激活PAR2，激活的PAR2可提高TRPV1的敏感性，而TRPV1對ATP有調(diào)控作用，同時(shí)ATP參與痛覺的介導(dǎo)[30]。TRPV1敏感性增加與PAR2的活化相關(guān)，并且兩者相互促進(jìn)。此外，炎癥介質(zhì)如神經(jīng)生長因子（nerve growth factor，NGF）、緩激肽（bradykinin,BK）、內(nèi)源性大麻素（endogenous cannabinoids，EC）、5－羥色胺（5－h(huán)ydroxytryptamine，5－HT）、一氧化氮（nitric oxide，NO）與TRPV1的敏感性密切相關(guān)，是食管高敏感性的重要因素[31]。

2.4 TRPV1與食管神經(jīng)傳導(dǎo)通路 瞬時(shí)受體電位（TRP）通道主要分布在軀體和內(nèi)臟感覺神經(jīng)系統(tǒng)，在感覺傳導(dǎo)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。TRPV1在多種動(dòng)物的食管感覺神經(jīng)元和傳入神經(jīng)元均有表達(dá)。在嚙齒動(dòng)物中TRPV1陽性神經(jīng)纖維分布在胃腸道神經(jīng)纖維束的每一層（黏膜、黏膜下層、肌間神經(jīng)叢和肌肉）并且經(jīng)常與降鈣素基因相關(guān)肽（Calcitonin gene related peptide，CGRP）共表達(dá)，其神經(jīng)纖維主要起源于脊髓，但其中一些來自于胃的迷走神經(jīng)[32]。在小鼠食管迷走神經(jīng)元中和豚鼠背根神經(jīng)節(jié)（DRG）神經(jīng)原中，通過單細(xì)胞逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)（reverse transcription－polymerase chain reaction，RT－PCR），TRPV1 的轉(zhuǎn)錄合成也已被識別[33－34]。Matsumoto 等[35]的研究表明，小鼠食管 TRPV1陽性神經(jīng)纖維在黏膜下層和肌間神經(jīng)叢都有分布并經(jīng)常與P物質(zhì)（substanceP,SP）和降鈣素基因相關(guān)肽（CGRP）共表達(dá)。上述研究可能提示TRPV1是食管脊髓和迷走傳入神經(jīng)中的一條功能通路。通過細(xì)胞外單機(jī)制記錄來研究食管迷走神經(jīng)傳入功能，發(fā)現(xiàn)辣椒素激活多數(shù)食管迷走C纖維和脊神經(jīng)C纖維，而沒有激活食管Aδ纖維。食管迷走C纖維和脊神經(jīng)C纖維對食管擴(kuò)張也有回應(yīng)，然而當(dāng)擴(kuò)張的壓力對食管產(chǎn)生傷害時(shí)，兩者的傳導(dǎo)并未飽和[36－37]。食管內(nèi)酸灌注30min（pH7.4～5.8），食管迷走C纖維上并沒有引發(fā)動(dòng)作電位（action potential，APs）產(chǎn)生，卻可以明顯減少 C纖維對食管擴(kuò)張反應(yīng)，而且90min后清除酸，C纖維的功能可以恢復(fù)。在脊神經(jīng)C纖維上，酸灌注不僅喚起了APs還可以抑制其對食管擴(kuò)張的反應(yīng)，120 min后清除酸，C纖維的功能不會恢復(fù)。低濃度辣椒素灌注迷走C纖維和脊神經(jīng)C纖維均可以模仿酸誘導(dǎo)效應(yīng)，經(jīng)TRPV1拮抗劑AMG9810預(yù)處理后，兩者的酸誘導(dǎo)效應(yīng)顯著減緩[38]。上述結(jié)果說明TRPV1介導(dǎo)的食管迷走痛覺傳入纖維對酸有獨(dú)特的效應(yīng)；食管內(nèi)的酸激活的是脊神經(jīng)C纖維，而不是食管迷走C纖維，并且酸可以抑制兩者對食管擴(kuò)張的反應(yīng)。

2.5 TRPV1活性藥物在GERD中的應(yīng)用研究 目前TRPV1活性藥物主要分為兩類：TRPV1激動(dòng)劑和TRPV1拮抗劑。與基礎(chǔ)研究領(lǐng)域不同，在臨床上TRPV1激動(dòng)劑如辣椒素已被證明可作為鎮(zhèn)痛劑使用。因TRPV1幾乎在所有傷害感受器上均有表達(dá)，也造成了TRPV1激動(dòng)劑有特異性低（如內(nèi)源性配體）、生物利用度低（如吳茱萸次堿）和不良反應(yīng)大（辣椒堿）的特點(diǎn)，現(xiàn)有TRPV1激動(dòng)劑僅少數(shù)用于治療消化道疾病方面，而在GERD的治療中卻有確定療效[39]。 研究發(fā)現(xiàn)短期內(nèi)服用辣椒素可以緩解GERD患者食管黏膜損傷，改善食管運(yùn)動(dòng)功能[40]。TRPV1阻抗劑同樣被用作鎮(zhèn)痛劑，其鎮(zhèn)痛作用更為顯著。在痛覺傳導(dǎo)通路中TRPV1阻抗劑可以降低感受器的敏感性，比其他類型的鎮(zhèn)痛藥物表現(xiàn)出更小的神經(jīng)毒性反應(yīng)，因此仍是鎮(zhèn)痛藥物研究的重點(diǎn)。目前已有使用TRPV1阻抗劑治療GERD的臨床前研究。在22例男性健康志愿者口服TRPV1拮抗劑AZD1386的隨機(jī)臨床試驗(yàn)中表明，單劑量口服30mg和95mg分別增加疼痛閾值23%和28%，但是有半數(shù)無效，同時(shí)也指出AZD1386具有良好的安全性[41]。在NERD患者中使用單一劑量AZD1386（95mg）的研究表明，AZD1386不能改變度由熱、機(jī)械刺激，或電刺激誘發(fā)的食管疼痛[42]。提示局部應(yīng)用TRPV1阻抗劑有助于減輕疼痛，并未發(fā)現(xiàn)明顯的不良反應(yīng)，值得進(jìn)一步探討。TRPV1活性藥物在GERD治療中的報(bào)道仍較少，研究發(fā)現(xiàn)小分子TRPV1阻抗劑如尿素類（A－425619），氨基化合物（BCTC）,與經(jīng)典的TRPV1阻抗劑相比有更高的選擇性，并且可以降低炎性反應(yīng)，可以更好地用于GERD的治療，然而仍需要大量的臨床試驗(yàn)。

3 展望

TRPV1受體直接或間接參與多種消化道疾病的病理生理過程如疼痛發(fā)生、內(nèi)臟高敏感性、炎癥反應(yīng)等，與GERD患者食管癥狀更是有密切聯(lián)系。對食管中TRPV1受體的功能及作用機(jī)制研究的深入將會給GERD臨床治療帶來益處。已有大量的證據(jù)表明，TRPV1經(jīng)翻譯后修飾，如 PKA-，PKC-和 Ca MKⅡ介導(dǎo)TRPV1磷酸化后，可使其活性及特異性增加。在消化系統(tǒng)疾病中，對TRPV1拮抗劑的臨床研究目前主要集中在GERD的治療上，但效果并不明確，有待進(jìn)一步探討，對TRPV1拮抗劑進(jìn)行修飾后再應(yīng)用于臨床是今后研究的方向。