賁門失弛緩癥發(fā)病機制的研究進(jìn)展

劉 瑛金世柱徐婉瑩

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院消化內(nèi)科,哈爾濱 150086)

賁門失弛緩癥(achalasia,AC)是一種以食管動力障礙為特征的疾病,其主要特征是,食管下括約肌(lower esophageal sphincter,LES)松弛障礙,吞咽時食管蠕動停止。臨床表現(xiàn)為吞咽困難、食物反流、胸痛,體重減輕以及因食物反流所致的刺激性干咳、肺炎等癥狀。按照最新2014 年國際芝加哥分類標(biāo)準(zhǔn),可將AC 分為三型,Ⅰ型為無蠕動性收縮型;Ⅱ型為體部增壓型;Ⅲ型為痙攣高壓型,三種亞型的AC 患者有著不同的臨床特征。采用人口統(tǒng)計學(xué)的方法,賁門失弛緩癥的發(fā)病率和患病率分別為2.2/10 萬和15.3/10 萬,發(fā)病率隨著年齡的增長而增加,無明顯性別、地區(qū)和種族差異[1]。AC 發(fā)病機制的研究及新治療方法的探索有助于改善患者的治療及預(yù)后,然而AC 的發(fā)病機制尚未完全闡明。

1 遺傳性因素

1.1 神經(jīng)元型一氧化氮合酶基因1 缺乏

神經(jīng)元型一氧化氮合酶基因1(neuronal nitric oxide synthase gene 1,nNOS(-/-))其減少或缺乏將導(dǎo)致賁門失弛緩癥的典型表現(xiàn)。被人類發(fā)現(xiàn)的一氧化氮合酶基因的遺傳多態(tài)性包括內(nèi)皮型NOS4a4a、誘導(dǎo)型NOS22GA 和神經(jīng)元型NOS29TT[2-3]。nNOS(-/-)與AC 關(guān)系密切,它位于人類染色體12q24.2上。研究者們通過小鼠實驗,用微型探頭導(dǎo)管進(jìn)行食管測壓,吞咽誘發(fā)食管壓力增高,測定食管壓力變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)nNOS(-/-)降低時可引起LES 功能障礙和食管蠕動減慢[4]。

1.2 血管活性腸肽受體基因 1 (vasoactive intestinal peptide receptor 1,VIPR1)缺失

VIPR1 正常在食管末端神經(jīng)元中表達(dá),AC 患者VIPR1 表達(dá)下調(diào),其缺失可能導(dǎo)致食管末端運動神經(jīng)元受損。VIPR1 位于3p22 染色體上,在 VIP/VIPR 1 信號應(yīng)答時,VIPR1 單倍型組合可作為炎癥反應(yīng)的負(fù)調(diào)節(jié)因子。某些個體的亞急性炎癥可能導(dǎo)致VIPR 1 信號在位于食管末端和LES 的富含VIP 的肌腸神經(jīng)元中受損,VIPR1 在肌間質(zhì)神經(jīng)元上的丟失會導(dǎo)致VIP 對肌腸神經(jīng)元的營養(yǎng)作用減少,最終可能導(dǎo)致其變性,VIPR1 已被證明在肌腸神經(jīng)元上大量表達(dá),在那里它有潛在的作用[5]。Paladini 等[6]發(fā)現(xiàn)在賁門失弛緩癥患者中存在5 個VIPR1 的單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism,SNP ) 位 點,包 括 ( rs421558) Intron-1、(rs437876) Intron-4、(rs417387) Intron-6、rs896、rs9677(3′UTR);其中(rs421558)Intron-1 的 A 等位基因及rs9677(3′UTR)的C 等位基因與受體下調(diào)作用減弱有關(guān)。

1.3 白細(xì)胞介素-23 受體基因(interleukin-23 receptor,IL-23R)

IL-23R基因突變可能是AC 發(fā)病的遺傳易感因素。IL-23R 位于1p31 染色體上,是一種編碼蛋白,IL-23R 主要由Th17 細(xì)胞表達(dá)。一項研究發(fā)現(xiàn)AC患者IL-23R基因在381 號密碼子處精氨酸取代了谷氨酰胺(Arg381Gln),并且暗示了IL-23R基因多態(tài)性與AC 有著密切的聯(lián)系,是AC 的遺傳易感因素[7]。Kim 等[8]發(fā)現(xiàn) IL-23R 主要出現(xiàn)在炎癥和自身免疫性疾病中,比如炎癥性腸病(IBD)、牛皮癬和強直性脊柱炎等。但是IL-23R 具體如何引起賁門失弛緩癥,暫時還未明確。

1.4 Ras 相關(guān)區(qū)域家族1 A 基因(Ras-association domain family1A gene,RASSF1A 基因)

AC 患者中發(fā)現(xiàn)RASSF1A基因表達(dá)增加。RASSF1A基因可通過多種途徑抑制細(xì)胞生長、促進(jìn)細(xì)胞凋亡和衰老,在絕大多數(shù)腫瘤中表達(dá)下降或缺失。Van 等[9]通過建立小鼠的運動障礙模型(由食道擴(kuò)張和食道中下部擴(kuò)張的肌層神經(jīng)叢中神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量減少所組成),用S100 蛋白標(biāo)記神經(jīng)元,發(fā)現(xiàn)攜帶RASSF1A基因的小鼠像人類賁門失弛緩癥一樣,肌層被慢性炎癥浸潤并纖維化,所以考慮RASSF1A基因可能通過某種途徑對食管肌層產(chǎn)生炎癥性損傷從而誘導(dǎo)AC 的發(fā)生。

1.5 c-kit 基因多態(tài)性

Bonora 等[10]通過免疫組化檢測發(fā)現(xiàn) AC 患者的c-kit 的下調(diào)會導(dǎo)致Cajal 細(xì)胞減少,從而食管的運動功能受損。c-kit 基因位于人染色體4q12-13,屬于原癌基因的一種,可編碼酪氨酸激酶的受體KIT,它對食管下括約肌的Cajal 細(xì)胞有一定的調(diào)節(jié)作用。Alahdab 等[11]發(fā)現(xiàn) c-kit rs6554199 多態(tài)性 T等位基因與AC 相關(guān),攜帶有該等位基因的人更易患AC。同時有研究發(fā)現(xiàn)AC 患者有一個特別的的KIT 外顯子9 的激活突變,通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制劑抑制這種激活有望成為一種新的治療方式[12]。

1.6 遺傳性疾病

研究發(fā)現(xiàn)AC 有家族聚集性的特點,與其他遺傳疾病比如帕金森病、Down 綜合征、唐氏綜合癥和MEN2B 綜合征等有密切關(guān)聯(lián),Hirschprung 病的主要易感基因同時也與唐氏綜合癥有關(guān),Hirschprung病和賁門失弛緩癥同為腸內(nèi)神經(jīng)病,Hirschprung 病的基礎(chǔ)研究較為詳細(xì),這對于揭示引起AC 的病理過程有一定的啟示作用[13]。Shoji 等[14]也通過研究發(fā)現(xiàn)miR-130a 在賁門失弛緩癥患者食管粘膜中高表達(dá),高度提示它是賁門失弛緩癥的一個生物標(biāo)志物。

1.7 microRNA (miRNA)-mRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)

最新發(fā)現(xiàn)的 microRNA (miRNA)-mRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)為AC 的遺傳背景研究提供了新見解。Palmier等[15]通過微陣列技術(shù)對11 例AC 患者和5 例對照組的組織標(biāo)本進(jìn)行研究,并進(jìn)行綜合生物信息學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)miRNAs 調(diào)控基因參與平滑肌的收縮及細(xì)胞信號通路的突觸傳遞,在2 組中差異性表達(dá)。而Yuichiro 等[16]通過POEM 術(shù)少量肌肉取樣,經(jīng)分子生物學(xué)轉(zhuǎn)化以及PCR 檢測證實了HSV1-miR-H1 和HSV1-miR-H18 在 AC 患者肌肉中過表達(dá)。microRNA (miRNA)-mRNA 調(diào)控網(wǎng)絡(luò)為近幾年的研究熱點,它與AC 的關(guān)系值得我們關(guān)注。

2 神經(jīng)源性因素

目前多半學(xué)者認(rèn)為AC 可歸類為神經(jīng)源性疾病,食管的正常運動由興奮性神經(jīng)元和抑制性神經(jīng)元共同協(xié)調(diào),由于調(diào)節(jié)LES 的抑制性神經(jīng)元受損,導(dǎo)致調(diào)節(jié)LES 的興奮性和抑制性神經(jīng)元無法維持平衡[17]。目前在AC 患者的食管肌層病理標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)Cajal 間質(zhì)細(xì)胞(interstitial cells of Cajal,ICC)數(shù)量和細(xì)胞形態(tài)發(fā)生了一些變化,ICC 細(xì)胞內(nèi)線粒體和滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的分布稀疏,數(shù)量明顯減少。ICC起搏胃食管平滑肌的慢波電位,ICC 的減少可引起細(xì)胞間信號傳導(dǎo)功能發(fā)生障礙,導(dǎo)致LES 運動功能減弱或消失[18]。LES 由神經(jīng)節(jié)后神經(jīng)元支配,包括興奮性神經(jīng)元和抑制性神經(jīng)元,通常神經(jīng)節(jié)后興奮性神經(jīng)元釋放乙酰膽堿,而抑制性神經(jīng)元釋放血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)和一氧化氮(NO),兩種神經(jīng)元分別引起LES 的收縮和舒張,抑制性神經(jīng)元受損,VIP 和NO 釋放減少導(dǎo)致了賁門失弛緩癥的發(fā)生[19]。一氧化碳敏感鳥苷環(huán)化酶(NO-sensitive guanylyl cyclase,NO-GC)作為 NO的關(guān)鍵靶點,NO-GC 在介導(dǎo)吞咽引起的LES 舒張中起主要作用,功能性亞硝酸鹽信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異?；蛉笔?dǎo)致食管下括約肌的松弛減弱或消失[20]。

硫化氫是一種新型信號分子,類似于NO、CO,可用于傳導(dǎo)信號[21]。它是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì),機體很多組織都可合成釋放硫化氫,胱硫醚-β-合酶(CBS)和胱硫醚-γ-裂解酶(CSE)是機體內(nèi)源性硫化氫合成的關(guān)鍵酶。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)正常人食管平滑肌組織中大量分布CBS、CSE 這兩種酶[22]。接下來該課題組進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)與正常對照組相比,AC患者的CBS 和CSE 表達(dá)明顯降低,60%以上的患者幾乎或完全無表達(dá)[23]。因此有這種可能性,由于某種原因CBS 和CSE 減少導(dǎo)致硫化氫的合成減少,引起LES 的松弛不良或使LES 壓力增高,然后誘發(fā)AC 或使原有的AC 癥狀進(jìn)一步惡化。

3 炎癥免疫因素

有證據(jù)證明AC 是一種免疫介導(dǎo)的炎癥性疾病,早期賁門失弛緩癥的可能致病機制是食道肌肉骨骼系統(tǒng)的免疫介導(dǎo)反應(yīng)以及CD8+T 淋巴細(xì)胞浸潤和活性標(biāo)記物的表達(dá)[24]。然而越來越多的研究表明AC 表現(xiàn)出來的炎癥反應(yīng)既可能是引起AC 的病因,也可能是各種因素引起AC 后表現(xiàn)的結(jié)果。接下來就從以下三種炎癥免疫機制來進(jìn)行闡述。

3.1 自身免疫性疾病

Romero 等[25]通過一項橫斷面研究,研究對象是114 例 AC 患者和114 例年齡和性別匹配的GERD 對照組患者。其中19 例AC 患者患有自身免疫性疾病(16.7%),主要診斷為甲狀腺功能減退,對照組為4.2%。19 例自身免疫性疾病AC 患者中13 例(68.4%)有家族自身免疫史。與 GERD 組相比,AC 組自身免疫性疾病的發(fā)病率高3.8 倍(95%CI: 1.47-9.83),患甲狀腺疾病的發(fā)病率高3.0 倍(95% CI: 1.00-9.03)?？赏茰y賁門失弛緩癥與自身免疫性疾病密切相關(guān),而且賁門失弛緩癥患者更易患其他自身免疫性疾病。

3.2 人類白細(xì)胞抗原(human leucocyte antigen,HLA)

HLA 是人類組織相容性復(fù)合體的表達(dá)產(chǎn)物,是構(gòu)成移植排斥反應(yīng)的重要抗原物質(zhì),主要分為Ⅰ類抗原、Ⅱ類抗原、Ⅲ類抗原。Wong 等[26]指出HLAⅡ類組織相容性抗原與AC 發(fā)病有著密切關(guān)聯(lián),攜帶有DQA-1 的人患這種疾病的風(fēng)險是其他人群的4.2 倍,HLA-DQ1 表型與 AC 之間存在密切的關(guān)系。此外,Furuzawa-Carballeda 等[27]發(fā)現(xiàn) HLA II類等位基因 HLA-DRB1*14:54:01 和DQB1*05:03:01 以及擴(kuò)展的單倍型是墨西哥混合祖先人群門失弛癥的危險因素。還有研究表明由 HLADQB1*05:03 和 HLA-DQB1*06:01 編碼的 HLADQB1 的細(xì)胞質(zhì)尾部第227-234 位插入了8 個殘基;在胞外區(qū)域HLA-DQA1 中第41 號位點的賴氨酸和HLA-DQA1 中第45 號位點的谷氨酸發(fā)生了氨基酸替換[28]。HLAⅡ類組織相容性抗原基因表型的改變導(dǎo)致HLA 正常免疫功能發(fā)生異常,這可能是AC 發(fā)病的原因之一。

3.3 嗜酸性粒細(xì)胞及其脫顆粒產(chǎn)物

最近有研究發(fā)現(xiàn)賁門失弛緩癥患者嗜酸性粒細(xì)胞及其脫顆粒產(chǎn)物在食管固有肌異常積聚,脫顆粒的嗜酸性粒細(xì)胞也會釋放出可降解的有毒蛋白質(zhì)和神經(jīng)毒素,這些物質(zhì)會損傷食管末端肌層的神經(jīng)細(xì)胞,從而誘導(dǎo)賁門失弛緩癥的發(fā)生[29]。但Jin等[30]發(fā)現(xiàn)患者食管外肌層嗜酸性粒細(xì)胞廣泛浸潤,并在食道肌肉中觀察到有毒堿性蛋白質(zhì)和神經(jīng)毒素的免疫染色水平增加,同時神經(jīng)細(xì)胞明顯減少或缺失,這表明AC 患者的嗜酸性粒細(xì)胞和脫粒產(chǎn)物數(shù)量增加,因此他們認(rèn)為AC 患者肌神經(jīng)細(xì)胞的改變與嗜酸性粒細(xì)胞浸潤和脫顆粒產(chǎn)物有關(guān)。使用抑制嗜酸性粒細(xì)胞的藥物可能成為治療AC 的一種新方法。

4 病毒感染

關(guān)于病毒感染與AC 之間的的研究從未停止。Boeckxstaens[31]發(fā)現(xiàn)從AC 患者食管下括約肌分離出的T 細(xì)胞,對人皰疹病毒-1(HSV-1)產(chǎn)生了強烈的增殖反應(yīng),并且在絕大多數(shù)賁門失弛緩癥患者體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了HSV-1 DNA,病毒可能觸發(fā)延遲的自身免疫反應(yīng),潛在感染HSV-1 導(dǎo)致持續(xù)的免疫激活和自我毀滅食道神經(jīng)元,激發(fā)有遺傳易感性的人產(chǎn)生了自身免疫反應(yīng)。Farrukh[32]研究比較了AC 患者與正常對照組患者外周血單個核細(xì)胞(mononuclear cells of peripheral blood,PBMCs)的反應(yīng)性,以確定患者PBMCs 是否對病毒表現(xiàn)出類似的的高度反應(yīng)性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)患者的PBMCs 對HSV-I 抗原的免疫反應(yīng)增強,研究數(shù)據(jù)提示HSV-1 持續(xù)刺激免疫細(xì)胞,而免疫系統(tǒng)能使機體避免受到其他微生物侵害的重要作用。病毒感染可能是通過免疫機制攻擊機體,導(dǎo)致遺傳易感性患者產(chǎn)生自身免疫反應(yīng),但具體是通過何種方式導(dǎo)致賁門失弛緩癥,暫時還在研究當(dāng)中。

5 精神心理因素

AC 患者的癥狀受精神心理因素的影響,其癥狀有反復(fù)性、長期性等特征,生活質(zhì)量不高,長期如此產(chǎn)生的負(fù)面情緒可能會引起機體各個系統(tǒng)的生理變化,甚至加重原有的癥狀[33]。王智鳳等[34]通過研究166 名AC 患者觀察精神心理因素對AC 的影響,發(fā)現(xiàn)精神心理因素可誘發(fā)或加重患者的癥狀,其中有37%的AC 患者發(fā)病是精神因素引起的。Storr 等[35]通過流行病學(xué)調(diào)查,研究結(jié)果表明AC 發(fā)病與精神因素有關(guān),他們認(rèn)為機制可能是通過多種腦腸肽和調(diào)節(jié)因子來影響食管的運動,但未得到證實。目前精神心理因素在該病中的具體作用及機制仍不清楚,但是基礎(chǔ)治療上輔助心理治療,可能改善患者的長期生活質(zhì)量。

假性賁門失弛緩癥與AC 有著相似的臨床表現(xiàn)和體征,假性AC 常見的病因有胃食道惡性腫瘤、反流性食管炎以及食管下段良性腫瘤等,惡性腫瘤是最常見原因,高齡、癥狀持續(xù)時間短、體重減輕以及在內(nèi)鏡檢查期間難以通過胃食管連接處是惡性腫瘤相關(guān)假性AC 的重要危險因素[36]。關(guān)于假性AC誤診的個案報道并不少見[37-38],因此早期且準(zhǔn)確辨別AC 和假性AC 變得愈發(fā)重要,但也極具挑戰(zhàn)性,因為這兩種疾病的臨床表現(xiàn)和診斷檢查差別不大,因此臨床醫(yī)生必須提高自己的影像學(xué)診斷和內(nèi)鏡下診斷能力,減少誤診的發(fā)生。

AC 的診斷依賴于經(jīng)典的臨床表現(xiàn)、內(nèi)鏡檢查、上消化造影和食道高分辨率測壓,其中食道測壓是診斷賁門失弛緩癥的金標(biāo)準(zhǔn)。目前主要治療方式有藥物治療、內(nèi)鏡下注射肉毒桿菌毒素、內(nèi)鏡下氣囊擴(kuò)張、經(jīng)口內(nèi)鏡下肌切開術(shù)(peroralendoscopicmyotomy,POEM) 及 經(jīng) 腹 腔 鏡 賁 門 肌 切 開 術(shù)(1aparoscopichellermyotomy,LHM),近年來 POEM 基本成為AC 的首選治療方式,但是目前的治療都只能緩解食道梗阻,降低LES 壓力,減輕患者的癥狀,并不能讓食管肌層恢復(fù)正常運動,要想取得治療的突破,必須將AC 的機制機理研究的更透徹,然后與恰當(dāng)?shù)闹委煼椒ńY(jié)合起來。

綜上所述,AC 的發(fā)病機制主要包括遺傳性、神經(jīng)源性、免疫性、病毒感染以及精神心理或多因素共同作用。雖然AC 的病因尚未最終確定,但越來越多的證據(jù)表明,AC 的發(fā)病機制極可能是遺傳易感個體受到環(huán)境因素的變化如病毒感染等引起的LES 局部炎癥和延遲免疫反應(yīng)。臨床醫(yī)師應(yīng)分析不同患者的發(fā)病機制,并根據(jù)其機制為患者提供最有效的治療。