胃食管反流病分子生物學(xué)的研究進(jìn)展

董茗茗柴秀坤劉學(xué)臣何 云李艾迪蔣樹林

(河北醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院消化內(nèi)科,石家莊 050000)

胃食管反流病(gastroesophageal reflux disease,GERD)是胃內(nèi)容物反流至食管、口腔等多器官導(dǎo)致一系列臨床表現(xiàn)和并發(fā)癥的疾病[1]。 依據(jù)胃鏡表現(xiàn),可將GERD 分為非糜爛性胃食管反流病(nonerosive gastroesophageal refux disease,NERD)、反流性食管炎(reflux esophagitis,RE) 和Barrett 食管(Barrett’s esophagus,BE)三種類型。 據(jù)流行病學(xué)統(tǒng)計顯示,以至少每周1 次的反流和/或燒心為標(biāo)準(zhǔn),GERD 在東亞人群患病率為2.5%～7.8%,雖然低于世界范圍內(nèi)患病率13.3%,但也有逐年上升的趨勢[2-3]。 反復(fù)胃內(nèi)容物反流引起食管粘膜的糜爛、潰瘍,若損傷因素長期存在還可能發(fā)生化生[4-5]。在GERD 患者中大約有10%～15%的BE 患者,并以每年約0.12% ～ 0.6% 的速度進(jìn)展到食管腺癌(esophageal adenocarcinoma,EAC)[6-8]。 EAC 的5年總生存率僅約為10%～15%,而在過去三十年里EAC 的發(fā)病率穩(wěn)步上升,在一些國家已經(jīng)超過鱗狀細(xì)胞癌,成為食管惡性疾病中最常見的組織學(xué)類型[9-10]。 環(huán)境因素和導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定性的遺傳傾向共同調(diào)節(jié)正常鱗狀上皮-糜爛上皮-腸上皮化生-異型增生-腺癌的發(fā)生過程,既往國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對其中的分子轉(zhuǎn)化和進(jìn)展機(jī)制進(jìn)行了大量研究。本綜述旨在描述GERD 發(fā)生及發(fā)展為EAC 過程中主要的分子生物學(xué)作用。

1 從鱗狀上皮到腸上皮化生

1.1 遺傳基因

COL3A1 基因位于染色體2q32.2,編碼III 型膠原α1 鏈(COL3A1),膠原單體組成原纖維后可以聚集成纖維,為中空器官提供組織支撐結(jié)構(gòu)。 在2009年,Asling 等[11]在GERD 顯性遺傳家族基因檢測中發(fā)現(xiàn)COL3A1 與GERD 發(fā)生顯著相關(guān),且COL3A1在兒童和成人GERD 中均為疾病相關(guān)基因,男性患者食管活檢組織中III 型膠原蛋白含量更高(P=0.03)。 此次研究為GERD 存在結(jié)締組織薄弱成分這一概念提供分子支持,同時體現(xiàn)出性別在GERD的遺傳風(fēng)險中存在差異。 在后續(xù)研究中對36 個顯示GERD 顯性傳播的家族進(jìn)行全基因組基因分型和連鎖分析,又確定了16 號染色體上的基因4-氨基丁酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aminobutyrate aminotransferase,ABAT)內(nèi)含子中的一個單核苷酸在兒童中具有顯著的遺傳相關(guān)性,并且在動物實驗中,通過選擇性ABAT抑制劑減少了約57%暫時性食管下括約肌松弛(TLESRs),胃內(nèi)容物反流也減少70%左右。Jirholt 等[12]進(jìn)行的兩項雙胞胎研究表明,GERD 的遺傳率約為30%。COL3A1 和ABAT基因的發(fā)現(xiàn)不僅對GERD 的發(fā)生機(jī)制做出了貢獻(xiàn),還為遺傳性危險因素增添了新成員,但ABAT等位基因在瑞典成人病例對照隊列中并未發(fā)現(xiàn)是GERD 遺傳的危險因素,應(yīng)該在不同人種顯性遺傳的家族中進(jìn)行更多研究。

1.2 白細(xì)胞介素-1 基因簇與GERD

白細(xì)胞介素-1(interleukin-1,IL-1)基因簇位于2q12 染色體,由IL-1A、IL-1B和IL-1RN3 個相關(guān)基因組成,分別編碼促炎細(xì)胞因子IL-1α 和IL-1β 及其內(nèi)源性受體拮抗劑IL-1Ra[13]。 IL-1B 在啟動子-511 和-31 區(qū)域有兩個雙等位基因多態(tài)性,分別代表C/T和T/C轉(zhuǎn)換,研究表明,這兩個區(qū)域的基因幾乎處于完全連鎖不平衡狀態(tài),即基因并非完全隨機(jī)組成單體型,有些基因總是較多的在一起出現(xiàn),從而使某些單體型在群體中出現(xiàn)頻率較高[14]。 而在IL-1RN的內(nèi)含子中含有可變數(shù)量的串聯(lián)重復(fù)多態(tài)性(VNTR),串聯(lián)重復(fù)指DNA 短序列在特定的染色體位點(diǎn)以頭到尾的方式重復(fù),每一個都是遺傳等位基因,共包括5 種不同的等位基因,即IL-1RN*1(4 次重復(fù))、IL-1RN*2(2 次重復(fù))、IL-1RN*3(5次重復(fù))、IL-1RN*4(3 次重復(fù))和IL-1RN*5(6 次重復(fù))。 有研究稱IL-1B-511*T等位基因或IL-1B-31*C 等位基因的存在對GERD 的發(fā)展具有保護(hù)作用,不僅可能導(dǎo)致胃炎從而破壞壁細(xì)胞,還能誘導(dǎo)胃體萎縮減少胃泌素刺激,導(dǎo)致胃酸分泌減少從而降低GERD 的嚴(yán)重程度[15]。IL-1RN*2 的存在與高IL-1Ra 和低IL-1β 釋放有關(guān),IL-1β 和IL-1Ra 之間的平衡是局部組織炎癥程度的決定因素,已經(jīng)證明在胃炎、胃癌、腸化生等多個疾病中起重要作用。Ak?il 等[16]對不同程度的食管炎患者進(jìn)行基因分析,發(fā)現(xiàn)在幽門螺桿菌感染的情況下與對照組相比,RE 患者IL-1B-511*TT基因型頻率明顯低于NERD,但在IL-1B-31 和IL-1RN方面沒有差異。 同樣,Ghoshal 等[17]在一項對144 名GERD 患者和368名來自印度的健康對照的研究中也證明了IL-1B-511*T/IL-1RN*1 單倍型受試者患GERD 的風(fēng)險降低。 但與前兩項研究結(jié)果相反的是,臺灣一項研究表明IL-1B-511*T/T(P=0.034)、IL-1B-31*C/C(P=0.031)基因型和IL-1B-511*T(P=0.044)和IL-1B-31*C(P=0.040)等位基因與食管炎復(fù)發(fā)風(fēng)險增加相關(guān)。 為了明確IL-1 單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)及基因的單倍型在GERD 發(fā)生發(fā)展中究竟是保護(hù)因素還是風(fēng)險基因,一項對白種人進(jìn)行的前瞻性研究結(jié)果顯示單倍型T(IL-1A-889)C(IL-1B-511)C(IL-1B-3953)L(IL-1RN)、C(IL-1A-889)C(IL-1B-511)C(IL-1B-3953)L(IL-1RN)與GERD 和RE 的發(fā)生風(fēng)險增加相關(guān),而T(IL-1A-889)C(IL-1B-511)T(IL-1B-3953)L(IL-1RN)可減少粘膜化生發(fā)生率,降低BE 的發(fā)生風(fēng)險[18],但在此研究中沒有分析被研究人員幽門螺桿菌感染情況,不能說明有無感染之間各種基因的差異。 綜上研究,在GERD 患者中不同的單倍型可能參與從GERD 到RE 和BE 的進(jìn)展,評估IL-1B、IL-1RN 及單核苷酸多態(tài)性是有必要的,以此發(fā)現(xiàn)有風(fēng)險發(fā)展BE 和EAC 的患者。 但幽門螺旋桿菌的感染、人種區(qū)別也可能會對最終結(jié)果產(chǎn)生影響,具體作用機(jī)制暫不清楚,因此感染、GERD 發(fā)生發(fā)展及基因型之間的關(guān)系還需在不同人種間做大樣本的深入研究。

1.3 蛋白酶激活受體-2

蛋白酶激活受體-2(protease-activated Receptor-2,PAR2)是一種G-蛋白偶聯(lián)受體,存在于多種細(xì)胞中,如免疫細(xì)胞MCs、上皮細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞,并與細(xì)胞趨化、炎癥、血管擴(kuò)張等相關(guān)[14]。 PAR2 在食管上皮中表達(dá),很容易與胃食管反流物(胃酸、胰蛋白酶)相互作用,參與GERD 的粘膜免疫發(fā)病機(jī)制。 在動物模型中,上皮暴露于反流事件后PAR2表達(dá)上調(diào),可能通過引起緊密連接蛋白的重新分布而增加食管上皮的通透性,同時激活上皮細(xì)胞大量分泌IL-8 并引發(fā)促炎性粘膜免疫反應(yīng),導(dǎo)致上皮細(xì)胞間空間增大和上皮屏障進(jìn)一步破壞,引起GERD的發(fā)生、發(fā)展[19]。 研究者認(rèn)為GERD 患者中上皮內(nèi)存在T 細(xì)胞和MCs 浸潤,MCs 參與應(yīng)激誘導(dǎo)的食管粘膜功能障礙,而PAR2 是潛在的中間因子。Winkelsett 等[20]、Keita 等[21]鑒定了人類食管上皮中PAR2 的表達(dá),并證明了PAR2 介導(dǎo)的途徑在GERD相關(guān)粘膜改變的發(fā)病機(jī)制中的功能重要性。 以上研究證明了GERD 發(fā)病機(jī)制中免疫介導(dǎo)粘膜炎癥的假說,也說明需要更多的研究來充分了解基因、受體、傳導(dǎo)通路的作用和具體的發(fā)病機(jī)制,幫助我們識別高?；颊?、確定治療目標(biāo)以幫助更多患者。

1.4 谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶與GERD

谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(glutathione s-transferase,GST)是II 期解毒酶,存在于許多物種和組織中,包括人類胃腸道的上皮組織中,可以催化谷胱甘肽對多種疏水親電試劑的親核攻擊,產(chǎn)生毒性更小、水溶性更強(qiáng)的化合物,在保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激產(chǎn)物的傷害方面及防止腫瘤發(fā)展中具有重要作用。 在正常食管上皮組織中,GSTP1 是GST的主要亞型,GSTP1 編碼區(qū)內(nèi)核苷酸+313 處的A轉(zhuǎn)換為G,104密碼子將從ATC變?yōu)镚TC,這將導(dǎo)致GST 活性降低[17]。GSTP1*B的等位基因頻率在正常東方人群中為23%,在白種人中為30%[22]。 有研究發(fā)現(xiàn),GSTP1*B等位基因與GERD 易感性及BE 發(fā)生相關(guān),BE 患者中GSTP1 *B等位基因攜帶者相比GERD 患者(OR 2.10,95% CI:0.99～4.44)和健康對照組(OR 2.56,95%CI:1.30～5.05)發(fā)現(xiàn)頻率顯著增加。 國內(nèi)一項研究發(fā)現(xiàn)變異GSTP1 基因型A/B在RE 患者、NERD、健康對照組中出現(xiàn)頻率分別為40%、25%和22%,具有顯著差異(P<0.05);且在GSTP1 基因型變異的受試者中,RE 發(fā)生風(fēng)險增加2.42 倍(OR=2.42;95%CI:1.22～4.80)[23]。 以上研究結(jié)果提示我們GSTP1 基因多態(tài)性可能是RE 發(fā)病機(jī)制的高易感性因素之一。

1.5 G 蛋白β 亞單位基因與GERD

G 蛋 白 β 亞 單 位 基 因(guanine nucleotide binding protein(Gprotein),beta polypeptide 3,GNB3)位于染色體12p13。 G 蛋白在信號傳導(dǎo)過程中起“分了開關(guān)”作用,介導(dǎo)對酸、神經(jīng)遞質(zhì)和調(diào)節(jié)食管感覺功能的某些體液因子的反應(yīng),而在G 蛋白亞單位中,β 亞單位是α 亞單位以及某些信號轉(zhuǎn)導(dǎo)受體和效應(yīng)器的重要調(diào)節(jié)因子。 有研究表明食管癥狀嚴(yán)重程度與反流負(fù)荷之間并無直接相關(guān)性,部分原因可能是GERD 患者對食管癥狀的感知存在差異,而這一過程與基因決定感知信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)。 2018年的一項研究表明,在接受動態(tài)反流試驗的患者和無食管癥狀的對照組之間,GNB3 內(nèi)3 個單核苷酸多態(tài)性的等位基因Rs2301339(P=0.040)、Rs5443(P=0.011)和Rs5446(P=0.016)之間存在顯著差異,而且與顯性純合子相比,盡管食管酸暴露水平和癥狀反流相關(guān)程度相似,但是隱性等位基因攜帶者Rs2301339*A、Rs5443*T、Rs5446*T的反流癥狀更重、心理健康相關(guān)生活質(zhì)量和貝克抑郁量表得分更差[24]。 在另一項病例對照研究(363 名白人GERD 患者和373 名健康對照)結(jié)果中,GNB3825*TT可預(yù)測G 蛋白活化增強(qiáng),從而增加細(xì)胞或生理反應(yīng);GNB3825*CC使信號轉(zhuǎn)導(dǎo)反應(yīng)減弱。 最近有研究發(fā)現(xiàn)希臘、日本人群中的炎癥基因多態(tài)性GNB3與功能性消化不良中的上腹部疼痛綜合征患者相關(guān)。 因此表明GNB3 基因的多態(tài)性可能介導(dǎo)食管粘膜對酸性遞質(zhì)的反應(yīng),導(dǎo)致患者出現(xiàn)反酸、燒心、疼痛等多樣的臨床表現(xiàn),也為GERD 患者對治療的不同敏感性提供理論依據(jù)。

2 從腸上皮化生到腺癌

2.1 環(huán)氧合酶-2

環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)基因位于1q25.2-q25.3,編碼COX-2 蛋白,在細(xì)胞因子、炎癥介質(zhì)、內(nèi)毒素等誘導(dǎo)刺激下催化花生四烯酸轉(zhuǎn)化為前列腺素。 COX-2 可以促進(jìn)細(xì)胞增殖、降低凋亡率,還能刺激血管生成,因此在炎癥和腫瘤發(fā)生中發(fā)揮著重要作用[25-26]。 在體外實驗中,反流物可刺激誘導(dǎo)食管上皮細(xì)胞過表達(dá)COX2,COX2 的表達(dá)與胃腸粘膜的化生、癌變相關(guān),而應(yīng)用COX2 抑制劑后降低了大鼠模型中EAC 的發(fā)生風(fēng)險。 基于體外實驗的結(jié)果,研究人員開展了一項病例對照研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)COX-2-8473*C等位基因的存在可能使個體易患EAC,但與BE 或GERD 的發(fā)生無關(guān)。 也有研究表示COX-2 啟動子區(qū)域的兩種多態(tài)性-765C/G、-1195A/G與EAC 發(fā)生相關(guān),亞洲人群中-765*C等位基因可能是EAC 發(fā)生的危險因素。 COX-2作為預(yù)測腫瘤進(jìn)展的可能生物標(biāo)志物及選擇性抑制COX-2 作為BE 的防治方法受到了廣泛關(guān)注。 在最近的隨機(jī)多中心研究中,研究者發(fā)現(xiàn)應(yīng)用大劑量的埃索美拉唑和阿司匹林可以改善BE 患者的預(yù)后[27]。

2.2 表皮生長因子

表皮生長因子(epidermal growth factor,EGF)基因位于4q25,表皮生長因子(EGF) 及其受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)屬于酪氨酸激酶受體家族,結(jié)合后會發(fā)揮促進(jìn)有絲分裂的作用,在粘膜損傷的保護(hù)和修復(fù)中具有重要作用,基因突變時會表達(dá)異常破壞上皮屏障的完整性,病理水平與胃腸道腫瘤發(fā)生相關(guān)。 Cheung 等[28]對309例EAC 患者和275 例健康對照者的DNA 樣本進(jìn)行EGF基因分型,發(fā)現(xiàn)病例組中EGF變異(A/G或G/G)較對照組有顯著差異(P=0.02),且與A/A基因型相比,G/G突變與GERD 患者發(fā)生EAC 風(fēng)險顯著增加相關(guān)(OR=9.7;95%CI:3.8～25.0;P<0.001),同時G/G基因型與GERD 存在高度顯著的交互作用(P<0.001)。 Lanuti 等[29]也提出與對照組相比,EGF-A61*G/G基因型會導(dǎo)致EAC 發(fā)生風(fēng)險增加約2 倍(OR=1.81;95%CI:1.2～2.7),且在伴有BE的EAC 患者亞組中更高(OR=2.18;95%CI,1.3～3.7)。 2012 年,Menke 等[30]為確定EGF基因多態(tài)性與RE、BE、EAC 之間的關(guān)系,對荷蘭白種人進(jìn)行了隊列研究,結(jié)果表示與A/G(P=0.008)和A/A(P=0.002)組相比,G/G基因型的EGF表達(dá)顯著降低。EGF表達(dá)降低與RE(OR=2.6;95%CI:1.3～5.2)、BE(OR=3.0;95%CI:1.5～6.2)和EAC(OR=4.1;95%CI:1.8～9.7)發(fā)生風(fēng)險增加相關(guān)。 體外研究發(fā)現(xiàn),用酸性膽汁鹽處理食管細(xì)胞可激活EGFR信號,而且在22.2%～35%的BE 和46.5%～80%的EAC 患者中發(fā)現(xiàn)EGFR 蛋白表達(dá)增加[31-32]。 因此研究者認(rèn)為EGFR 信號的異常激活是由EGFR 蛋白及其配體TGF-α 和EGF 的過度產(chǎn)生引起,在食管炎患者中EGF 與PG/COX-2 和PPARγ 系統(tǒng)相互作用,提出應(yīng)用EGFR 抑制劑和PPARγ 激動劑可以用來治療進(jìn)展為BE 的慢性食管炎。

上述研究發(fā)現(xiàn)EGF的單核苷酸多態(tài)性也在食管粘膜上皮化生到異型增生以及隨后轉(zhuǎn)化為腺癌的進(jìn)展中有一定作用,其中最主要的基因G/G突變,基因突變后遺傳性EGF 表達(dá)降低導(dǎo)致的粘膜保護(hù)減少可促進(jìn)食管腫瘤的發(fā)展。 因此基因分型可以用來識別GERD 和BE 中的高危患者,且EGFR的激活也與BE 發(fā)生相關(guān),阻斷此信號傳導(dǎo)途徑可以用于治療BE。

2.3 TP53 基因

TP53 是位于染色體17p13 的抑癌基因,又稱原癌基因,TP53 基因編碼的p53 蛋白在調(diào)控細(xì)胞分裂、增殖、凋亡及DNA 修復(fù)中有非常重要的作用。許多研究報告了TP53 基因突變是迄今為止與癌癥亞型(尤其實體瘤)關(guān)系最密切的基因[33],該突變已被證明在絕大多數(shù)食管腺癌中發(fā)生,并且是Barrett 食管向腺癌進(jìn)展的潛在生物標(biāo)志物[34]。 目前研究認(rèn)為TP53 在體內(nèi)存在兩條途徑,一種是早期突變導(dǎo)致TP53 失活,引起p16 失活,最后激活ERB-B2 原癌基因;另一種途徑是TP53 突變,隨后全基因組加倍,最終基因組不穩(wěn)定和原癌基因被激活[35]。TP53 基因突變在進(jìn)展為高度異型增生及EAC 的BE 患者中數(shù)量顯著增加,使BE 高度發(fā)育異常進(jìn)展風(fēng)險增加13.8 倍(95%CI,3.2～61.0;P<0.001)[36-37]。 研究表明,在酸性反流物刺激下,胃食管反流病患者中由自由基誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化和COX2 酶產(chǎn)生的反應(yīng)性異葡萄糖苷(reactive isolevuglandins,isoLG)會與p53 結(jié)合導(dǎo)致p53 活性被抑制[27]。

2.4 基質(zhì)金屬蛋白酶

基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases,MMPs)屬于鋅依賴性內(nèi)肽酶,在1962 年首次確定為膠原蛋白水解酶之一, 參與細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)的重塑 。 據(jù)報道基質(zhì)金屬蛋白酶參與調(diào)節(jié)腫瘤進(jìn)展過程中的關(guān)鍵事件,如細(xì)胞存活和侵襲、轉(zhuǎn)移發(fā)展和血管生成以及惡性轉(zhuǎn)化等[38]。 在大約MMP的30 種亞型中,小鼠GERD模型中MMP3 和MMP9 的水平上調(diào),MMP1、MMP2、MMP7 和MMP9 的表達(dá)與BE 和EAC 相關(guān)。 由于發(fā)現(xiàn)MMP基因多態(tài)性與EAC 風(fēng)險增加相關(guān),Cheung等[39]對309 名EAC 患者和279 名健康患者進(jìn)行基因分型檢測,確定MMP-1*1G/2G(OR=3.2,95%CI;2.0～5.1,P<0.001)和、MMP-3 *6A/5A(OR 1.8,95%CI:1.1～2.7,P= 0.01)在GERD 患者中與EAC 風(fēng)險增加獨(dú)立相關(guān),且與不同嚴(yán)重程度GERD 患者風(fēng)險不同,因此提出MMP-1*1G/2G、MMP-3*6A/5A的基因多態(tài)性與GERD 病史相關(guān),并且協(xié)同增加了EAC 的發(fā)生。 另一項橫斷面研究也提出,盡管BE 患者組中沒有上皮惡變,但與對照組相比BE 患者M(jìn)MP-9 和MMP-3 表達(dá)增加。 研究者通過動物實驗提出通過抑制TLR4/NF-κB 信號通路,食管粘膜組織中的炎癥因子(MMP3、MMP9)水平下調(diào),食管粘膜組織損傷減輕。 無論是動物實驗還是病例對照研究,都證明了MMP基因多態(tài)性與GERD、BE、EAC 相關(guān),不同的研究對表達(dá)調(diào)控的機(jī)制有一定幫助。

2.5 CCND1 基因與細(xì)胞周期蛋白D1

細(xì)胞周期蛋白D1(cyclin D1)由位于人類11q13 染色體的CCND1 基因編碼,與細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependent kinase,CDKs)結(jié)合形成復(fù)合物后驅(qū)動細(xì)胞周期從G1 期進(jìn)展到S 期增殖。CCND1 基因在外顯子4(G870A)中表現(xiàn)出單核苷酸多態(tài)性,CCND1*A/A 基因型的存在與GERD、BE 和EAC 的風(fēng)險增加相關(guān)。 研究人員發(fā)現(xiàn)與無癥狀患者相比,A/A基因型與GERD、BE 和EAC 的發(fā)生風(fēng)險增加3～6 倍,而且15 名(20%)GERD 患者、14 名(11%)BE 患者和14 名(25%)EAC 患者中細(xì)胞周期蛋白D1 的過度表達(dá)也存在顯著差異(P=0.001)。 在另一項小型病例對照研究中,進(jìn)展為食管腺癌的BE 患者中67%的食管活檢組織染色中發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞周期蛋白D1,而在未進(jìn)展的BE 患者中比例只有29%。 因此具有CCND1*A/A基因型的個體對GERD、相關(guān)疾病有易感風(fēng)險,同時細(xì)胞周期蛋白D1 的過度表達(dá)可以用于鑒別有惡性腫瘤發(fā)生風(fēng)險的BE 患者。 但在有關(guān)研究中并未發(fā)現(xiàn)基因型和細(xì)胞周期蛋白D1 過度表達(dá)之間存在相關(guān)性[40],也有研究者提出細(xì)胞周期蛋白D1 的表達(dá)似乎不能預(yù)測BE 患者的腫瘤進(jìn)展,CCND1 基因型與細(xì)胞周期蛋白D1 的表達(dá)在GERD 發(fā)生發(fā)展的作用仍然存在爭議。

2.6 尾側(cè)相關(guān)同源盒轉(zhuǎn)錄因子2

尾側(cè)相關(guān)同源盒轉(zhuǎn)錄因子2(caudal-related homeobox transcription factor 2 ,CDX2)是一種特異性轉(zhuǎn)錄因子,正常情況下僅在腸道表達(dá),指導(dǎo)和維持腸細(xì)胞的分化、促進(jìn)腸道發(fā)育[41]。 既往研究顯示膽汁酸處理后正常胃黏膜上皮細(xì)胞化生,CDX2、粘蛋白2(mucin 2,MUC2)表達(dá)增加[42]。 在最近的一項研究中,在用膽汁反流建立的大鼠模型和酸性培養(yǎng)基中的人食管鱗狀上皮細(xì)胞中,檢測發(fā)現(xiàn)Krüppel-like factor 5(KLF5)、CDX2 及腸道標(biāo)志物表達(dá)均增加。 同時將KLF5 表達(dá)載體轉(zhuǎn)染食管上皮細(xì)胞可促進(jìn)其向柱狀細(xì)胞的分化同時CDX2 表達(dá)增加,基因敲除KLF5 后可阻斷CDX2 等相關(guān)蛋白的表達(dá)[43]。 在另一項研究中,小鼠模型中的食管鱗狀上皮暴露于酸和膽汁酸時,炎癥和組織損傷激活信號通路,如sonic hedgehog、bmp4 和核因子κB 表達(dá),并下調(diào)Notch 信號,最終導(dǎo)致Sox9(誘導(dǎo)柱狀分化)和Foxa2、Cdx1 和Cdx2(誘導(dǎo)腸道分化)的表達(dá)增加[44]。 因此CDX2 目前被認(rèn)為是層狀鱗狀上皮化生為柱狀上皮的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子之一,但具體通路的調(diào)節(jié)與多因子相關(guān),且目前研究多為動物實驗,盡管這些結(jié)果提示我們新的生物標(biāo)記物,但在臨床廣泛推薦前仍需進(jìn)行大規(guī)模前瞻性臨床試驗。

3 其他與GERD 發(fā)生、發(fā)展相關(guān)研究

2020 年Westra 等[45]的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),F 單倍體在EAC、BE 和GERD 患者中的表達(dá)比例分別為34%、27%、23%,提出F 單倍體組是EAC 的危險因素(OR1.5;95%CI:1.03 ～ 2.19,P= 0.03)。 Lam等[46]也證明FOXF1 rs9936833*C、MHCrs9257809* A、IGF1rs6214、GHrs6898743、BARX1 及ADAMTS17 有可能和GERD 發(fā)生有關(guān)。 同時基于對兩個多代BE 和/或EAC 家族的測序,Verbeek 等[47]也已經(jīng)確定了兩個可能致病的基因變體VSIG10L和MSX1。 然而,以上研究中發(fā)現(xiàn)的相關(guān)基因只是初步的觀察結(jié)果,還需進(jìn)一步在人群中進(jìn)行大量研究加以驗證。

4 小結(jié)與展望

GERD 是一種與多個炎癥和代謝生物標(biāo)志物循環(huán)水平相關(guān)的疾病,癥狀反復(fù)發(fā)生降低了患者的生活質(zhì)量,隨著基因組學(xué)的快速發(fā)展,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)COL3A1、ABAT、IL-1 基因簇、PAR2、COX-2、GNB3 等基因與GERD 發(fā)生風(fēng)險相關(guān),同時TP53基因突變及EGF、MMP、CCND1、cyclin D1、CDX2、VEGF 的單核苷酸多態(tài)性促使部分個體向BE 及EAC 進(jìn)展(如圖1)。 這些研究進(jìn)展豐富了疾病在生物學(xué)方面的理解,為疾病的預(yù)防及診療提供了新思路。 但是部分信號通路主要是在體外實驗中研究,未來的研究應(yīng)該從健康患者向疾病狀態(tài)的轉(zhuǎn)化去深入了解,同時在不同人群中重復(fù),希望建立生物標(biāo)記物為早期發(fā)現(xiàn)、臨床干預(yù)及靶向治療提供可靠依據(jù)。

圖1 GERD 發(fā)生發(fā)展中主要基因改變圖示Note. COL3A1, ABAT, IL-1 gene cluster, COX-2, GNB3 and other genes are related to the occurrence of reflux esophagitis, while TP53 gene mutation and EGF, MMP, CCND1, CDX2, VEGF are involved in the progression of Barrett’s esophagus to esophageal adenocarcinoma.Figure 1 Illustration of major genetic alterations in the development of GERD