咽喉反流性疾病的發(fā)病機(jī)制及其與耳鼻咽喉疾病相關(guān)性研究進(jìn)展

徐志宇 劉旭 陳世彩鄭宏良

咽喉反流性疾病(laryngopharyngeal reflux disease,LPRD)是指胃十二指腸內(nèi)容物反流直接或間接引起的上消化道和呼吸道的炎性反應(yīng)，主要表現(xiàn)為咽喉部異物感、持續(xù)清嗓、聲嘶、發(fā)音疲勞、咽喉疼痛、慢性咳嗽、呼吸困難、喉痙攣等癥狀的總稱。LPRD喉鏡下表現(xiàn)為聲帶后聯(lián)合區(qū)黏膜增生和/或肥厚，聲帶彌漫性充血、水腫等[1]。我國(guó)最近的一項(xiàng)多中心流行病學(xué)調(diào)查顯示，在我國(guó)耳鼻咽喉科門診就診的患者中，LPRD的發(fā)病率約為10.15%，但其中僅有14.09%的患者有明確的LPRD診斷史，LPRD發(fā)病率存在地區(qū)、性別、年齡差異，中老年、有吸煙史和飲酒史是LPRD的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素，在LPRD患者中出現(xiàn)聲嘶及其他嗓音問(wèn)題者占71.87%[2]。嚴(yán)重的LPRD甚至可出現(xiàn)喉肉芽腫、喉室消失、聲門下狹窄等，并且可引起成人哮喘和特發(fā)性肺纖維化，以及鼻竇炎、中耳炎、腫瘤等耳鼻咽喉疾病[3]，因此在臨床與科研領(lǐng)域得到越來(lái)越多的關(guān)注。本文對(duì)LPRD的解剖學(xué)及病理生理機(jī)制進(jìn)行綜述，以期加深對(duì)此病的認(rèn)識(shí)，尋求LPRD及其相關(guān)疾病的預(yù)防、診斷和治療新的切入點(diǎn)。

1 解剖學(xué)功能異常

胃內(nèi)容物反流至咽喉及以上部位，需通過(guò)胃食管交界處、食管下括約肌(LES)以及食管上括約肌(UES)等部位，上述屏障的結(jié)構(gòu)或功能出現(xiàn)異常為L(zhǎng)PRD提供了解剖學(xué)基礎(chǔ)，也是LPRD 發(fā)生的動(dòng)力因素。UES的功能障礙是LPRD區(qū)別于胃食管反流病(GERD)的最主要解剖基礎(chǔ)。Szczesniak等[4]在實(shí)驗(yàn)中記錄到的全部咽喉反流事件均發(fā)生于直立位，91%發(fā)生在餐后3 h內(nèi)，所有反流事件均與UES松弛有關(guān)，且32例中的29例(91%)為非吞咽相關(guān)的主動(dòng)性松弛。GERD的主要解剖機(jī)制是食管功能紊亂，酸清除時(shí)間延長(zhǎng)，其發(fā)病多在仰臥位，且伴有長(zhǎng)時(shí)間的酸暴露，出現(xiàn)典型的“燒心”癥狀；而LPRD通常發(fā)生直立性反流，缺少“燒心”癥狀。另一方面，反流也可改變UES的功能，LPRD的發(fā)生可能與食管-UES收縮反射功能有關(guān)。Lang等[5]研究發(fā)現(xiàn)，食管酸暴露在早期增加了食管舒張反射的敏感性，而降低了收縮反射的敏感性，即反流刺激使食管括約肌更易舒張。解剖屏障功能的異常與反流之間可能存在著互為因果、惡性循環(huán)的關(guān)系。食管酸清除是衡量食管在發(fā)生反流事件后恢復(fù)中性pH的能力，是用以評(píng)估食管功能的一個(gè)整體指標(biāo)。Gregory等[6]的研究發(fā)現(xiàn)，LPRD患者的食管酸清除時(shí)間較健康對(duì)照組明顯延長(zhǎng)，食管蠕動(dòng)異常也會(huì)導(dǎo)致反流對(duì)黏膜的損傷；但文章中也同時(shí)指出，LPRD的食管酸清除顯著優(yōu)于GERD，即LPRD患者的食管功能相對(duì)于GERD患者更好，這也與LPRD多發(fā)生于直立位、且少有食管炎及燒心癥狀相符，也說(shuō)明其機(jī)制的差異性。

2 迷走神經(jīng)功能異常

研究發(fā)現(xiàn)，LPRD患者的短期心率變異性等反映迷走神經(jīng)功能的相關(guān)參數(shù)發(fā)生變化，結(jié)果提示迷走神經(jīng)張力降低，且與反流癥狀和體征評(píng)分增高相對(duì)應(yīng)，迷走神經(jīng)功能異常可引起胃蠕動(dòng)、UES和LES功能的異常調(diào)節(jié)，進(jìn)而引起LPRD。同時(shí)，對(duì)LPRD患者迷走神經(jīng)功能障礙和病程的分析表明，LPRD患者病程越長(zhǎng)，迷走神經(jīng)功能越差，這提示迷走神經(jīng)功能障礙參與了LPRD的發(fā)生發(fā)展，在LPRD治療過(guò)程中自主神經(jīng)功能的恢復(fù)是重要的[7]。迷走神經(jīng)廣泛分布于咽喉、食管、胃腸、肺和心臟等器官，而以咽喉部最敏感，迷走神經(jīng)功能異常會(huì)引起慢性咳嗽、咽異物感和頻繁清嗓等癥狀，而這些癥狀是部分LPRD患者的主要癥狀，該類患者常被誤診為慢性咽炎或其他呼吸系統(tǒng)疾病，嚴(yán)重的酸反流甚至?xí)鹬夤墀d攣。引起上述癥狀的主要機(jī)制是反流刺激喉部的咳嗽感受器及氣管壁上的C纖維，刺激由迷走神經(jīng)傳入、終止于孤束核并投射到橋腦和髓質(zhì)呼吸中樞以及內(nèi)側(cè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，二者可能在傳入神經(jīng)或中樞互相影響并引起食管及支氣管的交叉致敏，即反流可能增加咳嗽的敏感性或直接引起咳嗽發(fā)作，而咳嗽可能增加一過(guò)性的食管括約肌松弛，進(jìn)而引起反流[8]。

3 黏膜保護(hù)機(jī)制異常

咽喉部的黏膜與食管黏膜相比對(duì)反流的抵抗能力更弱，吞咽不僅清除了食管酸，也將富含碳酸氫鹽的唾液帶入食管，而由于唾液較少停留于咽喉部黏膜，因此咽喉黏膜缺少外部緩沖，而主要依賴于自身細(xì)胞分泌的碳酸氫鹽的中和作用來(lái)中和食管酸，后者的分泌依賴于上皮細(xì)胞碳酸酐酶(CA)同工酶的表達(dá)。Johnston等[9]發(fā)現(xiàn)LPRD患者聲帶和喉室黏膜的CA同工酶Ⅲ較對(duì)照組缺乏，但并未出現(xiàn)如GERD食管黏膜一樣的上調(diào)。CA催化的水合反應(yīng)生成碳酸氫根離子，對(duì)于緩沖和維持管腔黏膜表面的中性pH值至關(guān)重要，酸性環(huán)境不僅直接對(duì)黏膜造成損傷，也使反流物中的胃蛋白酶具有更強(qiáng)的活性而造成進(jìn)一步損傷。此外，LPRD患者中還發(fā)現(xiàn)了CAIII在喉部不同解剖部位的表達(dá)具有差異性， CAIII在LPRD患者聲帶的表達(dá)降低，而在后聯(lián)合的表達(dá)增加，但機(jī)制尚不明確[10]。同樣具有解剖部位差異性的還有LPRD患者咽喉上皮的粘蛋白不同亞型的表達(dá)下調(diào)，研究發(fā)現(xiàn)，粘蛋白(mucoprotein，MUC)MUC2和MUC5B在LPRD患者杓間區(qū)表達(dá)下調(diào)，MUC5B在后聯(lián)合區(qū)的表達(dá)下調(diào)[11]。粘蛋白分泌減少所致的屏障功能減弱和傷口愈合延長(zhǎng)可能是LPDR患者喉?yè)p傷或疾病進(jìn)展的因素。此外，研究發(fā)現(xiàn)LPRD患者喉部組織熱休克蛋白70(HSP70)表達(dá)增加[10]，HSP70是一種保護(hù)性的分子伴侶蛋白，在組織受到急、慢性刺激時(shí)表達(dá)增加，可以抑制細(xì)胞凋亡，加強(qiáng)細(xì)胞自噬，并促進(jìn)上皮細(xì)胞增殖。Wang等[3]在體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，中性pH條件下的胃蛋白酶暴露引起JNK/MAPK信號(hào)通路上ERK1/2和p38的磷酸化水平提高，進(jìn)而增加了HSP70的表達(dá)，并加強(qiáng)了細(xì)胞凋亡。而LPRD組織中鱗狀上皮應(yīng)激蛋白(Sep 70)與胃蛋白酶呈負(fù)相關(guān)，這可能是由于反流物質(zhì)持續(xù)暴露所致的喉咽上皮Sep70被耗盡[12]。上皮標(biāo)志物水平的變化可以反映LPRD的損傷機(jī)制及其對(duì)上皮黏膜防御屏障的影響，而這些變化也可能作為對(duì)LPRD診斷的輔助方法。

4 酸性反流損傷

24 h pH監(jiān)測(cè)喉咽部pH值<4的總時(shí)間≥1%是LPRD的診斷標(biāo)準(zhǔn)之一，在各種胃內(nèi)容物的反流損傷中，以酸反流對(duì)咽喉黏膜的刺激最強(qiáng)烈，酸性反流可以直接對(duì)咽喉黏膜造成損傷，也可以通過(guò)激活胃蛋白酶進(jìn)而引起間接損傷。酸反流刺激可以引起咽喉上皮黏膜炎性浸潤(rùn)、水腫、增生等一系列疾病，影響聲帶的振動(dòng)及開合，進(jìn)而影響發(fā)音功能。任克水腫是臨床較常見(jiàn)的聲帶良性病變，除用嗓過(guò)度等原因外，研究發(fā)現(xiàn)，任克水腫患者24 h咽喉部監(jiān)測(cè)pH<4的次數(shù)顯著高于對(duì)照組[13]，證明咽喉酸性反流可能是引起任克水腫的另一發(fā)病原因。酸性刺激引起上皮水腫的機(jī)制是其造成K+通道失活以及Na+-K+-2Cl-共同轉(zhuǎn)運(yùn)體激活，進(jìn)而增加了細(xì)胞內(nèi)滲透壓，同時(shí)，酸誘導(dǎo)胞內(nèi)Ca2+濃度升高，后者激活磷脂酶、核糖核酸酶和蛋白酶等損傷細(xì)胞，并增加線粒體膜通透性從而影響細(xì)胞呼吸功能。已有研究證實(shí)，pH值<4的聲帶白斑患者反流癥狀和體征比非咽喉返流的聲帶白斑患者明顯，抑酸治療可以有效改善聲嘶等癥狀[14]，說(shuō)明酸反流對(duì)聲帶白斑的發(fā)生發(fā)展及預(yù)后都有重要影響。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，部分反流患者檢測(cè)出頸段食管出現(xiàn)異位胃黏膜生長(zhǎng)，后者產(chǎn)生原位胃酸分泌，使得這部分患者較其他無(wú)異位胃黏膜的LPRD患者出現(xiàn)更頻繁的酸反流和更嚴(yán)重的癥狀[15]，頸段食管的異位胃黏膜可能在LPRD的發(fā)病機(jī)制中起到作用，尚無(wú)研究報(bào)道咽喉部的異位胃黏膜生長(zhǎng)。

5 胃蛋白酶的損傷機(jī)制

早在1991年，Koufman就發(fā)現(xiàn)，胃蛋白酶聯(lián)合酸暴露導(dǎo)致了比單獨(dú)使用酸或?qū)φ战M更嚴(yán)重的炎癥，從而證明了胃蛋白酶在反流性損傷中的作用[16]。胃蛋白酶原由胃黏膜主細(xì)胞分泌，在胃酸的激活下形成具有活性的胃蛋白酶，后者是胃液中的主要消化成分。越來(lái)越多的研究認(rèn)為，胃蛋白酶是LPRD的主要損傷因素，其損傷機(jī)制目前尚未完全闡明，目前發(fā)現(xiàn)的方式有兩種：一是發(fā)生反流事件后，胃蛋白酶以穩(wěn)定的形式存在于呈中性pH的咽喉上皮，當(dāng)再次發(fā)生酸反流時(shí)胃蛋白酶再次被激活；二是胃蛋白酶在pH 7的非酸性條件下還通過(guò)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用被上皮細(xì)胞攝取，并在囊泡內(nèi)酸性pH的條件下重新激活而引起一系列損傷，包括線粒體和高爾基體損傷，以及涉及到細(xì)胞應(yīng)激和細(xì)胞毒相關(guān)基因的表達(dá)上調(diào)，而胃蛋白酶的活性被不可逆的失活處理后，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這些變化[17]。

近年來(lái)的研究認(rèn)為，胃蛋白酶的內(nèi)吞可能與低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白1( low-density lipoprotein receptor-related protein 1，LRP1)相關(guān)，LRP1介導(dǎo)多種配體的清除，包括α-2巨球蛋白(alpha-2 macroglobulin，α2M) ，α2M對(duì)包括胃蛋白酶在內(nèi)的多種蛋白酶具有抑制作用[18]。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，抑制LRP1可以消除胃蛋白酶介導(dǎo)的下咽線粒體損傷，而生物信息學(xué)分析表明，人類喉癌中LRP1及α2M均具有下調(diào)趨勢(shì),這種下調(diào)趨勢(shì)可能導(dǎo)致胃蛋白酶損傷的易感性[19]。體外實(shí)驗(yàn)中觀察到，胃蛋白酶暴露增加了細(xì)胞IL-8以及上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)標(biāo)志物上皮鈣粘蛋白(E-cadherin)的表達(dá)水平，而間充質(zhì)細(xì)胞表達(dá)N-cadherin、纖維連接蛋白和波形蛋白等水平的改變，提示胃蛋白酶通過(guò)IL-8信號(hào)通路誘導(dǎo)EMT，在促進(jìn)喉癌細(xì)胞增殖和遷移方面具有潛在的作用[20]。EMT是上皮細(xì)胞失去細(xì)胞極性和細(xì)胞間粘附，獲得遷移和侵襲特性、形成間充質(zhì)干細(xì)胞的過(guò)程，是發(fā)育過(guò)程中必不可少的過(guò)程，也發(fā)生在傷口愈合、器官纖維化和腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移，E-cadherin下調(diào)介導(dǎo)的粘附喪失是EMT的一個(gè)基本事件，通常被認(rèn)為是腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移以及其他多種喉部疾病發(fā)生、發(fā)展的一個(gè)因素。18項(xiàng)病例對(duì)照研究的薈萃分析表明，反流疾病顯著增加了喉部惡性腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)，且在排除了吸煙和飲酒因素后，這種關(guān)聯(lián)仍然存在[21]。據(jù)最近的一項(xiàng)研究中的統(tǒng)計(jì)，喉癌患者的GERD或LPRD患病率為43.4%，而對(duì)照組患病率為14.3%[22]。多組實(shí)驗(yàn)中觀察到了胃蛋白酶暴露促進(jìn)了細(xì)胞增殖、集落形成、遷移[20, 23]。針對(duì)LPRD及胃蛋白酶在咽喉惡性腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用已有相關(guān)研究，但目前尚缺乏共識(shí)。

6 膽汁反流

非酸反流事件在咽喉反流中占有較高比例[24]，而膽汁是非酸性反流的重要成分。研究發(fā)現(xiàn)，喉癌患者唾液中的膽汁酸和胃蛋白酶水平明顯高于健康對(duì)照組，提示膽汁反流在喉癌的發(fā)生發(fā)展中可能起到一定作用。Sasaki等[25]的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，與膽汁(-)對(duì)照腫瘤患者及腫瘤臨近正常組織相比，膽汁(+)腫瘤表現(xiàn)出NF-κB轉(zhuǎn)錄因子RELA(p65)和c-REL及NF-κB相關(guān)基因bcl2、EGFR、TNF-α、IL-1B、IL-6和STAT3的顯著過(guò)度表達(dá)，癌基因miR-21顯著上調(diào)以及抑癌基因miR-375和miR-34a的表達(dá)明顯下調(diào)，這是頭頸癌患者預(yù)后不良的重要標(biāo)志。這些研究為膽汁咽喉反流與咽喉腫瘤之間的關(guān)聯(lián)提供了證據(jù)，同時(shí)也揭示了咽喉反流致病因素的多樣性。

7 幽門螺桿菌

一項(xiàng)薈萃分析認(rèn)為，LPRD患者中的幽門螺桿菌感染率為43.9%，但二者之間的關(guān)聯(lián)尚無(wú)統(tǒng)一觀點(diǎn)[26]。在Youssef等[27]的研究中，對(duì)幽門螺桿菌陽(yáng)性的LPRD患者給予幽門螺桿菌三聯(lián)根治療法(埃索美拉唑+阿莫西林+克拉霉素)四周后的癥狀改善率(86.7%)明顯高于單用埃索奧美拉唑組(38%)。此外，Siupsinskien等[28]的研究發(fā)現(xiàn)，合并LPRD的慢性扁桃體炎患者的扁桃體組織中幽門螺桿菌陽(yáng)性率增加了2～3倍；其團(tuán)隊(duì)在另一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，在慢性鼻竇炎合并息肉的患者中，近1/3的患者鼻息肉活檢標(biāo)本中檢出了幽門螺桿菌，且其發(fā)生率明顯高于鼻黏膜正常患者[29]。Kumral等[30]發(fā)現(xiàn)，LPRD患者的鼻吸氣峰值流量、鼻腔黏液纖毛清除率和嗅覺(jué)等指標(biāo)均受到幽門螺桿菌感染的影響，并隨胃黏膜幽門螺桿菌定植率的增高而惡化。目前尚無(wú)直接證據(jù)證明幽門螺桿菌感染參與了LPRD的致病或發(fā)展，但上述研究結(jié)果提示二者之間可能存在著聯(lián)系。幽門螺桿菌感染與LPRD確切的相關(guān)性仍有待進(jìn)一步研究。

8 局部炎癥反應(yīng)

反流的胃內(nèi)容，包括酸反流物、非酸反流物、胃蛋白酶等各種反流物的刺激對(duì)咽喉的損傷首先表現(xiàn)為局部炎癥反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，咽喉反流患者咽喉組織中的TNF-α、IL-1β、IL-6等炎性因子水平顯著高于對(duì)照組，而在使用PPI治療3周后上述因子水平降低，同時(shí)反流癥狀與體征也減輕[14, 31]。反流導(dǎo)致上皮細(xì)胞分泌TNF-α、IL-1β、 IL-6等趨化因子，通過(guò)炎性細(xì)胞募集而導(dǎo)致黏膜損傷，進(jìn)而引起咽喉反流一系列的癥狀和體征。此外，上述炎性因子受NF-κB信號(hào)通路的調(diào)節(jié)，咽喉反流對(duì)咽喉黏膜的炎性反應(yīng)中，多數(shù)研究聚焦于NF-κB信號(hào)通路。Niu等[23]發(fā)現(xiàn)在體外實(shí)驗(yàn)中，喉上皮細(xì)胞暴露于胃蛋白酶發(fā)生了多種基因表達(dá)水平的變化，其中包括了NF-κB信號(hào)通路相關(guān)基因TNF-α 和 BCL2A1的上調(diào)。NF-κB通路是介導(dǎo)體內(nèi)炎癥反應(yīng)的一條重要信號(hào)通路，對(duì)聲帶黏膜水腫、聲帶白斑等疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程起到極其重要作用。

綜上所述，解剖功能以及迷走神經(jīng)功能的異常、各種損傷因素的作用、黏膜保護(hù)機(jī)制異常等，構(gòu)成了LPRD復(fù)雜的發(fā)病機(jī)制，引起組織細(xì)胞的炎癥、增生、腫瘤等結(jié)構(gòu)及功能異常。LPRD是區(qū)別于GERD 的一種獨(dú)立疾病，二者在解剖及病理生理學(xué)等方面都有諸多不同，目前對(duì)LPRD的診斷和治療也缺乏足夠滿意的方法[32]。進(jìn)一步深入的研究將為L(zhǎng)PRD及相關(guān)疾病的診斷、治療和預(yù)防提供新的思路，為降低相關(guān)疾病發(fā)病率，改善治療效果提供理論依據(jù)。