胃蛋白酶与反流相关性疾病研究进展

邹亚竹 综述，杨朝霞 审校

(重庆医科大学附属第二医院消化内科 400010)

胃食管反流病(GERD)是消化内科最为常见的慢性病之一，且近年来发病率呈逐年增高趋势。胃食管反流病的典型症状如烧心、反酸等主要考虑由酸反流引起，但近年来研究发现胃蛋白酶在胃食管反流病中也有致病作用，并且可以考虑将测量唾液胃蛋白酶水平作为诊断胃食管反流病的一种方式。咽喉反流(LPR)反流高度更高，达到食管上括约肌位置，可引起一系列咽喉、口腔及气道症状[1]。咽喉反流也被认为是喉癌的高危因素之一，但目前鲜有研究提及咽喉反流与喉癌的发生是否具有直接因果关系。JOHNSTON等[2]的研究提示胃蛋白酶促进了咽喉上皮的增殖及癌变发生，提示胃蛋白酶是咽喉反流物中的重要致病物质。现在，胃蛋白酶作为反流物中的重要致病物质得到了学界的重视，更有许多研究表明胃蛋白酶在反流性疾病中具有一定的诊断价值。现本文将对胃蛋白酶在反流性疾病中的致病作用及诊断价值做一综述。

1 胃蛋白酶

1.1胃蛋白酶同工酶 胃蛋白酶原由胃主细胞生产、储存，它是有活性的胃蛋白酶的前体。胃蛋白酶包含有一个家族的同工酶，他们在结构上是相似的，可以通过高效离子交换色谱(HPAEC)分离[3]。通过HPAEC分离的同工酶主要包括胃蛋白酶1、2、3、5，其中胃蛋白酶3也是一组同工酶(3A、3B、3C)[4]。在所有同工酶中，胃蛋白酶3B所占比重最大，达总胃蛋白酶的70%，故可以将其作为一个好的标记物[3-4]。胃蛋白酶3B对选择性胃酶抑素敏感，而胃蛋白酶5(即胃泌素)则不敏感。胃蛋白酶1在健康人中通常小于5%，而在消化性溃疡的患者中比重可达20%[4]。

1.2pH与酶稳定性及活性 单独的胃蛋白酶同工酶在人体体温下可持续24 h保持稳定，但是在最适合的pH条件下，最终会通过自动催化作用降解[3]。酶活力是通过合成肽基质的水解速率来评估的，同工酶活力在pH为1.5时达到最快降解速率的80%，在pH为2.0时达到最快降解速率，在pH为4.5时活力降至45%左右，在pH为5.0时降至40%左右，以及在pH为6.0时降至10%左右，并且在pH为6.5时水解完全停止[5]。

1.3胃蛋白酶与质子泵抑制剂(PPI) 已有众多研究证实了PPI对于抑制胃酸分泌的作用，但关于PPI对于胃蛋白酶的作用的研究相对较少。PPI对于主要由酸反流引起的典型症状疗效较好，而对于主要由胃蛋白酶引起的食管外症状疗效欠佳，例如咽喉反流[6]。而海藻酸盐在体外实验中被证实对反流物中的胃蛋白酶和胆汁有较强清除作用，且可降低胃蛋白酶活性，这可能提供了一个有效的治疗方式[7-8]。

2 胃蛋白酶与胃食管反流病

2.1胃蛋白酶在胃食管反流病中的作用 胃蛋白酶对蛋白质有强烈的消化作用，因此当它因为反流出现在如食管等缺乏屏障保护的地方，则会黏附在上皮细胞表面通过蛋白水解作用导致损伤，当酸反流发生，形成的低pH环境可促进胃蛋白酶对上皮的损害[9]。并且随着时间推移这种损伤持续存在，反复发生，进一步产生积累作用而导致反流相关症状加重[4]。

2.2胃蛋白酶在胃食管反流病中的诊断价值 胃食管反流病的诊断方式多样，包括反流问卷、内窥镜检查、24 h阻抗-pH监测、PPI抑制试验等，但都不具备高度敏感性及特异性，尤其是对于非糜烂性反流病(NERD)的诊断，且其中部分诊断方式有侵入性或费用昂贵等不足。检测唾液中胃蛋白酶水平已被建议作为反流性疾病的非侵入性诊断方法[10]。HAYAT等[11]的一项病例对照研究显示：(1)胃蛋白酶在健康受试者和烧心患者的唾液中均可检出，但健康无症状受试者唾液胃蛋白酶水平较低；(2)反流相关症状(胃食管反流病及食道高敏感)患者的唾液中的胃蛋白酶比健康对照组有更高检出率及水平；(3)一份唾液标本胃蛋白酶阳性对于诊断反流相关症状的灵敏度为78.6%，特异度为64.9%，而一份胃蛋白酶水平高(>210 ng/mL)的阳性标本对胃食管反流病及食道高敏感的特异度高达为98.2%，且具有很高的阳性预测值(94.8%)和似然比(25.1)。BORTOLI 等[12]对一小群有典型的胃食管反流病症状的患者在症状发作时进行唾液取样，94%的胃食管反流病患者和58%的食道高敏感患者唾液胃蛋白酶呈阳性，而功能性烧心患者则总是阴性。可见唾液胃蛋白酶检测与胃食管反流病其他诊断方法相比，具有非侵入性和费用低廉等优势。我们在未来可以考虑将其作为一个“基于诊所”的检查方式与反流问卷相结合对考虑反流性疾病的患者进行初步筛查。有学者研究发现胃食管反流病与一些肺部疾病有潜在相关性，它可能导致呼吸系统症状的发生，也可以触发甚至加重呼吸道疾病[13]。LEE等[14]分别检测了支气管扩张、慢性阻塞性肺疾病(COPD)与健康对照组的呼出冷凝气中胃蛋白酶水平，发现支气管扩张及COPD患者呼出冷凝气中胃蛋白酶水平升高。这些研究提示，检测呼出冷凝气及唾液中胃蛋白酶水平可能可以评价胃食管反流病导致的肺微量误吸[14-15]。

3 胃蛋白酶与咽喉反流

3.1胃蛋白酶在咽喉反流中的致病作用 胃蛋白酶通过受体介导的内吞作用进入咽喉部黏膜上皮细胞内[3]。细胞内的一些结构例如高尔基体、溶酶体的pH值较低(分别为5.0和4.0)，因此尽管咽喉部是暴露于未活化的胃蛋白酶，但未活化的胃蛋白酶经过高尔基体或溶酶体内较低pH值活化后仍可造成细胞内损伤[16]。有研究显示咽喉上皮细胞内的胃蛋白酶还可以导致咽喉部的两种保护性蛋白(CA-Ⅲ及Sep 70)缺失，从而造成喉黏膜损害[16]。BARDHAN等[3]认为胃蛋白酶通过一系列反应对咽喉部黏膜造成损害：未活化胃蛋白酶经过内吞作用进入胞内，在细胞内被活化，导致细胞发生损伤，从而诱导氧化应激以及氧自由基蓄积，进而损伤线粒体导致细胞死亡。IANNELLA等[17]检测了已确诊咽喉反流儿童的泪液，发现有20%的儿童泪液的胃蛋白酶为阳性，而对照组检测结果均为阴性，提示胃内容物(包括胃蛋白酶)可以通过咽喉反流到达鼻泪管、角膜前泪液膜。综上所述，胃蛋白酶在咽喉反流中扮演着主要的致病作用[18]。

3.2胃蛋白酶在咽喉反流性疾病中的诊断价值 目前24 h双探针pH监测是最广泛应用的诊断咽喉反流病的工具，但是此项方式较昂贵且为侵入性检查[19-20]。因此，LPR需要一项更有效率的、非侵入性的诊断方式。胃蛋白酶作为一个大分子，经反流到达咽喉部后可进入并长期停留在咽喉部上皮细胞中，且在胃酸反流发生后较容易检测，这些特征让胃蛋白酶成为LPR较好的诊断性标志物[21]。李湘平等[22]收集了56例疑似咽喉反流病患者和15例健康志愿者的唾液进行一项病例对照研究，根据唾液胃蛋白酶水平制作受试者工作特征曲线(ROC曲线)，取唾液胃蛋白酶浓度>0.108 1 ng/mL为阳性诊断，其灵敏度为93.8%(30/32)，特异度为46.2%(18/39)，漏诊率为6.2(2/32),误诊率为53.8%(21/39)，提示唾液中胃蛋白酶质量水平的检测可作为一项灵敏度高、无创、快速的客观的诊断方法应用于咽喉反流的筛查。LUO等[23]发现分泌性中耳炎患者中耳积液的胃蛋白酶水平显著高于单纯耳蜗植入术后患者，提示中耳积液中的胃蛋白酶及胃蛋白酶原可能来源于咽喉反流，并可能参与了分泌性中耳炎的发病机制。有一项研究检测了儿童气道吸出物中的胃蛋白酶，同时进行喉镜、支气管镜检查，结果发现喉镜、支气管镜下的宏观改变与胃蛋白酶阳性呈显著相关，提示胃蛋白酶可以作为食管外反流性疾病的指标[24]。WANG等[25]分别对声带息肉患者的病理组织及健康对照组的喉黏膜进行免疫组化染色，发现声带息肉组的胃蛋白酶表达明显升高，提示胃蛋白酶反流可能是声带息肉发生的重要危险因素。OCAK等[21]对20例疑似咽喉反流者也进行了唾液中胃蛋白酶水平检测，收集患者症状最严重时的唾液，取大于等于16 ng/mL时为阳性，发现该法的灵敏度和特异度是33%和100%。可以看出，唾液胃蛋白酶的阳性界定取值不同时，该检查的灵敏度及特异度发生变化，而目前对于最合适的阳性界定值尚且没有定论。另外，NA等[26]对于收集唾液标本的最佳时机进行了探讨，该研究分别收集了研究对象在晨起、餐后1 h、反流症状后的唾液标本，分析结果显示晨起唾液标本中胃蛋白酶的含量高于其他时段，提示测量晨起唾液中胃蛋白酶含量可能是诊断咽喉反流的一种有效手段。

综上所述，胃蛋白酶前体仅由胃内产生，可以将胃蛋白酶作为监测反流的生物标记；对于胃食管反流病，检测唾液胃蛋白酶简便、无创、快速，可联合反流问卷在门诊作为一种筛查手段；对于咽喉反流，胃蛋白酶是致病的主要成分，而唾液胃蛋白酶是较理想的诊断性标志物。虽然检测胃蛋白酶对于诊断反流性疾病具有众多优点，但关于阳性值的界定、收集唾液标本最佳时间等问题还没有统一的共识，需要临床医师与科研人员的共同努力。作为消化内科医师，需与多学科探讨，加强胃蛋白酶在临床中的应用。