修回日期: 2020-07-24
接受日期: 2020-08-14
在线出版日期: 2020-09-28
非糜烂性胃食管反流病(non-erosive reflux disease, NERD)、反流性食管炎(reflux esophagitis, RE)、Barrett食管(barrett esophageal, BE)三种类型NERD转化少, 独立性较强, 临床表现和预后均有一定差异, 其中NERD最为常见, 但诊断难度最大. 报道显示, NOS、COX-2在胃食管反流病(gastroesophageal reflux disease, GERD)呈高表达, 但在不同类型GERD方面报道较少, 推测一氧化氮合酶(nitric oxide synthetase, NOS)、环氧合酶-2 (cyclooxygenase-2, COX-2)对NERD的诊断有一定价值.
探究NOS、COX-2在不同类型胃食管反流病中的表达及意义.
前瞻性选取2015-01/2019-12我院内科收治的GERD患者78例作为观察组, 按照GERD不同类型分为NERD、RE、及BE 3组; 另选取同期在本院门急诊及体检中心进行胃镜检查的26例健康人群作为对照组. 比较各组NOS mRNA、COX-2 mRNA表达, 并分析两者相关性, 以及NOS mRNA、COX-2 mRNA对NERD的诊断作用.
内镜及组织病理学检查显示, 78例GERD患者中, RE组26例、NERD组28例、BE组24例; 各组患者在性别年龄等一般资料比较无显著差异(P>0.05), 3种不同类型GERD的NOS mRNA[神经元型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase, nNOS) mRNA、诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS) mRNA]、COX-2 mRNA表达水平明显高于对照组, 且BE组NOS mRNA、COX-2 mRNA表达水平明显高于RE组, RE组NOS mRNA、COX-2 mRNA表达水平明显高于NERD组, 差异均有统计学意义(P<0.05). nNOS mRNA、iNOS mRNA与COX-2 mRNA均呈显著正相关(r = 0.900、0.897, P<0.05). 受试者工作特征曲线分析显示, nNOS mRNA诊断NERD的曲线下面积(area under the curve, AUC)为0.662, iNOS mRNA诊断NERD的AUC为0.671, COX-2 mRNA诊断NERD的AUC为0.613; Z检验AUC发现差异无统计学意义(P>0.05), 根据最佳临界值, 当nNOS mRNA高于1.505 时, 其敏感度为65.8%, 特异度为89.3%; 当iNOS mRNA高于1.795 时, 其敏感度为63.2%, 特异度为100%; 当COX-2 mRNA高于1.895 时, 其敏感度为55.3%, 特异度为92.9%.
NOS、COX-2在不同类型胃食管反流病中均呈高表达, 其中在BE患者中表达最高, RE患者中表达次之, NERD患者中表达最少, 并且对NERD的诊断有一定参考价值.
核心提要: 一氧化氮合酶(nitric oxide synthetase, NOS)、环氧合酶-2 (cyclooxygenase-2, COX-2)在不同类型胃食管反流病中的表达不同, Barrett食管中表达最高, 反流性食管炎中表达次之, 非糜烂性胃食管反流病(non-erosive reflux disease, NERD)患者中最少, 且NOS、COX-2两者呈正相关, 均对NERD的诊断有价值.
引文著录: 岳爱君, 尹宇杰, 李莹. 一氧化氮合酶、环氧合酶-2在不同类型胃食管反流病中的表达及意义. 世界华人消化杂志 2020; 28(18): 891-897
Revised: July 24, 2020
Accepted: August 14, 2020
Published online: September 28, 2020
Non-erosive reflux disease (NERD), reflux esophagitis (RE), and Barrett's esophagus (BE), the three types of gastroesophageal reflux disease (GERD), have strong independence, and there are certain differences in their clinical manifestations and prognosis. NERD is the most common, but its diagnosis is the most difficult. Reports show that nitric oxide synthetase (NOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2) are highly expressed in GERD, but there are few reports on their expression in different types of GERD. It is speculated that NOS and COX-2 have certain value in the diagnosis of NERD.
To explore the significance of expression of NOS and COX-2 in different types of GRED.
From January 2015 to December 2019, 78 GERD patients admitted to the Department of Gastroenterology of our hospital were prospectively selected. According to the type of GERD, they were divided into three groups: NERD, RE, and BE. In addition, 26 healthy people who underwent gastroscopy at the Physical Examination Center of our hospital during the same period were selected as a control group. The expression levels of NOS mRNA and COX-2 mRNA in each group were compared, and the correlation between them was analyzed.
Endoscopic and histopathological examinations showed that in 78 GERD patients, there were 26 cases of RE, 28 cases of NERD, and 24 cases of BE. There was no significant difference in sex or age among the three groups (P > 0.05). The expression levels of NOS mRNA [neuronal nitric oxide synthase (nNOS) mRNA and inducible nitric oxide synthase (iNOS) mRNA] and COX-2 mRNA in the three different types of GERD were significantly higher than those in the control group, and NOS and COX-2 mRNA expression levels in the BE group were significantly higher than those in the control group. The expression levels of NOS mRNA and COX-2 mRNA in the RE group were significantly higher than those in the NERD group (P < 0.05). There was a significant positive correlation between nNOS and iNOS and COX-2 mRNA expression (r = 0.900, 0.897, P < 0.05). Receiver operating characteristic curve analysis showed that the areas under the curves of nNOS mRNA, iNOS mRNA, and COX-2 mRNA in diagnosing NERD were 0.662, 0.671, and 0.613, respectively, which showed no significant difference (P > 0.05). According to the best critical value, when nNOS mRNA expression was higher than 1.505, the sensitivity was 65.8% and the specificity was 89.3%; when iNOS mRNA was higher than 1.795, the sensitivity was 65.8%; when COX-2 mRNA was higher than 1.895, the sensitivity was 55.3% and the specificity was 92.9%.
NOS and COX-2 are highly expressed in different types of GRED, and their expression is the highest in BE, followed by RE and NERD. NOS and COX-2 expression may have appreciated value for the diagnosis of NERD.
- Citation: Yue AJ, Yin YJ, Li Y. Significance of expression of nitric oxide synthetase and cyclooxygenase-2 in different types of gastroesophageal reflux disease. Shijie Huaren Xiaohua Zazhi 2020; 28(18): 891-897
- URL: https://www.wjgnet.com/1009-3079/full/v28/i18/891.htm
- DOI: https://dx.doi.org/10.11569/wcjd.v28.i18.891
胃食管反流病(gastroesophageal reflux disease, GERD)可分为非糜烂性胃食管反流病(non-erosive reflux disease, NERD)、反流性食管炎(reflux esophagitis, RE)、 Barrett 食管(Barrett esophageal, BE)三种类型. 有学者报道[1]GERD这三种类型转化少, 独立性较强, 预后有一定差异. 随着临床对GERD病理生理机制研究的深入, 其诊断准确性和治疗有效性已得到较大改善, 但由于GERD病因多样, 发病机制复杂, 不同类型GERD病理学表现不尽相同, 在GERD诊治方面仍需进一步加强. 在GERD的诊断方面, RE、BE可通过胃镜、病理进行可靠诊断, 但NERD在胃镜下并无食管损伤客观依据, 主要靠临床症状进行辨别, 难度较大. 近来研究发现一氧化氮合酶(nitric oxide synthetase, NOS)、环氧合酶-2 (cyclooxygenase-2, COX-2)可能参与了GERD的发生发展[2,3]. 但关于NOS、COX-2在不同类型GERD中的表达报道较少, 而关于NOS与COX-2关系的研究更是未见报道. 基于此, 本研究对不同类型GERD患者的NOS、COX-2的表达水平进行分析, 旨在分析NOS、COX-2关系, 并为临床不同类型GERD的诊治提供参考, 现将研究结果报告如下.
1.1.1 一般资料: 前瞻性选取2015-01/2019-12我院内科收治的GERD患者78例作为观察组, 男43例, 女35例, 年龄26-72岁, 平均年龄49.24岁±11.56岁. 按照GERD不同类型分为NERD、RE、及BE 3组.
1.1.2 纳入标准: 纳入标准: (1)符合中华医学会消化病学分会制定的《2014年中国胃食管反流病专家共识意见》[4]中关于GERD的诊断标准, 经食管pH监测和病理学检查确诊; (2)患者自愿参与研究, 并签署知情同意书; (3)无腹部手术史; (4)无幽门螺杆菌感染.
1.1.3 排除标准: 排除标准: (1)恶性肿瘤等严重器质性病变者; (2)消化道出血或消化性溃疡等其他消化性疾病者; (3)糖尿病等严重全身性代谢疾病者; (4)1 wk内呼吸道感染史或肺部感染史者. 另选取同期在本院门急诊及体检中心进行胃镜检查的26例健康人群作为对照组.
1.2.1 内镜检查: 检查前14 d停止抑制胃酸分泌及抑制NOS分泌等GERD治疗药物, 检查前12 h常规禁食禁水. 对所有纳入对象应用电子内镜(日本Olympus公司, GIF-Q240型)进行检查, 观察并记录胃内组织病理表现, 并根据不同类型进行分组. 内镜下表现为RE、BE者, 于病变部位进行活检, 留取1-2块活检组织; 内镜下表现为NERD者或正常对照组成员, 则于食管远端鳞状上皮与柱状上皮交界处上方2 cm处取活检组织1-2块. 将取得的标本迅速置于-80℃的液氮中冷藏待检.
1.2.2 实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR, qRT-PCR)检测NOS mRNA及COX-2 mRNA的表达: (1)总RNA提取: 取液氮速冻标本, 研磨裂解后, 利用Trizol试剂盒提取总RNA, 并采用紫外分光光度计(Alpha1型, 上海谱元仪器有限公司)测定RNA纯度, 吸光度(A)比值A260/A280 ≥1.8提示RNA提取成功; (2)mRNA逆转录为cDNA: 利用反转录试剂盒将总RNA反转录为cDNA; (3)qRT-PCR扩增: 以反转录得到的cDNA作为模板进行PCR扩增, 以GAPDH基因作为内参照, NOS引物序列由上海生物工程技术公司合成, 参照NCBI GenBank提供的人类基因序列进行设计. COX-2、GAPDH引物序列见表1. PCR反应条件: 94℃预变性60 s, 92℃变性30 s, 56℃退火30 s, 74℃延伸30 s, 重复38个循环. 利用用 2-△△Ct 法对组织中NOS mRNA及COX-2 mRNA相对表达量进行计算, 检测中所采用的引物、Trizol试剂盒均有上海生物工程技术公司提供, 其余试剂由北京奥科生物技术有限公司, 试剂盒检测时严格按照试剂盒说明书进行.
| 基因名称 | 引物序列(5'- 3') |
| nNOS (正义引物) | AGCCGAGGCCAAAAACTGAGAA |
| nNOS (负义引物) | AATGGGGAGAAATTCGGCTGTG |
| iNOS (正义引物) | TTCCACGTTGGCAGGGTCCC |
| iNOS (负义引物) | GATGCCCGCAGGTGTTCCA |
| COX-2 (正义引物) | TGCTGTACAAGCAGTGGCAA |
| COX-2 (负义引物) | GCAGCCATTTCCTTCTCTCC |
| GAPDH (正义引物) | GAAGGTGAAGGTCGGAGTC |
| GAPDH (负义引物) | GAAGATGGTGATGGGATTTC |
统计学处理 采用统计软件SPSS 22.0处理数据, 计数资料行χ2检验; 计量资料用(mean±SD)表示, 行单因素分析, 进一步两两比较采用SNK检验; 相关性分析采用Person检验; 指标的检测价值采用受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线进行分析. P<0.05为差异有统计学意义.
内镜及组织病理学检查显示, 78例GERD患者中, RE组26例、NERD组28例、BE 组24例; 各组患者在性别年龄等一般资料比较无显著差异(P>0.05), 具可比性(表2).
| 分组 | 性别(男/女) | 年龄(岁) | BMI (kg/m2) |
| 对照组(n = 26) | 15/11 | 50.35±8.27 | 24.50±2.60 |
| NERD组(n = 28) | 15/13 | 49.72±6.94 | 24.11±2.62 |
| RE组(n = 26) | 14/12 | 49.06±7.79 | 24.15±2.74 |
| BE组(n = 24) | 14/10 | 48.89±7.39 | 24.05±2.71 |
| χ2/t值 | 0.531 | 0.196 | 0.149 |
| P值 | 0.466 | 0.899 | 0.930 |
3种不同类型GERD的NOS mRNA[神经元型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase, nNOS) mRNA、诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase, iNOS) mRNA]、COX-2 mRNA表达水平明显高于对照组(图1和2), 且BE组NOS mRNA、COX-2 mRNA表达水平明显高于RE组, RE组NOS mRNA、COX-2 mRNA表达水平明显高于NERD组, 差异均有统计学意义(P<0.05). 详见表3.
nNOS mRNA、iNOS mRNA与COX-2 mRNA均呈显著正相关(r = 0.900、0.897, P<0.05). 见图3和4.
ROC曲线分析显示, nNOS mRNA诊断NERD的AUC为0.662, iNOS mRNA诊断NERD的AUC为0.671, COX-2 mRNA诊断NERD的AUC为0.613; Z检验AUC发现差异无统计学意义(P>0.05), 根据最佳临界值, 当nNOS mRNA高于1.505时, 其敏感度为65.8%, 特异度为89.3%; 当iNOS mRNA高于1.795 时, 其敏感度为63.2%, 特异度为100%; 当COX-2 mRNA高于1.895时, 其敏感度为55.3%, 特异度为92.9%. 见表4和图5.
| 检测指标 | AUC | Cut-off值 | Youden指数 | 敏感性(%) | 特异性(%) |
| nNOS mRNA | 0.662 | 1.505 | 0.551 | 65.8 | 89.3 |
| iNOS mRNA | 0.671 | 1.795 | 0.632 | 63.2 | 100 |
| COX-2 mRNA | 0.613 | 1.895 | 0.482 | 55.3 | 92.9 |
近年来GERD发病率呈上升趋势, 不但会引起胃灼热、胸痛、反酸、吞咽疼痛等消化系统损害, 而且还可累及呼吸系统, 其中BE还可进展为食管腺癌, 严重危害患者生命健康. 目前, GERD的发生机制仍存在争议, 以往观点认为GERD是由胃内容物反流入食管, 使食管腔过度接触胃液引起食管粘膜损伤导致的. 但在动物实验研究中, 该观点并未获得证实, 且临床上有50%以上的GERD为NERD, 内镜下并不表现出食管粘膜损伤[5,6]. 越来越多报道显示, 炎性介质介导的食管上皮炎性反应是导致GERD的主要病因, 并且与食管下括约肌(low esophageal sphincter, LES)功能失调、并发食管裂孔疝及食管动力障碍等有关[7-9].
NOS是介导NO生成的酶, NO为肠神经系统非胆碱能神经、非肾上腺素能的主要抑制性神经递质, 可调节LES功能和食管动力[10]. 但NO半衰期非常短, 测量难度较大, 因此本研究以NOS水平来反映NO水平. NOS根据其活性可分为诱导型(induced NOS, iNOS)和基本型(construction NOS, cNOS), 而cNOS又可分为神经元型NOS (neuron NOS, nNOS)和内皮细胞型NOS (endothelial cell, eNOS). 因食管兴奋主要受神经元支配, 尤以LES神经支配中的抑制性运动神经元为主, 故在本研究中在cNOS的选择中将nNOS纳入研究指标. 本研究中, 3种不同类型GERD的NOS mRNA (nNOS mRNA、iNOS mRNA)表达水平显著高于对照组, 且BE组NOS mRNA表达水平显著高于RE组, RE组NOS mRNA表达水平显著高于NERD组. 提示nNOS、iNOS可能共同调节LES神经支配的抑制性运动神经元, 引起食管平滑肌功能障碍, 从而加重GERD. 笔者认为其原因为NOS高表达可引起NO含量升高, 而NO可调节食管括约肌张力, NO含量升高可引起括约肌松弛[11]. RE胃食管粘膜损伤较NERD严重, 出现糜烂症状, 因此NOS表达水平较高, 而BE患者有些细胞开始大量增殖, 病变严重, 故NOS表达水平最高.
GERD的发生发展与炎性因子介导的炎症反应关系密切, 特别是食管粘膜中的促炎性因子. COX-2是在炎性反应组织中高表达, 而在正常组织中组织炎性反应低表达或不表达的一种蛋白, 不仅是免疫白细胞的趋化因子, 合成产物前列腺素E 2与组织炎性反应直接相关, 而且可降低神经纤维的阈电位[12]. 杨梅[13]在不同类型胃食管反流病患者病变组织中COX-2表达与患者血清炎性因子水平关系研究中表示, COX-2与肿瘤坏死因子-α、白细胞介素(interleukin, IL) -1β、IL-6、IL-8等促炎症因子呈显著正相关. 本研究结果中, 3种不同类型GERD的COX-2 mRNA表达水平显著高于对照组, 且BE组COX-2 mRNA表达水平最高, RE组次之, NERD组最少, 差异均有统计学意义, 与上述研究结果一致. 究其原因可能为COX-2定向趋化胃食管粘膜白细胞, 诱导免疫系统细胞进入感染区域, 并且可合成前列腺素E 2, 发挥促炎作用, 从而加重炎症组织损伤, 导致细胞异常增殖[14,15]. BE患者中COX-2表达水平最高, 是因为BE组织病变较为严重, 进一步可能发展为癌症, 而COX-2高表达被认为早期癌变事件, 因此BE患者中COX-2表达水平最高; RE与NERD的主要区别在是否出现胃食管粘膜糜烂, RE胃食管粘膜糜烂, 炎症较为严重, 故COX-2表达更高.
通过Person相关分析发现, NOS与COX-2表达呈显著正相关, 提示NOS、COX-2可能共同参与了食管黏膜炎症反应和食管下括约肌功能的调节, 协同促进食管黏膜损伤. NERD是最常见的GERD, 但由于在胃镜下没有明确的食管损伤, 故在诊断上有一定难度, 笔者研究中发现在不同类型的GERD组织中, NOS与COX-2表达水平不同, 因此推测NOS、COX-2对NERD的诊断有一定价值. 本研究经过ROC曲线分析显示, nNOS mRNA诊断NERD的AUC为0.662, iNOS mRNA诊断NERD的AUC为0.671, COX-2 mRNA诊断NERD的AUC为0.613, 提示NOS与COX-2对NERD的诊断有一定价值, 但价值有限, 可能通过联合诊断增强其诊断价值.
综上所述, NOS、COX-2在不同类型GERD中均呈高表达, 其中在BE患者中表达最高, RE患者中表达次之, NERD患者中表达最少, 并且对NERD的诊断有一定参考价值.
随着人民生活水平、饮食习惯、饮食结构的改变, 胃食管反流病(gastroesophageal reflux disease, GERD)在临床较为常见, 近年来发病率呈上升趋势, 已严重影响到民众身心健康. GERD包括非糜烂性胃食管反流病(non-erosive reflux disease, NERD)、反流性食管炎(reflux esophagitis, RE)、 Barrett食管(barrett esophageal, BE)三种, 其中RE、BE可通过胃镜、病理进行可靠诊断, 但NERD食管损伤不明显, 诊断有一定难度. 已有研究表明, 一氧化氮合酶(nitric oxide synthetase, NOS)、环氧合酶-2 (cyclooxygenase-2, COX-2)在GERD发生发展中扮演重要角色, 但在不同类型GERD方面报道较少, 亟待完善与充实.
NOS、COX-2与GERD有关已在诸多研究中被证实, 但在不同类型GERD中的表达报道较少, 现有的胃镜对NERD诊断效果较差, 食管pH对NERD的分型也有难度. 因此本研究分析NOS、COX-2在不同类型GERD中的表达, 为NERD的早期诊断提供参考.
探究NOS、COX-2在不同类型胃食管反流病中的表达及意义.
选取行内镜检查的门诊及住院患者, 并依据食管pH监测和病理学检查结果分为NERD组、RE组、及BE组; 同时选取本院门急诊及体检中心进行内镜检查的26例健康人群作为对照组. 分别比较各亚组NOS mRNA、COX-2 mRNA表达水平, 资料采用SPSS 22.0处理.
NOS、COX-2在不同类型GERD中均呈高表达, 其中在BE患者中表达最高, RE患者中表达次之, NERD患者中表达最少, 所有组间比较均存在显著差异, 且NOS、COX-2呈显著正相关, 提示NOS、COX-2相互促进, 参与GERD进程, 据此笔者进一步分析显示NOS、COX-2对NERD有一定诊断价值.
NOS、COX-2对GERD的分型有参考价值, 对提高临床GERD诊疗有一定意义.
本研究不足之处在样本量较小, 研究中心单一, 且未对NOS、COX-2参与炎性反应的机制进行分析, 仍需进行大样本量、多中心的试验, 进一步明确GERD的发病机制. 为新药的研究提供参考.
学科分类: 胃肠病学和肝病学
手稿来源地: 天津市
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科学编辑:张晗 制作编辑:刘继红
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