《Experimental Physiology》：Targeting pepsin provides superior protection to acid suppression in reflux-associated airway inflammation and lung dysfunction
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胃食管反流病（GORD）是一种常见疾病，伴有食管外表现，如肺部炎症。胃蛋白酶（pepsin）作为一种重要的胃酶，因其致炎作用而被认为与肺部并发症相关。尽管抑酸治疗（如质子泵抑制剂）可降低胃内酸度，但不能阻止反流事件、微误吸（microaspiration）或胃
胃食管反流病（GORD）是一种常见疾病，伴有食管外表现，如肺部炎症。胃蛋白酶（pepsin）作为一种重要的胃酶，因其致炎作用而被认为与肺部并发症相关。尽管抑酸治疗（如质子泵抑制剂）可降低胃内酸度，但不能阻止反流事件、微误吸（microaspiration）或胃蛋白酶的有害效应。本研究在小鼠反流模型中评价了pepstatin抑制胃蛋白酶对炎症和肺功能障碍的影响。雄性Swiss小鼠经氯胺酮和赛拉嗪麻醉后，接受幽门狭窄及胃底完全狭窄的外科手术以诱导反流。小鼠分为四组：假手术组（sham）、反流组、反流+pepstatin组和反流+奥美拉唑（omeprazole）组。治疗每日给予，持续28天。评价指标包括食管和肺湿重、髓过氧化物酶（MPO）活性、细胞因子水平[白细胞介素（IL）-6、IL-10和角质细胞趋化因子（KC）]、组织病理学肺泡炎评分、肺量计功能分析及气管收缩性。反流组表现出显著的食管和肺水肿、MPO活性升高、IL-6和KC水平升高、IL-10降低、严重肺泡炎、肺功能受损及气管高反应性。pepstatin治疗显著减轻了反流模型中的炎症和功能改变。相比之下，omeprazole在控制炎症和改善肺功能方面效果较差。这些发现提示，抑制胃蛋白酶可能减轻小鼠反流模型中的肺部炎症并有助于保护肺功能。靶向胃蛋白酶而非单纯抑制胃酸，在减轻反流相关食管外并发症方面具有前景。
研究背景与问题 胃食管反流病（GORD）是胃内容物反流至食管引起烧心和反流的临床疾病，其发生与下食管括约肌（LOS）功能障碍、食管裂孔疝、短暂性LOS松弛频率增加、酸袋形成及胃排空延迟等因素有关。已有证据表明GORD与特发性肺纤维化、慢性咳嗽和哮喘等慢性呼吸疾病相关，其机制可能涉及胃内容物误吸或迷走神经介导的反射。然而，胃内容物（酸、胃蛋白酶和胆盐）微误吸的分子机制尚不清楚。胃蛋白酶（pepsin）作为胃液关键成分，可诱导气道炎症与纤维化反应，并可作为胃肺误吸的生物标志物。胃蛋白酶在pH接近6.0时仍保留部分酶活性，pH>6.5时失活；质子泵抑制剂（PPI）虽改变胃内酸度，却不减少反流事件或微误吸频率，对组织损伤的保护作用有限。已有研究显示接受抑酸治疗患者的胃液仍可诱发支气管上皮细胞炎症反应，荟萃分析亦提示抗酸治疗对呼吸结局无稳健效应。基于pepstatin在食管炎、扁桃体肥大及咽喉反流模型中显示的保护作用，研究人员旨在探讨pepstatin抑制胃蛋白酶或omeprazole抑酸能否减轻小鼠胃反流模型的肺部炎症并挽救受损肺功能。
研究设计与结论 研究采用Silva等建立的雄性Swiss小鼠外科反流模型（幽门狭窄联合胃底完全结扎），设假手术组、反流组、反流+pepstatin组（0.3 mg/kg，灌胃）和反流+omeprazole组（40 mg/kg，腹腔注射），每日给药持续28天；另设时间进程实验于术后第7、21、28天评估。结果显示反流模型诱导进行性肺部炎症和功能损害，omeprazole虽升高胃内pH但未能完全防止肺损伤，而pepstatin减轻炎症标志物水平并改善肺功能，提示胃蛋白酶在反流相关呼吸疾病中可能发挥促炎和细胞毒性作用。该研究为靶向胃蛋白酶治疗反流相关食管外并发症提供了临床前证据。
关键技术方法 研究采用小鼠幽门狭窄联合胃底完全结扎的外科反流模型（样本来源：巴西塞阿拉联邦大学Bioterium 'Professor Eduardo Torres'，雄性Swiss小鼠30–35 g）；通过食管与肺湿重测定评估水肿，MPO活性测定评估中性粒细胞浸润，MILLIPLEX?多因子检测测定肺组织IL-6、KC和IL-10水平，苏木精-伊红（H&E）染色进行肺泡炎组织病理学评分，小动物肺量计评估呼气流量与分钟通气量，离体气管条器官浴槽实验以KCl和卡巴胆碱（CCh）浓度-效应曲线评价气管收缩性。
研究结果
3.1 小鼠反流模型食管与肺部变化的时间进程：反流组第7天食管湿重和MPO活性显著升高并持续至第28天；肺湿重自第21天起显著增加并在第28天保持升高；肺MPO活性进行性升高并于第28天达峰值；呼气流量自第21天起进行性降低；气管对KCl（80 mM）和CCh（1 μM）的收缩性仅在第28天显著增强。因此选择第28天作为模型标准化时间点。
3.2 pepstatin和omeprazole减轻小鼠反流模型食管炎症：反流组食管湿重和MPO活性显著高于假手术组；pepstatin和omeprazole均显著降低食管湿重和MPO活性。
3.3 pepstatin降低小鼠反流模型肺部炎症参数：反流组肺湿重、MPO活性、IL-6和KC水平显著升高、IL-10降低；pepstatin显著降低肺湿重、MPO、IL-6和KC并维持IL-10水平；omeprazole仅降低IL-6和KC，对肺湿重、MPO和IL-10无显著作用。
3.4 pepstatin减轻小鼠反流模型肺部组织病理学改变：反流组肺泡炎评分显著高于假手术组，pepstatin显著降低肺泡炎发生率，omeprazole无显著差异。
3.5 pepstatin恢复小鼠反流模型肺功能：反流组呼气流量和分钟通气量显著降低；pepstatin显著改善两项指标，omeprazole无显著差异；气管对KCl（100–160 mM）和CCh（30、100 μM）的高反应性在pepstatin组显著减弱，omeprazole组无显著差异。
讨论与结论 讨论指出，该模型可诱导肺部进行性炎症和功能改变，晚期肺部炎症与胃内容物微误吸所致呼吸功能受损相关。胃蛋白酶在pH 6.0仍具活性、结构稳定至pH 8.0，可在后续酸反流或内吞后酸化胞内区室中重新激活，这或可部分解释omeprazole疗效有限。研究人员推测pepstatin通过抑制胃蛋白酶酶活性减少对先天免疫反应的激活，降低肺泡上皮细胞和驻留巨噬细胞活化，从而减少IL-6和KC产生及中性粒细胞募集，同时保留IL-10介导的炎症消退机制。研究亦指出pepstatin因高疏水性、水溶性差和生物利用度低而临床应用受限，仅作为药理学工具；天冬氨酸蛋白酶抑制剂如darunavir、fosamprenavir在临床前模型中显示保护作用，后者正处于反流疾病II期临床评价。局限性包括模型未能完全复现人类GORD的复杂性、慢性和异质性，实验周期不足以形成气道重塑和肺纤维化等结构改变，且无法区分胃内预误吸抑制与气道局部抑制。结论为：反流模型诱导进行性肺部炎症和功能损害；omeprazole虽升高胃内pH但未能完全防止肺损伤；pepstatin减轻炎症标志物水平并与肺功能改善相关；因此胃蛋白酶可能在反流相关呼吸疾病中发挥重要的促炎和细胞毒性作用。
