Personalized diagnosis of patients with gastroesophageal reflux disease using 24-hour pH-impedance testing and high-resolution esophageal manometry

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim. To determine the phenotypic variants of patients with symptoms of gastroesophageal reflux disease (GERD), non-erosive reflux disease (NERD), hypersensitive esophagus (HSE), functional heartburn (FH) using 24-hour pH-impedance testing and high-resolution esophageal manometry (HSEM).

Materials and methods. Fifty-five treatment-native symptomatic patients with newly diagnosed GERD and 48 control group subjects (CG) were examined. The mean age of the subjects was 45.0 years (95% confidence interval [CI] 41.0–48.9). Patients were grouped based on typical symptoms (heartburn, belching, regurgitation, odynophagy, dysphagia), medical history, endoscopy results, and 24-hour pH-impedance testing. Patients with typical symptoms of GERD and Grade B, C, D erosive esophagitis (EE) according to the Los Angeles Classification (LA) based on endoscopy were excluded from the further study. All patients without changes in the esophageal mucosa on endoscopy or with LA grade A EE (presumably NERD) underwent 24-hour pH-impedance testing and HSEM without proton pump inhibitors. Acid exposure, acid reflux count, symptom association with reflux (with symptom index and symptom association with reflux), mean nocturnal impedance, and post-reflux swallow-induced peristaltic wave index were assessed. The structure (presence or absence of a hiatal hernia) and function (presence or absence of the lower esophageal sphincter hypotonia) of the esophagogastric junction, as well as the motor function of the thoracic esophagus, were assessed using HSEM. The results of the HSEM were interpreted according to the Chicago Classification, 3rd edition (2015).

Results. The number of acid refluxes in patients with NERD was 71.0 (95% CI 58.4–83.7), in subjects with HSE – 38.5 (95% CI 28.3–49.0), with FH – 13.0 (95% CI 6.5–18.2), in CG – 16.5 (95% CI 9.0–21.0). The average nocturnal basal impedance was 1300 ohms (95% CI 1000–1986) in patients with NERD, 1725 ohms (95% CI 1338–2261) in patients with HSE, 2760 ohms (95% CI 2453–3499) in FH, 2515 ohms (95% CI 2283–2700) in CG. The index of post-reflux swallow-induced peristaltic wave in patients with NERD was 61% (95% CI 57–71), with HSE – 85% (95% CI 82–88), with FH – 71% (95% CI 64–78), in CG – 66% (95% CI 63–69). Hiatal hernia and/or hypotonia of the LES were more common in patients with NERD (23%) than in CG (13.3%). Ineffective motility was detected in 34% of patients with NERD, in 23% of subject with FH and in 66.7% of patients with HSE.

Conclusion. The results support the hypothesis that patients with GERD symptoms represent a heterogeneous population. 24-hour pH-impedance testing and HSEM helps to differentiate endoscopically negative patients with GERD symptoms and patients with Grade A EE by LA to NERD, HSE and FH.

About the authors

Igor V. Maev

Russian University of Medicine

Author for correspondence.
Email: igormaev@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-6114-564X

акад. РАН, д-р мед. наук, проф., зав. каф. пропедевтики внутренних болезней и гастроэнтерологии

Russian Federation, Moscow

Georgy L. Yurenev

Russian University of Medicine

Email: igormaev@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-8181-8813

д-р мед. наук, проф. каф. пропедевтики внутренних болезней и гастроэнтерологии

Russian Federation, Moscow

Elena V. Barkalova

Russian University of Medicine

Email: igormaev@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-5882-9397

ассист. каф. пропедевтики внутренних болезней и гастроэнтерологии, рук. лаб. функциональных методов исследования в гастроэнтерологии

Russian Federation, Moscow

Mariia A. Ovsepian

Russian University of Medicine

Email: igormaev@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-4511-6704

ассист. каф. пропедевтики внутренних болезней и гастроэнтерологии, науч. сотр. лаб. функциональных методов исследования в гастроэнтерологии

Russian Federation, Moscow

Dmitry N. Andreev

Russian University of Medicine

Email: igormaev@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-4007-7112

канд. мед. наук, доц. каф. пропедевтики внутренних болезней и гастроэнтерологии, науч. сотр. лаб. функциональных методов исследования в гастроэнтерологии

Russian Federation, Moscow

Rafik I. Shaburov

Russian University of Medicine

Email: igormaev@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-9741-0150

канд. мед. наук, доц. каф. пропедевтики внутренних болезней и гастроэнтерологии

Russian Federation, Moscow

References

  1. Nirwan JS, Hasan SS, Babar ZU, et al. Global Prevalence and Risk Factors of Gastro-oesophageal Reflux Disease (GORD): Systematic Review with Meta-analysis. Sci Rep. 2020;10(1):5814. doi: 10.1038/s41598-020-62795-1
  2. Бордин Д.С., Абдулхаков Р.А., Осипенко М.Ф., и др. Многоцентровое исследование распространенности симптомов гастро-эзофагеальной рефлюксной болезни у пациентов поликлиник в России. Терапевтический архив. 2022;94(1):48-56 [Bordin DS, Abdulkhakov RA, Osipenko MF, et al. Multicenter study of gastroesophageal reflux disease symptoms prevalence in outpatients in Russia. Terapevticheskii Arkhiv (Ter. Arkh.). 2022;94(1):48-56 (in Russian)]. doi: 10.26442/00403660.2022.01.201322
  3. Aziz Q, Fass R, Gyawali CP, et al. Functional Esophageal Disorders. Gastroenterology. 2016:S0016-5085(16)00178-5. doi: 10.1053/j.gastro.2016.02.012
  4. Gyawali CP, Yadlapati R, Fass R, et al. Updates to the modern diagnosis of GERD: Lyon consensus 2.0. Gut. 2024;73(2):361-71. doi: 10.1136/gutjnl-2023-330616
  5. Martinucci I, de Bortoli N, Savarino E, et al. Esophageal baseline impedance levels in patients with pathophysiological characteristics of functional heartburn. Neurogastroenterol Motil. 2014;26(4):546-55. doi: 10.1111/nmo.12299
  6. Frazzoni M, Manta R, Mirante VG, et al. Esophageal chemical clearance is impaired in gastro-esophageal reflux disease – a 24-h impedance-pH mo- nitoring assessment. Neurogastroenterol Motil. 2013;25(5):399-406, e295. doi: 10.1111/nmo.12080
  7. Kahrilas PJ, Bredenoord AJ, Fox M, et al. The Chicago Classification of esophageal motility disorders, v3.0. Neurogastroenterol Motil. 2015;27(2):160-74. doi: 10.1111/nmo.12477
  8. Vakil N, van Zanten SV, Kahrilas P, et al. The Montreal definition and classification of gastroesophageal reflux disease: a global evidence-based consensus. Am J Gastroenterol. 2006;101(8):1900-20; quiz 1943. doi: 10.1111/j.1572-0241.2006.00630.x
  9. Savarino E, Zentilin P, Savarino V. NERD: an umbrella term including heterogeneous subpopulations. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2013;10(6):371-80. doi: 10.1038/nrgastro.2013.50
  10. Yanping T, Peicai LI, Xi L, et al. A single-center retrospective study on epidemiological and Traditional Chinese Medicine syndrome characteristics of 21010 patients with reflux/heartburn symptoms. J Tradit Chin Med. 2023;43(3):574-81. doi: 10.19852/j.cnki.jtcm.20220214.001
  11. Yamasaki T, O’Neil J, Fass R. Update on Functional Heartburn. Gastroenterol Hepatol (N Y). 2017;13(12):725-34.
  12. Rengarajan A, Savarino E, Della Coletta M, et al. Mean Nocturnal Baseline Impedance Correlates With Symptom Outcome When Acid Exposure Time Is Inconclusive on Esophageal Reflux Monitoring. Clin Gastroenterol Hepatol. 2020;18(3):589-95. doi: 10.1016/j.cgh.2019.05.044
  13. Patel DA, Higginbotham T, Slaughter JC, et al. Development and Validation of a Mucosal Impedance Contour Analysis System to Distinguish Esophageal Disorders. Gastroenterology. 2019;156(6):1617-26.e1. doi: 10.1053/j.gastro.2019.01.253
  14. Frazzoni M, Savarino E, de Bortoli N, et al. Analyses of the Post-reflux Swallow-induced Peristaltic Wave Index and Nocturnal Baseline Impedance Parameters Increase the Diagnostic Yield of Impedance-pH Monitoring of Patients With Reflux Disease. Clin Gastroenterol Hepatol. 2016;14(1):40-6. doi: 10.1016/j.cgh.2015.06.026
  15. de Bortoli N, Martinucci I, Savarino E, et al. Association between baseline impedance values and response proton pump inhibitors in patients with heartburn. Clin Gastroenterol Hepatol. 2015;13(6):1082-8.e1. doi: 10.1016/j.cgh.2014.11.035
  16. Kandulski A, Weigt J, Caro C, et al. Esophageal intraluminal baseline impedance differentiates gastroesophageal reflux disease from functional heartburn. Clin Gastroenterol Hepatol. 2015;13(6):1075-81. doi: 10.1016/j.cgh.2014.11.033
  17. Frazzoni M, de Bortoli N, Frazzoni L, et al. Impairment of chemical clearance and mucosal integrity distinguishes hypersensitive esophagus from functional heartburn. J Gastroenterol. 2017;52(4):444-51. doi: 10.1007/s00535-016-1226-9
  18. Rogers BD, Rengarajan A, Ribolsi M, et al. Postreflux swallow-induced peristaltic wave index from pH-impedance monitoring associates with esophageal body motility and esophageal acid burden. Neurogastroenterol Motil. 2021;33(2):e13973. doi: 10.1111/nmo.13973
  19. Ribolsi M, Balestrieri P, Emerenziani S, et al. Weak peristalsis with large breaks is associated with higher acid exposure and delayed reflux clearance in the supine position in GERD patients. Am J Gastroenterol. 2014;109(1):46-51. doi: 10.1038/ajg.2013.373
  20. Savarino E, Gemignani L, Pohl D, et al. Oesophageal motility and bolus transit abnormalities increase in parallel with the severity of gastro-oesophageal reflux disease. Aliment Pharmacol Ther. 2011;34(4):476-86. doi: 10.1111/j.1365-2036.2011.04742.x
  21. Fornari F, Blondeau K, Durand L, et al. Relevance of mild ineffective oesophageal motility (IOM) and potential pharmacological reversibility of severe IOM in patients with gastro-oesophageal reflux disease. Aliment Pharmacol Ther. 2007;26(10):1345-54. doi: 10.1111/j.1365-2036.2007.03525.x
  22. Rengarajan A, Bolkhir A, Gor P, et al. Esophagogastric junction and esophageal body contraction metrics on high-resolution manometry predict esophageal acid burden. Neurogastroenterol Motil. 2018;30(5):e13267. doi: 10.1111/nmo.13267
  23. Ribolsi M, Gyawali CP, Savarino E, et al. Correlation between reflux burden, peristaltic function, and mucosal integrity in GERD patients. Neurogastroenterol Motil. 2020;32(3):e13752. doi: 10.1111/nmo.13752

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. 24-hour pH-impedance testing (fragment). Non-acid reflux associated with post-reflux swallow-induced peristaltic wave (PSPW). Black arrow shows an antegrade decrease in impedance by 50% compared to basal values, extending from proximal to distal impedance channels and occurring 10 s after GER.

Download (123KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Comparative data on the number of ARs per day.

Download (78KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Comparative data on the mean nocturnal baseline impedance (MNBI) assessment.

Download (81KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Comparative data on post-reflux swallow-induced peristaltic wave index (PSPWI) per day.

Download (88KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Manometric data on the assessment of the motor function of the thoracic esophagus in patients with NERB, HSE, FH and in control group, %.

Download (80KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. The prevalence of phenotypes in patients with GERD symptoms and no changes in esophageal mucosa or grade A according to LA, %.

Download (21KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
 
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».