幽門螺桿菌EPIYA多態(tài)性與胃癌關(guān)系的研究進(jìn)展

林 震 鄭 建

幽門螺桿菌（Hp）廣泛存在于人體胃部。據(jù)統(tǒng)計，世界上超過半數(shù)的成年人感染Hp。Hp感染與慢性胃炎、消化性潰瘍、胃腺癌及胃黏膜相關(guān)性淋巴樣淋巴瘤（MALT）的形成密切相關(guān)。臨床上有約75%胃潰瘍和90%十二指腸潰瘍伴有Hp感染［1］。根據(jù)大量前瞻性流行病學(xué)研究結(jié)果，1994年世界衛(wèi)生組織（WHO）下屬的國際癌腫研究機構(gòu)將Hp列為第一類致癌原［2］，Hp成為迄今為止唯一獲得如此危險級別定位的細(xì)菌。

自從1983年澳大利亞研究者Warren和Marshall發(fā)現(xiàn)Hp，其致病機制一直是研究的熱點，其中研究較多的是細(xì)胞毒素相關(guān)基因A蛋白（Cag A）。Cag A蛋白是由Cag致病島上的Cag A基因編碼的一個分子量為120 000～145 000的蛋白，它是Cag致病島的標(biāo)志物，也是Hp毒力程度的標(biāo)志物［3］。Cag A陽性菌株比Cag A陰性菌株的致病性強2～3倍，并與胃癌的形成有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，定植于胃黏膜上皮細(xì)胞表面的Hp通過其特有的Ⅳ型分泌系統(tǒng)（T4SS）將Cag A蛋白注入宿主細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)位于宿主細(xì)胞質(zhì)膜的酪氨酸激酶c－Src和Lyn將其羧基末端谷氨酸－脯氨酸－異亮氨酸－絡(luò)氨酸－丙氨酸（EPIYA）重復(fù)序列中的絡(luò)氨酸磷酸化，然后與蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2結(jié)合，激活SHP2的活性，從而引發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，快速引起肌動蛋白聚合及細(xì)胞骨架重排，從而引起細(xì)胞“蜂鳥”狀改變［4－5］。由此可見，Cag A蛋白羧基末端EPIYA在胃癌的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用。

1 EPIYA基序及其多態(tài)性

最初的研究發(fā)現(xiàn)，不同菌株的Cag A蛋白在電泳時呈現(xiàn)出不同的變性凝膠遷移率，而后發(fā)現(xiàn)Cag A存在大量等位基因，不同的等位基因編碼不同的Cag A蛋白羧基末端，表現(xiàn)為EPIYA重復(fù)序列的多態(tài)性。根據(jù)EPIYA基序側(cè)翼氨基酸序列的不同，EPIYA 基 序 可 分 為 EPIYA－A、EPIYA－B、EPIYA－C和 EPIYA－D 4 種 類 型。 研 究 發(fā) 現(xiàn)EPIYA－A、EPIYA－B片段幾乎出現(xiàn)在所有的Cag A陽性菌株中，而EPIYA－C片段多出現(xiàn)在來源于歐洲、非洲、美洲和澳大利亞等西方國家的Hp菌株中。因此，習(xí)慣性把含有EPIYA－C片段的Cag A蛋白稱為Wester n Cag A；EPIYA－D片段多出現(xiàn)在東亞國家（如韓國、日本、印度、中國等）的Hp菌株中，故稱之為East Asian Cag A。

EPIYA的4種基序隨機組合、串聯(lián)排列，其基序組合數(shù)目多變，變化多發(fā)生在EPIYA－C片段（0～5）［6－8］。組合出現(xiàn)頻率最高的是 EPIYA－ABC（西方菌株）和EPIYA－ABD（東方菌株），研究顯示超過60%的西方菌株是EPIYA－ABC模式，超過80%的東亞菌株是EPIYA－ABD模式。在基因庫中，88.3%的東亞菌株含有1個 EPIYA－ABD［9］；針對日本胃癌患者的一項研究顯示，86.9%（100／115）的菌株含有EPIYA－ABD基序［10］；韓國一項針對胃病患者的研究也顯示，88.9%的菌株含有EPIYA－ABD片段［6］。相比較而言，西方菌株變化較多，東方菌株相對保守，其缺少重復(fù)的EPIYA－D片段［6，9］。保守的原因尚不清楚，可能是由于1個單獨的D片段是SHP2結(jié)合的最佳模式，結(jié)合更牢固，也可能是其他模式可以改變Cag A蛋白的構(gòu)象，影響了結(jié)合的穩(wěn)定性，具體的原因有待進(jìn)一步研究［10］。

2 EPIYA各片段的功能

Cag A蛋白被Hp特有的T4SS注入宿主細(xì)胞后，在宿主細(xì)胞質(zhì)膜上酪氨酸激酶Src家族如c－Src、Lyn、Fyn、Yes等的作用下，其羧基末端的EPIYA重復(fù)序列中的酪氨酸被磷酸化。磷酸化后形成的4種片段會表現(xiàn)出不同的功能。

由于EPIYA－C、EPIYA－D片段中存在與SHP2特異性結(jié)合的位點，磷酸化后的 EPIYA－C、EPIYA－D能夠結(jié)合并激活SHP2?；罨蟮腟HP2通過兩條途徑發(fā)揮作用：（1）充分激活ERK／MAPK通路，轉(zhuǎn)導(dǎo)強烈的促有絲分裂信號；（2）通過去磷酸化的焦點黏著斑激酶促進(jìn)細(xì)胞運動。進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞形態(tài)延長，形成獨特的“蜂鳥”狀改變。研究發(fā)現(xiàn)，東方特有的 EPIYA－D片段較之西方的EPIYA－C片段，與SHP2的親和力更強，能更緊密地結(jié)合SHP2，對細(xì)胞產(chǎn)生更強的破壞。而具有多個EPIYA－C片段的西方菌株也比只含有1個EPIYA－C片段的 Hp 菌株毒性強［7－13］。

磷酸化后的EPIYA－A、EPIYA－B與Csk（羧基末端Src激酶）結(jié)合。Csk是具有負(fù)調(diào)節(jié)作用的Src家族激酶，它能使c－Src和其他Src家族激酶成員的羧基末端磷酸化，進(jìn)而導(dǎo)致磷酸化殘基與c－Src等的SH2域結(jié)合，形成頭尾卷曲的封閉狀態(tài)，使Src激酶處于抑制狀態(tài)。進(jìn)而抑制EPIYA的磷酸化，使依賴磷酸化發(fā)揮作用的Cag A蛋白失去功能，從而形成了EPIYA磷酸化的負(fù)反饋調(diào)節(jié)。這樣就使依賴?yán)野彼崃姿峄纬苫罨腃ag A蛋白始終處于特定的范圍內(nèi)，這也從一定程度上解釋了Hp能長期在人體胃黏膜上皮細(xì)胞內(nèi)生存而不引起胃部大面積損傷的現(xiàn)象。同樣的，具有多個EPIYA－A、EPIYA－B片段的Cag A蛋白，能更強地抑制Src活性，進(jìn)而減少依賴?yán)野彼崃姿峄罨腃ag A蛋白，降低細(xì)胞損傷［7－13］。

3 EPIYA多態(tài)性與胃癌的關(guān)系

據(jù)研究報道，發(fā)達(dá)國家成人的Hp感染率為40%，發(fā)展中國家則高達(dá)90%。而東亞既是Hp高感染率地區(qū)，也是胃癌高發(fā)地區(qū)，對該地區(qū)EPIYA重復(fù)序列功能的研究顯示，EPIYA－D基序?qū)λ拗骷?xì)胞具有較強的致畸性，因此EPIYA序列多態(tài)性與胃部損傷的關(guān)系引起了研究者的興趣。然而，迄今為止，兩者之間的關(guān)系仍存在爭議。由于地域不同或研究分析方法存在一定的差異，在EPIYA多態(tài)性與胃部損傷關(guān)系的研究中，得出了兩種不同的結(jié)論。

3.1 EPIYA多態(tài)性與胃癌發(fā)生呈正相關(guān)

Sicinschi等［14］在哥倫比亞的兩個具有不同胃癌發(fā)病率的地區(qū)收集了80例有消化不良癥狀的患者標(biāo)本用于研究Hp Cag A蛋白羧基末端的變化與胃癌癌前損傷的關(guān)系。利用聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）技術(shù)檢測出Cag A陽性菌株67例（其中胃癌高發(fā)病率地區(qū)35例），通過PCR技術(shù)鑒別出所有菌株都含有EPIYA－C，且不同標(biāo)本含有的EPIYA－C數(shù)目不同。其中含有1個EPIYA－C片段的42株（胃癌高發(fā)病率地區(qū)21株，其中胃部重度損傷的占33.3%），含有2個EPIYA－C的23株（胃癌高發(fā)率地區(qū)13株，其中胃部重度損傷的占84.6%），含有3個EPIYA－C的3株（胃癌高發(fā)率地區(qū)1株，其中胃部重度損傷的占100%）。采用組織病理學(xué)方法鑒定標(biāo)本胃部損傷程度，分為輕度損傷（非萎縮性胃炎、多灶性萎縮性胃炎）和重度損傷（腸上皮化生、異常結(jié)構(gòu)），并采用統(tǒng)計學(xué)方法評價年齡、菌株Cag A蛋白的EPIYA基序多態(tài)性與胃部損傷的關(guān)系，結(jié)果顯示只有1個EPIYA－C片段的Cag A蛋白與胃部的輕度損傷有關(guān)，而含有2個和3個EPIYA－C片段的菌株更普遍出現(xiàn)重度損傷。Batista等［15］在巴西的研究也證實，EPIYA－C的數(shù)目與胃癌的發(fā)病率呈明顯正相關(guān)，Basso等［16］對意大利白人的研究、Yamaoka等［17］對美國德克薩斯州人群的研究也得出了相似的結(jié)論。

Jones等［18］在韓國的一項關(guān)于Cag A蛋白羧基末端EPIYA多態(tài)性與胃癌之間關(guān)系的分子流行病學(xué)研究也發(fā)現(xiàn)，感染Hp的胃癌患者出現(xiàn)EPIYA－ABD的概率（100%）顯著高于胃炎患者（80.6%，P＝0.004）和十二指腸潰瘍患者（83.3%，P＝0.014），因此得出EPIYA－ABD與胃癌發(fā)生呈正相關(guān)的結(jié)論。

3.2 EPIYA多態(tài)性與胃癌發(fā)生無明確相關(guān)性

同樣是對哥倫比亞人群進(jìn)行的研究，Acosta等［19］對培養(yǎng)出的106例Hp進(jìn)行PCR和基因測序研究，結(jié)果顯示含有至少2個EPIYA－C片段的菌株有35株，其中胃炎7株（20%）、萎縮性胃炎5株（14.2%）、十二指腸潰瘍8株（22.8%）、腸上皮化生9株（25.7%）、胃癌6株（17.1%），用卡方檢驗得出EPIYA－C基序數(shù)目與胃病致病機制無直接相關(guān)性（P＝0.52），采用logistic回歸分析得出 EPIYA－C基序數(shù)目與疾病類型也無關(guān)系。Shokrzadeh等［20］對92例伊朗患者的Hp Cag A陽性菌株的研究、Chattopadhyay等［21］在 印 度 的 研 究、Sch midt等［22］對馬來西亞和新加坡不同種族人群感染Hp的EPIYA基序的研究以及Qadri等［23］對荷蘭阿什米爾族的研究均得出同樣的結(jié)論。此外，Chen等［24］對中國江蘇地區(qū)、Zhou等［25］對中國北京地區(qū)的研究均表明，EPIYA－ABD型與胃十二指腸疾病的類型無正相關(guān)性。

3.3 存在爭議的可能原因

綜合分析發(fā)現(xiàn)，存在爭議的可能原因是：（1）Hp菌株存在地域性差異。歐洲、非洲、美洲和澳大利亞等西方國家是以含EPIYA－C片段為主的Wester n Cag A菌株，而東亞如韓國、日本、印度、中國等國家則是以EPIYA－D片段為主的East Asian Cag A菌株；另外不同菌株Cag致病島的完整性不一，有研究顯示至少62.3%的伊朗菌株擁有部分缺失的Cag致病島［26］，Cag致病島不完整可能導(dǎo)致T4SS缺失，使Cag A蛋白不能進(jìn)入細(xì)胞，從而影響Hp的致病性［20］；（2）與 Cag A 蛋白的致病機制有關(guān)。Püls等［27］應(yīng)用基因定點突變技術(shù)，發(fā)現(xiàn)在EPIYA－C／D基序內(nèi)發(fā)生的酪氨酸磷酸化是激活易位的Cag A蛋白的充分而不必要條件，意味著除EPIYA－C／D基序外，可能還存在其他可以磷酸化Cag A蛋白的基序，這些基序?qū)ξ赴┑男纬梢矔a(chǎn)生不同程度的影響；（3）與宿主有關(guān)。Cag A蛋白進(jìn)入宿主細(xì)胞后，需宿主細(xì)胞質(zhì)膜的c－Src和Lyn激酶激活方能發(fā)生磷酸化，而宿主基因或宿主細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境的個體性差異可能影響Cag A蛋白的活性，進(jìn)而對疾病的發(fā)展產(chǎn)生影響；（4）與研究方法有關(guān)。其一可能與樣本量有關(guān)，得出兩者關(guān)系不確定的研究的樣本量明顯較少，尤其是比較嚴(yán)重的疾?。ㄈ缒c上皮化生、異常結(jié)構(gòu)、胃癌）的樣本量更少，這會使結(jié)果分析產(chǎn)生一定程度的偏倚；其二可能與實驗方法不同有關(guān)，在相關(guān)文獻(xiàn)中共有3種鑒別EPIYA基序類型的方法，這些方法的特異性之間存在一定程度的差異，因此不可避免地產(chǎn)生一定的差異。

4 結(jié)語

由于大量等位基因的存在，Cag A編碼的Cag A蛋白的羧基末端EPIYA序列呈現(xiàn)多態(tài)性，這種多態(tài)性與人種有關(guān)，隨人種分布的地域不同而呈現(xiàn)規(guī)律性變化。在歐洲、非洲、美洲和澳大利亞等西方國家是以含EPIYA－C片段為主的 Wester n Cag A菌株；而在東亞如韓國、日本、印度、中國等國家則是以EPIYA－D片段為主的East Asian Cag A菌株。盡管目前的前瞻性研究對于Cag A蛋白EPIYA序列的多態(tài)性與胃癌發(fā)生之間的關(guān)系存在爭議，但大量的大標(biāo)本研究仍趨向于胃癌發(fā)生與Cag A蛋白EPIYA－C和EPIYA－D片段的存在以及重復(fù)顯著相關(guān)。存在這種爭議的具體原因及分子學(xué)機制需要進(jìn)一步研究。Cag A蛋白作為Hp致病的主要蛋白之一，是Hp相關(guān)研究的熱點。明確EPIYA基序與胃癌的關(guān)系及其在胃癌發(fā)生機制中的作用，為深入研究胃癌的發(fā)病機理、預(yù)測評估胃癌患病風(fēng)險及尋找新的胃癌防治靶點提供可能。

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