幽門螺桿菌細(xì)胞空泡毒素s1m2型研究進(jìn)展

薄 威 張 忠

(沈陽醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教研室，遼寧 沈陽 110034)

幽門螺桿菌(Hp)感染呈全球性分布，在發(fā)達(dá)國家人群中感染率為30%～40%，在發(fā)展中國家可高達(dá)60%～70%〔1〕。Hp感染者發(fā)生非萎縮性胃炎較為普遍，僅有少數(shù)感染者會出現(xiàn)嚴(yán)重的臨床結(jié)局，如消化性潰瘍、萎縮性胃炎和胃癌等，這種狀況與環(huán)境因素、宿主特性及Hp毒力因子密切相關(guān)。Hp不同分離株間存在巨大的遺傳變異，這些遺傳學(xué)的差別影響著Hp毒力因子的功能和抗原性，對于Hp感染產(chǎn)生不同的臨床結(jié)局具有重要作用〔2～4〕。細(xì)胞空泡毒素(vacA)基因是Hp重要的致病相關(guān)基因之一，存在于幾乎所有Hp菌株基因組中，但只有半數(shù)的菌株能夠表達(dá)具有活性的vacA。近年來，vacA毒素中的s1m2型毒素的毒性作用已為學(xué)者們所逐步證實，并認(rèn)為其與某些胃十二指腸疾病的發(fā)生相關(guān)〔2,5,6〕。由此，s1m2型毒素亦成為Hp毒力因子中的研究熱點。本文主要就vacA s1m2型毒素及其與胃十二指腸疾病關(guān)系的相關(guān)研究做一綜述。

1 vacA基因分型及其毒素蛋白

vacA基因定位于Hp 0887，基因序列上存在多態(tài)性位點，其中兩個重要的變異區(qū)為信號區(qū)(s區(qū))和中間區(qū)(m區(qū))。前者編碼信號肽的一部分及成熟蛋白的N末端，包括s1和s2型；后者編碼p58結(jié)構(gòu)域的一部分，包括m1和m2型。其中，s1又分為s1a、s1b、s1c，m1分為m1a、m1b、m1c，m2分為m2a、m2b。根據(jù)各種不同s區(qū)與m區(qū)的組合，可以將vacA基因分為s1m1、s1m2、s2m1和s2m2亞型〔7,8〕。研究顯示，vacA基因亞型的分布具有明顯的地域性，以s1m1或s1m2型居多，s2m1型在各地區(qū)均未發(fā)現(xiàn)。在美國s1m1和s2m2型各占50%〔9〕，在德國主要的基因型為s1am1a，伊朗和土耳其以s1am2型為主，在南美主要以s1b/m1型常見，日本和韓國以s1am1型為多〔10,11〕。我國西安地區(qū)以s1a/m1型居多，南京地區(qū)主要是s1a/m1和s1a/m2型，湖北地區(qū)以s1a/m2型為主，遼寧莊河地區(qū)以感染s1m1b/m2型菌株占優(yōu)勢〔12〕。

vacA基因編碼的產(chǎn)物(vacA毒素)在酸性環(huán)境下能形成環(huán)狀、花瓣狀六或七聚體，可使胃上皮細(xì)胞離子轉(zhuǎn)運蛋白的功能發(fā)生紊亂，通過影響離子的轉(zhuǎn)運，誘發(fā)靶細(xì)胞溶酶體及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)損傷，破壞細(xì)胞的正常功能，導(dǎo)致靶細(xì)胞發(fā)生空泡變性〔13～15〕。大多數(shù)vacA s1型毒素在體外可檢測到活性，而s2型毒素幾乎沒有可檢測到的活性。m1型與m2型毒素相比，其于體外的毒素活性更高。既往研究結(jié)果顯示，在不同s區(qū)與m區(qū)的組合形式中，s1m1型毒素具有高水平的毒素活性，s1m2型的毒性活性低或檢測不到活性，s2m2型無毒素活性，而s2m1型毒素尚未發(fā)現(xiàn)〔8,16〕。由此，也提示了不同亞型vacA毒素的致病作用及鑒別不同亞型vacA感染菌株的意義。

2 vacA s1m2型毒素的細(xì)胞毒性作用

Pagliaccia等〔17〕研究中，s1m2型毒素作用于原代培養(yǎng)的胃上皮細(xì)胞和RK-13細(xì)胞時可見其毒素活性；s1m2型毒素作用于Hela細(xì)胞時未見毒素活性，而當(dāng)其表達(dá)于細(xì)胞內(nèi)時可顯現(xiàn)毒素活性。這種狀況的出現(xiàn)可能是m1和m2型毒素結(jié)合不同的細(xì)胞膜受體，RK-13細(xì)胞和胃上皮細(xì)胞均表達(dá)m1和m2型受體，而Hela細(xì)胞僅表達(dá)m1型受體。通過質(zhì)粒表達(dá)進(jìn)一步定量分析s1m1和s1m2基因產(chǎn)物所致空泡化的程度，結(jié)果為兩者的毒素活性相同。Singh等〔18〕將s1am1型菌株和s1am2型菌株與T細(xì)胞和B細(xì)胞進(jìn)行共培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)s1am2型菌株組T細(xì)胞和B細(xì)胞的凋亡百分率分別為78%和73%，顯著高于相應(yīng)對照組(16%和24%)，與s1am1型菌株組基本相同(80%和78%)。Rhead等〔19〕利用胃黏膜活檢組織分離培養(yǎng)出42株Hp菌株，vacA基因分型為s1m1型14株、s1m2型22株、s2m1型1株、s2m2型5株。將各s1m2型菌株蛋白抽提液分別作用于RK-13細(xì)胞，其中8株細(xì)胞發(fā)生了空泡變性。Junaid等〔20〕通過胃淋巴瘤患者胃黏膜活檢組織分離培養(yǎng)獲得s1m2型菌株，而后將克隆的s1m2基因構(gòu)建在大腸桿菌中表達(dá)，以純化的表達(dá)產(chǎn)物作用于T84細(xì)胞和MDCK細(xì)胞，結(jié)果這兩種細(xì)胞均出現(xiàn)了大量凋亡。Hp菌株培養(yǎng)濾液中的s1m1和s1m2型毒素均可在較低濃度下(1.0 μg/ml)使AGS細(xì)胞出現(xiàn)空泡變化〔21,22〕。上述研究事實表明，vacA s1m2型毒素的活性具有較高水平，并可能與Hp致病性有關(guān)。

3 vacA s1m2型毒素與胃十二指腸疾病的關(guān)系

自vacA s1m2型毒素的毒性作用被證實以來，與之相應(yīng)的vacA s1m2型菌株的致病作用也成為學(xué)者們關(guān)注的焦點。Go等〔23〕觀察到s1m2型菌株感染與十二指腸潰瘍相關(guān)的現(xiàn)象，并以m2型菌株感染流行的中國人群中消化性潰瘍和胃癌高發(fā)的事實作為其觀點的佐證。Mohammadi等〔24〕分析了132株來源于消化不良患者的Hp分離菌株vacA基因亞型，發(fā)現(xiàn)s1m2型在各類患者中最為常見，且與消化性潰瘍顯著相關(guān)。Koehler等〔25〕提取了39例慢性活動性胃炎、28例胃腺癌和24例黏膜相關(guān)淋巴組織(MALT)淋巴瘤患者石蠟包埋胃黏膜組織中的Hp DNA，檢測Hp攜帶主要毒力基因的狀況。結(jié)果顯示，MALT淋巴瘤中s1m2型合并iceA1基因型者是慢性活動性胃炎的4.7倍。Soltermann等〔26〕研究了47例伴腸上皮化生和73例未伴腸上皮化生的石蠟包埋胃黏膜活檢組織中的Hp基因類型。其中，伴腸上皮化生者m2型占35.0%(28/80)，m1型占47.5%(19/40)；m2與m1型間無統(tǒng)計學(xué)差異。Marie等〔27〕的報道指出，在37株胃炎和31株消化性潰瘍患者胃黏膜活檢組織分離培養(yǎng)的Hp菌株中，s1m2型分別占59%和16%，其與胃炎顯著相關(guān)。Ghotaslou等〔28〕對非潰瘍性消化不良和消化性潰瘍患者胃黏膜活檢組織分離培養(yǎng)的115株Hp菌株進(jìn)行了基因型分析。其中，s1m2型在上述疾病中分別占52.8%(28/53)和56.5%(35/62)，均高于s1m1和s2m2型。侯鵬等〔29〕在50株臨床分離Hp菌株中，檢測出46株(92%)為s1m2型，分布于所有Hp相關(guān)胃十二指腸疾病來源的Hp菌株中。在宮月華等〔30〕的一組研究資料中，共計分離培養(yǎng)來源于淺表性胃炎、萎縮性胃炎、胃潰瘍和胃癌患者胃黏膜活檢組織的Hp菌株222株，萎縮性胃炎組感染s1m2型菌株的構(gòu)成比為44.9%，顯著高于組內(nèi)其他vacA基因亞型菌株，同時亦顯著高于胃潰瘍組和胃癌組。結(jié)果提示，s1m2型菌株感染與萎縮性胃炎相關(guān)。

綜上，vacA s1m2型毒素具有較高的毒性水平，s1m2型菌株存在致病性。s1m2型菌株感染究竟與何種胃十二指腸疾病關(guān)系更為密切，s1m2基因亞型是否為Hp菌株致病性的一個重要標(biāo)志？萎縮性胃炎是一種重要的胃癌前疾病，腸上皮化生為其病理改變之一，s1m2型毒素是否能夠影響腸上皮化生的發(fā)生發(fā)展？這些問題的解決將會對識別Hp感染高危人群，阻斷萎縮性胃炎的腸上皮化生進(jìn)程，開展Hp相關(guān)性胃疾病因型施治等有所裨益。

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