幽門螺桿菌致病機(jī)制和治療方法的研究進(jìn)展

王 敏 盛小燕 Steven C. Ackroyd 荊 青 楊 柳 饒亮明 張春陽 劉 娟* 楊明祖

百康利醫(yī)學(xué)科技(上海)有限公司1(200031) 中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所2 中科力薦醫(yī)學(xué)科技(湖州)有限公司3 中科湖州應(yīng)用技術(shù)研究院4

幽門螺桿菌(Helicobacterpylori, Hp)是寄居在口腔、胃和十二指腸的一種螺旋狀、革蘭陰性菌。截至2015年，全球約有44億Hp感染患者，是造成人類最常見的慢性感染的菌種之一[1]。不同Hp菌株具有不同的細(xì)菌毒力，宿主與環(huán)境因素之間的相互作用導(dǎo)致疾病的不同表現(xiàn)形式。我國Hp現(xiàn)癥感染率為42.01%～84.62%，平均56.22%[2]。Hp感染通常發(fā)生在兒童期，如不干預(yù)，多數(shù)感染者將持續(xù)終生。兒童Hp感染風(fēng)險(xiǎn)與母親[3]和兄弟姐妹[4]的感染情況高度相關(guān)，并與家庭擁擠狀況有關(guān)[5]。大量研究顯示，幾乎所有Hp感染者均存在慢性活動(dòng)性胃炎[6]，15%～20%發(fā)生消化性潰瘍[7]，5%～10%發(fā)生Hp相關(guān)消化不良[8]，約1%發(fā)生胃惡性腫瘤(胃癌、胃黏膜相關(guān)淋巴樣組織淋巴瘤)[9]。此外，Hp感染可通過系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)和自身免疫等機(jī)制誘發(fā)胃腸道外疾病，如不明原因缺鐵性貧血、特發(fā)性血小板減少性紫癜和維生素B12吸收不良，而Hp感染與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病、神經(jīng)退行性疾病、糖尿病、結(jié)直腸癌、先兆子癇、慢性蕁麻疹等的關(guān)系仍存在爭議[10]。

目前由于抗菌藥物的耐藥率升高、不良反應(yīng)增多、患者依從性差等一系列問題，Hp根除率逐漸降低。根據(jù)Hp的致病過程設(shè)計(jì)天然療法對(duì)于其治療具有一定的輔助效果。本文就Hp的致病機(jī)制以及現(xiàn)有根除療法的弊端和新興療法作一綜述。

一、Hp的致病機(jī)制

Hp的致病過程主要通過4個(gè)階段來完成：①進(jìn)入宿主進(jìn)行環(huán)境改造；②利用尿素酶動(dòng)力趨避；③利用黏附素黏附定植；④毒力因子釋放并損傷機(jī)體細(xì)胞。Hp的定植黏附階段需要鞭毛、尿素酶和黏附素的通力協(xié)作。鞭毛和菌體組成的螺旋結(jié)構(gòu)為Hp順利穿過胃內(nèi)黏液層并定植于胃黏膜上皮提供有利條件。Hp豐富的尿素酶可將尿素分解為氨氣和CO2，氨氣中和胃酸在菌體周圍形成一層“氨云”保護(hù)傘，有利于Hp在胃部存活和定植。Hp定植的成功還取決于其能分泌多種黏附因子，從而使定植具有靶向性和牢固性。黏附素通過識(shí)別黏液層上的受體和上皮細(xì)胞的表面受體，與基底膜上的蛋白結(jié)合從而使菌體牢固附著于胃上皮細(xì)胞。

黏附定植后，Hp會(huì)釋放一系列毒力因子，破壞消化道黏膜層結(jié)構(gòu)，從而引發(fā)免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)。Hp發(fā)揮致病效應(yīng)的毒力因子主要為空泡毒素A(VacA)和細(xì)胞毒素相關(guān)蛋白A(CagA)。幾乎所有Hp均含VacA基因，但僅40%～50%表達(dá)有活性的空泡毒性[11]。VacA毒素進(jìn)入宿主細(xì)胞后會(huì)使細(xì)胞空泡化而死亡[12-13]，同時(shí)導(dǎo)致宿主細(xì)胞內(nèi)離子和小分子(如鐵、鎳、糖和氨基酸)的泄漏從而破壞上皮細(xì)胞的緊密屏障功能[14]。VacA還能抑制B細(xì)胞的抗原呈遞作用和T細(xì)胞的增殖活化作用，進(jìn)而延長宿主的免疫反應(yīng)，導(dǎo)致慢性炎癥[15]。CagA是Hp最強(qiáng)的毒力因子之一，由Hp的致病島編碼。Hp根據(jù)是否含有CagA基因，可分為Ⅰ型(CagA陽性)和Ⅱ型(CagA陰性)。多項(xiàng)研究表明，Ⅰ型Hp的毒性和致病性遠(yuǎn)高于Ⅱ型Hp。CagA可將毒力因子注入宿主細(xì)胞，造成Hp的持續(xù)感染，使宿主細(xì)胞產(chǎn)生免疫反應(yīng)，損傷宿主細(xì)胞功能，最終導(dǎo)致細(xì)胞變性和轉(zhuǎn)化[16-17]。

二、 Hp的抗菌藥物療法

目前我國共識(shí)推薦質(zhì)子泵抑制劑(PPI)與抗菌藥物和鉍劑聯(lián)合應(yīng)用作為Hp感染的一線療法[18]。但近年來抗菌藥物的耐藥率逐漸上升，導(dǎo)致Hp根除率降低。國內(nèi)一項(xiàng)Hp感染對(duì)常用抗菌藥物耐藥性的連續(xù)10年研究[19]結(jié)果顯示，克拉霉素、甲硝唑、喹諾酮類的Hp耐藥率分別從14.8%上升至65.4%、38.9%上升至78.8%、27.1%上升至63.5%。另一項(xiàng)研究[20]發(fā)現(xiàn)，我國Hp對(duì)甲硝唑的平均耐藥率為88.3%，克拉霉素為22.6%，左氧氟沙星為19.3%。對(duì)常用抗菌藥物的兩重和三重耐藥率分別達(dá)25.5%和7.5%。此外，抗菌藥物還可導(dǎo)致胃腸道不良反應(yīng)，如腹瀉、惡心、嘔吐、腹脹、腹痛等。從安全性出發(fā)，多數(shù)老人、兒童、孕產(chǎn)期婦女以及多次反復(fù)感染者并不適用抗菌藥物療法。因此，目前對(duì)Hp的新興天然干預(yù)療法的需求不斷攀升。

三、Hp感染的天然干預(yù)療法

1. 羅伊乳桿菌DSM17648：羅伊乳桿菌DSM17648通過選擇性細(xì)菌-細(xì)菌相互作用以減少胃部Hp定植，同時(shí)可抑制Hp作用，從而提高根除率[21]。羅伊乳桿菌DSM17648在體外和體內(nèi)均可與Hp選擇性結(jié)合，且該結(jié)合具有高度特異性，并不與空腸彎曲菌或其他口腔、腸道細(xì)菌共生菌結(jié)合。在隨后的一項(xiàng)單盲、隨機(jī)、安慰劑對(duì)照試驗(yàn)中，羅伊乳桿菌DSM17648可顯著減少已感染Hp的健康人群胃部中的定植數(shù)量[22]。德國一項(xiàng)單盲、安慰劑對(duì)照交叉臨床研究表明，與安慰劑組相比，DSM17648治療組Hp水平在干預(yù)14 d后顯著降低，且這種干預(yù)效果可保持至停止治療后6個(gè)月[23]。愛爾蘭一項(xiàng)單盲、安慰劑對(duì)照臨床研究[24]結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用DSM17648補(bǔ)充治療28 d后，62.5%的受試者Hp數(shù)量呈降低的趨勢(shì)，且66.7%的受試者總體胃腸道癥狀評(píng)分量表(GSRS)評(píng)分顯著下降。在DSM17648補(bǔ)充階段期間，13C-UBT平均值下降22.5%，而安慰劑組增加了37.3%，且無明顯不良反應(yīng)。此外，將羅伊乳桿菌DSM17648與抗菌藥物聯(lián)用后，其Hp根除率較單純抗菌藥物療法提高10%，說明羅伊乳桿菌DSM17648在改善Hp感染中具有一定的作用[25]。

2. 抑制尿素酶活性的天然提取物：蘿卜硫素(SFN)主要以其硫代葡萄糖苷的前體形式存在于花椰菜嫩芽中。有研究[26]表明，7.5 μmol/L SFN連續(xù)干預(yù)5 d后，可根除人胚胃黏膜異種移植小鼠模型中的Hp感染，根除率為72.7%。日本一項(xiàng)研究[27]給予Hp感染的小鼠口服西蘭花嫩芽，結(jié)果顯示可減少胃部Hp細(xì)菌定植，降低胃黏膜腫瘤壞死因子-α和白細(xì)胞介素1β表達(dá)，減輕胃體炎癥反應(yīng)。隨后將48例Hp感染患者給予西蘭花嫩芽(70 g/d，含420 μmol SFN前體)或等量紫花苜蓿嫩芽(不含SFN)8周，結(jié)果顯示每日攝入富含SFN的西蘭花嫩芽能顯著降低13C-UBT值和Hp糞便抗原水平，感染者排泄物中Hp抗原值可降低40%以上，而食用紫花苜蓿嫩芽對(duì)照組的Hp抗原值無明顯變化。此外，有研究顯示口服西蘭花嫩芽7 d后，33.3%的患者根除了Hp感染[28]；亦有報(bào)道表明西蘭花嫩芽可減胃黏膜脂質(zhì)過氧化程度[29]。上述研究結(jié)果均表明SFN在治療Hp感染中具有巨大潛力。

3. 抗炎抗氧化的天然提取物：花青素是一類廣泛存在于自然界的水溶性天然色素，具有極強(qiáng)的自由基清除能力和抗氧化能力。有研究[30]將不同種類的花青素與Hp菌株60190進(jìn)行共培養(yǎng)，結(jié)果顯示花青素通過降低參與細(xì)胞蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)的SecA的轉(zhuǎn)錄來抑制Hp細(xì)胞毒素CagA和VacA的分泌。此外，花青素處理后可顯著減少感染Hp的胃部細(xì)胞中促凋亡蛋白caspase-3和caspase-8的激活，減少因Hp感染引發(fā)的胃部細(xì)胞損傷[31]。

白藜蘆醇屬于多酚類化合物，具有抗炎、抗氧化的功效。一項(xiàng)研究[32]表明紅酒提取物和白藜蘆醇在體外均能抑制Hp CagA+菌株的生長，最低抑制濃度分別為 12.5 μg/mL和25 μg/mL。

維生素C是一種多羥基化合物，在人體內(nèi)是一種高效抗氧化劑。一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照臨床研究[33]表明，在高危人群中有效Hp根除或膳食補(bǔ)充抗氧化劑維生素C、微量營養(yǎng)素均會(huì)減緩癌癥進(jìn)展，有望作為預(yù)防胃癌的有效策略。膳食補(bǔ)充維生素C可顯著減緩腸化生(RR=3.3，95% CI: 1.1～9.5)和癌癥進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)(RR=5.0，95% CI: 1.7～14.4)。

4. 益生菌治療：除越來越嚴(yán)重的耐藥問題外，抗菌藥物對(duì)兒童、老人和免疫功能受損者造成的腸道菌群紊亂問題也日益凸顯，因此利用益生菌平衡胃腸道菌群、輔助根除Hp感染和緩解不良反應(yīng)亦逐漸受到關(guān)注。

一項(xiàng)納入1 469例患者的meta分析表明，乳桿菌和雙歧桿菌輔助治療均能提高Hp根除率，并降低不良反應(yīng)率[34]。羅伊乳桿菌作為乳桿菌的重要種類之一，其產(chǎn)生的羅伊毒素在0.08～20.48 mmol/L濃度下能顯著抑制Hp生長，并降低Hp致病基因VacA和FlaA mRNA表達(dá)[35]。布拉酵母菌為臨床上應(yīng)用較為廣泛的益生菌。在一項(xiàng)伊朗兒童臨床干預(yù)中，布拉酵母菌可顯著抑制兒童胃腸道中Hp的定植，但作為單一療法時(shí)并不能根除Hp感染[36]。布拉酵母菌表達(dá)神經(jīng)氨酸酶活性，可選擇性去除α2,3-連接的唾液酸，從而抑制Hp對(duì)宿主細(xì)胞的黏附，降低Hp感染程度[37]。此外，多項(xiàng)meta分析結(jié)果顯示聯(lián)用益生菌可降低抗Hp的總體不良反應(yīng)(包括嘔吐、上腹痛、腹脹、抗菌藥物相關(guān)性腹瀉、食欲不振、便秘)，并提高根除率，但由于各meta分析納入的所有試驗(yàn)均存在異質(zhì)性，因此應(yīng)謹(jǐn)慎解釋上述結(jié)果[38-40]。

益生菌影響Hp的潛在機(jī)制可能包括：①分泌抗微生物物質(zhì)來加強(qiáng)非免疫屏障(抵抗病原菌的第一道防線)或穩(wěn)定腸黏膜屏障；②與Hp的黏附受體競(jìng)爭結(jié)合，從而隔離Hp，防止其對(duì)黏膜的黏附[41]；③乳酸菌分泌的抗菌物質(zhì)，如由益生菌代謝碳水化合物過程中產(chǎn)生的短鏈脂肪酸(如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和乳酸)，可降低胃內(nèi)pH值，減弱尿素酶活性，從而直接或間接抑制Hp在胃黏膜中的定植生長[42]。

但Maastricht Ⅴ/Florence共識(shí)提出，聯(lián)合益生菌輔助治療可緩解根除Hp引發(fā)的胃腸道不良反應(yīng)，但能否提高根除率仍需行進(jìn)一步驗(yàn)證[43]。多倫多共識(shí)不推薦在抗Hp過程中出于減少不良事件和提高根除率的目的而常規(guī)加用益生菌[44]。而有專家共識(shí)提出，補(bǔ)充某些特定益生菌，如乳酸菌或鮑氏酵母菌，可進(jìn)一步提高Hp根除率并降低抗菌藥物帶來的不良影響[45]。東南亞國家聯(lián)盟(ASEAN)共識(shí)提出，益生菌可于輔助治療，以減少不良反應(yīng)并提高耐受性，聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)療法可能可提高Hp根除率[46]。

綜上所述，益生菌是一類可定植于宿主體內(nèi)并改善宿主微生態(tài)平衡的活性微生物，其種類繁多，因此進(jìn)行臨床輔助治療時(shí)選取益生菌種類、治療劑量、配伍和治療時(shí)間仍需進(jìn)一步深入探索與研究。

5. 多糖類物質(zhì)：Hp表面豐富的黏附素能特異性識(shí)別胃黏膜上皮表面受體并進(jìn)行附著，緊密黏附后的Hp可逃避黏液更新和胃蠕動(dòng)，從而持久定植。部分黏附素還可介導(dǎo)炎癥反應(yīng)，損傷胃黏膜?？傊?，黏附素不僅參與對(duì)胃黏膜的黏附、定植，還與Hp的持續(xù)感染和疾病嚴(yán)重程度密切相關(guān)[47]。抑制Hp黏附或使Hp脫黏附均可預(yù)防或部分消除Hp感染引起的危害。

多項(xiàng)研究表明，多糖作為抗黏附劑，可通過直接與Hp相互作用或阻斷受體中的可用位點(diǎn)來抑制Hp黏附，從而達(dá)到預(yù)防或治療Hp感染的目的。藻類和微藻類中均含有高濃度生物活性多糖，研究發(fā)現(xiàn)含硫酸多糖的巖藻多糖在體外可抑制Hp對(duì)胃黏蛋白的附著，減少Hp誘導(dǎo)的胃炎[48]。國內(nèi)有研究[49]顯示，銀耳多糖對(duì)慢性乙酸型和幽門結(jié)扎型潰瘍顯示出較強(qiáng)的抑酸效應(yīng)，可抑制胃蛋白酶活力，表明其對(duì)Hp感染具有一定的治療效用。

6. 光療：Hp積聚光活性卟啉，使菌體易于被光滅活。有研究[50]對(duì)18例Hp感染患者使用新型光源進(jìn)行治療，結(jié)果顯示治療后胃竇(>97%)、胃體(>95%)和胃底(>86%)的Hp負(fù)荷顯著減少，然而數(shù)天后Hp再次擴(kuò)增。雖然目前并沒有患者通過該方法成功根除Hp感染，但胃內(nèi)紫外光光療是可行和安全的，代表了根除Hp感染的新方法與希望，特別是在抗菌藥物治療失敗的患者中。

四、展望

Hp作為一級(jí)致癌物，是誘發(fā)慢性胃炎、消化性潰瘍和胃癌的重要危險(xiǎn)因子。目前臨床上對(duì)Hp的治療方案主要集中于標(biāo)準(zhǔn)三聯(lián)或四聯(lián)抗菌藥物療法，但近年隨著抗菌藥物耐藥率的不斷攀升，其引發(fā)的兒童、老人和免疫功能受損者的腸道菌群紊亂、治療不良反應(yīng)、依從性不佳等問題日益凸顯，因此利用天然干預(yù)方法治療Hp的需求日益升高。Hp的定植和毒力釋放步驟在Hp的致病機(jī)制中極為關(guān)鍵。Hp進(jìn)入宿主環(huán)境中后，首先利用尿素酶進(jìn)行環(huán)境改造，進(jìn)而動(dòng)力趨避胃酸環(huán)境，通過黏附素黏附定植后釋放毒力因子，誘發(fā)機(jī)體的免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)，損傷機(jī)體細(xì)胞。因此利用天然高純提取物、篩選特定功能性菌株或上述提取物與菌株的聯(lián)合新四聯(lián)療法，針對(duì)上述關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行天然綜合干預(yù)為基礎(chǔ)研究和臨床治療策略提供了全新的思路，對(duì)Hp的預(yù)防和治療具有重要意義。