陰道加德納菌致病機制及妊娠期致病性研究進展

邢麗枝，劉丹，羅偉，楊心茹，何榮霞

1 蘭州大學第二臨床醫(yī)學院，蘭州730030；2 蘭州大學第二醫(yī)院

陰道加德納菌的首次提出是在1953 年，并在1980 年被正式命名［1-2］。細菌性陰道病（BV）是一種慢性且易復(fù)發(fā)的疾病，而陰道加德納菌作為BV 的重要致病菌之一，同時也參與多種疾病的發(fā)生發(fā)展。研究者關(guān)于加德納菌的臨床意義一直爭論不斷［3］，近期動物模型研究表明，包括加德納菌在內(nèi)的多種微生物之間的相互作用是導致BV 發(fā)病的基礎(chǔ)［4］。因此，探究陰道加德納菌的生物特性及致病機制，才能更好地了解BV 及其他不良健康結(jié)局的發(fā)展過程。本文對近年來陰道加德納菌致病機制及妊娠期致病性相關(guān)研究進行綜述，為未來陰道微生態(tài)研究提供更多的理論基礎(chǔ)和新的研究方向。

1 陰道加德納菌的致病機制

近年研究發(fā)現(xiàn)，陰道加德納菌感染后的致病性與各種毒力因素及致病因素有關(guān)，如生物膜的形成和初始黏附、唾液酸酶和陰道溶細胞素的產(chǎn)生、炎癥介質(zhì)對細胞的毒性作用等［3，5-9］。

1.1 微生物生物膜的形成 BV發(fā)生的一個重要標志是生物膜的形成［4］，該生物膜以胞外聚合物基質(zhì)為基礎(chǔ)，將細菌緊密排列形成一種三維結(jié)構(gòu)［10］，從而能夠在細菌致病過程中提供保護，幫助細菌抵抗外界環(huán)境損傷。陰道加德納菌被認為可能是啟動BV多微生物生物膜形成的初始錨點［11］。有學者通過建立體外模型，運用熒光原位雜交技術(shù)觀察發(fā)現(xiàn)，當陰道感染加德納菌達到一定的密度時，可以觸發(fā)群體效應(yīng)，使具有致病性的加德納菌基因表達，進而介導菌毛黏附在陰道上皮，并且促進其他微生物的附著和結(jié)合，成為其他微生物附著的支架［12-13］。加德納菌還可以在此基礎(chǔ)上釋放各種信號分子來調(diào)節(jié)基因的表達，進而形成多微生物的生物膜。并且，與BV相關(guān)的其他厭氧菌相比，加德納菌所形成的生物膜要比其他生物膜更厚［14］。KHAN 等［15］通過對加德納菌的亞群進行研究表明，加德納菌A、B、C、D 亞群可以在生物膜中共同生存，但亞群的混合并不會促進生物膜的形成。此外，有學者分別通過PCR 和RNA測序的方法，發(fā)現(xiàn)與BV 相關(guān)的加德納菌在作為生物膜生長時會改變其轉(zhuǎn)錄組特征，可能對生物膜的持久性和細胞毒性起著至關(guān)重要的作用；同時，生物膜中vly 低表達和基因突變與黏附效應(yīng)之間可能存在一定相關(guān)性，可以使感染逐漸發(fā)展成一種慢性疾病，并可作為一種抵御宿主免疫反應(yīng)的方式［5，16］。

1.2 促炎細胞因子及其他毒力因子的產(chǎn)生 眾所周知，腫瘤壞死因子α（TNF-α）在促炎細胞因子的釋放中發(fā)揮關(guān)鍵作用，它與白細胞介素（IL）1β 一起，通過誘導促炎基因表達，啟動炎癥介質(zhì)級聯(lián)，并可能在這一過程中發(fā)揮協(xié)同作用。宮頸、陰道中的IL-1β水平增高也與水解酶、唾液酸酶和脯氨肽酶的產(chǎn)生有關(guān)，這些酶可以降解一些黏膜保護因子。IL-8 是一種強大的中性粒細胞趨化劑和激活劑。IL-6是調(diào)節(jié)炎癥的急性期蛋白合成的強效誘導劑。最新研究表明，陰道加德納菌感染組促炎細胞因子TNF-α、IL-1β、IL-8、IL-6 水平明顯升高［9，11，17］。有學者［18］制作了HeLa 細胞感染模型，結(jié)果顯示，加德納菌通過誘導IL-1β、IL-6、TNF-α和IL-8的產(chǎn)生而引發(fā)炎癥反應(yīng)，但由于加德納菌等厭氧菌異常增殖使脯氨酸氨肽酶、黏蛋白水解酶等活性顯著增強，使BV 表現(xiàn)不出明顯的炎癥病理變化。

唾液酸酶能夠破壞對陰道上皮有保護作用的黏液層，水解唾液酸黏膜聚糖［6，19］。研究人員通過感染HeLa 細胞發(fā)現(xiàn)，病原體可利用這種唾液酸，黏附在細胞表面作為營養(yǎng)來源，也可以改變正常的黏膜屏障和免疫反應(yīng)；而且，唾液酸酶的產(chǎn)生也與陰道加德納菌介導的IL-1 的作用有關(guān)［9］。先前研究推測唾液酸酶的活性來自于唾液酸酶基因（NanH）1，但最近的唾液酸酶活性相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，加德納菌具有三種唾液酸酶，即NanH1、NanH2 和NanH3，而NanH2 和NanH3 可能是加德納菌唾液酸酶活性的主要來源［20］。

還有實驗證實，陰道加德納菌主要的致病毒力因子是溶細胞素，其可以通過降低機體對細菌的免疫應(yīng)答反應(yīng)，利于細菌在陰道的慢性定植，從而提高細菌對不利環(huán)境的適應(yīng)能力；而且，疾病發(fā)生的各環(huán)節(jié)、臨床癥狀、持續(xù)時間等可能都與溶細胞素的細胞毒性存在一定相關(guān)性［16，21］。ROSELLETTI 等［14］研究表明，加德納菌在BV 致病期間直接參與了陰道上皮細胞的凋亡過程，這一過程是通過Caspase-3的激活介導的。這也為BV 狀態(tài)下陰道上皮細胞脫落增加這一現(xiàn)象提供了相對合理的解釋。

1.3 其他微生物的定植 臨床研究發(fā)現(xiàn)，機體感染陰道加德納菌可能促進其他部位細菌的定植，導致其他部位感染甚至更加嚴重的全身感染。陰道加德納菌可能通過影響其他微生物的豐富度或致病性來發(fā)揮作用。

BV有一種特有的魚腥味，這是陰道菌產(chǎn)生的胺所導致的氣味。GILBERT 等［22］研究發(fā)現(xiàn)，加德納菌自身不能產(chǎn)生胺，但可以釋放大量的丙酮酸和氨基酸，而普雷沃菌屬可以降解氨基酸產(chǎn)生大量的胺，而普雷沃菌與加德納菌同時感染后1 d 內(nèi)普雷沃菌的陰道滴度升高。RANDIS 等［23］也發(fā)現(xiàn)陰道加德納菌生物膜與普雷沃菌之間存在著共生關(guān)系，提示加德納菌與普雷沃菌之間存在協(xié)同生長作用。CASTRO等［12］的實驗表明，阿托普菌可能利用了加德納菌在陰道生態(tài)系統(tǒng)中而生存，并且它們之間的共生關(guān)系增加了這兩種細菌的耐藥性及加德納菌毒力相關(guān)基因的表達。還有學者認為，加德納菌與阿托普菌在BV相關(guān)生物膜的產(chǎn)生中具有協(xié)同作用，是陰道上皮生物膜的重要成分［24］。

盡管引起陰道炎和泌尿道感染的微生物群存在差異，但研究表明，女性陰道炎患者更有可能發(fā)展為泌尿道感染［25］，并且在適當?shù)母綦x條件下，可從尿液中檢出陰道炎相關(guān)致病菌［25-27］。已有多項研究驗證了加德納菌與大腸桿菌的相互作用與泌尿生殖系統(tǒng)的感染有關(guān)，甚至可能導致急性腎損傷，其可能的機制是通過IL-1 受體介導炎癥反應(yīng)［24-25］。對于不同種、亞種或菌株的加德勒菌所致泌尿道感染的病理生理特征的差異，還未有進一步研究明確。

2 妊娠期陰道加德納菌的致病性

陰道加德納菌定殖的程度是細菌上行感染的一個重要因素。大量臨床數(shù)據(jù)顯示，從圍產(chǎn)期感染BV患者的子宮內(nèi)膜、胎盤、羊膜中可以分離出陰道加德納菌和其他與BV相關(guān)的細菌［14，22，29］，BV可導致不良妊娠結(jié)局，包括流產(chǎn)、早產(chǎn)、胎膜早破及圍產(chǎn)期感染等［30-32］。國內(nèi)外學者對早產(chǎn)孕婦的陰道微生物進行研究，發(fā)現(xiàn)陰道加德納菌等厭氧菌的數(shù)量增加［33-35］；通過對比分析自然流產(chǎn)患者和正常妊娠婦女的陰道微生物菌群組成，發(fā)現(xiàn)兩組在BV 相關(guān)細菌分布上存在差異［30-31］，但對于具體致病機制尚未明確。

陰道加德納菌是診斷BV 最常見的細菌。國外學者建立了感染陰道加德納菌的小鼠模型，發(fā)現(xiàn)小鼠子宮頸陰道內(nèi)可溶性上皮型鈣黏蛋白顯著增加，可溶性上皮型鈣黏蛋白被認為是子宮頸上皮重構(gòu)的生物標志物；同時甲狀腺轉(zhuǎn)錄因子1 基因表達也增加，該基因已被證明在子宮頸上皮重構(gòu)過程中發(fā)揮了重要作用［36］。因此，學者推測加德納菌在妊娠早期感染時會促進宮頸軟化，促使宮頸上皮重構(gòu)，進而誘發(fā)流產(chǎn)和早產(chǎn)。然而這些模型也存在明顯的局限性。實驗室小鼠的陰道微生物群與人類存在一定差異［37］，將影響實驗數(shù)據(jù)的準確性。如果在研究中使用非人類的靈長類動物，又可能帶來更多挑戰(zhàn)、費用及倫理問題。但是由于非人類靈長類動物的陰道微生物群落與人類更為相似［38］，因此，與其他動物模型相比，非人類靈長類動物實驗?zāi)Ｐ途哂忻黠@優(yōu)勢。

雖然妊娠期感染BV 會增加不良妊娠結(jié)局的風險，但加德納菌作為BV 中的主要致病菌，它在妊娠期導致不良妊娠結(jié)局過程中所起到的具體作用尚未明確；同時，加德納菌在形成生物膜、釋放毒力因子、促進其他微生物定植等方面的致病性與不良妊娠結(jié)局之間是否存在直接聯(lián)系，目前仍不可知。國內(nèi)外對于加德納菌致病機制的研究主要集中于BV 患者，對妊娠期加德納菌感染的相關(guān)研究相對較少。

綜上所述，陰道加德納菌可黏附于陰道上皮，促進多微生物生物膜的形成，促進多種促炎細胞因子、唾液酸酶及陰道溶細胞素等毒力因子的釋放，從而影響機體的免疫反應(yīng)；通過釋放某些信號來改變相關(guān)基因表達，同時與陰道微生態(tài)中某些微生物相互作用來改變陰道微生物群落組成，導致各種不良結(jié)果。但是關(guān)于加德納菌在共生和非共生狀態(tài)下的作用及不同基因型加德納菌的毒力作用等方面，仍缺乏相關(guān)的依據(jù)和理論，需要進一步加強對加德納菌表型、基因型及致病機制的研究。此外，由于妊娠期的特殊性，關(guān)于陰道加德納菌在妊娠期致病作用的研究相對較少，對于藥物預(yù)防妊娠期BV 的發(fā)生及早期篩查BV 相關(guān)細菌感染的意義，相關(guān)證據(jù)仍然缺乏，這或許也是未來妊娠期陰道微生態(tài)相關(guān)研究的一個新的方向。