幽門螺桿菌感染個體化精準治療的臨床研究進展

張夢潔 崔振宇 陸倫根 陸穎影*

上海市第一人民醫(yī)院嘉定分院/上海市嘉定區(qū)江橋醫(yī)院消化內(nèi)科1(201803) 上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院消化內(nèi)科2

幽門螺桿菌(Helicobacterpylori,Hp)是一種微需氧型的螺旋狀革蘭陰性菌，感染后依靠其毒力因子，定植于胃型上皮，是導(dǎo)致慢性胃炎活動、消化性潰瘍形成和復(fù)發(fā)的重要原因，Hp是胃癌、胃黏膜相關(guān)淋巴樣組織淋巴瘤的致病因素。有效根除Hp可預(yù)防胃癌的發(fā)生，降低死亡率。最新meta分析顯示，任何年齡段根除Hp均是有益處的[1]。我國Hp的感染率高于發(fā)達國家，平均感染率為59%?！兜谖宕稳珖拈T螺桿菌感染處理共識報告》推薦含鉍劑的四聯(lián)方案[質(zhì)子泵抑制劑(PPI)+鉍劑+2種抗菌藥物]根除Hp，療程10～14 d[2]。近年隨著Hp耐藥率不斷升高，加上治療方案不當、宿主CYP2C19基因多態(tài)性、Hp球形變等因素，Hp根除率逐漸下降。Hp感染個體化精準治療逐漸受到重視，本文就Hp感染個體化精準治療的臨床研究進展作一綜述。

一、Hp感染個體化精準治療的定義

個體化精準治療本質(zhì)上是指通過基因組、蛋白質(zhì)組等技術(shù)，在人群中進行特定疾病生物學(xué)標志物的分析與鑒定，以基因組成和表達變化的差異為基礎(chǔ)，精確尋找到疾病原因和治療靶點，最終實現(xiàn)個體化精確治療的目的，提高疾病預(yù)防與診治的效益[3]。Hp感染個體化精準治療多是針對按共識治療失敗的患者，根據(jù)Hp耐藥情況、患者個體狀況、病史、生活環(huán)境、家族史、宿主CYP2C19基因多態(tài)性等綜合制定個體化治療方案，涵蓋診療前、診療中和診療后的各項個體化診療措施[4]。

二、Hp耐藥的流行病學(xué)特征和藥敏評價

1.Hp耐藥現(xiàn)狀：Hp根除治療失敗的原因主要是Hp對抗菌藥物耐藥。全球Hp對多種抗菌藥物的耐藥率呈上升趨勢。治療Hp感染的抗菌藥物包括硝基咪唑類、大環(huán)內(nèi)酯類、β-內(nèi)酰胺類、喹諾酮類以及四環(huán)素類，其中甲硝唑、克拉霉素和左氧氟沙星耐藥率較高，而阿莫西林、呋喃唑酮和四環(huán)素耐藥率較低[5-6]。我國一項前瞻性研究[7]結(jié)果顯示，Hp對甲硝唑、克拉霉素、左氧氟沙星、莫西沙星、阿莫西林、四環(huán)素的耐藥率分別為78.2%、22.1%、19.2%、17.2%、3.4%和1.9%。

不同時期、不同地區(qū)Hp對抗菌藥物的耐藥性存在差異。在西太平洋地區(qū)2007—2014年的克拉霉素耐藥率由32%升至35%，甲硝唑耐藥率由52%升至57%，左氧氟沙星耐藥率由12%升至31%。在歐洲地區(qū)，Hp對克拉霉素的耐藥率最高達47%；對甲硝唑耐藥率最高達57%；對左氧氟沙星耐藥率最高達30%；在大多數(shù)歐洲國家，阿莫西林或四環(huán)素的耐藥性可忽略不計(<5%)[6]。我國湖州地區(qū)Hp對左氧氟沙星和克拉霉素的耐藥率分別達23.09%和17.8%，對甲硝唑的耐藥率幾乎接近100%，而阿莫西林、四環(huán)素和呋喃唑酮尚未發(fā)現(xiàn)耐藥[8]；2010—2014年間，北京地區(qū)Hp對左氧氟沙星耐藥率上升最快，其次為克拉霉素，對阿莫西林的耐藥率呈下降趨勢[9]。因此臨床醫(yī)師在根除Hp感染前，須了解患者所在地的抗菌藥物耐藥情況，從而制定更有針對性的治療方案。

2.Hp培養(yǎng)與藥敏試驗：美國胃腸病學(xué)會臨床指南推薦對于反復(fù)治療失敗的Hp感染患者進行Hp培養(yǎng)和抗菌藥物藥敏試驗[10]。我國《第五次全國幽門螺桿菌感染處理共識報告》提出，不論初次治療或補救治療，如選擇含克拉霉素、甲硝唑或左氧氟沙星的三聯(lián)方案，應(yīng)進行藥敏試驗[2]。內(nèi)鏡下組織活檢目前已在臨床廣泛開展，這為Hp的培養(yǎng)提供了基礎(chǔ)。日本學(xué)者曾主張在病變部位(如炎癥或糜爛灶)或病變部位與正常黏膜交界處(如潰瘍或胃癌邊緣)多點位正規(guī)取材[11]。我國專家共識建議在胃竇小彎側(cè)距幽門5 cm(鄰近胃角處)或胃竇大彎側(cè)正對胃角處取活檢1～2塊[12]。三氣培養(yǎng)箱提供了良好的微需氧環(huán)境，極大地提高了Hp培養(yǎng)成功率；藥敏試驗采用經(jīng)典的紙片法或Etest法，通過抑菌圈大小評價抗菌藥物的耐藥情況。

經(jīng)驗性鉍劑四聯(lián)方案的療效與基于藥敏試驗的三聯(lián)方案相當，但前者服用藥物數(shù)量多，不良反應(yīng)率稍高，后者則存在藥敏試驗的可獲得性和費用可能增加的問題，需行成本-效益評估。有研究[13]表明對于通過13C-呼氣試驗診斷Hp感染而無胃鏡檢查指征的患者，建議首選經(jīng)驗性四聯(lián)方案；對于行胃鏡檢查明確Hp感染的患者，建議在進行Hp藥敏試驗后根據(jù)結(jié)果制定個體化根除方案。

三、基于Hp基因檢測指導(dǎo)個體化精準治療

1.Hp耐藥基因突變檢測：Hp耐藥基因突變檢測相對于細菌培養(yǎng)物藥敏試驗有更高的檢出率，可應(yīng)用于因培養(yǎng)不成功而無法進行藥敏試驗的患者，同時可提供分子生物學(xué)層面的耐藥信息[13]。Hp耐藥基因突變檢測的方法包括定量PCR法、DNA酶免疫測定法、寡核苷酸連接或限制片段長度多態(tài)性分析、PCR-反向點雜交法等。新近的研究發(fā)現(xiàn)，基于堿基互補配對原理的DNA芯片技術(shù)也是一種檢測Hp耐藥性方便快捷的方法，具有高敏感性和特異性、高通量的能力，可直接從胃活檢標本中進行檢測。臨床中，該基因芯片技術(shù)可用于兒童Hp感染的快速診斷和耐藥性檢測[14]。

Hp抗菌藥物的耐藥機制主要基于細菌染色體上的點突變。與甲硝唑、克拉霉素、阿莫西林和左氧氟沙星相關(guān)的Hp耐藥基因分別為rdxA、23S rRNA、pbp1A和gyrA[15]。Hp甲硝唑耐藥株的硝基還原酶rdxA基因突變導(dǎo)致rdxA基因功能失活[16]。Hp對克拉霉素耐藥的主要原因是肽酰轉(zhuǎn)移酶區(qū)編碼23S rRNA V區(qū)的A2142G和A2143G出現(xiàn)點突變，導(dǎo)致抗菌藥物無法與細菌23S核糖體亞基結(jié)合，而這些核糖體亞基專用于特定抗菌藥物相關(guān)蛋白的合成[17]。一種新的基于肽核酸探針的實時PCR法可用于檢測Hp中與克拉霉素耐藥性相關(guān)的23S rRNA基因的A2142G/A2143G突變，可評估Hp對克拉霉素的耐藥性[18]。此外，一項橫斷面研究[19]利用PCR法發(fā)現(xiàn)北京地區(qū)Hp對克拉霉素和左氧氟沙星的耐藥情況嚴重，雙重耐藥率高達19.6%。故有必要根據(jù)Hp耐藥信息來選擇合適的根除方案。Pbp1A多重突變可能導(dǎo)致阿莫西林耐藥性的逐漸增加。雖然Hp對阿莫西林耐藥率較低，但有研究[20]發(fā)現(xiàn)阿莫西林根除Hp每失敗一次，其MIC90增加2倍，因此Hp對阿莫西林的耐藥性是在根除失敗后逐漸誘導(dǎo)的。Hp對氟喹諾酮類藥物的耐藥性主要由gyrA蛋白突變引起，gyrA蛋白是氟喹諾酮類藥物的靶目標，可導(dǎo)致DNA復(fù)制受抑[21]。第四代喹諾酮類藥物(雙氧氟沙星和莫西沙星)根除Hp的療效優(yōu)于左氧氟沙星，原因可能是雙氧氟沙星和莫西沙星可克服gyrA突變[22]。

此外，有研究[23]發(fā)現(xiàn)新的Hp耐藥基因rfaF與藥物敏感性直接相關(guān)，可降低細胞膜對藥物的通透性，促進菌株發(fā)生耐藥。臨床菌株中的rfaF氨基酸保守序列具有高突變率(K331R突變最頻繁，占所有突變的44.44%)，導(dǎo)致菌株對阿莫西林、四環(huán)素、克拉霉素和氯霉素發(fā)生交叉耐藥。綜上所述，對Hp進行耐藥基因突變檢測可指導(dǎo)臨床醫(yī)師選擇對Hp更為敏感的抗菌藥物，這對患者的個體化精準治療至關(guān)重要。

2.Hp全基因組測序和毒力抗體檢測：Hp表現(xiàn)出廣泛的種內(nèi)多樣性，全基因組測序不僅可將不同菌株之間的差異比較精確至單個堿基，還可揭示菌株的遺傳背景，了解菌株的毒力基因和耐藥基因。

Hp相關(guān)疾病的發(fā)病率在世界范圍內(nèi)各不相同，東亞、中美洲和南美洲的胃癌發(fā)病率相當高。導(dǎo)致這種差異的原因尚不完全清楚，但調(diào)節(jié)感染免疫反應(yīng)的宿主遺傳學(xué)，以及細菌遺傳學(xué)和環(huán)境因素在其中發(fā)揮了作用。最新的研究[24]發(fā)現(xiàn)，胃灌洗液的全基因組分析和單分子實時檢測技術(shù)可確定Hp菌株的癌癥相關(guān)遺傳變異。全基因組測序發(fā)現(xiàn)典型的非洲Hp分離株具有巨大潛在毒力，可通過功能性CagA癌基因蛋白的移位促進胃上皮細胞發(fā)生癌變。此外，有研究[25]發(fā)現(xiàn)全基因組測序可預(yù)測臨床中Hp的耐藥性。有趣的是，研究[26]發(fā)現(xiàn)了一種網(wǎng)絡(luò)工具CRHP，可利用全基因組測序數(shù)據(jù)檢測Hp對克拉霉素的耐藥性。

Hp是具有最高突變率和重組率的病原菌之一，且重組率遠高于點突變率。Kumar等[27]分析比較了27個馬來西亞Hp分離株的基因組，發(fā)現(xiàn)CagA和VacA等位基因可因菌株的寄主遺傳背景出現(xiàn)變異。Thorell等[28]對尼加拉瓜的52株Hp分離株進行全基因組序列比較，發(fā)現(xiàn)77%的分離株攜帶與癌癥相關(guān)的毒力基因CagA、S1/I1/M1空泡細胞毒素以及VacA等位基因，且與疾病嚴重程度有關(guān)。此外，Hp可產(chǎn)生多種毒力因子，主要為CagA和VacA，根據(jù)是否表達CagA和VacA將Hp分為Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型菌株表達CagA和VacA，Ⅱ型菌株不表達上述基因，Ⅰ型菌株致病力高，與胃癌及其癌前病變的發(fā)生、發(fā)展有較為明確的關(guān)聯(lián)[29]。

總之，隨著耐藥性的增加，臨床上需要準確的藥敏試驗來指導(dǎo)Hp感染的治療，而全基因組測序可準確預(yù)測人群中Hp整個基因組核苷酸序列的潛在耐藥性突變，并在序列突變時識別癌癥相關(guān)的遺傳變異，從而為臨床醫(yī)師制定個體化診療方案提供可靠的參考。

四、基于Hp球形變指導(dǎo)個體化精準治療

Hp在人體內(nèi)主要保持螺旋狀，但在不利的環(huán)境中，如氧分壓升高、pH值變化、體外培養(yǎng)時間延長和接觸抗菌藥物等條件下可轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙頪30]。與螺旋形式相比，球形Hp毒力較低，不太可能定植和引發(fā)炎癥[31]。根據(jù)Hp相關(guān)性腺癌的活檢結(jié)果，93%的樣本中可識別出球狀形態(tài)，表明球形Hp可直接黏附和侵入人胃黏膜上皮細胞[32]。Hp從典型的螺旋桿狀到球形體的變化可能是對不利環(huán)境的一種短暫適應(yīng)，當環(huán)境重新恢復(fù)至對Hp生長有利時，Hp可能會恢復(fù)成可增殖的螺桿狀而重新具有致病性[33]。

通過免疫組化染色可直接觀察胃黏膜組織中Hp的形態(tài)、數(shù)量。不同濃度的甲硝唑、阿莫西林、克拉霉素、紅霉素在不同的暴露時間均能誘導(dǎo)Hp球狀形成。已有研究表明克拉霉素等蛋白質(zhì)合成抑制劑抗菌藥物和甲硝唑等DNA抑制劑抗菌藥物對活體球形Hp有較好的殺菌效果，阿莫西林對Hp的體外殺菌作用最強，但阿莫西林在2倍MIC時對活體球形Hp沒有殺菌作用[30]。存活的球形Hp對阿莫西林具有抗藥性。因此，對于Hp感染成功的治療，不僅應(yīng)根除螺旋狀和球狀Hp，而且還應(yīng)防止球狀的誘導(dǎo)。僅靠藥敏試驗可能不足以確定抗菌藥物根除Hp的臨床效果。

深入了解Hp球形變，對臨床醫(yī)師指導(dǎo)個體化精準治療非常關(guān)鍵。預(yù)防Hp球形變、Hp球形變檢測以及根除胃黏膜中的球形Hp等課題內(nèi)容值得研究者進一步關(guān)注。

五、基于宿主CYP2C19基因多態(tài)性指導(dǎo)個體化精準治療

CYP2C19主要存在于肝細胞微粒體中，屬肝微粒體細胞色素P450酶(CYP450)的亞型之一，其基因多態(tài)性可影響藥物藥代動力學(xué)。PPI如奧美拉唑、蘭索拉唑和雷貝拉唑依賴CYP450進行肝臟代謝。CYP2C19基因突變可影響胃pH值，從而影響克拉霉素、阿莫西林等pH值依賴性抗菌藥物的穩(wěn)定性[34]。因此PPI的抑酸強度和速度及其作用的穩(wěn)定性對整個抗Hp方案的療效起有重要作用。

CYP2C19基因代謝型主要分為強代謝型、中間代謝型和弱代謝型。CYP2C19中間代謝型和弱代謝型的Hp根除率明顯高于強代謝型[35]。奧美拉唑等第一代PPI主要經(jīng)CYP2C19和CYP3A4代謝，相同劑量的奧美拉唑?qū)θ醮x型的Hp根除率高于強代謝型[36]。Sezgin等[37]給予134例Hp感染患者大劑量奧美拉唑的改良序貫療法，CYP2C19強代謝型患者的Hp根除率無明顯升高。第二代PPI則不完全依賴CYP2C19[38]。強代謝型患者使用第二代PPI(如艾司奧美拉唑、雷貝拉唑)后，總體Hp根除率高于第一代PPI(如奧美拉唑、蘭索拉唑、泮托拉唑)[39]。新一代PPI艾普拉唑是唯一不經(jīng)CYP2C19代謝的PPI，不受基因多態(tài)性的影響，在不同代謝型患者之間療效無明顯差異，效果更穩(wěn)定可靠[40]。富馬酸伏諾拉生是一種新型鉀離子競爭性酸阻斷劑，可持久抑酸，主要由CYP3A4/5代謝，部分由CYP2C19代謝，受CYP2C19基因型的影響小于PPI[41]。因此，在對患者進行個體化精準治療過程中，可檢測患者CYP2C19基因代謝型，從而選擇相應(yīng)的抑酸劑，充分的抑酸治療對Hp的根除至關(guān)重要。

六、其他因素在Hp個體化精準治療中的作用

1.患者隨訪教育：患者依從性差不僅會導(dǎo)致根除失敗，而且由于藥物劑量不足，還會導(dǎo)致感染Hp菌株的繼發(fā)耐藥。一項前瞻性隨機研究[42]表明，每天兩次的短信提醒可提高年輕患者的Hp根除率，提高所有人群的總體治療依從性，并減輕不良反應(yīng)。提示在臨床實踐中，詳細指導(dǎo)和服藥前及時提醒是提高患者依從性的關(guān)鍵，可有效提高根除率。

2.中藥：目前已有研究證實中西醫(yī)結(jié)合根除Hp的療效更好，有較高的臨床應(yīng)用價值?！兜谖宕稳珖拈T螺桿菌感染處理共識報告》明確指出某些中藥或中成藥可能有抑制Hp的作用，可用于抗Hp的臨床治療[2]。黃芩、金銀花、烏梅等單味中藥對Hp有不同程度的抑菌作用。用于臨床的復(fù)方中藥制劑和中成藥包括半夏瀉心湯、荊花胃康膠丸、摩羅丹等藥物。

3.益生菌：近年益生菌聯(lián)合抗菌藥物根除Hp感染逐漸受到關(guān)注。益生菌提高Hp感染的機制包括產(chǎn)生抑制Hp的物質(zhì)如有機酸、抑制Hp定植、抑制Hp感染后的炎癥以及減少不良反應(yīng)提高患者依從性[43]。但益生菌不能完全替代抗Hp藥物，與標準的抗Hp治療方案相比，聯(lián)合益生菌可增加根除率和降低藥物的不良反應(yīng)。目前益生菌抗Hp還缺少大樣本、多中心的臨床試驗，益生菌的選擇、劑量，以及如何與抗菌藥物聯(lián)合使用還需行進一步臨床試驗探索。

七、小結(jié)與展望

Hp被國際癌癥研究機構(gòu)列為Ⅰ類致癌原，早期根除Hp可顯著降低胃癌風(fēng)險。Hp根除率受多種因素影響，其中抗菌藥物的耐藥性是Hp根除失敗最主要的原因，此外，Hp分子生物學(xué)差異、宿主CYP2C19基因多態(tài)性、Hp球形變等均可影響Hp根除率。個體化精準治療可通過基因組、蛋白質(zhì)組等技術(shù)，精確尋找到疾病原因和治療靶點，提高根除率。治療前對患者進行Hp培養(yǎng)和藥敏試驗或耐藥基因檢測，可更有針對性地選擇抗菌藥物。Hp的全基因組測序和毒力抗體檢測可揭露菌株的毒力基因和耐藥基因。Hp球形變可導(dǎo)致感染更易復(fù)發(fā)和流行。宿主CYP2C19基因檢測可指導(dǎo)臨床醫(yī)師選擇抑酸劑。此外，中藥和益生菌等可作為輔助根除Hp的藥物，增加患者的獲益。加強患者的隨訪教育是提高患者依從性的關(guān)鍵，可有效提高Hp根除率，減輕不良反應(yīng)。抗Hp疫苗已進入臨床試驗，但有效率不高，未來預(yù)防性或治療性疫苗接種來控制Hp感染仍是臨床研究的熱點。同時還需加強分子生物學(xué)診斷技術(shù)以及耐藥基因靶向治療策略的研究，更好地指導(dǎo)臨床個體化根除Hp。