幽門螺桿菌感染特點(diǎn)、毒力基因、抗生素耐藥菌流行情況與耐藥機(jī)制及其防控措施

高 春，江晶晶,，馮富娟,，解有成,，于曉輝 綜述 張久聰 審校

幽門螺桿菌(helicobacter pylori，Hp)是一種致癌性革蘭氏陰性菌，具有極強(qiáng)的傳染性，存在于世界上超過(guò)50%的人的胃中，并在發(fā)展中國(guó)家引起更嚴(yán)重的問(wèn)題[1]。近日，美國(guó)衛(wèi)生及公共服務(wù)部發(fā)布的新版致癌物清單中，Hp被列為明確致癌物。正確的臨床管理、完善的診斷和有效治療是改善臨床結(jié)果的重要步驟。有效的抗生素使用可預(yù)防并治療Hp相關(guān)疾病，并有效降低胃癌的發(fā)病率[2]。目前，一種由質(zhì)子泵抑制劑和兩種抗生素組成的三聯(lián)抗生素療法已被廣泛應(yīng)用于治療Hp感染，但易產(chǎn)生耐藥性，使Hp根除效果逐步下降[3]。為提高治療效果，臨床開(kāi)始進(jìn)行四聯(lián)方案、益生菌、預(yù)防Hp感染的疫苗等治療方案的相關(guān)研究[2-5]。本文對(duì)Hp抗生素耐藥菌的流行、耐藥機(jī)制和防控措施進(jìn)行綜述，為預(yù)防Hp感染及早期臨床用藥提供參考。

1 Hp感染特性及其毒力基因

Hp是一高度異構(gòu)的細(xì)菌,也是人類胃中常見(jiàn)的致病菌定植者，感染極其普遍，但只有少量的感染者最終發(fā)展為胃與十二指腸疾病[4]。研究發(fā)現(xiàn)，年齡、性別、社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位、宿主疾病狀況等不同的因素均可影響抗生素耐藥，但病原體的毒力基因是影響抗生素耐藥最重要的因素[5]。對(duì)于Hp感染，根據(jù)藥敏試驗(yàn)，不同的患者應(yīng)用不同類型的抗生素治療。然而，與其他細(xì)菌感染相似，耐藥性是該細(xì)菌根除失敗的最重要原因?？张荻舅鼗駻(valculating toxin gene A，VacA)、細(xì)胞毒素相關(guān)基因A(cytotoxin-associated gene A, CagA)、十二指腸潰瘍促發(fā)基因A(Duodenal ulcer promoting gene A, DupA)等是Hp最重要的毒力基因[6]，目前有大量研究發(fā)現(xiàn)這些毒力基因與耐藥性密切相關(guān)。在其中一項(xiàng)研究中，VacA和CagA與克拉霉素和甲硝唑耐藥相關(guān)[7]。另外，Haddadi等[8]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，CagA的存在增加了抗生素耐藥風(fēng)險(xiǎn)。然而，關(guān)于Hp的毒力基因及耐藥性之間的關(guān)系仍存在爭(zhēng)議。Sinem等[9]發(fā)現(xiàn)，VacA、CagA、DupA等毒力基因與抗生素耐藥之間沒(méi)有顯著相關(guān)性。盡管我們對(duì)Hp毒力基因的認(rèn)識(shí)已經(jīng)有了很大的提高，但其與耐藥性的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。

2 抗生素耐藥菌流行及耐藥機(jī)制

2.1 耐藥菌流行情況 不同地理區(qū)域?qū)股氐拿舾行源嬖诿黠@差異。例如，四環(huán)素、甲硝唑、阿莫西林耐藥率高發(fā)地區(qū)在非洲，而左氧氟沙星和克拉霉素的耐藥率高發(fā)地區(qū)為北美和亞洲。在伊朗，甲硝唑(61.6%)和克拉霉素(22.4%)、阿莫西林(16.0%)、四環(huán)素(12.2%)耐藥率逐年呈上升趨勢(shì)[10]。臨床研究發(fā)現(xiàn)，Hp對(duì)克拉霉素和甲硝唑具有較高的耐藥性，對(duì)四環(huán)素和阿莫西林的耐藥性相對(duì)較低，但在不同人群之間存在差異。Haddadi等[8]發(fā)現(xiàn)，在所有耐藥菌株中，甲硝唑、克拉霉素、阿莫西林、四環(huán)素耐藥菌株分別占70.1%、7.2%、35.5%和8.2%。其中甲硝唑的耐藥性與伊朗學(xué)者的研究相似[10]。近日，齊樂(lè)等[11]對(duì)138株Hp進(jìn)行分離培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)對(duì)甲硝唑、克拉霉素、左氧氟沙星、阿莫西林、四環(huán)素的耐藥率分別為70.29%、30.43%、20.29%、14.49%和7.25%。由此可見(jiàn)，Hp對(duì)目前常用的抗生素均有耐藥性，且耐藥性逐年增高。

2.2 耐藥機(jī)制 有學(xué)者認(rèn)為，生物膜的形成是抗生素治療失敗的主要原因[6]。生物膜是細(xì)菌群體黏附在一層被胞外聚合物(extracellular polymeric substances，EPS)包裹的底物上，EPS主要由多糖、蛋白質(zhì)和細(xì)菌分泌的胞外DNA組成[12]。它作為細(xì)菌細(xì)胞的屏障，可以防御藥物和宿主免疫系統(tǒng)[13]。據(jù)報(bào)道，CagA等毒力基因的存在與生物膜形成顯著相關(guān)。這種情況下，易感菌株可以通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移獲得相關(guān)基因而產(chǎn)生耐藥菌株，并以細(xì)胞密度依賴性的方式向周圍胃上皮細(xì)胞釋放CagA[14]。最近, Servetas等[15]也發(fā)現(xiàn)HomB毒力基因?qū)ι锬さ男纬捎酗@著的促進(jìn)作用。這一結(jié)論在Tamrakar等[16]的研究中得到了證明。目前Hp生物膜的研究還相對(duì)不足，關(guān)于它們?cè)诳股啬退幮灾械闹苯雍烷g接作用的信息很少。事實(shí)上，一些學(xué)者已經(jīng)開(kāi)發(fā)了玻片[17]和硼硅酸鹽玻璃瓶[18]等幾種研究Hp生物膜的方法，但方法上的差異使其極具挑戰(zhàn)性，但也可說(shuō)明，生物膜的發(fā)現(xiàn)為Hp的治療提供了新途徑，為改善Hp的生存提供了新策略。

3 主要防控措施

3.1 優(yōu)化Hp檢測(cè)方法 快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)Hp對(duì)于疾病早期篩查和監(jiān)測(cè)具有重要意義。近年來(lái)，簡(jiǎn)便、快捷且經(jīng)濟(jì)的檢測(cè)方法取得了新的進(jìn)展：2022-01-18，我國(guó)研發(fā)的“幽幽管”順利上市，首次實(shí)現(xiàn)了取樣和檢測(cè)“驗(yàn)孕棒”式一體化設(shè)計(jì)，10 min即可讀取結(jié)果，對(duì)樣本采集無(wú)特殊要求, 無(wú)需服藥和空腹檢測(cè)，過(guò)程無(wú)創(chuàng)無(wú)痛[19]。此外，聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction, PCR)也被廣泛應(yīng)用，目前有三種類型：常規(guī)PCR、實(shí)時(shí)定量PCR和數(shù)字PCR。Li等[20]經(jīng)實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè)胃活檢組織、胃液或糞便,結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)感染的敏感性超過(guò)90%或95%。這與文獻(xiàn)[21]研究結(jié)果一致。此外，Yin等[22]發(fā)現(xiàn)，基因芯片技術(shù)診斷Hp感染的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性分別為96.1%、85.0%和93.6%。這些研究結(jié)果均表明，基因芯片技術(shù)在診斷Hp感染的臨床前階段已達(dá)到可接受的準(zhǔn)確性，未來(lái)需要更多的研究直接促進(jìn)實(shí)時(shí)診斷。

3.2 益生菌 益生菌是一種新興的生物制劑，具有天然安全性、菌群修復(fù)和致病菌拮抗作用等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，被用于預(yù)防和治療多數(shù)胃腸道感染[23]。最新研究發(fā)現(xiàn)，羅伊氏乳桿菌不僅可以緩解胃腸道癥狀，還能提高治愈率[24]。治療方案中添加益生菌后根除率提高了12.2%[25]。Shi等[26]根據(jù)益生菌的種類特異性總結(jié)出乳酸菌和多株益生菌是較好的益生菌，認(rèn)為益生菌與四聯(lián)方案聯(lián)合使用效果更好。有學(xué)者認(rèn)為，益生菌對(duì)該菌感染的有益作用可能與免疫和非免疫機(jī)制有關(guān)，如物質(zhì)生產(chǎn)、胃黏膜強(qiáng)化和免疫功能調(diào)節(jié)[27]。也有研究發(fā)現(xiàn)，益生菌是由糞腸球菌、金黃色葡萄球菌通過(guò)破壞病原菌成熟的生物膜發(fā)揮作用[28,29]。但也有關(guān)于益生菌的一些爭(zhēng)議。Zagari等[30]認(rèn)為，添加益生菌既不能提高療效，也不能提高耐受性。所以，益生菌在根除Hp感染中的作用仍需要大量試驗(yàn)確定其療效和不良反應(yīng)。

3.3 疫苗 疫苗的開(kāi)發(fā)是預(yù)防和(或)治療感染的一種方法。有研究報(bào)告了三種重組Hp抗原(CagA、VacA、NAP)在動(dòng)物模型中具有預(yù)防感染的作用，在健康成人中也具有良好的耐受性和高免疫原性[31]。然而，與安慰劑相比，在CagA+菌株刺激后，該疫苗并未產(chǎn)生額外的保護(hù)。Ianko等[32]研發(fā)了一種表達(dá)Hp熱休克蛋白A的麻疹病毒減毒活疫苗，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)可有效預(yù)防Hp。近年來(lái)，國(guó)外學(xué)者主要集中在反向疫苗及納米疫苗的研發(fā)上，其中BabA、SabA、FecA、VacA和Omp16這5個(gè)抗原表位被列為優(yōu)先候選疫苗[33]。近年來(lái)，我國(guó)科學(xué)家開(kāi)展了一項(xiàng)針對(duì)兒童的3期隨機(jī)研究，研究針對(duì)Hp的重組B脲酶口服疫苗，結(jié)果證明是安全有效的[34]。Khan等[35]和Ghosh等[36]根據(jù)來(lái)自不同毒力基因的B、T細(xì)胞表位，同樣通過(guò)反向疫苗學(xué)方法設(shè)計(jì)并分別研發(fā)了一種多表位多肽疫苗,但它們的安全性還有待明確。

3.4 噬菌體 隨著抗生素耐藥菌的不斷出現(xiàn)，噬菌體療法就成為了預(yù)防和治療耐藥菌潛在的治療方法。噬菌體是一種基因物質(zhì)被包裹在蛋白質(zhì)衣殼內(nèi)的生物實(shí)體，能在細(xì)菌胞內(nèi)感染和復(fù)制，具有高特異性、低毒性、不易產(chǎn)生交叉耐藥等優(yōu)點(diǎn)[37]。通過(guò)將整個(gè)噬菌體或純化的噬菌體顆粒直接注射到患者體內(nèi)，溶解引起感染的細(xì)菌病原，可以穿透和分散現(xiàn)有的生物膜，在某些情況下甚至可以阻止生物膜的進(jìn)一步形成[38]。該療法已被證明在治療及治愈各種感染和慢性感染方面是有效的。2012年，有學(xué)者從日本患者的Hp菌株中分離出一種新的噬菌體，并將其命名為KHP30。近年來(lái)，Takeuchi等[39]發(fā)現(xiàn)，KHP30可特異性抑制CagA的表達(dá)。此外，You等[40]發(fā)現(xiàn)，將噬菌體插入到OipA和HomB兩個(gè)毒力基因之間，可以介導(dǎo)幽門桿菌和宿主微環(huán)境之間的相互作用。許多噬菌體具有多糖解聚酶和裂解酶，這些酶參與了holin-endolysin途徑，負(fù)責(zé)細(xì)菌裂解的第一步。Solovieva等[41]評(píng)估了噬菌體所含有的酶對(duì)主要由革蘭陰性菌引起的細(xì)菌感染的療效，發(fā)現(xiàn)可有效降低細(xì)菌毒性。雖然噬菌體治療領(lǐng)域正在迅速發(fā)展，但仍需要更深層次的臨床研究來(lái)評(píng)估噬菌體治療的安全性和有效性，并促進(jìn)其臨床應(yīng)用。

Hp是一種危害性極大的致病菌，隨著抗生素療法治療，出現(xiàn)了難以避免的耐藥性，根除率明顯下降。目前，針對(duì)抗生素耐藥性流行這一問(wèn)題，各國(guó)學(xué)者不斷深入研究提高根除Hp效果的方法。減少抗生素的使用是阻止Hp耐藥菌產(chǎn)生的主要手段，未來(lái)應(yīng)致力于益生菌的合理使用、疫苗的安全接種等相關(guān)方面的研究。