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非幽门螺杆菌的流行病学、检测方法及致病机制的研究进展

2018-02-13刘会领

吉林医学 2018年2期
关键词:螺旋杆菌幽门淋巴瘤

刘会领,罗 雁

(天津市海河医院消化内科,天津 300350)

自从1983年,澳大利亚科学家Warren和Mashall从慢性胃炎患者胃黏膜中分离并培养出幽门螺杆菌(Helicobacter Pylori,Hp)后[1],研究者们对幽门螺杆菌的研究热度越来越高,隐藏在Hp后面的非幽门螺旋杆菌(non-helicobacter pylori-helicobacters,NHPH)也逐渐跃入研究者的视线。他们发现NHPH与胃内疾病,如胃癌、胃黏膜相关淋巴组织淋巴瘤(mucosa associated lymphoid tissue lymphoma,MALT)、消化性溃疡等关系密切,但也发现两者不存在直接的因果关系。由于其对胃内疾病的发生发展的重要作用,故本文就胃内非幽门螺旋杆菌的流行情况及检测方法以及其致病机制做系统综述。

1 流行情况及检测方法

1.1流行情况:非幽门螺杆菌是一类由动物传播的革兰阴性菌,它是一种人畜共患病,主要定植在猪、狗和猫的胃内,它们是怎样从动物转移到人类胃内的具体机制仍不清楚。但对于人类,它们可以引起很多胃疾病,包括慢性胃炎、消化性溃疡及MALT淋巴瘤等。目前为止在人类胃黏膜组织中发现5种NHPH,包括有嗜血螺旋杆菌(Helicobacter suis,H.suis)、猫胃螺旋杆菌(Helicobacter felis,H.felis)、H.bizzozeronii、H.salomonis和海尔曼螺旋杆菌(Helicobacter heilmannii,H.heilmannii),在动物胃黏膜组织中发现的NHPH除以上五种之外,还包括幼禽螺杆菌(H.pullorum)、H.cinaedi、H.ailurogastricus、H.ganmani、H.equorum、H.canadensis、H.hepaticus等等。

随着对非幽门螺旋杆菌的关注度的增加,相关的研究也越来越多。Amorim I等对69只狗的胃黏膜样本用qPCR分析发现螺旋形细菌的感染率是47.8%[2],其中有66.7%是海尔曼样螺旋杆菌属,有51.5%是H.salomonis,而H.bizzozeronii和H.felis则很少。

Flahou等对无症状结节性胃炎患者的活检标本进行检测[3],在胃黏膜发现有螺旋状菌属的存在,他们认为这就是非幽门螺旋杆菌,他们用基于PCR的尿素酶基因及16S rRNA技术,确定胃内定植的螺旋杆菌是嗜血螺旋杆菌(H.suis),并且主要在壁细胞周围存在。日本学者?verby A等[4]对NHPH的流行进行研究,对280例患有各种胃部疾病的患者进行NHPH的检测,发现NHPH在患有MALT淋巴瘤、结节性胃炎及消化性溃疡患者中的感染率是6.1%,在Hp阳性患者中的感染率是6.5%,Hp的感染率是65.7%。而据文献报道欧洲普通人群的感染率在0.1%~6.2%,比除日本之外的其他亚洲国家感染率还要低[4]。Liu.J等对中国北京患有胃部疾病的尿素酶试验阳性的1 517例患者的胃活检标本,应用海尔曼螺旋杆菌种属特异性PCR技术进行核苷酸测序检测海尔曼螺旋杆菌,结果在Hp阳性的患者中,其感染率是11.87% (178/1499),接近12%,H.suis、 H.felis、H.bizzozeronii、H.heilmannii和H.salomonis感染率分别是6.94%、2.20%、 0.13%、 0.07%和 2.54%,结果进一步提示所有感染海尔曼螺旋杆菌的患者都共同感染幽门螺旋杆菌,有些患者感染两种以上的螺旋杆菌。而早在1998年Yang[6]的研究与2005年Okiyama Y[7]的研究发现,中国与日本NHPH的感染率分别为1.9%和0.1%,分析造成这种差异的原因可能与地域、经济社会条件以及种族有关,随着将来的研究越来越多,造成这种差异的原因也会被破解。

1.2检测方法:关于NHPH的检测技术大部分来源于对动物螺旋杆菌属的研究,在近期的动物演化史的研究中发现,通过使用不同的基因可以鉴别不同的螺旋杆菌属。目前已知的除基因及基因组学技术能检测NHPH外[8-10],Anderson等应用具有回音壁模式装置的光探测技术能快速准确的检测H.hepaticus[11],然而并不是所有的技术都能检测实验动物胃内的NHPH,Hong等对感染NHPH狗的胃黏膜及大便样本[12],应用PCR及快速尿素酶试验(rapid urease test,RUT)技术进行检测,发现海尔曼螺旋杆菌的感染率是37.5% ,H.felis是25%,而应用Hp大便抗原检测技术却不能检测到这些样本中的NHPH。同时,Goji等也做了相似的研究,他们把应用PCR明确有Hp和NHPH感染的人胃黏膜作为研究对象[13],用检测Hp的方法检测NHPH,应用免疫组化方法、快速尿素酶试验、血清抗体检测、尿素呼气试验、培养和大便抗原检测,敏感度分别为40.0%、40.0%、23.1%、14.8%、0和0。Kiss S等对经过组织分析,幽门螺旋杆菌阴性的患者的胃活检标本,应用一种螺旋杆菌属特异的16sRNA基因基础PCR方法重新进行阳性样品的测序发现,Hp阳性的有54.75%,而NHPH阳性仅0.25%。这几个研究发现一个共性,即NHPH的感染往往合并Hp的感染,然而关于NHPH的检测大部分来源于对动物实验的研究,目前尚未见有大量关于人类胃黏膜NHPH检测的研究发现。相信随着检测技术的提高及不断简化,对NHPH的检测会越来越简单,将会发现越来越多人相关的NHPH。

2 NHPH的致病机制

2.1NHPH的粘附作用:螺旋杆菌属致病的关键首先是定植于胃黏膜。比如Hp,当宿主感染Hp后通过多种机制导致胃黏膜损伤,首要的是先定植在胃黏膜,之后再损害胃黏膜屏障、产生炎性反应与免疫反应、细菌毒力基因造成的损害、感染后胃泌素和生长抑素调节失衡所致的胃酸分泌异常等。参与Hp致病的因素分为定植因素和毒力因素等,其中定植因素是Hp感染的首要条件,最能表现定植能力的是Hp的粘附因子。NHPH却缺乏已知Hp的粘附因子,Cheng L等发现缺乏HofE和HofF的海尔曼螺旋菌结合胃黏蛋白和上皮细胞的能力下降[15],也发现与感染野生株海尔曼螺旋杆菌的小鼠比较,缺乏HofE和HofF的海尔曼螺旋菌在胃内定植能力也明显下降。所以他们认为海尔曼螺旋杆菌外膜蛋白HofE和HofF作为粘附因子参与了与胃黏膜的结合,并且对激活IL-1β起基础作用,IL-1β一旦活化进而激活胃黏膜上皮黏蛋白13(mucin13,MUC13)的表达,从而发挥菌株的粘附功能。

除黏附因子的作用外,螺旋杆菌属的尿素酶及氢化酶在其粘附及致病因素也起到重要作用,这两种酶的激活又均依赖金属镍的存在,而富含组氨酸的镍结合蛋白(nickel-binding protein with high content in histidine,Hpn)对于幽门螺旋杆菌属能成功定植于胃黏膜起了关键作用。Vinella D等研究发现两种旁系同源的Hpn和Hpn-2,在维持非毒性细胞内镍含量和控制它的胞内运输中起了重要作用[16]。在幽门螺旋杆菌和H.acinoychis的共同原种中获得的同源Hpn-2,仅存在于幽门螺旋杆菌和H.acinoychis中,而Hpn存在于所有胃螺旋杆菌属中。Hpn和Hpn-2与羟脯氨酸AB(Hydroxyproline AB,HypAB)氢化酶成熟蛋白相作用,而Hpn仅与尿素酶蛋白亚单位作用,充当镍螯和蛋白,所有尿素酶的激活需要Hpn,而Hpn-2却限制尿激酶活性。最终他们得出结论,在螺旋杆菌属的进化过程中,从胃螺旋杆菌属中发现的Hpn和Hpn-2对于允许螺旋杆菌属定植在宿主胃环境中是一个决定性的进化事件,因为在这种环境下,没有其他细菌能持续繁衍下去。另外,螺旋杆菌属有宿主种属特异性倾向,在宿主的有生之年,为了实现能够长期定植在宿主胃内会衍生出多种方法。Namburi RB等在犬科动物胃内的H.bizzozeronii发现软骨素酶AC[17],它与主细胞分泌的存在于胃底粘液中的4硫酸软骨素结合,实现其定植在胃黏膜,进而发生各种胃疾病,这可能是H.bizzozeronii适应宿主的结果。

2.2NHPH的毒力:除粘附作用,细菌毒力对胃黏膜损伤也有一定作用。Joosten等对比高毒力海尔曼螺旋菌属和低毒力的H.ailurogastricus菌属[18],发现低毒力菌属缺乏毒力因子IceA1,HrgA,和jhp0562样糖基转移酶,另外低毒力的H.ailurogastricus菌属,在体外与胃黏膜上皮的结合能力较低,这就说明低毒力菌属的特性。

2.3NHPH的炎性反应与免疫反应:螺旋杆菌属定植胃黏膜上皮细胞后出现一系列炎症免疫反应,造成胃黏膜损伤,导致慢性炎性反应、消化性溃疡、胃癌及胃MALT淋巴瘤。Gossmann J等[19]在对猫胃螺旋杆菌诱导的胃MALT淋巴瘤的研究中发现,磷脂酶Cgamma2(Phospholipase C-gamma2 ,PLCG2))对核因子-κB的激活以及B细胞的增殖和功能障碍起重要作用,而核因子-κB的激活和B细胞增殖和功能障碍导致MALT淋巴瘤的发生。他们应用更容易获得胃MALT淋巴瘤的具有磷脂酶Cgamma2突变基因的小鼠作为研究对象,发现感染猫胃螺旋杆菌的缺陷小鼠 IFN-γ,IL-1a,IgG1和IgG2a表达下调,而调节T细胞(regulatory T cell,Tregs)表达上调。这种炎性反应的下调可能对MALT淋巴瘤的发展起到保护性作用。Ericksen RE等做了一个有趣的研究,他们发现在H.felis感染的小鼠,肥胖能增加促炎性反应免疫反应并加速胃黏膜癌变的发生,主要是通过在炎症和脂肪细胞两者由细胞因子介导的联系,放大了免疫反应,从而导致胃内原癌基因的微环境改变[20]。

2.4NHPH与细胞凋亡:NHPH跟胃癌、MALT淋巴瘤的发生有密切关系,而肿瘤的发生发展离不开细胞凋亡。Flahou等研究发现H.suis溶解产物诱导人类胃上皮细胞的凋亡发生[21],De Bock等也发现H.felis感染的蒙古沙鼠中发现胃上皮细胞的丢失及局灶性细胞凋亡[22],而在H.bizzozeronii感染的蒙古沙鼠中较少见,这种细胞丢失进而引起肠上皮化生。细胞凋亡在肿瘤的发生发展中有重要作用,致凋亡蛋白BAK家族在细胞凋亡中又有不可替代的作用。它可以调节胃和结肠中放射诱导的凋亡发生,使结直肠更易癌变。Duckworth CA等的研究发现在H.felis感染的小鼠中Bak蛋白表达增加[23],进一步研究证实在BAK基因中引入基因缺失突变的小鼠,增加了H.felis诱导小鼠胃黏膜萎缩和肠化的发生,进而增加胃癌的发生。

3 总结

综上所述,NHPH形成一个菌群定植于人类及动物的胃黏膜上,与人类的胃炎、消化性溃疡、胃癌及MALT淋巴瘤的发生关系密切。由于其检测方法的复杂及体外培养困难,阻碍了对它的研究,所以迫切的需要更简便、敏感的检测方法检测NHPH,对于NHPH的致病机制的研究远不如对Hp的研究透彻,而且其与Hp在胃部疾病的发生及发展中是否有协同作用以及具体致病机制还有待进一步深入研究。

[1] Cilley RE,Brighton VK.The significance of Helicobacter pylori colonization of the stomach[J].Semin Pediatr Surg,1995,4(4):221.

[2] Amorim I,Smet A,Alves O,et al.Presence and significance of Helicobacter spp.in the gastric mucosa of Portuguese dogs[J]. Gut Pathog,2015,7:12.

[3] Flahou B,Haesebrouck F,Pasmans F,et al.Helicobacter suis causes severe gastric pathology in mouse and mongolian gerbil models of human gastric disease[J].PLoS One,2010,5(11):e14083.

[4] Φverby A,Murayama SY,Michimae H,et al.Prevalence of Gastric Non-Helicobacter pylori-Helicobacters in Japanese Patients with Gastric Disease[J].Digestion,2017,95(1):61.

[5] Liu J,He L,Haesebrouck F,et al.Prevalence of Coinfection with Gastric Non-Helicobacter pylori Helicobacter (NHPH) Species inHelicobacter pylori-infected Patients Suffering from Gastric Disease in Beijing,China[J].Helicobacter,2015,20(4):284.

[6] Yang H,Goliger JA,Song M,et al.High prevalence of Helicobacter heilmannii infection in China[J].Dig Dis Sci,1998,43(7):1493.

[7] Okiyama Y,Matsuzawa K,Hidaka E,et al.Helicobacter heilmannii infection:clinical,endoscopic and histopathological features in Japanese patients[J].Pathol Int,2005,55(7):398.

[8] Menard A,Buissonniere A,Prouzet-Mauleon V,et al.The GyrA encoded gene:a pertinent marker for the phylogenetic revision of Helicobacter genus[J].Syst Appl Microbiol,2016,39(2):77.

[9] Joosten M,Linden S,Rossi M,et al.Divergence between the highly virulent Zoonotic pathogen Helicobacter heilmannii and its closest relative,the low-virulence“Helicobacter ailurogastricus” sp.Nov[J].Infect Immun,2015,84(1):293.

[10] Dong HJ,Ho H,Hwang H,et al.Diversity of the gastric microbiota in Thoroughbred racehorses having gastric ulcer[J].J Microbiol Biotechnol,2016,26(4):763.

[11] Anderson ME,O′Brien EC,Grayek EN,et al.The detection of Helicobacter hepaticus using whispering-gallery mode microcavity optical sensors[J].Biosensors (Basel),2015,5(3):562.

[12] Hong S,Chung Y,Kang WG,et al.Comparison of three diagnostic assays for the identification of Helicobacter spp.in laboratory dogs[J].Lab Anim Res,2015,31(2):86.

[13] Goji S,Tamura Y,Sasaki M,et al.Helicobacter suis-infected Nodular gastritis and a review of diagnostic sensitivity for Helicobacter heilmannii-like organisms[J].Case Rep Gastroenterol,2015,9(2):179.

[14] Kiss S,Zsikla V,Frank A,et al.Helicobacter-negative gastritis:polymerase chain reaction for Helicobacter DNA is a valuable tool to elucidate the diagnosis[J].Aliment Pharmacol Ther,2016,43(8):924.

[15] Cheng L,Mirko R,Sara L,et al.The Helicobacter heilmannii hofE and hofFGenes are Essentialfor Colonization ofthe Gastric Mucosa and Play a Role in IL-1β-Induced Gastric MUC13 Expression[J].Helicobacter,2016,21(6):504.

[16] Vinella D,Fischer F,Vorontsov E,et al.Evolution of Helicobacter:acquisition by gastric species of two histidine-rich proteins essential for colonization[J].PLoS Pathog,2015,11(12):e1005312.

[17] Namburi RB,Berteau O,Spillmann D,et al. Chondroitinase AC:a host-associated genetic feature of Helicobacter bizzozeronii[J].Vet Microbiol,2016,186:21.

[18] Joosten M,Linden S,Rossi M,et al.Divergence between the highly virulent Zoonotic pathogen Helicobacter heilmannii and its closest relative,the low-virulence“Helicobacter ailurogastricus” sp[J].nov.Infect Immun,2015,84(1):293.

[19] Gossmann J,Stolte M,Lohoff M,et al.A Gain-Of-Function mutation in the Plcg2 gene protects mice from Helicobacter felis-induced gastric MALT lymphoma[J].PLoS One,2016,11(3):e0150411.

[20] Ericksen RE,Rose S,Westphalen CB,et al.Obesity accelerates Helicobacter felis-induced gastric carcinogenesis by enhancing immature myeloid cell trafficking and TH17 response[J]. Gut,2014,63(3):385.

[21] Flahou B,Haesebrouck F,Chiers K,et al.Gastric epithelial cell death caused by Helicobacter suis and Helicobacter pylori γ-glutamyl transpeptidase is mainly glutathione degradation-dependent[J].Cell Microbiol,2011,13(12):1933.

[22] De Bock M,Decostere A,Hellemans A,et al.Helicobacter felis and Helicobacter bizzozeronii induce gastric parietal cell loss in Mongolian gerbils[J].Microbes Infect,2006,8(2):503.

[23] Duckworth CA,Abuderman AA,Burkitt MD,et al.Bak deletion stimulates gastric epithelial proliferation and enhances Helicobacter felis-inducedgastric atrophy and dysplasia in mice[J]. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol,2015,309(6):G420.

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