幽门螺杆菌

:2006-11-28;:2006-02-14:石乐琴(1965-),女,博士,副研究员,主要从事医学微生物学研究。幽门螺杆菌石乐琴1综述;郑荣梁2,王秉瑞1审校(1兰州生物制品研究所,兰州730046;2兰州大学生命科学学院,兰州730000):幽门螺杆菌是一种呈螺旋状或S形、微需氧的革兰阴性杆菌,专一性定居于人胃,是人类慢性胃炎、消化性溃疡、胃癌和胃MALT淋巴瘤的主要病因。幽门螺杆菌在人群中的感染率非常高,达40%~90%,通常在儿童期感染,而且一经感染,若不根除治疗,将终生携带,携带者是幽门螺杆菌的传染源。幽门螺杆菌感染的诊断有侵入性方法如细菌培养、快速脲酶试验等,亦有非侵入性方法如脲呼吸试验、抗体检测等。幽门螺杆菌感染引起胃-十二指肠疾病的机制涉及细菌本身毒力因子、细菌黏附与定植、宿主炎症/免疫反应、氧化应激、细胞的增殖与凋亡等,情况复杂。迄今,幽门螺杆菌的确切致病机制未有定论。幽门螺杆菌相关疾病的治疗普遍采用根除细菌的抗菌疗法。预防幽门螺杆菌感染以及治疗幽门螺杆菌相关疾病的疫苗正在研究中。:幽门螺杆菌;感染;诊断;胃-十二指肠疾病;治疗;疫苗:R378.99:A:1005-5673(2007)03-0051-181澳大利亚科学家Mashall和Warren于1982年从慢性胃炎病人的胃黏膜中首次分离并成功培养幽门螺杆菌(Helicobacterpylori,H.pylori,以下简称Hp)1,2,这是20世纪后期胃肠病学领域的重大事件,开启了胃微生物学的新时代。Hp的发现革命性地改变了世人对胃病的认识及治疗理念,造福了数以亿计的胃病患者。现已查明Hp是慢性胃炎、消化性溃疡、胃癌和胃黏膜相关淋巴样组织(MALT)淋巴瘤的主要病因。Hp的致病机制及相关疾病的预防、治疗是目前该领域的研究重点和热点。2Hp是一种呈螺旋状或S形、微需氧的革兰阴性杆菌,属于弯曲杆菌目(Campylobacterales)、螺旋杆菌科(Helicobacteraceae)、螺旋杆菌属(Helicobacter)。Hp发现初期被认为属于弯曲菌属,曾被定名为幽门弯曲杆菌(Campylobacterpyloridis)。由于命名中的种称pyloridis一词不符合语法,1987年正式定名为幽门弯曲杆菌(Campylobacterpylori),并归入弯曲菌属。后经rRNA分析以及超微结构、细胞脂肪酸构成、呼吸醌、生长特点和酶性能等分类学上5个主要特征的分析,表明该菌不同于其它任何菌属,应归属于一新的独立属别3。Goodwin建议更名为幽门螺杆菌(Helicobacterpylori),这一建议很快得到了国际医学界的广泛认可和接受。1989年幽门弯曲杆菌(Campylobacterpylori)正式易名为幽门螺杆菌(Helicobacterpylori,H.pylori)。Hp专一性定居于人胃黏膜层表面。人是其唯一宿主。Hp在体外培养比较困难,营养要求高,通常需要全血或血清、微氧。从胃黏膜分离的Hp需要5~7天才能长出肉眼可见的露滴状细小菌落。在环境适宜的条件下,Hp为螺杆形(Rod),不利条件或老化时,变为球形(Coccoid)。球形菌仍有代谢活性,但在体外不能再培养。在胃组织中,Hp长2.5~5.0m,宽0.5~1.0m;一端有4~6根鞭毛,长30m,粗2.5nm。鞭毛为Hp运动所必需。Hp的分离株基因差异较大,表现明显的基因多样性。基因组大小为1.6~1.73Mb(Millionbp),平均1.67Mb,其中G+C含量为35.2%(34.1%~37.5%)4。Hp分离株26695全基因组序列于1997年公布5。由于基因的多样性,另一株与26695株不相关的Hp分离株J99的全基因组序列于1999年公布6。Hp具有空泡毒素(VacA)和细胞毒素相关蛋白(CagA)两个重要的毒力因子,是Hp的主要致病因子,与Hp引起疾病的严重程度相关。根据是否存在VacA蛋白和CagA蛋白,将Hp分离株分为型菌株(VacA+CagA+)和型菌株(VacA-CagA-)。大约50%的Hp分离株分泌Va-51微生物学免疫学进展2007年第35卷第3期ProginMicrobiolImmunolAug.2007,Vo.l35No.3cA蛋白。美国人群Hp分离株约60%~70%含有CagA蛋白,日本人群Hp分离株90%以上含有Ca-gA蛋白。石乐琴等对甘肃省兰州地区胃病患者Hp分离株毒力基因的研究发现,兰州地区胃病患者Hp分离株全部(100%)含有vacA基因,97.6%含有cagA基因7。3传统观念认为:应激状态、饮食习惯和胃酸分泌过多是造成消化性溃疡的主要原因。无酸无溃疡的观念根深蒂固。胃内呈强酸性,不可能有细菌存活,因而,当1979年澳大利亚Perth皇家医院的病理科医师Warren在检测胃活检标本中观察到一种以前从未报道过的弯曲状细菌,并发现这种细菌与慢性胃炎等疾病存在密不可分的关系时,他的发现立即遭到了医学界的质疑:没有细菌能在酸性如此强烈的胃液中存活。他的发现不符合当时正统的医学理念。在旁人的质疑声中,Warren独自研究了两年。1981年,该院消化科医生Marshall偶然到Warren课题组寻找机会。Marshall当时对Warren的工作并不感兴趣,只是碍于情面为Warren提供一些胃黏膜活体标本,并进行相关实验。他惊讶地发现,Warren坚持的观点是对的。他也对这种细菌产生了兴趣,并全身心投入到研究中,试图分离这种细菌。按照培养弯曲杆菌的方法,在微需氧条件下,于巧克力琼脂上培养48小时分离细菌。遗憾的是连续34个活检标本中均未发现细菌生长,培养皿被扔掉。到接种培养第35个标本时,正值1982年4月西方的复活节。由于是节日假期,Marshall没有在48小时去医院观察细菌生长情况。在5天的复活节假期后,Marshall一上班就惊喜地发现培养基上长满了许多弯曲菌样的菌落8。以后的工作表明该菌是一种前人未报道过的新细菌,生长非常缓慢,其最佳培养时间是3~5天。从此,对胃肠疾病的研究来说,一个新的时代开始了。Mashall和Warren研究了100例接受胃镜检查及活检的胃病患者的标本,发现55%的胃炎患者、77%的胃溃疡患者、100%十二指肠溃疡患者存在Hp感染2。Warren和Marshall同时提出:Hp感染导致胃炎,并进一步引起溃疡。但是,当时的医学界对他们的理论不屑一顾。尽管如此,Marshall和Warren还是坚持不懈地寻找证据来支持自己的理论。在极度的挫折感和不被认同感的驱使下,为了获得Hp致病的证据,处于极度无奈之中的Marshall决定以身试菌,打算让自己先患上胃炎,再自行施治。1984年7月的一天,Marshall喝下了数以亿计的Hp(10m,l约109cfu)培养液。一周后即出现明显的急性胃炎症状:恶心、呕吐和胃部疼痛,并且呼吸时有腐烂气味呼出。其后的胃镜检查证实已感染了Hp,并发生了急性胃炎。两周后,采用替硝唑(Tinidazole)抗菌治疗。开始治疗24小时后,症状完全缓解,Marshall很快恢复了健康。长期随访表明,Marshall的感染已被根除9。Marshall的以身试菌证实了Hp确实能引起胃炎的理论。但当时医学界还是受传统观念统治,不认可他们的理论,反而说Marshall是个疯子。甚至于1986年Mar-shall在美国弗吉尼亚大学从事研究工作时,没人愿意到他手下工作。当Marshall在医学会议上展示研究成果时,总有人谴责他是骗子、江湖郎中。随着时间的推移,1987年,新西兰的Morris医师也进行了以身试菌试验并同样引起急性胃炎10。所不同的是Morris的感染未能被根除,而是发展成了慢性感染和慢性组织性胃炎。之后,Hp感染与胃炎和消化性溃疡之间的相关性被越来越多的流行病学研究和抗生素治疗性研究所证实。Hp导致胃炎和溃疡的理论得到医学界越来越多人的认可。1994年美国国立卫生研究院(NIH)批准抗生素作为消化性溃疡病的标准治疗药物11,数以亿计的溃疡病患者也因此重获健康。世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)也于同年正式将Hp确定为类(即肯定的)致癌原12。自Warren和Marshall于1983年在Lancet上发表第一篇关于Hp的论文1以来,全球对Hp感兴趣的研究者不断增加,论文如雨后春笋般不断涌现。至2006年11月下旬,NIH网站PubMed已记录的有关Hp的文献数量达23000篇之多,可见研究之活跃。专业刊物Helicobacter也于1996年应运而生。Hp是胃-十二指肠疾病的主要致病因子,根除Hp治疗后,胃-十二指肠疾病得到缓解或痊愈。也正是由于Hp的发现以及对症根除治疗,使得胃-十二指肠疾病,尤其是消化性溃疡病不再是一种病程漫长、久治不愈且频频复发的疾病,而成为仅用短程抗生素和抑酸制剂治疗即可治愈的疾病;Hp的根除治疗以及由于观念改变引起的Hp感染率下降也使得胃癌和胃MALT淋巴瘤发病率显著降低。Hp的发现革命性地改变了世人对胃病的认识、治疗理念和治疗方法,造福了全世界数以亿计的胃-十二指肠疾病患者,是胃肠病发展史上的一个里程碑。同时,52微生物学免疫学进展2007年第35卷第3期ProginMicrobiolImmunolAug.2007,Vo.l35No.3发现Hp加深了人类对慢性感染、炎症和癌症之间关系的认识(诺贝尔奖评审委员会评语)。因此,2005年度诺贝尔医学生理学奖授予发现并阐明Hp在胃炎及消化性溃疡疾病中作用的两位科学家Marshall和Warren,不仅奖励他们在科学上的贡献,还奖励他们对真理的坚持和为科学献身的崇高精神。Mashall在接受CCTV访问时风趣而又真实地说:科学成果往往是像儿童那样抱着好奇心玩出来的。两位诺贝尔奖得主的故事给我们多方面的启迪。4Hp在人群中的感染率之高是其它细菌望尘莫及的。世界上约50%以上的人群感染Hp,感染与否与社会经济地位、卫生状况以及生活方式有关。Hp感染通常是在儿童期(10岁以前)获得的,成人感染非常少13。Hp一经感染,若不采取根除治疗,将终生携带。防止Hp感染可能是预防Hp相关疾病的最有效方法。4.1传染源Hp感染呈世界性分布,40岁以上人群感染率在50%以上,这一事实使人们有理由推测最重要的传染源是携带有Hp的人群。作为传染源,必须具备两个条件:病原体能在体内生长和繁殖;病原体能排出体外。1982年Marshall等从慢性胃炎患者的胃黏膜活检标本中成功地分离出了Hp,证实了Hp能在人体胃黏膜内生长繁殖2。Krajden等14、Ferguson等15和Kelly等16先后分别从感染者的唾液、牙齿蚀斑和粪便中培养出了Hp,并证实所培养出的Hp与患者胃内的Hp一致,证实了Hp能通过唾液及粪便排出体外。Hp在人体内既能生长繁殖,又能通过粪便及唾液排出体外,可见,人体具备作为Hp传染源的条件。携带有Hp的人群是Hp最重要的传染源。4.2Hp的传播有关Hp的传播模式目前未有定论。一般认为,Hp主要通过口-口、粪-口、内窥镜途径由人传播到人,而且传播呈现家庭内聚集现象。Hp能从胃内返流入口腔,使口腔成为Hp的储存库,而唾液则成为Hp的传播媒介。Fergusou等15从一例Hp感染者的唾液中分离培养出了Hp,其特征与胃内的Hp完全一致,说明唾液中确实存在Hp。Krajden等14和Shames等17从胃炎患者的牙齿蚀斑和胃黏膜中分离出了相同的Hp菌株。唾液和牙齿蚀斑中存在Hp的事实有力地支持Hp口-口传播途径。母亲在Hp的传播中有非常重要的作用,Hp阳性母亲是其子女感染Hp的主要原因18,19,这可能与母亲喂食孩子的方式有关,如有些地区母亲习惯嚼碎食物后喂食年幼的孩子而使得Hp传播给孩子。中国是世界上Hp感染率高的国家,其原因与共用食具的传统习惯而导致的Hp口-口传播途径有关。Kelly等从感染者的粪便中培养出了Hp,并证实所培养出的Hp与患者胃内的Hp一致16,提示Hp可能通过粪-口的途径传播。但是,Hp在室温空气环境中存活力差(只能存