幽門螺桿菌致病機制和治療方法的研究進展

王 敏 盛小燕 Steven C. Ackroyd 荊 青 楊 柳 饒亮明 張春陽 劉 娟* 楊明祖

百康利醫學科技(上海)有限公司1(200031) 中國科學院上海營養與健康研究所2 中科力薦醫學科技(湖州)有限公司3 中科湖州應用技術研究院4

幽門螺桿菌(Helicobacterpylori, Hp)是寄居在口腔、胃和十二指腸的一種螺旋狀、革蘭陰性菌。截至2015年，全球約有44億Hp感染患者，是造成人類最常見的慢性感染的菌種之一[1]。不同Hp菌株具有不同的細菌毒力，宿主與環境因素之間的相互作用導致疾病的不同表現形式。我國Hp現癥感染率為42.01%～84.62%，平均56.22%[2]。Hp感染通常發生在兒童期，如不干預，多數感染者將持續終生。兒童Hp感染風險與母親[3]和兄弟姐妹[4]的感染情況高度相關，并與家庭擁擠狀況有關[5]。大量研究顯示，幾乎所有Hp感染者均存在慢性活動性胃炎[6]，15%～20%發生消化性潰瘍[7]，5%～10%發生Hp相關消化不良[8]，約1%發生胃惡性腫瘤(胃癌、胃黏膜相關淋巴樣組織淋巴瘤)[9]。此外，Hp感染可通過系統性炎癥反應和自身免疫等機制誘發胃腸道外疾病，如不明原因缺鐵性貧血、特發性血小板減少性紫癜和維生素B12吸收不良，而Hp感染與冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、神經退行性疾病、糖尿病、結直腸癌、先兆子癇、慢性蕁麻疹等的關系仍存在爭議[10]。

目前由于抗菌藥物的耐藥率升高、不良反應增多、患者依從性差等一系列問題，Hp根除率逐漸降低。根據Hp的致病過程設計天然療法對于其治療具有一定的輔助效果。本文就Hp的致病機制以及現有根除療法的弊端和新興療法作一綜述。

一、Hp的致病機制

Hp的致病過程主要通過4個階段來完成：①進入宿主進行環境改造；②利用尿素酶動力趨避；③利用黏附素黏附定植；④毒力因子釋放并損傷機體細胞。Hp的定植黏附階段需要鞭毛、尿素酶和黏附素的通力協作。鞭毛和菌體組成的螺旋結構為Hp順利穿過胃內黏液層并定植于胃黏膜上皮提供有利條件。Hp豐富的尿素酶可將尿素分解為氨氣和CO2，氨氣中和胃酸在菌體周圍形成一層“氨云”保護傘，有利于Hp在胃部存活和定植。Hp定植的成功還取決于其能分泌多種黏附因子，從而使定植具有靶向性和牢固性。黏附素通過識別黏液層上的受體和上皮細胞的表面受體，與基底膜上的蛋白結合從而使菌體牢固附著于胃上皮細胞。

黏附定植后，Hp會釋放一系列毒力因子，破壞消化道黏膜層結構，從而引發免疫應答和炎癥反應。Hp發揮致病效應的毒力因子主要為空泡毒素A(VacA)和細胞毒素相關蛋白A(CagA)。幾乎所有Hp均含VacA基因，但僅40%～50%表達有活性的空泡毒性[11]。VacA毒素進入宿主細胞后會使細胞空泡化而死亡[12-13]，同時導致宿主細胞內離子和小分子(如鐵、鎳、糖和氨基酸)的泄漏從而破壞上皮細胞的緊密屏障功能[14]。VacA還能抑制B細胞的抗原呈遞作用和T細胞的增殖活化作用，進而延長宿主的免疫反應，導致慢性炎癥[15]。CagA是Hp最強的毒力因子之一，由Hp的致病島編碼。Hp根據是否含有CagA基因，可分為Ⅰ型(CagA陽性)和Ⅱ型(CagA陰性)。多項研究表明，Ⅰ型Hp的毒性和致病性遠高于Ⅱ型Hp。CagA可將毒力因子注入宿主細胞，造成Hp的持續感染，使宿主細胞產生免疫反應，損傷宿主細胞功能，最終導致細胞變性和轉化[16-17]。

二、 Hp的抗菌藥物療法

目前我國共識推薦質子泵抑制劑(PPI)與抗菌藥物和鉍劑聯合應用作為Hp感染的一線療法[18]。但近年來抗菌藥物的耐藥率逐漸上升，導致Hp根除率降低。國內一項Hp感染對常用抗菌藥物耐藥性的連續10年研究[19]結果顯示，克拉霉素、甲硝唑、喹諾酮類的Hp耐藥率分別從14.8%上升至65.4%、38.9%上升至78.8%、27.1%上升至63.5%。另一項研究[20]發現，我國Hp對甲硝唑的平均耐藥率為88.3%，克拉霉素為22.6%，左氧氟沙星為19.3%。對常用抗菌藥物的兩重和三重耐藥率分別達25.5%和7.5%。此外，抗菌藥物還可導致胃腸道不良反應，如腹瀉、惡心、嘔吐、腹脹、腹痛等。從安全性出發，多數老人、兒童、孕產期婦女以及多次反復感染者并不適用抗菌藥物療法。因此，目前對Hp的新興天然干預療法的需求不斷攀升。

三、Hp感染的天然干預療法

1. 羅伊乳桿菌DSM17648：羅伊乳桿菌DSM17648通過選擇性細菌-細菌相互作用以減少胃部Hp定植，同時可抑制Hp作用，從而提高根除率[21]。羅伊乳桿菌DSM17648在體外和體內均可與Hp選擇性結合，且該結合具有高度特異性，并不與空腸彎曲菌或其他口腔、腸道細菌共生菌結合。在隨后的一項單盲、隨機、安慰劑對照試驗中，羅伊乳桿菌DSM17648可顯著減少已感染Hp的健康人群胃部中的定植數量[22]。德國一項單盲、安慰劑對照交叉臨床研究表明，與安慰劑組相比，DSM17648治療組Hp水平在干預14 d后顯著降低，且這種干預效果可保持至停止治療后6個月[23]。愛爾蘭一項單盲、安慰劑對照臨床研究[24]結果發現，使用DSM17648補充治療28 d后，62.5%的受試者Hp數量呈降低的趨勢，且66.7%的受試者總體胃腸道癥狀評分量表(GSRS)評分顯著下降。在DSM17648補充階段期間，13C-UBT平均值下降22.5%，而安慰劑組增加了37.3%，且無明顯不良反應。此外，將羅伊乳桿菌DSM17648與抗菌藥物聯用后，其Hp根除率較單純抗菌藥物療法提高10%，說明羅伊乳桿菌DSM17648在改善Hp感染中具有一定的作用[25]。

2. 抑制尿素酶活性的天然提取物：蘿卜硫素(SFN)主要以其硫代葡萄糖苷的前體形式存在于花椰菜嫩芽中。有研究[26]表明，7.5 μmol/L SFN連續干預5 d后，可根除人胚胃黏膜異種移植小鼠模型中的Hp感染，根除率為72.7%。日本一項研究[27]給予Hp感染的小鼠口服西蘭花嫩芽，結果顯示可減少胃部Hp細菌定植，降低胃黏膜腫瘤壞死因子-α和白細胞介素1β表達，減輕胃體炎癥反應。隨后將48例Hp感染患者給予西蘭花嫩芽(70 g/d，含420 μmol SFN前體)或等量紫花苜蓿嫩芽(不含SFN)8周，結果顯示每日攝入富含SFN的西蘭花嫩芽能顯著降低13C-UBT值和Hp糞便抗原水平，感染者排泄物中Hp抗原值可降低40%以上，而食用紫花苜蓿嫩芽對照組的Hp抗原值無明顯變化。此外，有研究顯示口服西蘭花嫩芽7 d后，33.3%的患者根除了Hp感染[28]；亦有報道表明西蘭花嫩芽可減胃黏膜脂質過氧化程度[29]。上述研究結果均表明SFN在治療Hp感染中具有巨大潛力。

3. 抗炎抗氧化的天然提取物：花青素是一類廣泛存在于自然界的水溶性天然色素，具有極強的自由基清除能力和抗氧化能力。有研究[30]將不同種類的花青素與Hp菌株60190進行共培養，結果顯示花青素通過降低參與細胞蛋白轉運的SecA的轉錄來抑制Hp細胞毒素CagA和VacA的分泌。此外，花青素處理后可顯著減少感染Hp的胃部細胞中促凋亡蛋白caspase-3和caspase-8的激活，減少因Hp感染引發的胃部細胞損傷[31]。

白藜蘆醇屬于多酚類化合物，具有抗炎、抗氧化的功效。一項研究[32]表明紅酒提取物和白藜蘆醇在體外均能抑制Hp CagA+菌株的生長，最低抑制濃度分別為 12.5 μg/mL和25 μg/mL。

維生素C是一種多羥基化合物，在人體內是一種高效抗氧化劑。一項隨機對照臨床研究[33]表明，在高危人群中有效Hp根除或膳食補充抗氧化劑維生素C、微量營養素均會減緩癌癥進展，有望作為預防胃癌的有效策略。膳食補充維生素C可顯著減緩腸化生(RR=3.3，95% CI: 1.1～9.5)和癌癥進展風險(RR=5.0，95% CI: 1.7～14.4)。

4. 益生菌治療：除越來越嚴重的耐藥問題外，抗菌藥物對兒童、老人和免疫功能受損者造成的腸道菌群紊亂問題也日益凸顯，因此利用益生菌平衡胃腸道菌群、輔助根除Hp感染和緩解不良反應亦逐漸受到關注。

一項納入1 469例患者的meta分析表明，乳桿菌和雙歧桿菌輔助治療均能提高Hp根除率，并降低不良反應率[34]。羅伊乳桿菌作為乳桿菌的重要種類之一，其產生的羅伊毒素在0.08～20.48 mmol/L濃度下能顯著抑制Hp生長，并降低Hp致病基因VacA和FlaA mRNA表達[35]。布拉酵母菌為臨床上應用較為廣泛的益生菌。在一項伊朗兒童臨床干預中，布拉酵母菌可顯著抑制兒童胃腸道中Hp的定植，但作為單一療法時并不能根除Hp感染[36]。布拉酵母菌表達神經氨酸酶活性，可選擇性去除α2,3-連接的唾液酸，從而抑制Hp對宿主細胞的黏附，降低Hp感染程度[37]。此外，多項meta分析結果顯示聯用益生菌可降低抗Hp的總體不良反應(包括嘔吐、上腹痛、腹脹、抗菌藥物相關性腹瀉、食欲不振、便秘)，并提高根除率，但由于各meta分析納入的所有試驗均存在異質性，因此應謹慎解釋上述結果[38-40]。

益生菌影響Hp的潛在機制可能包括：①分泌抗微生物物質來加強非免疫屏障(抵抗病原菌的第一道防線)或穩定腸黏膜屏障；②與Hp的黏附受體競爭結合，從而隔離Hp，防止其對黏膜的黏附[41]；③乳酸菌分泌的抗菌物質，如由益生菌代謝碳水化合物過程中產生的短鏈脂肪酸(如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和乳酸)，可降低胃內pH值，減弱尿素酶活性，從而直接或間接抑制Hp在胃黏膜中的定植生長[42]。

但Maastricht Ⅴ/Florence共識提出，聯合益生菌輔助治療可緩解根除Hp引發的胃腸道不良反應，但能否提高根除率仍需行進一步驗證[43]。多倫多共識不推薦在抗Hp過程中出于減少不良事件和提高根除率的目的而常規加用益生菌[44]。而有專家共識提出，補充某些特定益生菌，如乳酸菌或鮑氏酵母菌，可進一步提高Hp根除率并降低抗菌藥物帶來的不良影響[45]。東南亞國家聯盟(ASEAN)共識提出，益生菌可于輔助治療，以減少不良反應并提高耐受性，聯合標準療法可能可提高Hp根除率[46]。

綜上所述，益生菌是一類可定植于宿主體內并改善宿主微生態平衡的活性微生物，其種類繁多，因此進行臨床輔助治療時選取益生菌種類、治療劑量、配伍和治療時間仍需進一步深入探索與研究。

5. 多糖類物質：Hp表面豐富的黏附素能特異性識別胃黏膜上皮表面受體并進行附著，緊密黏附后的Hp可逃避黏液更新和胃蠕動，從而持久定植。部分黏附素還可介導炎癥反應，損傷胃黏膜。總之，黏附素不僅參與對胃黏膜的黏附、定植，還與Hp的持續感染和疾病嚴重程度密切相關[47]。抑制Hp黏附或使Hp脫黏附均可預防或部分消除Hp感染引起的危害。

多項研究表明，多糖作為抗黏附劑，可通過直接與Hp相互作用或阻斷受體中的可用位點來抑制Hp黏附，從而達到預防或治療Hp感染的目的。藻類和微藻類中均含有高濃度生物活性多糖，研究發現含硫酸多糖的巖藻多糖在體外可抑制Hp對胃黏蛋白的附著，減少Hp誘導的胃炎[48]。國內有研究[49]顯示，銀耳多糖對慢性乙酸型和幽門結扎型潰瘍顯示出較強的抑酸效應，可抑制胃蛋白酶活力，表明其對Hp感染具有一定的治療效用。

6. 光療：Hp積聚光活性卟啉，使菌體易于被光滅活。有研究[50]對18例Hp感染患者使用新型光源進行治療，結果顯示治療后胃竇(>97%)、胃體(>95%)和胃底(>86%)的Hp負荷顯著減少，然而數天后Hp再次擴增。雖然目前并沒有患者通過該方法成功根除Hp感染，但胃內紫外光光療是可行和安全的，代表了根除Hp感染的新方法與希望，特別是在抗菌藥物治療失敗的患者中。

四、展望

Hp作為一級致癌物，是誘發慢性胃炎、消化性潰瘍和胃癌的重要危險因子。目前臨床上對Hp的治療方案主要集中于標準三聯或四聯抗菌藥物療法，但近年隨著抗菌藥物耐藥率的不斷攀升，其引發的兒童、老人和免疫功能受損者的腸道菌群紊亂、治療不良反應、依從性不佳等問題日益凸顯，因此利用天然干預方法治療Hp的需求日益升高。Hp的定植和毒力釋放步驟在Hp的致病機制中極為關鍵。Hp進入宿主環境中后，首先利用尿素酶進行環境改造，進而動力趨避胃酸環境，通過黏附素黏附定植后釋放毒力因子，誘發機體的免疫反應和炎癥反應，損傷機體細胞。因此利用天然高純提取物、篩選特定功能性菌株或上述提取物與菌株的聯合新四聯療法，針對上述關鍵環節進行天然綜合干預為基礎研究和臨床治療策略提供了全新的思路，對Hp的預防和治療具有重要意義。