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*

上海市第一人民醫院嘉定分院/上海市嘉定區江橋醫院消化內科1(201803) 上海交通大學附屬第一人民醫院消化內科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，是導致慢性胃炎活動、消化性潰瘍形成和復發的重要原因，Hp是胃癌、胃黏膜相關淋巴樣組織淋巴瘤的致病因素。有效根除Hp可預防胃癌的發生，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的感染率高于發達國家，平均感染率為59%。《第五次全國幽門螺桿菌感染處理共識報告》推薦含鉍劑的四聯方案[質子泵抑制劑(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上是指通過基因組、蛋白質組等技術，在人群中進行特定疾病生物學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，精確尋找到疾病原因和治療靶點，最終實現個體化精確治療的目的，提高疾病預防與診治的效益[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Hp耐藥情況、患者個體狀況、病史、生活環境、家族史、宿主CYP2C19基因多態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耐藥的流行病學特征和藥敏評價

1.Hp耐藥現狀：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、大環內酯類、β-內酰胺類、喹諾酮類以及四環素類，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、呋喃唑酮和四環素耐藥率較低[5-6]。我國一項前瞻性研究[7]結果顯示，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Hp對抗菌藥物的耐藥性存在差異。在西太平洋地區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，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%；在大多數歐洲國家，阿莫西林或四環素的耐藥性可忽略不計(<5%)[6]。我國湖州地區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、四環素和呋喃唑酮尚未發現耐藥[8]；2010—2014年間，北京地區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培養與藥敏試驗：美國胃腸病學會臨床指南推薦對于反復治療失敗的Hp感染患者進行Hp培養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方案，應進行藥敏試驗[2]。內鏡下組織活檢目前已在臨床廣泛開展，這為Hp的培養提供了基礎。日本學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)多點位正規取材[11]。我國專家共識建議在胃竇小彎側距幽門5 cm(鄰近胃角處)或胃竇大彎側正對胃角處取活檢1～2塊[12]。三氣培養箱提供了良好的微需氧環境，極大地提高了Hp培養成功率；藥敏試驗采用經典的紙片法或Etest法，通過抑菌圈大小評價抗菌藥物的耐藥情況。

經驗性鉍劑四聯方案的療效與基于藥敏試驗的三聯方案相當，但前者服用藥物數量多，不良反應率稍高，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，建議首選經驗性四聯方案；對于行胃鏡檢查明確Hp感染的患者，建議在進行Hp藥敏試驗后根據結果制定個體化根除方案。

三、基于Hp基因檢測指導個體化精準治療

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物藥敏試驗有更高的檢出率，可應用于因培養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性分析、PCR-反向點雜交法等。新近的研究發現，基于堿基互補配對原理的DNA芯片技術也是一種檢測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移酶區編碼23S rRNA V區的A2142G和A2143G出現點突變，導致抗菌藥物無法與細菌23S核糖體亞基結合，而這些核糖體亞基專用于特定抗菌藥物相關蛋白的合成[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法發現北京地區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Hp耐藥信息來選擇合適的根除方案。Pbp1A多重突變可能導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]發現阿莫西林根除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，可導致DNA復制受抑[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]發現新的Hp耐藥基因rfaF與藥物敏感性直接相關，可降低細胞膜對藥物的通透性，促進菌株發生耐藥。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%)，導致菌株對阿莫西林、四環素、克拉霉素和氯霉素發生交叉耐藥。綜上所述，對Hp進行耐藥基因突變檢測可指導臨床醫師選擇對Hp更為敏感的抗菌藥物，這對患者的個體化精準治療至關重要。

2.Hp全基因組測序和毒力抗體檢測：Hp表現出廣泛的種內多樣性，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相關疾病的發病率在世界范圍內各不相同，東亞、中美洲和南美洲的胃癌發病率相當高。導致這種差異的原因尚不完全清楚，但調節感染免疫反應的宿主遺傳學，以及細菌遺傳學和環境因素在其中發揮了作用。最新的研究[24]發現，胃灌洗液的全基因組分析和單分子實時檢測技術可確定Hp菌株的癌癥相關遺傳變異。全基因組測序發現典型的非洲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生癌變。此外，有研究[25]發現全基因組測序可預測臨床中Hp的耐藥性。有趣的是，研究[26]發現了一種網絡工具CRHP，可利用全基因組測序數據檢測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，發現CagA和VacA等位基因可因菌株的寄主遺傳背景出現變異。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，發現77%的分離株攜帶與癌癥相關的毒力基因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。此外，Hp可產生多種毒力因子，主要為CagA和VacA，根據是否表達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生、發展有較為明確的關聯[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Hp感染的治療，而全基因組測序可準確預測人群中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的遺傳變異，從而為臨床醫師制定個體化診療方案提供可靠的參考。

四、基于Hp球形變指導個體化精準治療

Hp在人體內主要保持螺旋狀，但在不利的環境中，如氧分壓升高、pH值變化、體外培養時間延長和接觸抗菌藥物等條件下可轉變為球狀[30]。與螺旋形式相比，球形Hp毒力較低，不太可能定植和引發炎癥[31]。根據Hp相關性腺癌的活檢結果，93%的樣本中可識別出球狀形態，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境的一種短暫適應，當環境重新恢復至對Hp生長有利時，Hp可能會恢復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、數量。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Hp球狀形成。已有研究表明克拉霉素等蛋白質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，不僅應根除螺旋狀和球狀Hp，而且還應防止球狀的誘導。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，對臨床醫師指導個體化精準治療非常關鍵。預防Hp球形變、Hp球形變檢測以及根除胃黏膜中的球形Hp等課題內容值得研究者進一步關注。

五、基于宿主CYP2C19基因多態性指導個體化精準治療

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，其基因多態性可影響藥物藥代動力學。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定性[34]。因此PPI的抑酸強度和速度及其作用的穩定性對整個抗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CYP2C19和CYP3A4代謝，相同劑量的奧美拉唑對弱代謝型的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CYP2C19代謝的PPI，不受基因多態性的影響，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，從而選擇相應的抑酸劑，充分的抑酸治療對Hp的根除至關重要。

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致根除失敗，而且由于藥物劑量不足，還會導致感染Hp菌株的繼發耐藥。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。提示在臨床實踐中，詳細指導和服藥前及時提醒是提高患者依從性的關鍵，可有效提高根除率。

2.中藥：目前已有研究證實中西醫結合根除Hp的療效更好，有較高的臨床應用價值。《第五次全國幽門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：近年益生菌聯合抗菌藥物根除Hp感染逐漸受到關注。益生菌提高Hp感染的機制包括產生抑制Hp的物質如有機酸、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，聯合益生菌可增加根除率和降低藥物的不良反應。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合使用還需行進一步臨床試驗探索。

七、小結與展望

Hp被國際癌癥研究機構列為Ⅰ類致癌原，早期根除Hp可顯著降低胃癌風險。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分子生物學差異、宿主CYP2C19基因多態性、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、蛋白質組等技術，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球形變可導致感染更易復發和流行。宿主CYP2C19基因檢測可指導臨床醫師選擇抑酸劑。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鍵，可有效提高Hp根除率，減輕不良反應。抗Hp疫苗已進入臨床試驗，但有效率不高，未來預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診斷技術以及耐藥基因靶向治療策略的研究，更好地指導臨床個體化根除Hp。