幽门螺杆菌与阿尔茨海默症相关性的研究进展

赵明明 罗微 谷海瀛，3

(1宁波大学医学院,浙江 宁波 315000；2天津医科大学总医院检验科；3宁波大学医学院附属医院)

幽门螺杆菌(H.pylori)是一种可在人类胃肠黏膜长期定植的革兰阴性微需氧、有鞭毛的螺旋状细菌，其鞭毛不仅在定植过程中发挥决定性作用，还可以引起免疫炎症帮助细菌逃避人体的免疫反应〔1〕。H.pylori在人群间广泛传播，是已知细菌中对人感染率最高的致病菌，在西方高度工业化国家H.pylori的感染率一直在下降，而在发展中国家和新兴工业化国家，H.pylori感染率一直稳定在一个较高的水平。它虽然定植于人体胃黏膜但却不是“共生关系”，大多数人在感染后无症状，但也可以诱导胃癌、慢性胃炎、消化性溃疡和黏膜相关淋巴组织(MALT)淋巴瘤等消化系统疾病〔1〕，不同的基因型可以引发不同类型疾病。阿尔茨海默症(AD)是常见的老年疾病由于脑内β-淀粉样蛋白沉积和神经元纤维缠结增多导致突触功能丧失和神经元死亡，对记忆和认知都有重大影响〔2〕。近年来，越来越多的研究表明H.pylori感染可能在AD中发挥重要作用〔3～5〕。本文就H.pylori感染引发AD的流行病学调查、致病机制及未来展望的新进展进行系统剖析，以全面展现H.pylori感染的研究新领域，提高对这类疾病的新认识及针对性治疗的新思路。

1 AD的流行病学

AD是一种病因未明的神经系统退行性疾病，是痴呆的主要表现形式，以认知能力的逐渐下降为特征，该病起病隐匿，具有异质性。随着平均预期寿命的增加，预计到2050年，全世界将有1.315亿人受到AD的影响〔6〕，患病率的增加随之而来的是昂贵的治疗费用及沉重的家庭负担，AD不仅影响生活质量还有高致死率，严重危害了社会公共健康，对个人、家庭和社会都造成了巨大的影响。H.pyloli感染与AD之间的关系，在各个国家都有流行病学数据加以分析。

在美国，一项验证H.pylori感染与AD之间关系的回顾性分析表明H.pylori感染与AD有直接关系，并且男性患者中的感染率与AD死亡率呈正相关(P=0.006)〔3〕。在希腊，一项前瞻性研究中AD患者脑脊液和血清中的H.pylori IgG明显高于认知功能正常的对照组(P=0.047,P=0.041)，而且脑脊液中的H.pylori IgG滴度强度反映了AD的严重程度，支持了H.pylori感染与AD之间的关系〔4〕。Roubaud-Baudron等〔5〕的纵向研究对603例最初没有痴呆症且年龄在65岁以上的受试者进行20年随访调查，与未感染的对照组相比，H.pylori感染组患痴呆病概率更高(P=0.02)，H.pylori感染被确定为患痴呆症的危险因素(HR=1.46)，他们还对53例AD患者的临床资料进行评估，H.pylori感染组脑脊液tau磷酸化蛋白(CSF pTau)(P=0.014) 和 总tau蛋白(P=0.021) 水平更高，简易精神状态检查分数更低(P=0.024)〔7〕。但是Fani等〔8〕1997～2002年测量了鹿特丹研究中4 215例平均年龄为69岁的非精神错乱参与者的H.pylori血清IgG效价，在13.3年随访中有463例患AD，但是H.pylori感染与AD无关，日本也有同样的结论H.pylori感染率在AD患者和非AD患者之间并没有显著差异(P=0.67)〔9〕。

2 H.pylori感染与AD的致病机制

在无菌动物及暴露于病原性微生物感染，抗生素，益生菌或粪便微生物群移植的动物中的研究表明，肠道微生物群在宿主认知或与AD相关的发病机制中发挥作用：微生物菌群失调导致肠道和血脑屏障(BBB)通透性增加，可能导致AD发病机制和其他神经退行性疾病〔10〕；肠道细菌分泌大量淀粉样蛋白和脂多糖，也有助于调节信号传导途径并产生与AD发病机制有关的促炎细胞因子〔10〕。H.pylori感染对于AD的致病机制主要有以下几个方面。

2.1H.pylori破坏BBB H.pylori可能通过口-鼻-嗅觉通路进入大脑，引发神经退行性变〔11〕，在感染宿主后调节性T细胞和Th2抑制了Th1/Th17的免疫作用有利于H.pylori繁殖，随后发生维生素B12和叶酸吸收不良、血浆同型半胱氨酸升高和活性氧(ROS)诱导等级联反应，从而破坏血管内皮，破坏BBB，导致血流减少。H.pylori的VacA可以诱导骨髓来源的肥大细胞产生促炎细胞因子和ROS介质破坏BBB，在AD的发生发展中起作用〔12,13〕，并且BBB被破坏可能会使自身反应效应细胞CD4+和CD8+T细胞及病原体进入大脑发生病变〔12〕，肿瘤坏死因子(TNF)-α通过基质金属蛋白酶上调的机制参与BBB破坏，间接影响大脑〔12〕。Deretzi等〔14〕对H.pylori感染对AD可能的致病机制也提出了一种新理论：H.pylori利用胃肠道(GIT)通过感觉或运动纤维逆行轴突运输，以入侵中枢神经系统，它们可以通过这种独特的途径绕过BBB，对大脑造成损害。H.pylori会产生一种小蛋白质Hpn可能通过与β淀粉样蛋白(Aβ)协同聚集或作为Ab纤维形成的诱导剂通过BBB参与AD的进展〔15〕。此外，活化的单核细胞(可能是由于自噬缺陷导致H.pylori在自噬囊泡内复制所致)可能通过破坏BBB/血眼屏障(BOB)进入大脑(特洛伊木马理论)，从而引发了大脑病变〔16〕。

2.2tau蛋白过度磷酸化 H.pylori的外毒素可能会导致tau蛋白过度磷酸化引发AD，Wang等〔17〕为证实这一猜想进行了实验，发现H.pylori TN2GF4滤液通过激活糖原合酶激酶(GSK)-3β，在小鼠神经母细胞瘤N2a细胞的几个与AD相关的tau磷酸化位点诱导明显的tau过度磷酸化，SP大鼠腹腔内注射H.pylori菌株滤液后会导致大鼠海马区tau蛋白过度磷酸化。Roubaud-Baudron等〔7〕在分析临床病例时也验证了H.pylori感染会导致脑脊液中tau蛋白磷酸化增多，与动物实验结论相一致。

2.3Aβ累积 BBB被破坏还会导致Aβ累积在大脑中增多,导致AD的发生〔18〕。近些年，也有人提出AD可能是一种自身免疫病的假设，Aβ可以作为一种自身抗体与膜结合淀粉样前体蛋白(APP)交叉反应，引起突触和新神经元功能障碍，进而导致认知功能下降〔19,20〕。Wang等〔21〕发现Sprague-Dawley大鼠被H.pylori菌株TN2GF4感染后学习和记忆功能减退，因为H.pylori感染可以增强γ-分泌酶的活性促进Aβ42形成，从而中断突触功能，诱导认知障碍。Roubaud-Baudron等〔22〕用H.pylori菌株SS1感染C57BL/6J小鼠、AD转基因(APPswe/PS1dE9)小鼠及其野生型，并没有在这些小鼠脑中发现淀粉样斑块，所以他们认为AD和H.pylory感染之间并没有重要联系。

2.4其他致病机制 Contaldi等〔23〕为明确H.pylori感染与AD之间潜在的生物学联系，将人胃细胞MNK-28与H.pylori肽H.p(2-20)一起孵育，该肽调控了77个基因，其中65个在AlzBase数据库中列出，包括AD特征基因:APP、载脂蛋白(APO)E、早老素(PSEN)1和PSEN2。孵育1 h后，将细胞暴露于三种不同条件后进行RNA测序，结果表明AD和Lesch-Nyhan疾病中通路的失调也导致了本研究中通路的失调，这些数据为H.pylori 感染与AD之间关联的假说提供了生物逻辑的可能性。

H.pylori也可能通过以下机制诱导AD：促进血小板-白细胞聚集在AD中发挥病理生理作用;产生ROS代谢物参与AD的病理生理过程;影响凋亡过程〔24〕；细胞因子、急性期蛋白和类二十烷酸增多会损害神经功能引发AD〔25〕。

3 未来与展望

3.1针对H.pylori治疗的展望 Kountouras等〔26〕对H.pylori阳性的AD患者用奥美拉唑、克拉霉素和阿莫西林进行治疗，同时伴有胆碱酯酶抑制剂治疗，在随访的两年内84.8%患者成功根除H.pylori，与AD患者的认知功能和认知状态都得到了改善〔简易智力状态检查(MMSE)和剑桥老年认知量表中文版(CAMCOG)评分有显著变化(分别为P<0.001和P=0.049)；痴呆症状功能评估量表(FRSSD)评分显著改善(P<0.001)〕。Kountouras等〔27〕在5年随访中发现根除H.pylori可以降低AD死亡率(HR=0.287，P=0.008)。这些数据充分说明根除H.pylori感染对AD有积极意义。

抗生素是治疗H.pylori感染的首选药物，由于近些年治疗失败的案例越来越多，2016年多伦多共识强烈建议根除治疗H.pylori的治疗疗程应为14 d,推荐的一线疗法包括伴随的非铋四联疗法(PAMC)和传统的铋四联疗法(PBMT)〔28〕。在选择治疗方案时也要结合当地抗生素耐药情况，可以用替硝唑代替甲硝唑〔28〕，也有研究在探求药物治疗的新靶点，如Chaput等〔29〕认为肽聚糖蛋白可以作为开发新抗生素的有效靶点。在用常规方法治疗AD时也可以检测患者是否有H.pylori感染，若有感染可以结合用药，以达到最佳治疗效果。

在积极寻求新治疗方案的同时，也不能忽视H.pylori疫苗的研发。在H.pylori感染中的高表达蛋白是构成亚单位疫苗的首选〔30〕，如细菌表面的脂多糖、外膜蛋白和分泌蛋白CagA、VacA在H.pylori黏附、定植和致病过程中都起到了重要作用，都可以作为疫苗研发的候选抗原。Guo等〔31〕针对H.pylori脲酶、中性粒细胞激活蛋白、热休克蛋白60和H.pylori黏附素A基于黏膜佐剂霍乱毒素B亚单位(CTB)构建的多价表位的疫苗(CWAE)可以引发针对H.pylori各种毒力因子和黏附因子的抗体反应并且显著减少蒙古沙鼠的定植。如果可以在临床应用，将会降低H.pylori感染引起各种疾病的概率。

3.2AD的预防 AD可以从以下几个方面进行预防：保持健康的饮食习惯与生活习惯；适度锻炼，减缓大脑衰老；保持良好心态。H.pylori感染与AD相关性的流行病学调查和动物实验都存在矛盾，在今后研究中应该进一步明确二者之间关系，可以侧重H.pylori感染后脑血管的改变和全身炎症反应。