幽门螺杆菌致病机制和治疗方法的研究进展

王 敏 盛小燕 Steven C. Ackroyd 荆 青 杨 柳 饶亮明 张春阳 刘 娟* 杨明祖

百康利医学科技(上海)有限公司1(200031) 中国科学院上海营养与健康研究所2 中科力荐医学科技(湖州)有限公司3 中科湖州应用技术研究院4

幽门螺杆菌(Helicobacterpylori, Hp)是寄居在口腔、胃和十二指肠的一种螺旋状、革兰阴性菌。截至2015年，全球约有44亿Hp感染患者，是造成人类最常见的慢性感染的菌种之一[1]。不同Hp菌株具有不同的细菌毒力，宿主与环境因素之间的相互作用导致疾病的不同表现形式。我国Hp现症感染率为42.01%～84.62%，平均56.22%[2]。Hp感染通常发生在儿童期，如不干预，多数感染者将持续终生。儿童Hp感染风险与母亲[3]和兄弟姐妹[4]的感染情况高度相关，并与家庭拥挤状况有关[5]。大量研究显示，几乎所有Hp感染者均存在慢性活动性胃炎[6]，15%～20%发生消化性溃疡[7]，5%～10%发生Hp相关消化不良[8]，约1%发生胃恶性肿瘤(胃癌、胃黏膜相关淋巴样组织淋巴瘤)[9]。此外，Hp感染可通过系统性炎症反应和自身免疫等机制诱发胃肠道外疾病，如不明原因缺铁性贫血、特发性血小板减少性紫癜和维生素B12吸收不良，而Hp感染与冠状动脉粥样硬化性心脏病、神经退行性疾病、糖尿病、结直肠癌、先兆子痫、慢性荨麻疹等的关系仍存在争议[10]。

目前由于抗菌药物的耐药率升高、不良反应增多、患者依从性差等一系列问题，Hp根除率逐渐降低。根据Hp的致病过程设计天然疗法对于其治疗具有一定的辅助效果。本文就Hp的致病机制以及现有根除疗法的弊端和新兴疗法作一综述。

一、Hp的致病机制

Hp的致病过程主要通过4个阶段来完成：①进入宿主进行环境改造；②利用尿素酶动力趋避；③利用黏附素黏附定植；④毒力因子释放并损伤机体细胞。Hp的定植黏附阶段需要鞭毛、尿素酶和黏附素的通力协作。鞭毛和菌体组成的螺旋结构为Hp顺利穿过胃内黏液层并定植于胃黏膜上皮提供有利条件。Hp丰富的尿素酶可将尿素分解为氨气和CO2，氨气中和胃酸在菌体周围形成一层“氨云”保护伞，有利于Hp在胃部存活和定植。Hp定植的成功还取决于其能分泌多种黏附因子，从而使定植具有靶向性和牢固性。黏附素通过识别黏液层上的受体和上皮细胞的表面受体，与基底膜上的蛋白结合从而使菌体牢固附着于胃上皮细胞。

黏附定植后，Hp会释放一系列毒力因子，破坏消化道黏膜层结构，从而引发免疫应答和炎症反应。Hp发挥致病效应的毒力因子主要为空泡毒素A(VacA)和细胞毒素相关蛋白A(CagA)。几乎所有Hp均含VacA基因，但仅40%～50%表达有活性的空泡毒性[11]。VacA毒素进入宿主细胞后会使细胞空泡化而死亡[12-13]，同时导致宿主细胞内离子和小分子(如铁、镍、糖和氨基酸)的泄漏从而破坏上皮细胞的紧密屏障功能[14]。VacA还能抑制B细胞的抗原呈递作用和T细胞的增殖活化作用，进而延长宿主的免疫反应，导致慢性炎症[15]。CagA是Hp最强的毒力因子之一，由Hp的致病岛编码。Hp根据是否含有CagA基因，可分为Ⅰ型(CagA阳性)和Ⅱ型(CagA阴性)。多项研究表明，Ⅰ型Hp的毒性和致病性远高于Ⅱ型Hp。CagA可将毒力因子注入宿主细胞，造成Hp的持续感染，使宿主细胞产生免疫反应，损伤宿主细胞功能，最终导致细胞变性和转化[16-17]。

二、 Hp的抗菌药物疗法

目前我国共识推荐质子泵抑制剂(PPI)与抗菌药物和铋剂联合应用作为Hp感染的一线疗法[18]。但近年来抗菌药物的耐药率逐渐上升，导致Hp根除率降低。国内一项Hp感染对常用抗菌药物耐药性的连续10年研究[19]结果显示，克拉霉素、甲硝唑、喹诺酮类的Hp耐药率分别从14.8%上升至65.4%、38.9%上升至78.8%、27.1%上升至63.5%。另一项研究[20]发现，我国Hp对甲硝唑的平均耐药率为88.3%，克拉霉素为22.6%，左氧氟沙星为19.3%。对常用抗菌药物的两重和三重耐药率分别达25.5%和7.5%。此外，抗菌药物还可导致胃肠道不良反应，如腹泻、恶心、呕吐、腹胀、腹痛等。从安全性出发，多数老人、儿童、孕产期妇女以及多次反复感染者并不适用抗菌药物疗法。因此，目前对Hp的新兴天然干预疗法的需求不断攀升。

三、Hp感染的天然干预疗法

1. 罗伊乳杆菌DSM17648：罗伊乳杆菌DSM17648通过选择性细菌-细菌相互作用以减少胃部Hp定植，同时可抑制Hp作用，从而提高根除率[21]。罗伊乳杆菌DSM17648在体外和体内均可与Hp选择性结合，且该结合具有高度特异性，并不与空肠弯曲菌或其他口腔、肠道细菌共生菌结合。在随后的一项单盲、随机、安慰剂对照试验中，罗伊乳杆菌DSM17648可显著减少已感染Hp的健康人群胃部中的定植数量[22]。德国一项单盲、安慰剂对照交叉临床研究表明，与安慰剂组相比，DSM17648治疗组Hp水平在干预14 d后显著降低，且这种干预效果可保持至停止治疗后6个月[23]。爱尔兰一项单盲、安慰剂对照临床研究[24]结果发现，使用DSM17648补充治疗28 d后，62.5%的受试者Hp数量呈降低的趋势，且66.7%的受试者总体胃肠道症状评分量表(GSRS)评分显著下降。在DSM17648补充阶段期间，13C-UBT平均值下降22.5%，而安慰剂组增加了37.3%，且无明显不良反应。此外，将罗伊乳杆菌DSM17648与抗菌药物联用后，其Hp根除率较单纯抗菌药物疗法提高10%，说明罗伊乳杆菌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：萝卜硫素(SFN)主要以其硫代葡萄糖苷的前体形式存在于花椰菜嫩芽中。有研究[26]表明，7.5 μmol/L SFN连续干预5 d后，可根除人胚胃黏膜异种移植小鼠模型中的Hp感染，根除率为72.7%。日本一项研究[27]给予Hp感染的小鼠口服西兰花嫩芽，结果显示可减少胃部Hp细菌定植，降低胃黏膜肿瘤坏死因子-α和白细胞介素1β表达，减轻胃体炎症反应。随后将48例Hp感染患者给予西兰花嫩芽(70 g/d，含420 μmol SFN前体)或等量紫花苜蓿嫩芽(不含SFN)8周，结果显示每日摄入富含SFN的西兰花嫩芽能显著降低13C-UBT值和Hp粪便抗原水平，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对照组的Hp抗原值无明显变化。此外，有研究显示口服西兰花嫩芽7 d后，33.3%的患者根除了Hp感染[28]；亦有报道表明西兰花嫩芽可减胃黏膜脂质过氧化程度[29]。上述研究结果均表明SFN在治疗Hp感染中具有巨大潜力。

3. 抗炎抗氧化的天然提取物：花青素是一类广泛存在于自然界的水溶性天然色素，具有极强的自由基清除能力和抗氧化能力。有研究[30]将不同种类的花青素与Hp菌株60190进行共培养，结果显示花青素通过降低参与细胞蛋白转运的SecA的转录来抑制Hp细胞毒素CagA和VacA的分泌。此外，花青素处理后可显著减少感染Hp的胃部细胞中促凋亡蛋白caspase-3和caspase-8的激活，减少因Hp感染引发的胃部细胞损伤[31]。

白藜芦醇属于多酚类化合物，具有抗炎、抗氧化的功效。一项研究[32]表明红酒提取物和白藜芦醇在体外均能抑制Hp CagA+菌株的生长，最低抑制浓度分别为 12.5 μg/mL和25 μg/mL。

维生素C是一种多羟基化合物，在人体内是一种高效抗氧化剂。一项随机对照临床研究[33]表明，在高危人群中有效Hp根除或膳食补充抗氧化剂维生素C、微量营养素均会减缓癌症进展，有望作为预防胃癌的有效策略。膳食补充维生素C可显著减缓肠化生(RR=3.3，95% CI: 1.1～9.5)和癌症进展风险(RR=5.0，95% CI: 1.7～14.4)。

4. 益生菌治疗：除越来越严重的耐药问题外，抗菌药物对儿童、老人和免疫功能受损者造成的肠道菌群紊乱问题也日益凸显，因此利用益生菌平衡胃肠道菌群、辅助根除Hp感染和缓解不良反应亦逐渐受到关注。

一项纳入1 469例患者的meta分析表明，乳杆菌和双歧杆菌辅助治疗均能提高Hp根除率，并降低不良反应率[34]。罗伊乳杆菌作为乳杆菌的重要种类之一，其产生的罗伊毒素在0.08～20.48 mmol/L浓度下能显著抑制Hp生长，并降低Hp致病基因VacA和FlaA mRNA表达[35]。布拉酵母菌为临床上应用较为广泛的益生菌。在一项伊朗儿童临床干预中，布拉酵母菌可显著抑制儿童胃肠道中Hp的定植，但作为单一疗法时并不能根除Hp感染[36]。布拉酵母菌表达神经氨酸酶活性，可选择性去除α2,3-连接的唾液酸，从而抑制Hp对宿主细胞的黏附，降低Hp感染程度[37]。此外，多项meta分析结果显示联用益生菌可降低抗Hp的总体不良反应(包括呕吐、上腹痛、腹胀、抗菌药物相关性腹泻、食欲不振、便秘)，并提高根除率，但由于各meta分析纳入的所有试验均存在异质性，因此应谨慎解释上述结果[38-40]。

益生菌影响Hp的潜在机制可能包括：①分泌抗微生物物质来加强非免疫屏障(抵抗病原菌的第一道防线)或稳定肠黏膜屏障；②与Hp的黏附受体竞争结合，从而隔离Hp，防止其对黏膜的黏附[41]；③乳酸菌分泌的抗菌物质，如由益生菌代谢碳水化合物过程中产生的短链脂肪酸(如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和乳酸)，可降低胃内pH值，减弱尿素酶活性，从而直接或间接抑制Hp在胃黏膜中的定植生长[42]。

但Maastricht Ⅴ/Florence共识提出，联合益生菌辅助治疗可缓解根除Hp引发的胃肠道不良反应，但能否提高根除率仍需行进一步验证[43]。多伦多共识不推荐在抗Hp过程中出于减少不良事件和提高根除率的目的而常规加用益生菌[44]。而有专家共识提出，补充某些特定益生菌，如乳酸菌或鲍氏酵母菌，可进一步提高Hp根除率并降低抗菌药物带来的不良影响[45]。东南亚国家联盟(ASEAN)共识提出，益生菌可于辅助治疗，以减少不良反应并提高耐受性，联合标准疗法可能可提高Hp根除率[46]。

综上所述，益生菌是一类可定植于宿主体内并改善宿主微生态平衡的活性微生物，其种类繁多，因此进行临床辅助治疗时选取益生菌种类、治疗剂量、配伍和治疗时间仍需进一步深入探索与研究。

5. 多糖类物质：Hp表面丰富的黏附素能特异性识别胃黏膜上皮表面受体并进行附着，紧密黏附后的Hp可逃避黏液更新和胃蠕动，从而持久定植。部分黏附素还可介导炎症反应，损伤胃黏膜。总之，黏附素不仅参与对胃黏膜的黏附、定植，还与Hp的持续感染和疾病严重程度密切相关[47]。抑制Hp黏附或使Hp脱黏附均可预防或部分消除Hp感染引起的危害。

多项研究表明，多糖作为抗黏附剂，可通过直接与Hp相互作用或阻断受体中的可用位点来抑制Hp黏附，从而达到预防或治疗Hp感染的目的。藻类和微藻类中均含有高浓度生物活性多糖，研究发现含硫酸多糖的岩藻多糖在体外可抑制Hp对胃黏蛋白的附着，减少Hp诱导的胃炎[48]。国内有研究[49]显示，银耳多糖对慢性乙酸型和幽门结扎型溃疡显示出较强的抑酸效应，可抑制胃蛋白酶活力，表明其对Hp感染具有一定的治疗效用。

6. 光疗：Hp积聚光活性卟啉，使菌体易于被光灭活。有研究[50]对18例Hp感染患者使用新型光源进行治疗，结果显示治疗后胃窦(>97%)、胃体(>95%)和胃底(>86%)的Hp负荷显著减少，然而数天后Hp再次扩增。虽然目前并没有患者通过该方法成功根除Hp感染，但胃内紫外光光疗是可行和安全的，代表了根除Hp感染的新方法与希望，特别是在抗菌药物治疗失败的患者中。

四、展望

Hp作为一级致癌物，是诱发慢性胃炎、消化性溃疡和胃癌的重要危险因子。目前临床上对Hp的治疗方案主要集中于标准三联或四联抗菌药物疗法，但近年随着抗菌药物耐药率的不断攀升，其引发的儿童、老人和免疫功能受损者的肠道菌群紊乱、治疗不良反应、依从性不佳等问题日益凸显，因此利用天然干预方法治疗Hp的需求日益升高。Hp的定植和毒力释放步骤在Hp的致病机制中极为关键。Hp进入宿主环境中后，首先利用尿素酶进行环境改造，进而动力趋避胃酸环境，通过黏附素黏附定植后释放毒力因子，诱发机体的免疫反应和炎症反应，损伤机体细胞。因此利用天然高纯提取物、筛选特定功能性菌株或上述提取物与菌株的联合新四联疗法，针对上述关键环节进行天然综合干预为基础研究和临床治疗策略提供了全新的思路，对Hp的预防和治疗具有重要意义。