耿春雨，馬智軍，胡繼科，李玉民

(蘭州大學(xué)第二醫(yī)院消化系腫瘤研究所，蘭州730000)

幽門螺桿菌病是一種螺旋形、微厭氧、革蘭陰性桿菌，是目前所知能夠在人胃中生存的惟一微生物種類。幽門螺桿菌感染會引起不同的疾病結(jié)局，如慢性胃炎、胃潰瘍、胃癌、黏膜相關(guān)淋巴組織腫瘤及胃外系統(tǒng)疾病。幽門螺桿菌株能產(chǎn)生多種細(xì)胞毒素和毒力因子，如血型抗原結(jié)合黏附因子(Bab A)、細(xì)胞毒素相關(guān)蛋白(Cag A)、空泡細(xì)胞毒素(Vac A)、上皮接觸毒性蛋白(Ice A)、前炎癥外膜蛋白(Oip A)、十二指腸潰瘍誘導(dǎo)因子(Dup A)、尿素酶、黏液酶、脂多糖、脂酶、磷脂酶A、溶血素等，新的毒力因子仍不斷被發(fā)現(xiàn)。幽門螺桿菌毒力因子在其致病過程中起重要作用，但不同的毒力因子在幽門螺桿菌致病過程所起的作用不同，導(dǎo)致的疾病也不同。目前對幽門螺桿菌感染結(jié)局的研究主要指向Bab A、Cag A、Vac A、Ice A、Oip A、Dup A這幾種毒力因子?，F(xiàn)就幽門螺桿菌毒力因子及其致病機(jī)制的相關(guān)研究綜述如下。

1 Bab A及其致病機(jī)制

幽門螺桿菌能定植黏附于人胃黏膜表面，免于被排出體外，是其定居、生存及致病的必要條件。文獻(xiàn)報道的幽門螺桿菌黏附素較多，如Bab A、Sab A[依附相關(guān)的脂蛋白A和B(AlpA/B)]、Oip A、Hop Z，Bab A是迄今為止惟一明確受體的幽門螺桿菌黏附素[1，2]，其同源基因有Bab B和Bab C，但均鮮見報道。Bab A能夠通過與胃上皮細(xì)胞表面的血型抗原Lewis b結(jié)合而介導(dǎo)幽門螺桿菌與胃上皮細(xì)胞黏附。Bab A-Leb的相互作用可觸發(fā)炎癥因子、促腫瘤細(xì)胞因子產(chǎn)生。研究[3]發(fā)現(xiàn)，Bab A低水平表達(dá)的菌株可能與更多的黏膜炎癥和嚴(yán)重的臨床結(jié)果有關(guān)。嵌合Bab B/A的形成可導(dǎo)致非Leb結(jié)合菌株重新獲得Leb結(jié)合活性[4]。世界各地的學(xué)者報告了不同比例的嵌合體，Bab A/B是最常見的類型[5]。據(jù)有關(guān)報道，胃上皮細(xì)胞中Bab A介導(dǎo)的連接可能會增強(qiáng)Cag A的易位和加重炎癥反應(yīng)[6]。此外，三陽性(Bab A、Cag A、vac A陽性)幽門螺桿菌表現(xiàn)出更大的定植密度，胃炎癥反應(yīng)加重，與CagA和(或)vacAs1陽性的菌株相比，患者腸上皮化生的發(fā)生率更高。Bab A黏附素的表達(dá)已被證實可以增強(qiáng)Cag-PAI依賴的幽門螺桿菌致病性。

2 Cag A及其致病機(jī)制

Cag A蛋白是幽門螺桿菌最重要的毒力因子，由Cag毒力島(PAI)編碼，Cag A基因位于其C末端，分為Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型幽門螺桿菌PAI島編碼Cag A蛋白和Ⅳ型分泌系統(tǒng)，Ⅱ型幽門螺桿菌PAI島因其自身編碼區(qū)不完整，并不能編碼Cag A蛋白。Ⅰ型幽門螺桿菌體外及體內(nèi)毒性及致病性遠(yuǎn)高于Ⅱ型幽門螺桿菌。位于Cag A蛋白羧基端(C-)EPIYA序列(Glu-Pro-Ile-Tyr-Ala motifs)能特異性連接SHP-2，使Cag A磷酸化，這是細(xì)菌進(jìn)入細(xì)胞后產(chǎn)生毒性的必要條件。Cag-PAI可增強(qiáng)幽門螺桿菌的轉(zhuǎn)移能力并引發(fā)宿主細(xì)胞釋放前炎性細(xì)胞因子而致病[7]。細(xì)菌代謝前體脂多糖(LPS)合成后，通過Cag-PAI Ⅳ型分泌系統(tǒng)交付給宿主細(xì)胞，激活與TNF相互作用的蛋白質(zhì)，此過程獨(dú)立于幽門螺桿菌驅(qū)動的炎癥感染通路之前，有助于后續(xù)炎癥通路的激活。因此，幽門螺桿菌可調(diào)控DNA、蛋白質(zhì)表達(dá)，通過上述通路將Cag A蛋白傳遞到宿主細(xì)胞的靶位點(diǎn)，從而致病[8]。幽門螺桿菌可通過p38MAPK通路，利用Cag-PAI Ⅳ型分泌系統(tǒng)和肽聚糖(PG)上調(diào)B7-H1在胃上皮細(xì)胞中的表達(dá)水平，促進(jìn)單核細(xì)胞凋亡，這對幽門螺桿菌持久感染宿主起著重要作用[9]。而且，Cag A陽性的幽門螺桿菌可快速誘導(dǎo)細(xì)胞肌動蛋白聚合，引起細(xì)胞骨架重排，有利于其他分泌蛋白如Vac A以內(nèi)吞方式進(jìn)入細(xì)胞。細(xì)胞骨架的變化還可以引起宿主細(xì)胞變性乃至移行，有利于幽門螺桿菌對宿主細(xì)胞的黏附及在胃部微環(huán)境中生存。

EPIYA序列可分為A、B、C、D四種片段，根據(jù)片段的不同可將幽門螺桿菌分為東亞型(Cag A陽性)和西方型(Cag A陰性)。體外實驗表明，東亞型Cag A與SHP-2結(jié)合活性更高，能合成更多毒力蛋白，更易導(dǎo)致細(xì)胞出現(xiàn)“蜂鳥”表型[10]；表達(dá)東方型(Cag A-ABDD)的小鼠比表達(dá)西方型(Cag A-ABCCC)的小鼠惡性腫瘤發(fā)生率更高[11]。

3 Vac A及其致病機(jī)制

Vac A是幽門螺桿菌重要的毒力因子之一，所有的幽門螺桿菌菌株均含有Vac A基因，但只有40%～50%的幽門螺桿菌表達(dá)有空泡毒性的Vac A蛋白[12]，后者通過誘發(fā)靶細(xì)胞溶酶體及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)損傷，導(dǎo)致靶細(xì)胞中明顯空泡的形成。Vac A基因包含至少兩個可變區(qū)域，是信號肽(s)區(qū)域和中間(m)區(qū)域。s區(qū)域有兩個子類型s1和s2，而m區(qū)域有m1和m2[13]。m1型和m2型均對細(xì)胞有空泡毒作用，由于受體不同具體表現(xiàn)不同。產(chǎn)生細(xì)胞毒素含量最高的是Vac A s1m1等位基因，其次是Vac A s1m2。關(guān)于Vac A的致病機(jī)制主要有以下幾種推論：①Vac A可松弛組織細(xì)胞之間的緊密連接，削弱胃黏膜屏障；②Vac A抑制B細(xì)胞的抗原呈遞作用，下調(diào)IL-2轉(zhuǎn)錄，減弱T細(xì)胞增殖與活化，削弱宿主免疫反應(yīng)，延長毒性感染；③Vac A能夠干擾細(xì)胞表皮生長因子介導(dǎo)的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，損壞上皮細(xì)胞的正常細(xì)胞骨架，對胃黏膜造成直接傷害并影響后者正常的修復(fù)和分化。

4 Ice A及其致病機(jī)制

Ice A基因也是幽門螺桿菌基因組中潛在的毒力因子。當(dāng)幽門螺桿菌與黏膜上皮細(xì)胞接觸后，可誘導(dǎo)菌株的Ice A表達(dá)上調(diào)。完整的Ice A基因全長約684 bp，是一種NlaIIIR樣限制性核酸內(nèi)切酶，能特異性作用于DNA鏈上的CATG序列。Ice A分為Ice A1和Ice A2，但I(xiàn)ce A2不能編碼有功能的蛋白質(zhì)，屬于無功能基因。研究發(fā)現(xiàn)，Ice A1陽性菌株不直接參與細(xì)胞損傷的病理過程，而是通過胃黏膜上皮內(nèi)中性粒細(xì)胞浸潤，增高IL-8濃度，導(dǎo)致黏膜炎癥加重及消化性潰瘍病的發(fā)生。最近的一項關(guān)于伊朗人群的研究[14]顯示，Ice A1可能與胃癌發(fā)展關(guān)系更為密切，而不是消化性潰瘍。與不表達(dá)Ice A1的菌株相比，表達(dá)Ice A1的菌株中Cag A基因陽性表達(dá)率更高，這或許可以解釋Ice A1與一些嚴(yán)重疾病的關(guān)系[15]。

5 Oip A及其致病機(jī)制

Oip A是幽門螺桿菌感染過程中的一種較強(qiáng)的致病因子，與十二指腸潰瘍和胃癌有關(guān)。Oip A基因存在兩種狀態(tài)即功能態(tài)和非功能態(tài)，其中功能態(tài)Oip A基因與幽門螺桿菌感染后的臨床癥狀、細(xì)菌定植密度、中性粒細(xì)胞浸潤及黏膜IL-8高表達(dá)密切相關(guān)[16]。Oip A能影響細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，調(diào)節(jié)信號通路功能。Oip A蛋白可誘導(dǎo)胃上皮細(xì)胞促炎信號產(chǎn)生和IL-8分泌，還可引起中性粒細(xì)胞浸潤，活化磷酸核糖焦磷酸激酶，重新組織細(xì)胞骨架和抑制樹突狀細(xì)胞[15～17]。OipA可通過內(nèi)在途徑觸發(fā)宿主胃黏膜細(xì)胞凋亡[18]。幽門螺桿菌的定植能力和定植密度與OipA、Hop Z、Hop O、Hop P的開關(guān)狀態(tài)有關(guān)。與基因全部開放狀態(tài)相比，當(dāng)有兩個或兩個以上基因處于關(guān)閉狀態(tài)時，幽門螺桿菌的定植率顯著下降。同時，Oip A基因突變的菌株感染后胃黏膜炎癥反應(yīng)較未突變的菌株輕[19]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，Oip A及Cag A的開放狀態(tài)與Bab A2具有協(xié)同作用，這幾個基因共表達(dá)菌株感染者腸化生風(fēng)險大大增加[20]。

6 Dup A及其致病機(jī)制

Zhang等[21]研究認(rèn)為，Dup A可導(dǎo)致十二指腸潰瘍，但在一定程度上可抑制胃癌和胃潰瘍的發(fā)生。Amchchi等[22]研究表明，在北印度人群，Dup A與十二指腸潰瘍密切相關(guān)，可作為其特異性標(biāo)志。Hussein等[23]分析認(rèn)為Dup A陽性的幽門螺桿菌株感染與消化性潰瘍相關(guān)，但未發(fā)現(xiàn)胃癌與該基因的關(guān)系。研究[24]表明，當(dāng)Dup A基因與周圍的Vir B基因均存在并形成完整的結(jié)構(gòu)單位時，Dup A才可發(fā)揮作用。Jung等[25]發(fā)現(xiàn)，Vir B8、Vir B9、Vir B10可形成穿膜通道，構(gòu)成轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；Vir B4、Vir B11、vir D4編碼具有ATP酶活性的蛋白，為分泌系統(tǒng)提供能量。完整型Dup A基因簇在核靶向信號的傳遞與細(xì)胞獲得性DNA的人核轉(zhuǎn)移中也發(fā)揮作用。還有研究發(fā)現(xiàn)高水平的IL-8有助于Dup A基因的表達(dá)，IL-8的表達(dá)與Dup A表達(dá)陽性的幽門螺桿菌量呈正相關(guān)[25]。Dup A可激活p53基因，抑制腫瘤細(xì)胞增殖；也有研究表明Dup A的缺失可激活Ets-1/PEA3基因，此基因參與腫瘤血管生成及腫瘤細(xì)胞增殖。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，Dup A陽性的幽門螺桿菌株感染的胃黏膜上皮淋巴濾泡數(shù)量較少，Dup A可通過抑制淋巴濾泡的形成，減緩慢性胃炎組織學(xué)改變，抑制胃癌的進(jìn)展[26]。

以上幾種基因及其編碼蛋白并非幽門螺桿菌致病的全部因素。幽門螺桿菌致病的更多因素尚需進(jìn)一步研究探索。通過對幽門螺桿菌毒力因子的研究，有助于預(yù)測毒力因子和免疫基因，了解新發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的功能和結(jié)構(gòu)，從而有利于靶向治療新藥和疫苗的研發(fā)，更好地防治幽門螺桿菌感染。

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