幽門螺桿菌的混合感染及混合感染的可能機制

幽門螺桿菌(H.pylori)感染在世界范圍內(nèi)廣泛存在，其在發(fā)達國家成人中的感染率接近50%，而在一些發(fā)展中國家甚至高達90%。H.pylori在人胃內(nèi)的感染是一個長期慢性的過程，如果不經(jīng)治療，感染將終生持續(xù)存在。H.pylori在生物學(xué)上不同于其他微生物的一個顯著特點在于其菌株的廣泛異質(zhì)性，這種異質(zhì)性不僅表現(xiàn)在諸如細菌的黏附特異性、細菌對抗生素的耐藥性、空泡細胞毒素A的產(chǎn)生以及毒素相關(guān)蛋白的表達等表型特征的不同，更突出地表現(xiàn)在其基因型的顯著差異，即不同菌株具有完全不同的基因型。自從Beji首次發(fā)現(xiàn)在同一患者胃內(nèi)的不同部位可同時感染4株不同的H.pylori以來，不少學(xué)者開始關(guān)注此方面的研究。隨著眾多分子生物學(xué)技術(shù)在H.pylori菌株鑒定中的應(yīng)用，已經(jīng)證實在通常情況下，不同患者總是感染基因型不同的菌株；而同一患者也發(fā)現(xiàn)可同時感染一株以上的菌株，即存在不同H.pylori菌株的混合感染。不少學(xué)者已經(jīng)關(guān)注到有關(guān)H.pylori在胃內(nèi)感染狀態(tài)的研究，這不僅有助于澄清該菌的自然感染過程，反映出在長期性感染過程中細菌對宿主的適應(yīng)性，更有助于全面了解細菌的致病性及其對抗生素的耐藥性。

1. 幽門螺桿菌的混合感染狀態(tài)及發(fā)現(xiàn)

早在H.pylori還被稱作幽門彎曲菌(Campylobacter pylori)時，Majewski和Goodwin采用限制性內(nèi)切酶分析方法研究了來自11例患者的11對分離株，發(fā)現(xiàn)有6對菌株具有完全不同的酶切圖譜，推測這6例患者分別感染了兩株不同的菌株。隨后又有學(xué)者注意到，來自同一患者的菌株其基因組DNA酶切圖譜顯示輕度差異，因而認為，基因組DNA或質(zhì)粒稍有不同的細菌亞群也可在胃內(nèi)同時存在。隨著研究方法的改進，不斷有學(xué)者證實在同一患者確可存在不同H.pylori菌株的混合感染，這種混合感染可以是兩株、甚至兩株以上不同菌株的感染，而這恰恰反映出H.pylori種屬的廣泛異質(zhì)性。Jorgensen等培養(yǎng)了來自同一患者10個活檢部位的菌株，每個活檢部位又分別分離出兩株菌株，用RAPD方法對來自同一患者的一組分離菌株進行分析，并以RAPD指紋圖譜中出現(xiàn)一條帶以上的差異為新菌株，如此，他們甚至檢測出多達6株菌株的混合感染。進一步的研究還顯示，混合感染不僅存在于胃內(nèi)的不同部位，即使在同一部位也可同時存在不同菌株的混合感染。盡管H.pylori在人胃內(nèi)的感染狀況可以如此復(fù)雜，人們?nèi)匀蛔⒁獾交旌细腥径鄶?shù)表現(xiàn)為基因型稍有不同的幾株菌的感染，并被認為可能是來自同一菌株的變異菌或亞群，且無論是胃內(nèi)不同部位，還是同一部位的混合感染，通常仍以一株菌株為優(yōu)勢感染菌。由于H.pylori的廣泛異質(zhì)性，人們想到菌株的變異可發(fā)生在基因組的任何部位，包括某些已知的與致病有關(guān)的基因(如cagA、vacA、flaA、ureA-ureB等)且可能由于基因的變異而導(dǎo)致某些表型的改變，因而可能存在某些基因型和表型不同的菌株的混合感染。近年來的研究進一步探討了混合感染菌株的基因型及表型特征，發(fā)現(xiàn)同一患者胃不同部位，甚至同一部位cagA陽性和cagA陰性菌株的混合感染。Kuo等采用PCR-RFLP及RAPD方法，并結(jié)合測序分析發(fā)現(xiàn)了vacA基因不同菌株(m2和m1T/m2)的混合感染。而Figura等對8例不同基因型菌株混合感染的患者的分析，發(fā)現(xiàn)其中3例為cagPAI不同的菌株的混合感染，2例為vacA不同的菌株的混合感染，其余3例為cagPAI和vacA均不同的菌株的混合感染。此外ureA-ureB和flaA基因不同的菌株也可同時存在于同一患者的胃黏膜內(nèi)。需要指出的是，現(xiàn)有的為數(shù)不多的研究結(jié)果表明，這種某個基因不同的菌株的混合感染卻常常顯示具有完全相同或相似的基因組指紋圖譜，因而很可能是同菌株的變異菌。

2. 幽門螺桿菌與海爾曼螺桿菌的混合感染

海爾曼螺桿菌(Helicobacter heilmannii)是文獻報道的可在人胃黏膜內(nèi)感染并導(dǎo)致慢性胃炎的另一種細菌，其在人群中的感染率遠低于H.pylori，僅占0.07%~1%。關(guān)于混合感染的一種特殊情況，即H.pylori和海爾曼螺桿菌的混合感染，文獻報道較少。這可能是由于一種細菌在人胃內(nèi)的感染對另一種細菌的感染起到了抑制作用；其次，海爾曼螺桿菌本身在人群中的感染率就很低，這使得H.pylori和海爾曼螺桿菌的混合感染發(fā)生的可能性減低。盡管如此，Hilzenrat等在對912例患者的研究中，發(fā)現(xiàn)4例海爾曼螺桿菌感染的患者，其中1例患者為H.pylori和海爾曼螺桿菌的混合感染。說明H.pylori和海爾曼螺桿菌確實可同時存在，混合感染于人胃黏膜，這種混合感染是否具有致病意義引起學(xué)者關(guān)注。Liu等對1517位快速尿酶試驗陽性的患者行海爾曼螺桿菌PCR擴增及測序，同時進行H.pylori的PCR測序及培養(yǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，11.87% H.pylori患者檢出海爾曼螺桿菌混合感染。存在海爾曼螺桿菌感染的患者均合并H.pylori感染。部分患者還同時存在2種以上螺桿菌屬的感染。

補充資料：

海爾曼螺桿菌是一種緊密卷曲的細菌（tightly coiled bacillus），相比幽門螺桿菌來說要更長、更粗一些，可導(dǎo)致出現(xiàn)顯著臨床癥狀的胃炎。當(dāng)年Heilmann等發(fā)現(xiàn)該病菌時就認為這一病原體和常見于狗、貓、猴子胃黏膜處的病菌類似，后續(xù)研究也發(fā)現(xiàn)人類感染該病菌者多見于和動物接觸者。臨床可見于兒童和成人，且其臨床表現(xiàn)相似。

與幽門螺桿菌一樣，該病菌也主要定植于胃竇部，且可能與胃潰瘍、胃癌及MALT淋巴瘤有關(guān)。鏡下表現(xiàn)與幽門螺桿菌類似，但炎癥程度一般不是那么嚴重，且淋巴小結(jié)也相對少見，病原體數(shù)量要少于幽門螺桿菌胃炎。常規(guī)HE染色即可查見該病原菌，但吉姆薩染色或銀染色可增強檢出的敏感性；針對幽門螺桿菌的多克隆抗體免疫組化常與該病原菌產(chǎn)生交叉反應(yīng)，如HE染色中無法可靠鑒別幽門螺桿菌和該病菌，也不能將免疫組化用于鑒別診斷。由于該病原體一般數(shù)量較少，且尿素酶活性較低，因此快速尿素酶試驗及呼氣試驗可產(chǎn)生假陰性。由于該病原菌生長要求高，因此培養(yǎng)的效果也很長；PCR應(yīng)該是最準確的檢測方法。

組織化學(xué)銀染中的海爾曼螺桿菌。短箭頭所示為幽門螺桿菌，長箭頭所示為更長、更粗、致密卷曲的海爾曼螺桿菌。

幽門螺桿菌混合感染的可能機制

目前認為，同一患者胃內(nèi)不同部位或同一部位同時存在不同菌株混合感染的現(xiàn)象反映了菌株和宿主間的相互作用，以最終達到H.pylori在宿主體內(nèi)長期慢性適應(yīng)性生存的過程。之所以發(fā)生混合感染的現(xiàn)象，推測在兒童期或感染的初期，患者可暴露于多株H.pylori，這特別可能發(fā)生在H.pylori感染的高發(fā)地區(qū)，并導(dǎo)致基因型完全不同的菌株的混合感染。經(jīng)過長達數(shù)年的漫長的過程，不同菌株在胃內(nèi)競爭性生長以適應(yīng)宿主，結(jié)果導(dǎo)致在胃內(nèi)某一部位以一株菌株為優(yōu)勢生長，而在另一部位以另一菌株為優(yōu)勢生長。由于某些菌株可能較其他菌株的適應(yīng)性更強、更具有生長優(yōu)勢，因而可達到在全胃內(nèi)單一菌株的優(yōu)勢生長。在H.pylori對宿主感染的不同階段進行檢測，則可顯示單一菌株感染或混合菌株感染，且混合感染可能多發(fā)生于感染的初期，即在兒童或年輕人中可能檢出率較高。對配偶間H.pylori感染狀態(tài)的研究發(fā)現(xiàn)多數(shù)配偶感染的菌株不同，提示他們可能在結(jié)婚時達到了單一菌株的優(yōu)勢感染狀態(tài)。現(xiàn)有的、為數(shù)不多的研究資料證實了上述推測。Akopyants等以含有等量的兩株H.pylori的混合物喂養(yǎng)10只豚鼠，并檢測它們在豚鼠胃黏膜的感染狀況，發(fā)現(xiàn)其中4只豚鼠混合感染了等量的兩株菌株，其余6只則以其中一株菌株為優(yōu)勢感染。提示H.pylori在體內(nèi)感染時通過菌株和菌株的相互競爭,以及菌株和宿主的相互作用，最終使得某特定菌株定居于最適合它生存的特定宿主的特定部位。Hua等在體外液體條件下將兩株不同的H.pylori共同培養(yǎng)并記錄其生長狀況，3周后經(jīng)RAPD分析發(fā)現(xiàn)僅有單一菌株繼續(xù)存活，說明在體外共同培養(yǎng)條件下，某些菌株確有生長優(yōu)勢，從而抑制了另一菌株的生長。此外，基因型稍有不同的菌株的混合感染被認為可能是同一菌株的亞群的混合存在。H.pylori在長期慢性的感染過程中，為更好地適應(yīng)宿主體內(nèi)的生存環(huán)境，可發(fā)生質(zhì)?；騬RNA基因拷貝數(shù)的改變，或通過基因組的重組、突變、轉(zhuǎn)化以及基因序列的改變而出現(xiàn)新的變異菌或亞群，從而發(fā)生基因型相似或稍有不同的菌株的混合感染。體外研究也證實，H.pylori可通過直接的菌體接觸或從溶解的菌體攝取DNA而發(fā)生菌株間的DNA轉(zhuǎn)化。Danon等的動物實驗研究也發(fā)現(xiàn)以多株菌株同時喂養(yǎng)致小鼠感染后，從小鼠胃黏膜分離出的菌株與用于喂養(yǎng)的原菌株具有不同、但相似的RAPD指紋圖譜，提示可能在體內(nèi)通過基因轉(zhuǎn)化發(fā)生了基因改變。有人發(fā)現(xiàn)，cagA陽性菌株對胃酸更敏感，更適宜生存在靠近胃黏膜上皮表面；而cagA陰性菌株對胃酸不敏感適宜生存在靠近胃腔的環(huán)境，這似可解釋在同一患者可同時感染cagA陽性和cagA陰性菌株。

H.pylori在長期慢性感染中仍可保持抗生素敏感菌株和耐藥菌株共存，而不發(fā)生耐藥性在菌株之間廣泛轉(zhuǎn)化的機制尚不清楚，可能是由于敏感菌株較耐藥菌株具有更強的生長優(yōu)勢，從而抑制了耐藥菌株的生長和耐藥性的轉(zhuǎn)化。而基因型相同、藥物敏感性不同的菌株混合感染的機制推測可能有以下幾個方面的原因：首先，各種基因型檢測方法的敏感性都是有一定限度的，不能敏感地檢測出每一個基因的細小的變化，如基因的點突變。而研究表明，H.pylori對某些抗生素(如甲硝唑和克拉霉素)的耐藥性正是由于某一基因的點突變所導(dǎo)致的。其次，可能同一菌株在某種條件下(如抗生素治療時)可以表現(xiàn)出兩種不同的表型。最后，不同的藥敏檢測方法其結(jié)果可有一定差異，而同一檢測方法也可因?qū)嶒灄l件的偏差導(dǎo)致對耐藥性判斷的誤差。特別是H.pylori對甲硝唑的耐藥性與氧張力有關(guān)，在厭氧條件下預(yù)培養(yǎng)24h，可使微需氧條件下甲硝唑耐藥菌株轉(zhuǎn)變?yōu)榧紫踹蛎舾芯辍?/span>

幽門螺桿菌

世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)已將其列為Ⅰ類致癌因子。據(jù)報道，全球自然人群感染率超過50%，我國目前Hp感染率達50%-56%，約7億人被感染。目前臨床上將Hp分為高毒菌株（Ⅰ型Hp）和低毒菌株（Ⅱ型Hp），Ⅰ型Hp具有侵襲性，其VacA和（或）CagA抗體呈陽性，促進胃潰瘍/胃癌的發(fā)生發(fā)展；Ⅱ型Hp的VacA和CagA抗體均為陰性，不產(chǎn)生細胞毒素菌株，毒性較小。對于Ⅰ型Hp毒力陽性的感染者，更應(yīng)積極地推薦Hp根除治療，從而提高患者的治療依從性。

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