您所在的位置:首頁(yè) > 消化內科醫學(xué)進(jìn)展 > 幽門(mén)螺桿菌致病機制的最新進(jìn)展
自1983年Warren和Marshall首先從慢性活動(dòng)性胃炎患者的胃粘膜活檢的標本中分離到幽門(mén)螺桿菌以來(lái),國內外對此進(jìn)行了大量的研究。本文試從致病因素和機制方面探討幽門(mén)螺桿菌的消化系統疾病中的作用。
1 有利于細菌定居的因素
1.1 螺旋形及鞭毛螺旋形允許幽門(mén)螺桿菌在粘液中游動(dòng),而不粘附于上皮;鞭毛使其在粘液中有足夠的能動(dòng)性。
1.2 磷脂酰乙酸胺GM3神經(jīng)節苷酯及LewisB抗原的特異性依附使幽門(mén)螺桿菌選擇性地定植于胃的粘液分泌上皮細胞。
幽門(mén)螺桿菌可以影響粘膜腺體的結構及功能,增加粘膜的炎癥細胞數量,包括淋巴細胞、單核細胞/巨噬細胞,嗜曙紅細胞和漿細胞。漿細胞分泌特異免疫球蛋白G或者SOGA.幽門(mén)螺桿菌的不少產(chǎn)物都可以作為炎癥的調理素:①多形核白細胞幽門(mén)螺桿菌合成和分泌FMLP可以引起PMNL的聚集,fMLP所激活的PMNL可以釋放降解酶和反應性氧代謝產(chǎn)物,同時(shí)伴有免疫復合物和激活和補體。這些分泌的產(chǎn)物可以破壞上皮細胞的功能和粘液層,這有可能導致胃粘膜屏障的功能喪失;②感染時(shí)單核細胞可以釋放白細胞介素、腫瘤壞死因子和自由氧根。此外可以引起明顯的單細胞及巨噬細胞氧化爆發(fā)反應;③可產(chǎn)生粘附因子可能對炎性細胞的趨化移動(dòng)有影響;④可產(chǎn)生一種血小板活化因子。它是一種作用很強的磷脂介質(zhì)在體內可以增強血小板聚集,釋放血管活性胺,趨化中性粒細胞,并且具有強烈的致水腫作用;⑤可產(chǎn)生一種血小板因子,但其具體作用機制不明;⑥低分子量化學(xué)吸引蛋白吸引中性白細胞和單核細胞,釋放反應性的氧類(lèi)和白細胞介質(zhì)。
3 細胞因子
3.1 腫瘤壞死因子(DNF)幽門(mén)螺桿菌菌體可提取的脂多糖類(lèi)(LPS)導致腫瘤壞死因子的產(chǎn)生。TNF可引起組織損傷、厭食、蛋白質(zhì)分解、脂類(lèi)減少、心內膜下炎癥、胰島素耐受、急性期蛋白釋放,還可增加腫瘤轉移的發(fā)生率。
3.2 表皮生長(cháng)因子(EGF)幽門(mén)螺桿菌在胃癌發(fā)生中起作用。一種解釋是感染間接地的周到胃新生物的形成,其原因可能是胃上皮表皮生長(cháng)因子的表達。EGF可促進(jìn)小腸上皮的發(fā)育可直接作用于壁細胞,抑制胃酸和胃蛋白酶的分泌,在有炎癥的竇部粘膜比非炎癥竇部粘膜的增殖區或其附近。表皮生長(cháng)因子的濃度更高。另外,在炎癥粘膜中,EGF的表達與淋巴細胞有關(guān),淋巴細胞可以通過(guò)細胞毒素的釋放而導致胃上皮細胞的表皮生長(cháng)因子的表達。
4 白細胞介質(zhì)
4.1 IL-1幽門(mén)螺桿菌菌體和提取的LPS導致IL-1的產(chǎn)生。IL-1具有細胞保護、抑制胃分泌及胃排空、抑制攝食行為等作用。
4.2 IL-2R幽門(mén)螺桿菌細胞連同純化的LPS的細胞中提取的蛋白質(zhì)都夠活化單核細胞,活化后的單核細胞能在其表面表達iL-2受體,IL-2表達的增加,可以促進(jìn)宿主抵御幽門(mén)螺桿菌。
4.3 IL-6取自幽門(mén)螺桿菌感染的活動(dòng)性胃炎患者的胃粘膜活檢標本的上清液在體外培養,發(fā)現在高水**IL-6.IL-6具有多種生物學(xué)活性,這包括作為第二信號誘發(fā)CD4+T細胞分泌IL-2,加速TC細胞的分化,誘導B細胞終末分化,**B細胞產(chǎn)生抗體。
4.4IL-8在合并幽門(mén)螺桿菌感染的竇部活檢標本中有高濃度的IL-8分泌,IL-8是一種潛在的中性白細胞趨化性和激活的肽,也是人類(lèi)中性白細胞活化肽(NAP-1)。
5 脂多糖和表面蛋白質(zhì)
脂多糖可以引起表型的改變、細胞毒素的產(chǎn)生、氧根的形成,而這些又可引發(fā)人類(lèi)單核細胞的激活。幽門(mén)螺桿菌表面蛋白質(zhì),富含尿素毒酶而不含LPS,**幽門(mén)螺桿菌表型的、轉錄和功能的改變,以適應高度活化的單核細胞。
6 幽門(mén)螺桿菌相關(guān)酶類(lèi)
6.1 蛋白酶幽門(mén)螺桿菌細胞外蛋白酶和脂酶,能容易降解粘膜蛋白和脂類(lèi),但這些酶類(lèi)的活性可以被一種胃腸保護因子sulglycotide所抑制。
6.2 磷脂酶幽門(mén)螺桿菌的溶解物含有磷脂酶,能消化單層磷脂,溶化上皮細胞膜和粘液層,增加粘膜的溶觖性。
6.3 尿素酶幽門(mén)螺桿菌的尿素酶可產(chǎn)生氨,它對于真核生物的細胞有毒性作用。最近的調查指出,組織培養的空泡形成可能歸因于尿素酶所產(chǎn)生的氨,而不是hP的細胞毒素。氨的產(chǎn)生使幽門(mén)螺桿菌能在胃環(huán)境中生存。此外尿素酶所產(chǎn)生的氨與a-酮戊二酸結合形成谷氨酰胺,阻斷三羥酸循環(huán),從而減少需氧細胞的ATP合成。
7 免疫機制
關(guān)于幽門(mén)螺桿菌感染引起的免疫反應已成為目前研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。當幽門(mén)螺桿菌感染涉及粘膜時(shí),能引起導致癌癥生長(cháng)的免疫反應。已有研究認為,用抗菌素治療患者合其清除幽門(mén)螺桿菌,能阻止某些早期類(lèi)型的胃癌。
7.1 淋巴細胞及漿細胞,幽門(mén)螺桿菌感染時(shí),B和T淋巴細胞都出現,但生在T細胞中,那些產(chǎn)生CD8標志物的出現過(guò)度表達。淋巴細胞和漿細胞可以分泌IGG和IGM.
7.2 抗體的產(chǎn)生從混合性胃腺癌以及幽門(mén)螺桿菌相關(guān)的慢性胃炎患者中分離出兩種單克隆IGM抗體,抗體103/51和105/79抑制腫瘤細胞的粘附。抗體**胃癌細胞,促進(jìn)它們的增殖。同時(shí)可能在由胃癌前狀態(tài)演變?yōu)槟[癌中起作用。但這還需要進(jìn)一步的證實(shí)。FORMAN博士和同事得出結論:與對照相比,那些隨后發(fā)展為胃癌的患者中存在著(zhù)較高的特異性幽門(mén)螺桿菌IGG,有可能這些抗體的產(chǎn)生起初是由能導致慢性胃炎的細菌抗原所**。胃癌患者中幽門(mén)螺桿菌感染的最好標志物可能是IGG.有人發(fā)現央小凹上皮水平正常情況下由PAS陽(yáng)性細胞特異性定植的位置72.7%幽門(mén)螺桿菌陽(yáng)性的慢性淺表性胃炎或者正常胃粘膜中沒(méi)有發(fā)現。
7.3 HLA-DR幽門(mén)螺桿菌感染時(shí),活化的單核細胞能在其表面表達hLA-DR.在體外幽門(mén)螺桿菌感染在胃上皮細胞的表面刺***LA-DR的表達。HLA-DR表達可以促進(jìn)有關(guān)的幽門(mén)螺桿菌抗原的表達這是對hP免疫應答中的一個(gè)關(guān)鍵步驟,隨且產(chǎn)生幽門(mén)螺桿菌特異性抗體。
8 泌酸機制
8.1壁細胞幽門(mén)螺桿菌感染時(shí),壁細胞內出現脂質(zhì)小滴,細胞內水腫和分層體,同時(shí)對胃泌素的**反應減弱。
8.2胃泌素幽門(mén)螺桿菌感染可以干擾胃泌素-鹽酸的內環(huán)境恒定。在幽門(mén)螺桿菌感染患者中正常胃酸水平似乎并沒(méi)有減少胃泌素的產(chǎn)量。可能是幽門(mén)螺桿菌所產(chǎn)生的。氨可以中和G細胞或生長(cháng)抑素分泌細胞的鄰近環(huán)境;慢性竇部炎癥可以上調胃泌素產(chǎn)量。細胞漿中胃泌素MRNA翻譯水平的增加和漿膜中胃泌素釋放的增加可能導致幽門(mén)螺桿菌陽(yáng)性患者中的高胃泌素血癥。而胃泌素可以促進(jìn)胃癌細胞的增殖,**胃癌生長(cháng)。
8.3生長(cháng)抑素在幽門(mén)螺桿菌感染患者中,除竇部D細胞密度的減少外,D細胞中生長(cháng)抑素的合成抑制也可能使竇部生長(cháng)抑素減少,生長(cháng)抑素的缺乏可能導致高胃泌素血癥。另外,生長(cháng)抑素作為抑制因子不僅可抑制內分泌細胞的激素產(chǎn)生,還可以抑制細胞增殖的有絲分裂。
9 粘膜-粘液屏障
幽門(mén)螺桿菌產(chǎn)物連同細菌的增殖對胃粘液有溶解作用,可導致胃粘膜表面的粘液凝膠層變薄,粘液顆粒結構異常和分泌方式的改變。部分患者出現腺體的萎縮,另外由于幽門(mén)螺桿菌尿素酶分解尿素釋放出氨,從而導致上皮細胞的更替加速,球形/橢圓形微膠粒的合成受損,因此粘液的生物合成時(shí)間縮短。但這種結構的損害是有限的。因為細胞的更替首先是由幽門(mén)螺桿菌感染水平而后由尿素的底物所限制[14].根除幽門(mén)螺桿菌后,淺表粘膜的損害和粘液的減少都明顯地減弱[15].
10 亞硝基化合物的合成
幽門(mén)螺桿菌感染可引起胃酸分泌的減少、胃腔內幽門(mén)螺桿菌增高,這有利于胃內其它細菌的生長(cháng)。這些細菌可能導致硝酸鹽轉變?yōu)閬喯跛猁},有助于致癌的亞硝酸胺的形成[16].
11 自由基
過(guò)氧化氫酶,該酶使幽門(mén)螺桿菌在胃粘膜以及吞噬細胞空泡中生存,免受H2O2的作用[1].幽門(mén)螺桿菌組分可以影響氧根代謝的細胞內途徑。過(guò)氧化氫酶可以在這條途徑中充當清除劑。超氧化物歧化酶(SOD)幽門(mén)螺桿菌感染時(shí),胃液中銅鋅過(guò)氧化物歧化酶顯著(zhù)降低,LPO則明顯增高,提示清除自由基能力減低,引起細胞過(guò)氧化損傷而誘發(fā)癌變。超氧化物及過(guò)氧化物:慢性炎癥細胞產(chǎn)生超氧化物和氮的氧化物,可以形成反應性的氧類(lèi)和亞硝酸胺,有致癌作用。維生素C幽門(mén)螺桿菌感染患者胃液中維生素C水平是下降的,而維生素C是一種抗氧化劑,能夠阻止胃中亞酸酸胺的形成。
12 細胞毒素
幽門(mén)螺桿菌最有意思的特征是所謂的“空泡形成細胞毒素”.這種87KDA蛋白在65%的幽門(mén)螺桿菌菌株中表達,并且在上皮細胞中形成空泡。幾乎所有幽門(mén)螺桿菌相關(guān)的十二腸潰瘍的患者均有能形成空泡的細胞毒素的分離菌株。細胞毒素的蛋白基因是所謂Vaca,已經(jīng)被Cover等克隆。Vaca基因在所有幽門(mén)螺桿菌中均有表達,但是僅有65%分離株中產(chǎn)生活性蛋白。細胞毒素有可能在胃癌及癌前病變中起作用。細胞毒素相關(guān)基因A,或者是CAGA是一種127KDA的蛋白。cAGA是空泡形成毒素作用的一種標志物,CAGA基因只有在VACA細胞毒素作用存在的情況下表現,毒素的抗體幾乎在所有十二指腸潰瘍患者中出現。理論上講,CACA抗體的缺乏意味著(zhù)十二指腸潰瘍不能形成[7].
13 膽汁酸
膽汁轉流術(shù)后,幽門(mén)螺桿菌可在殘胃再定殖。幽門(mén)螺桿菌造成的低胃酸使其它細菌繁殖和膽汁返流(BillrothⅡ式術(shù)后較Ⅰ式為嚴重)。使殘胃更易發(fā)展為殘胃癌。
14 細胞的更替與增殖
幽門(mén)螺桿菌感染可能導致細胞更替及增殖,在過(guò)增殖狀態(tài)中,內生的突變可以促進(jìn)基因的損傷,這種損傷積累最終可以導致腫瘤的轉變,根除幽門(mén)螺桿菌之后,代表細胞**的PCNA(增生的細胞核抗原)標記細胞明顯減少,這種清除后的狀態(tài)非常類(lèi)似于正常胃粘膜,這也驗證了感染后的粘膜處于一種過(guò)增殖狀態(tài)。
15 細胞核及染色體
15.1 細胞核變化幽門(mén)螺桿菌清除后,AgNOR(銀染核仁組成區)核均數顯著(zhù)的下降,而多核細胞浸潤與AgNOR數呈正相關(guān),多核細胞可改變細胞核DNA氧化反應的能力。這在增加胃癌的危險性中起重要作用。
15.2 DNA損害幽門(mén)螺桿菌代謝產(chǎn)物產(chǎn)生的多種酶類(lèi)和毒素造成細胞DNA損害,繼而招致一些基因抑制物減弱和癌基因表達,產(chǎn)生內源性突變物,通過(guò)**錯誤,基因突變致癌。多形核白細胞可以引起氧化爆發(fā),從而導致DNA損害。
15.3 基因改變胃癌、腸化生和不典型增生的各類(lèi)病變中幽門(mén)螺桿菌陽(yáng)性患者中的p21和p53的表達均明顯高于幽門(mén)螺桿菌陰性患者,說(shuō)明幽門(mén)螺桿菌感染時(shí)ras-p21和抑癌基因p53突變體的產(chǎn)物可能通過(guò)不同途徑協(xié)同起到致癌作用。幽門(mén)螺桿菌感染后易于發(fā)生C-Ha-ras第十二位點(diǎn)突變,提示幽門(mén)螺桿菌感染與ras基因活化有關(guān)[21].
以上從15個(gè)方面探討了幽門(mén)螺桿菌在胃腸道良惡性病變中致病因素和機制,這方面的研究工作,正在深入進(jìn)行,最近又提出幽門(mén)螺桿菌與熱休克蛋白、一氧化氮、維生素A等與醇結合蛋白(RBP)有關(guān)。但是幽門(mén)螺桿菌在胃腸道疾病中究竟起多大作用,其直接的致病機制等還有待于以后的工作中解決。現代分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展有望為這些問(wèn)題的解決開(kāi)辟一條新的途徑。
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