肖園園,何勝虎
(1.江蘇省蘇北人民醫(yī)院心血管內(nèi)科,江蘇 揚州 225000; 2.中南大學(xué)湘雅二醫(yī)院心血管內(nèi)科,長沙 410000)
心血管疾病是全球人口死亡的主要原因之一,對人類健康造成嚴(yán)重威脅[1]。冠心病是最常見的心血管疾病,動脈粥樣硬化(atherosclerosis,As)是其主要發(fā)病機制。除吸煙、高血壓、高血脂、肥胖、糖尿病等傳統(tǒng)風(fēng)險因素外,冠心病可能還與一些新型風(fēng)險因素有關(guān),如幽門螺桿菌(Helicobacter pylori,Hp)感染。Hp是最常見的胃腸道病原體[2],由Warren和Marsha[3]首次在胃腸道發(fā)現(xiàn)。Hp菌株主要包括毒素相關(guān)蛋白基因(cytotox in associated gene A,CagA)及空泡毒素基因。而根據(jù)有無毒素基因?qū)p分為兩型:Ⅰ型菌株可分泌細胞空泡毒素(vacuolating cytotoxin A,VacA)、CgaA等毒素,具有較強的致病性;Ⅱ型菌株不產(chǎn)生VacA、CgaA等毒素,致病力較弱。Hp是目前已知的唯一能在酸性胃黏膜表面寄生并致癌的細菌,其可在胃黏膜上皮細胞和巨噬細胞存活和復(fù)制,從而逃避宿主清除[4-5]。Hp感染存在明顯的地域差異及家族集聚現(xiàn)象。目前,全球約50%的人口感染Hp,發(fā)達國家Hp感染率相對較低,發(fā)展中國家Hp感染率達70%以上,其中大洋洲感染率最低,僅為24.4%;非洲感染率最高,約79.1%[6-7]。2009—2013年,我國Hp的平均感染率約為42.06%[8]。近年來,隨著Hp相關(guān)研究的不斷深入,Hp與心血管病的關(guān)系逐漸受到關(guān)注?,F(xiàn)就Hp與冠心病的關(guān)系予以綜述,以提高臨床對Hp感染及其相關(guān)疾病的關(guān)注。
Hp感染致冠心病的直接和間接機制包括慢性Hp感染狀態(tài)誘發(fā)的炎癥反應(yīng)、內(nèi)皮損傷、凝血級聯(lián)反應(yīng)通路的慢性激活所致的凝血和血小板聚集增強、脂質(zhì)代謝失調(diào)和高同型半胱氨酸血癥[9]。另外,病原體可能通過誘導(dǎo)巨噬細胞源性泡沫細胞形成、啟動自身免疫過程、改變冠心病傳統(tǒng)危險因素而直接影響血管壁[10]。以上致病機制中,以炎癥反應(yīng)作用為主,其他機制與其相互作用,共同促進冠心病的發(fā)生。
1.1炎癥及免疫反應(yīng)相關(guān)機制 As發(fā)病機制復(fù)雜,其發(fā)生發(fā)展過程呈動態(tài)變化,病變表現(xiàn)受病變部位、年齡、遺傳和生理狀況的影響。As的發(fā)生與炎癥反應(yīng)密切相關(guān),炎癥反應(yīng)可促進單核細胞和巨噬細胞釋放急性期蛋白、纖維蛋白原和C反應(yīng)蛋白,在As起始、進展、破裂和血栓形成過程中起重要作用[11]。Hp感染通過誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)促進冠心病進展[12]。Hp感染可引起動脈壁的局部炎癥,誘導(dǎo)大量炎癥因子合成和釋放,破壞內(nèi)皮細胞的血管張力維持作用,損傷內(nèi)皮細胞功能,促進冠狀動脈粥樣硬化的發(fā)生。此外,Hp可促進白細胞釋放,使纖維蛋白原轉(zhuǎn)化為纖維蛋白的物質(zhì),促進血液凝固。Hp還可與血小板糖蛋白Ⅰb、L選擇素和P選擇素相互作用,并與假性血管血友病因子結(jié)合,誘導(dǎo)血小板聚集[2]。短時間內(nèi)大量血小板聚集可導(dǎo)致急性心肌梗死的發(fā)生,有研究證實,Hp感染可增加急性心肌梗死的發(fā)病風(fēng)險[1]。Hp感染的嚴(yán)重程度與相應(yīng)炎癥因子水平呈正相關(guān),炎癥因子釋放還可啟動機體免疫機制,宿主通過對定植于胃的細菌發(fā)生免疫反應(yīng),引起細胞因子、類二十烷酸等血管活性物質(zhì)的釋放,誘導(dǎo)體液和細胞免疫應(yīng)答。研究證實,Hp引發(fā)的局部和全身免疫應(yīng)答包括IgA、IgM和IgG同型[13]。
Pellicano等[14]的研究證實,Hp感染可誘導(dǎo)血小板激活和聚集,并導(dǎo)致血漿三酰甘油和各種致As形成相關(guān)因子(如同型半胱氨酸)水平的升高。Corrado和Novo[15]研究表明,慢性Hp感染可引起胃液pH值升高,抗壞血酸水平降低,導(dǎo)致葉酸吸收減少,抑制蛋氨酸合酶反應(yīng),從而血液中同型半胱氨酸水平升高。研究證實,同型半胱氨酸可直接或間接引起血管內(nèi)皮細胞損傷,促進血管平滑肌細胞增殖,影響低密度脂蛋白氧化,增強血小板功能,促進血栓形成,是心腦血管疾病的獨立危險因素[16]。
1.2氧化應(yīng)激作用 氧化應(yīng)激是自由基在體內(nèi)產(chǎn)生的作用,是機體出現(xiàn)衰老和疾病的重要因素之一。有研究發(fā)現(xiàn),長期慢性Hp感染患者體內(nèi)氧自由基的釋放量明顯增多[17]?;钚匝躅惪烧T導(dǎo)脂質(zhì)過氧化,將低密度脂蛋白氧化修飾成氧化型低密度脂蛋白,并進一步損傷動脈內(nèi)膜,導(dǎo)致單核細胞和淋巴細胞表面特性發(fā)生變化,使黏附因子表達增加,進而導(dǎo)致內(nèi)皮細胞上黏附因子的數(shù)量逐漸增多,黏附因子從內(nèi)皮細胞間移入內(nèi)膜下成為巨噬細胞,通過清道夫受體吞噬氧化型低密度脂蛋白,巨噬細胞成為泡沫細胞,從而形成最早的粥樣硬化病變脂質(zhì)條紋,促進了As進展。另有研究顯示,活性氧類可引起環(huán)加氧酶2的過表達,Hp相關(guān)急性和慢性炎癥與環(huán)加氧酶2表達有關(guān),其表達水平與慢性炎癥細胞浸潤程度呈正相關(guān),由此可見,Hp可通過氧化應(yīng)激作用誘導(dǎo)相關(guān)炎癥反應(yīng),引起冠狀動脈粥樣硬化,從而促進冠心病進展[18]。
1.3細胞毒力因子的作用 Hp毒力因子包括VacA、CagA、熱激蛋白(heat shock protein,HSP)、尿素酶等。Hp毒力因子通過自身毒力作用及其誘導(dǎo)的免疫和炎癥反應(yīng)在冠心病發(fā)生發(fā)展中起重要作用。
1.3.1VacA VacA可與宿主細胞表面的受體蛋白酪氨酸磷酸酶(receptor protein tyrosine phosphatase,RPTP)結(jié)合,包括RPTPα和RPTPβ。VacA與RPTPβ結(jié)合后重新定位,并在質(zhì)膜脂筏中濃縮,導(dǎo)致細胞空泡化、膜陰離子選擇性通道和孔的形成以及宿主細胞內(nèi)體和溶酶體活性的破壞[19]。除直接損傷細胞(細胞空泡化)外,VacA還可在短時間內(nèi)驅(qū)動肥大細胞和單核細胞浸潤,導(dǎo)致大量炎癥因子產(chǎn)生,引起血管內(nèi)皮損傷,促進As形成。此外,VacA還可與淋巴細胞的相互作用阻斷白細胞介素-2介導(dǎo)的T細胞增殖,從而削弱T細胞對宿主保護性免疫反應(yīng)的應(yīng)答能力[20],這也是Hp導(dǎo)致慢性感染長期存在的原因。
1.3.2CagA CagA也是Hp的重要毒力因子之一,不僅具有直接毒素,還是上皮細胞促炎細胞因子表達的最主要激活物。CagA陽性胃上皮細胞分泌的外泌體可進入體循環(huán),與宿主細胞調(diào)控細胞生長和運動的多種蛋白相互作用,引起細胞功能異常,導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能受損,內(nèi)皮功能障礙導(dǎo)致一氧化氮釋放減少,細胞間黏附分子1分泌過多,最終導(dǎo)致As發(fā)生[21]。Rasmi等[22]研究證實,內(nèi)皮素1、E選擇素、細胞間黏附分子-1等可作為判斷血管內(nèi)皮功能障礙的指標(biāo)。
1.3.3HSP HSP指細胞在應(yīng)激原誘導(dǎo)下生成的一組蛋白質(zhì),主要包括HSP110、HSP90、HSP70、HSP60以及小分子HSP五類。Hp感染患者體內(nèi)可檢測到HSP60,研究證實,HSP60不僅在細胞內(nèi)和細胞表面表達,還可進入血液循環(huán)激活核因子κB途徑,通過介導(dǎo)細胞產(chǎn)生各種細胞因子、黏附分子和生長因子影響細胞周期和凋亡,并促進平滑肌細胞增生,促使其向內(nèi)膜移行,從而促進As發(fā)展[23-24]。另有研究認(rèn)為,HSP60與某些人類抗原具有相似性,可引發(fā)自身免疫反應(yīng),HSP60可被免疫系統(tǒng)細胞表面Toll樣受體-4/CD14受體復(fù)合物識別,在不同細胞中啟動不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,從而促進多種炎癥因子、細胞因子的釋放,損傷內(nèi)皮細胞;此外,HSP60在免疫反應(yīng)過程中形成的抗原抗體免疫復(fù)合物可沉積于受損的內(nèi)皮細胞,進一步激活補體,誘導(dǎo)內(nèi)皮細胞和巨噬細胞產(chǎn)生細胞因子和黏附因子,促進As進展[25]。
1.3.4尿素酶 尿素酶是位于Hp表層的蛋白質(zhì),是Hp在胃內(nèi)存活的關(guān)鍵酶,由尿素酶A和尿素酶B兩種不同亞單位組成,呈六聚體結(jié)構(gòu)。不同Hp菌株一級結(jié)構(gòu)的尿素酶活性保守且無明顯差異。尿素酶B是尿素酶的活性亞基,與人膜糖蛋白具有交叉抗原識別表位,可通過誘導(dǎo)機體免疫應(yīng)答或通過脂氧合酶介導(dǎo)的途徑活化血小板,引起血小板聚集[26]。此外,尿素酶還能產(chǎn)生特異性人抗體,通過分子模擬或與天然人組織肽反應(yīng),通過經(jīng)典途徑和巨噬細胞或中性粒細胞活化途徑激活補體,引發(fā)炎癥反應(yīng),炎癥反應(yīng)與免疫反應(yīng)協(xié)同作用共同促進As發(fā)生[27]。
2.1抗炎 炎癥是As形成并進展為冠心病的重要因素。抗炎是降低Hp感染患者冠心病發(fā)生風(fēng)險以及減少冠心病患者發(fā)生心腦血管意外的重要因素。有研究發(fā)現(xiàn),他汀類藥物通過抑制細胞內(nèi)類異戊二烯的形成可有效抑制血管和心肌的炎癥,從而避免冠狀動脈As斑塊的形成及阻止斑塊擴大后引起管腔的進一步狹窄[28]。
2.2抗氧化應(yīng)激 氧化應(yīng)激是Hp感染致冠心病發(fā)生的重要機制,抗氧化治療能降低冠心病或相關(guān)心血管不良事件發(fā)生風(fēng)險。目前已知的重要抗氧化系統(tǒng)包括超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶。已知的抗氧化劑包括β胡蘿卜素、維生素C、維生素E和還原型谷胱甘肽。Zhang等[29]研究發(fā)現(xiàn),攝入抗壞血酸和維生素E等抗氧化劑可抑制氧化型低密度脂蛋白形成,降低冠心病的發(fā)生風(fēng)險。薈萃分析顯示,抗氧化劑與冠心病發(fā)生風(fēng)險降低相關(guān)[30]??梢?,抗氧化治療通過抑制Hp感染的氧化應(yīng)激作用有效降低Hp感染患者冠心病的發(fā)生風(fēng)險,并可降低伴Hp感染冠心病患者相關(guān)心血管疾病的發(fā)生風(fēng)險。
2.3根除Hp 細菌毒力作用在Hp致冠心病中起重要作用,根除Hp是減少心血管疾病發(fā)生的重要手段。一項薈萃分析證實,早期根除Hp患者的冠心病患病率明顯降低,且死亡等復(fù)合終點事件的發(fā)生率顯著降低[31]。研究表明,Hp根除患者高密度脂蛋白水平升高,C反應(yīng)蛋白和纖維蛋白原水平降低[32]??梢姡鼿p可降低血脂、控制炎癥及心血管疾病相關(guān)危險因素,減少冠心病患者心血管不良事件的發(fā)生。因此,對于Hp陽性冠心病患者,應(yīng)在心臟疾病治療的同時,行Hp根除治療,以減少相關(guān)心血管疾病的加重或復(fù)發(fā)。目前常用的Hp根除治療方法為三聯(lián)療法、四聯(lián)療法和基因調(diào)控治療。
2.3.1三聯(lián)療法 三聯(lián)療法是根除Hp的傳統(tǒng)治療方案,即質(zhì)子泵抑制劑、阿莫西林、克拉霉素,連續(xù)治療7~14 d。應(yīng)用以上藥物不是冠狀動脈疾病的絕對禁忌證,但質(zhì)子泵抑制劑的選擇應(yīng)謹(jǐn)慎,特別是對既往有冠狀動脈疾病史且曾接受過氯吡格雷治療的患者[33]。由于Hp對克拉霉素耐藥性的增加,導(dǎo)致三聯(lián)療法的Hp根除率不斷下降[34]。2012年,馬斯特里赫特/佛羅倫薩共識推薦,只有克拉霉素耐藥率低于20%時,三聯(lián)療法才作為根除Hp的一線治療[35]。2015年,京都全球共識會議對Hp感染的管理提出了更多建議[36]。一項研究發(fā)現(xiàn),采用兩種抗生素聯(lián)合一種新型K+競爭性酸阻斷劑沃諾拉贊方案治療Hp定植者能提高Hp的清除率[37],但目前沃諾拉贊尚未在日本以外市場銷售。因此,三聯(lián)療法作為傳統(tǒng)Hp根除的一線療法正在被更多的新型療法所取代。
2.3.2四聯(lián)療法 經(jīng)典鉍四聯(lián)療法(質(zhì)子泵抑制劑、鉍、四環(huán)素、甲硝唑)是臨床常用的Hp根除方案,能夠有效抑制胃酸、保護胃腸黏膜, 緩解臨床病癥,作為Hp感染的一線或二線治療。斯特里赫特/佛羅倫薩共識報告指出,含鉍四聯(lián)療法是克拉霉素耐藥地區(qū)根除Hp的首選治療方案,但含鉍四聯(lián)療法較復(fù)雜,且不良事件發(fā)生率高,超過30%的患者在使用過程中停藥[35,38]。經(jīng)典鉍四聯(lián)療法逐漸被改良鉍四聯(lián)療法取代,改良鉍四聯(lián)療法并不是一種特定的方案,而是在經(jīng)典鉍四聯(lián)療法基礎(chǔ)上替換其中1種或多種藥物,如甲硝唑的胃腸道不良反應(yīng)發(fā)生率較高,而Hp對阿莫西林和四環(huán)素的耐藥性較低,故甲硝唑逐漸被阿莫西林替代[39]。另有研究發(fā)現(xiàn),鉍、質(zhì)子泵抑制劑、阿莫西林和強力霉素聯(lián)用可作為根除Hp的一線治療方案[40]。
2.3.3基因調(diào)控治療 隨著微RNA(microRNA,miRNA)研究的逐漸深入,疾病的治療開始聚焦于分子水平。miRNA是轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)基因表達的小非編碼RNA,成熟的miRNA可以特異性結(jié)合到3′非編碼區(qū)和靶細胞miRNA上,進而降解信使RNA或抑制翻譯。miRNA在發(fā)育、細胞分化、細胞凋亡、代謝和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等生物過程中起關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用[41]。當(dāng)Hp感染時,宿主防御系統(tǒng)會誘導(dǎo)適當(dāng)?shù)南忍烀庖叻磻?yīng),當(dāng)免疫反應(yīng)過度時,可能導(dǎo)致急性或慢性炎癥性疾病。因此,Hp感染需要各種負(fù)調(diào)節(jié)器避免不當(dāng)?shù)拿庖邞?yīng)答。
miRNA在對病原體刺激的免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要調(diào)節(jié)作用。有研究發(fā)現(xiàn),Hp相關(guān)促炎細胞因子有助于人胃上皮細胞miR-146a的產(chǎn)生,而miR-146a的過表達對促炎細胞因子的釋放起負(fù)向調(diào)控作用[42]。Cortés-Márquez等[43]研究發(fā)現(xiàn),Hp感染可增加Toll樣受體的表達,從而調(diào)節(jié)miR-146a的表達。miR-146a作為新的負(fù)向調(diào)節(jié)劑,通過靶向白細胞介素-1受體相關(guān)激酶1和腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6影響Hp誘導(dǎo)的炎癥[44]。可見,miRNA可在基因調(diào)控水平上誘導(dǎo)miR-146a的表達,進而負(fù)向調(diào)控Hp感染所引起的炎癥反應(yīng),可作為一種新的預(yù)防Hp致冠心病的方法。
自Hp成功分離以來,一直是全球醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。Hp不僅與胃腸道疾病相關(guān),還可能參與心血管系統(tǒng)疾病的發(fā)生。Hp通過炎癥、免疫反應(yīng)及氧化應(yīng)激等機制損傷血管內(nèi)皮、刺激血小板活化來促進心血管疾病的發(fā)生和進展,對于合并Hp感染的冠心病患者,以針對其發(fā)病機制的抗炎及抗氧化應(yīng)為主要治療,對于以細菌毒力作用為主要發(fā)病機制的Hp感染患者,根除Hp治療有望降低Hp感染患者心血管事件的發(fā)生風(fēng)險。未來,基因調(diào)控作為根除Hp的新型治療方法將顯示出巨大的應(yīng)用前景。