高俊蘋 謝慶芝

幽門螺桿菌(Helicobacterpylori，H.pylori)是一種定植于人類胃黏膜表面的微需氧革蘭陰性螺旋桿菌，其主要致病毒素包括細(xì)胞毒素相關(guān)基因A(cytotoxin-associated gene A，CagA)、空泡細(xì)胞毒素A(vacuolating cytotoxin A，VacA)等。H.pylori感染常發(fā)生于兒童和青少年時(shí)期，除非接受根除治療，否則通常持續(xù)存在。最新的流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，全球大約有三分之一的兒童感染了H.pylori[1]。H.pylori感染不僅可引起胃腸道疾病，而且與部分胃腸外疾病的發(fā)生密切相關(guān)。H.pylori通過免疫反應(yīng)、慢性感染,以及各種促炎細(xì)胞因子與機(jī)體相互作用，促進(jìn)或阻礙胃腸外相關(guān)疾病的發(fā)生和發(fā)展。現(xiàn)對兒童H.pylori感染在胃腸外相關(guān)疾病中的作用機(jī)制研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 H. pylori感染與缺鐵性貧血

據(jù)調(diào)查，我國7歲以下兒童缺鐵性貧血的患病率為7.8%，嬰幼兒的發(fā)病率更高[2]。2017年的一項(xiàng)對94項(xiàng)觀察性研究和22項(xiàng)臨床與干預(yù)試驗(yàn)的meta分析顯示，與未感染人群相比，有H.pylori感染證據(jù)的個(gè)體發(fā)生缺鐵性貧血的風(fēng)險(xiǎn)增加(OR=1.72，95%CI為1.23～2.42，P<0.001),對年齡的亞組分析提示在兒童中有更為顯著的關(guān)聯(lián)(OR=2.22，95%CI為1.44～3.44，P<0.001)；根除H.pylori有利于提高鐵蛋白和血紅蛋白水平[3]。H.pylori感染可造成胃腸道黏膜病變，增加顯性失血和隱性失血的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，但大多數(shù)已發(fā)表的關(guān)于缺鐵性貧血與H.pylori相關(guān)的病例在內(nèi)鏡檢查時(shí)均未發(fā)現(xiàn)出血性病變，且糞便隱血試驗(yàn)呈陰性。因此，胃腸道黏膜出血可能并不是H.pylori感染引起缺鐵性貧血的主要原因。目前認(rèn)為，H.pylori感染引起缺鐵性貧血的生理機(jī)制主要有以下幾個(gè)方面。

1.1 降低胃酸及抗壞血酸水平，進(jìn)而影響鐵的吸收 抗壞血酸可促進(jìn)鐵還原為易吸收的亞鐵形式，促進(jìn)機(jī)體對鐵的吸收，但抗壞血酸在pH值升高的情況下非常不穩(wěn)定，因此鐵的吸收需要正常濃度的胃酸及抗壞血酸。H.pylori感染可引起胃黏膜慢性炎癥損傷，分泌多種炎癥因子，抑制壁細(xì)胞的功能，進(jìn)而造成胃酸分泌減少[4]。H.pylori感染還可降低抗壞血酸的生物利用度，加快抗壞血酸的降解，進(jìn)而減少鐵的吸收，引起缺鐵性貧血[5]。

1.2 通過隔離和利用鐵導(dǎo)致缺鐵性貧血H.pylori通過表達(dá)與鐵代謝有關(guān)的蛋白質(zhì)來隔離和利用機(jī)體的鐵。研究[6]發(fā)現(xiàn)，H.pylori可表達(dá)一種相對分子質(zhì)量為19 000的鐵結(jié)合蛋白，其形態(tài)和功能與鐵蛋白相似，在儲存細(xì)菌隔離的過量鐵方面起到了作用；在鐵限制的條件下，H.pylori還可表達(dá)額外的鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，如相對分子質(zhì)量為70 000的乳鐵蛋白結(jié)合蛋白；此外，H.pylori還表達(dá)鐵攝取調(diào)節(jié)因子、亞鐵的高親和力轉(zhuǎn)運(yùn)體和非血紅素含鐵蛋白等蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)均可在鐵攝取及利用中發(fā)揮作用。Flores等[7]研究觀察到H.pylori感染的胃上皮細(xì)胞中的總含鐵量增加，且與細(xì)胞外鐵濃度無關(guān)，提示H.pylori感染可使循環(huán)中的鐵轉(zhuǎn)移到感染部位；并且H.pylori感染的胃上皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)鐵蛋白受體重新分布到細(xì)胞表面，細(xì)胞中鐵蛋白的積累是區(qū)域化的。該研究證實(shí)，H.pylori可通過影響胃上皮細(xì)胞中鐵穩(wěn)態(tài)及機(jī)體中鐵的分布導(dǎo)致缺鐵性貧血的發(fā)生。

1.3 影響機(jī)體鐵代謝的調(diào)節(jié)H.pylori可通過調(diào)節(jié)鐵調(diào)素(hepcidin)水平影響人體內(nèi)的鐵調(diào)節(jié)機(jī)制。鐵調(diào)素是一種由肝臟合成的肽類激素，能抑制小腸上皮細(xì)胞對鐵的吸收和細(xì)胞中貯存鐵的活化。Sapmaz等[8]研究結(jié)果顯示，H.pylori感染患者鐵調(diào)素的分泌水平增高，而根除H.pylori后體內(nèi)鐵調(diào)素水平恢復(fù)正常，提示鐵調(diào)素的水平增高與H.pylori感染有關(guān)。Mendoza等[9]研究發(fā)現(xiàn)，H.pylori感染的兒童鐵調(diào)素的合成增多，并且在鐵調(diào)素水平較高的兒童中H.pylori感染與缺鐵性貧血發(fā)生相關(guān)，而在鐵調(diào)素水平較低的兒童中這種相關(guān)性并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。上述結(jié)果表明，H.pylori感染通過促進(jìn)鐵調(diào)素合成在缺鐵性貧血發(fā)生中發(fā)揮作用。

1.4H.pylori基因多態(tài)性與缺鐵性貧血有關(guān) Kato等[10]通過比較伴有與不伴缺鐵性血的H.pylori感染患兒的細(xì)菌全基因組表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)在缺鐵性貧血患兒中，29個(gè)基因的表達(dá)水平顯著升高，11個(gè)基因的表達(dá)水平顯著降低，其中唾液酸結(jié)合黏附素(sialic acid binding adhesin，sabA)基因的高表達(dá)在缺鐵性貧血的發(fā)生中起重要作用，特別是在日常鐵需求量增加的患兒中，并且VacA可能與sabA在缺鐵性貧血的發(fā)生中起協(xié)同作用。

2 H. pylori感染與特發(fā)性血小板減少性紫癜(idiopathic thrombocytopenic purpura，ITP)

ITP是抗血小板自身抗體介導(dǎo)的自身免疫性疾病。越來越多的證據(jù)表明，ITP與H.pylori感染有關(guān)，且根除H.pylori能有效地提高一部分ITP患者的血小板計(jì)數(shù)。一項(xiàng)針對平均年齡為11.4歲的85例慢性ITP患兒進(jìn)行的前瞻性研究[11]結(jié)果表明，根除H.pylori感染對兒童ITP有益處。H.pylori感染導(dǎo)致ITP的機(jī)制可以總結(jié)為以下3個(gè)方面。

2.1 分子模擬 細(xì)菌等病原微生物可利用蛋白質(zhì)序列或結(jié)構(gòu)的相似來模擬宿主細(xì)胞某些分子的功能,從而協(xié)助其入侵與存活，是病原體適應(yīng)宿主機(jī)體、避免其免疫應(yīng)答機(jī)制的常用策略，這可能導(dǎo)致宿主發(fā)生免疫反應(yīng),產(chǎn)生自身反應(yīng)性抗體，促進(jìn)自身免疫性疾病的發(fā)展。Cheng等[12]以血小板洗脫液為探針進(jìn)行免疫印跡分析，發(fā)現(xiàn)H.pylori的CagA抗原與血小板糖蛋白(glycoprotein，GP)Ⅱb/Ⅲa或GP Ⅰb之間發(fā)生交叉反應(yīng)可能導(dǎo)致ITP發(fā)生。但Michel等[13]的研究卻未發(fā)現(xiàn)H.pylori感染與ITP之間存在關(guān)聯(lián)的證據(jù)。出現(xiàn)這種差異可能有兩個(gè)原因:一是CagA陽性的H.pylori分布具有地域性，東亞國家人群中H.pylori分離株CagA蛋白陽性率高于歐美國家人群[14]；二是有實(shí)驗(yàn)證明抗CagA抗體僅與相對分子質(zhì)量為55 000的血小板抗原發(fā)生交叉反應(yīng)，從而解釋了為什么只有一部分CagA陽性的H.pylori感染患者會發(fā)生ITP[15]。此外，體內(nèi)產(chǎn)生的抗H.pylori脲酶B抗體與血小板表面表達(dá)的GPⅡb/Ⅲa也能發(fā)生交叉反應(yīng)，從而促進(jìn)ITP的發(fā)生和發(fā)展[16]。

2.2 調(diào)節(jié)單核和(或)巨噬細(xì)胞的Fcγ受體(Fc gamma receptor，F(xiàn)CGR)平衡 有學(xué)者提出ITP患者體內(nèi)存在不斷產(chǎn)生抗血小板自身抗體免疫球蛋白(Ig)G的“致病環(huán)”，H.pylori通過下調(diào)單核和(或)巨噬細(xì)胞的抑制性FCGR參與ITP的“致病環(huán)”形成[17]。 Wu等[18]研究結(jié)果顯示，H.pylori感染患者體內(nèi)FCGRⅡB的表達(dá)水平降低，提示H.pylori感染通過改變單核和(或)巨噬細(xì)胞的FCGR 平衡，下調(diào)FCGRⅡB的表達(dá)，在ITP發(fā)病中起重要作用。Liu等[19]研究結(jié)果顯示，ITP患者經(jīng)大劑量地塞米松治療后，F(xiàn)CGRⅡB mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)量均增加，間接證明了FCGRⅡB在ITP中的關(guān)鍵作用，同時(shí)也為ITP的治療提供了新的靶點(diǎn)。

2.3H.pylori基因多態(tài)性與ITP有關(guān) 研究[20]發(fā)現(xiàn)，H.pylori陽性的ITP患者的HLA-DRB1*11、HLA-DRB1*14和HLA-DQB1*03頻率高于H.pylori陰性的ITP患者，而HLA-DRB1*03頻率低于H.pylori陰性患者；此外，HLA-DQB1*03頻率與根除H.pylori后血小板計(jì)數(shù)增高的有關(guān)。

3 H. pylori感染與哮喘

哮喘是兒童期最常見的慢性呼吸道疾病。現(xiàn)有的研究結(jié)果表明，H.pylori是兒童哮喘的保護(hù)性因素。van Wijck等[21]用卵清蛋白或屋塵螨對C57BL/6小鼠進(jìn)行致敏，結(jié)果表明H.pylori提取物可以有效減少小鼠氣道高反應(yīng)性、組織炎癥和杯狀細(xì)胞化生等發(fā)生，并發(fā)現(xiàn)小鼠在新生期感染H.pylori對哮喘的保護(hù)作用最強(qiáng)。H.pylori感染對哮喘的保護(hù)機(jī)制可以總結(jié)為以下6個(gè)方面。

3.1 誘導(dǎo)特異性免疫耐受 機(jī)體缺乏免疫耐受可導(dǎo)致輔助性T(Th)2細(xì)胞反應(yīng)增強(qiáng)，Th2型細(xì)胞因子促進(jìn)氣道IgE產(chǎn)生，進(jìn)而導(dǎo)致氣道過敏炎癥的發(fā)生。Oertli等[22]的實(shí)驗(yàn)證明，H.pylori中的γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶和VacA可獨(dú)立干擾樹突狀細(xì)胞(DC)的成熟，且通過對DC的耐受性重編程來誘導(dǎo)機(jī)體的特異性免疫耐受。DC來源的IL-10、IL-18是H.pylori誘導(dǎo)免疫耐受的關(guān)鍵介質(zhì)，高水平的IL-10、IL-18在體外和體內(nèi)都能促進(jìn)叉狀頭/翅膀狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子(Foxp3)陽性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell，Treg)分化和誘導(dǎo)特異性免疫耐受。該研究還發(fā)現(xiàn)在新生小鼠中可以成功誘導(dǎo)免疫耐受，而在成年小鼠中免疫耐受不明顯，這可能與未成熟的新生小鼠免疫系統(tǒng)中Treg與效應(yīng)T細(xì)胞比值較高有關(guān)。

3.2 促進(jìn)Treg激活及IL-10分泌抑制哮喘 動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，H.pylori的VacA及熱激蛋白可直接作用于巨噬細(xì)胞并誘導(dǎo)其產(chǎn)生IL-10和TGF-β，TGF-β與維甲酸協(xié)同作用也可驅(qū)動初始T細(xì)胞表達(dá)Foxp3陽性的Treg，從而導(dǎo)致Treg增加[23]；Treg在肺內(nèi)參與抑制過敏原特異性的Th2反應(yīng)，且Treg自身也可分泌TGF-β和IL-10[24]。高水平的IL-10在哮喘的控制中起著重要作用，IL-10可以抑制肥大細(xì)胞的激活、細(xì)胞因子和嗜酸性粒細(xì)胞的產(chǎn)生及IgE的生成，且IL-10還可能通過抑制肥大細(xì)胞分泌IL-13減少杯狀細(xì)胞化生[25]。總之，IL-10與Treg在H.pylori介導(dǎo)的哮喘保護(hù)中發(fā)揮重要作用。

3.3 促進(jìn)IL-18表達(dá)抑制哮喘 IL-18可通過促進(jìn)Foxp3陽性Treg分化和誘導(dǎo)特異性免疫耐受抑制哮喘的發(fā)生。H.pylori感染可激活DC中的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(caspase-1，CASP1)使IL-18前體轉(zhuǎn)為活化形式，并通過Toll 樣受體(Toll-like receptor,TLR)2信號通路啟動NOD樣受體蛋白3(NLRP3)蛋白質(zhì)的表達(dá)，激活的CASP1通過觸發(fā)含有NLRP3的炎性小體的組裝和激活，促進(jìn)IL-18的加工和分泌，進(jìn)而抑制哮喘的發(fā)生[26]。

3.4H.pylori中性粒細(xì)胞激活蛋白(H.pylorineutrophil-activating protein，HP-NAP)在哮喘中的作用 HP-NAP是一種相對分子質(zhì)量為150 000的寡聚蛋白，可與TLR2結(jié)合作用于中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和DC，誘導(dǎo)Th1型細(xì)胞因子(IL-12、TNF-α和干擾素-γ)上調(diào)，抑制Th2型細(xì)胞因子(IL-4、IL-5和IL-13)及IgE的下調(diào)。Amedei等[27]在過敏性哮喘患者樣本中分離的T細(xì)胞系中加入HP-NAP后發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生干擾素-γ的T細(xì)胞急劇增加，而分泌IL-4的細(xì)胞明顯減少，從而導(dǎo)致免疫反應(yīng)從Th2型重定向至Th1型。因此，Hp-NAP 作為一種免疫調(diào)節(jié)劑，有望成為預(yù)防和治療過敏性哮喘的藥物。

3.5H.pylori的Ⅳ型分泌系統(tǒng)(type Ⅳ secretion system，T4SS)和p38絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)與哮喘有關(guān) 目前已在H.pylori中發(fā)現(xiàn)了至少3種T4SS 。Dela Pena-Ponce等[28]發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞毒素相關(guān)基因致病島(cytotoxin-associated gene pathogenicity island，CagPAI)編碼的CagT4SS可在哮喘發(fā)病中發(fā)揮作用。該研究發(fā)現(xiàn)與H.pylori野生型菌株相比，CagPAI突變株感染嬰兒期恒河猴原代氣管支氣管上皮細(xì)胞培養(yǎng)物后，IL-8的合成明顯減少，證明H.pylori誘導(dǎo)IL-8的合成需要T4SS的參與；進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，NOD1抑制劑ML130和NF-κB抑制劑JSH-23均不能抑制IL-8的合成，但p38 MAPK抑制劑SB203580可導(dǎo)致感染H.pylori后IL-8合成顯著減少，證實(shí)H.pylori介導(dǎo)的IL-8合成不依賴于NOD1-NF-κB途徑而是依賴于p38 MAPK途徑。這些結(jié)果提示，H.pylori可通過p38 MAPK利用T4SS誘導(dǎo)氣道上皮中IL-8的合成，抑制氣道過敏反應(yīng)。

3.6H.pylori感染可能通過抑制胃食管反流病預(yù)防哮喘的發(fā)生 Kim等[29]通過一項(xiàng)縱向隨訪研究得出，胃食管反流病患兒患哮喘的風(fēng)險(xiǎn)是對照組的1.62倍(95%CI為1.21～2.18，P=0.001)。有研究[30]結(jié)果表明，H.pylori感染與胃食管反流病的發(fā)生呈負(fù)相關(guān)。因此，推測H.pylori可能通過抑制胃食管反流病預(yù)防哮喘的發(fā)生。

4 其 他

H.pylori感染可通過影響胃腸道對營養(yǎng)物質(zhì)及微量元素的吸收，產(chǎn)生炎癥因子作用于機(jī)體，影響兒童的生長發(fā)育；H.pylori感染還可通過長期慢性炎癥反應(yīng)影響患者的免疫平衡，增加患者胃血管的通透性，增高其暴露于食物過敏原的風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)慢性蕁麻疹發(fā)生或加重其程度[31]；H.pylori感染通過激活、操縱DC上的病原體識別受體(如TLR和C型凝集素受體)來誘導(dǎo)抗炎基因和細(xì)胞因子，DC則通過產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子IL-10來誘導(dǎo)Treg，Treg的增加可抑制腦源性Th1/Th17，對多發(fā)性硬化癥起到保護(hù)作用[32]。H.pylori感染還與過敏性紫癜、口腔疾病、膜性腎病等疾病有關(guān)(表1)，但大部分致病機(jī)制尚不明確。

表1 H. pylori感染與胃腸外疾病的關(guān)系

5 結(jié) 語

兒童時(shí)期感染H.pylori可成為某些胃腸外疾病的危險(xiǎn)因素或保護(hù)因素，其機(jī)制可總結(jié)為以下幾點(diǎn)：①H.pylori感染增加胃黏膜的通透性，使毒素更易進(jìn)入機(jī)體；②H.pylori感染可促進(jìn)機(jī)體產(chǎn)生大量炎癥因子發(fā)揮作用；③H.pylori的分泌物可作為抗原與機(jī)體發(fā)生交叉反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致自身免疫性疾病的發(fā)生；④H.pylori感染可直接影響機(jī)體的免疫系統(tǒng)，增強(qiáng)或減弱患兒的疾病易感性。兒童期感染H.pylori后是否需要及時(shí)根除，H.pylori的提取物能否用于疾病的治療，尚需大量的實(shí)驗(yàn)及臨床研究進(jìn)一步證明。