14C-尿素呼气试验基础知识

养和企业幽门螺杆菌（Hp）及14C-尿素呼气试验（专业知识简介）安徽养和医疗器械设备有限公司１第一章幽门螺杆菌简介一、幽门螺杆菌的发现1983年Marshall（马歇尔）等从人胃黏膜组织中培养出了幽门螺杆菌（HelicobacterPylori，Hp），认为该细菌可能是引起慢性胃炎和消化性溃疡的致病菌。随后，各国学者纷纷进行研究，证实了这种关系的存在，在临床治疗实践中也取得了瞩目的成就，被认为是近年来胃肠病学的重大进展。二、幽门螺杆菌的生物学性状Hp在光镜下是一种革兰氏阴性杆菌，常作S形或弧形弯曲。电镜下呈单极多鞭毛，末端钝圆，菌体作螺旋弯曲。细菌长2.5～4.0μm，宽0.5～1.0μm。Hp的运动源于鞭毛的螺旋推进运动，而鞭毛在Hp的定居过程又起“抛锚”的作用。当延长培养时间或体内抗生素作用时，Hp可发生球形体样变化。Hp系微需氧菌，环境氧要求5～8%，在大气或绝对厌氧环境下不能生长。许多固体培养基可用作Hp的分离培养基，布氏琼脂使用较多，但需加用适量全血或胎牛血清作为补充物方能生长。常以万古霉素、TMP、二性霉素B等组成抑菌剂防止杂菌生长。Hp对临床微生物实验中常用于坚定肠道细菌的大多数经典生化实验不起反应。而氧化酶、触酶、尿素酶、碱性磷酸酶、r-谷氨酰转肽酶、亮氨酸胺肽酶这七种酶反应是作为Hp生化签定的依据。Hp的全基因序列已经测出。其中尿素酶基因有四个开放性读框，分别是UreA、UreB、UreC和UreD。UreA和UreB编码的多肽与尿素酶结构的两个亚单位结构相当。Hp的尿素酶极为丰富，约含菌体蛋白的15%。活性相当于变形杆菌的400倍。尿素酶催化尿素水解形成氨云保护细菌在高酸环境下生存。此外，尚有VacA基因和CagA基因，分别编码空泡毒素和细胞毒素相关蛋白。根据这两种基因的表达情况，又将Hp分成两种主要类型：Ⅰ型含有VacA基因和CagA基因并表达两种蛋白，Ⅱ型不含有CagA基因，不表达两种蛋白，尚有一些为中间表达型，即表达其中一种毒力因子。现在多认为Ⅰ型与胃病关系较密切。三、幽门螺杆菌的传播及流行病学流行病学研究表明幽门螺旋杆菌感染了世界范围内一半以上的人口，其发病率各个国家不同，甚至同一国家的各个地区也不相同。目前已知发病率的高低与社会经济水平较低，人口密集，公共卫生差以及水源供应有较密切的关系。也有报道指出，Hp的感染有明显的季节分布特征，以7～8月份为高峰。在亚洲地区，中国、香港、越南，印度等少年幽门螺旋杆菌的感染率分别60%、50%、40%、70%。慢性胃炎患者的胃粘膜活检标本中Hp检出率可达80%～90%，而消化性溃疡患者更高，可达95%以上，甚至接近100%。胃癌由于局部上皮细胞已发生异化，因此检出率高低报道不一。在自然人群中初出生的新生儿血清中抗Hp-IgG水平却很高，接近成人水平，可能从母体获得被动免疫抗体之故。半年后迅速下降。在我国及大多数发展中国家中阳性率待降至10%～20%后又迅速回升。大约在10岁以后即迅速上升达到或接近成人阳性检出率水平。人群Hp感染率因地区有所不同。２低达20%，高达90%。人群中总感染率高于发达国家。这些基本资料说明了如下几个问题。①胃病患者中Hp检出率远高于人群中总的检出率，这说明Hp感染者并不都得胃病。这可能还蕴藏着与致病有关的其他因素，特别是遗传因素（宿主的易感性和菌株的型别差异等）。②人群中的Hp感染率与胃病的发生率，发展中国家高于发达国家。这又与社会经济、卫生状况有关。特别是现已证明胃癌高发区不仅与该地区人群中Hp感染率高有关外，还与人群中Hp的早发感染有关。③人类一旦感染Hp后，若不进行治疗，几乎终身处于持续感染中。因此感染率总的讲来随着年龄增长而增长。目前多数学者认为“人—人”“粪—口”是主要的传播方式和途径。亦可通过内镜传播，而且Hp感染在家庭内有明显的聚集现象，父母感染了Hp其子女的感染机会比其它家庭高得多。对感染Hp的家庭调查提示。有Hp感染者家庭中的“健康人”，Hp抗体阳性率为64%，明显高于同年龄组无Hp感染患者家庭的“健康人”（13%）。四、幽门螺杆菌的主要危害幽门螺旋杆菌具有很强的活性与繁殖能力，是一种严重影响公众健康的细菌。其危害有：——感染其它健康人口——破坏胃的正常结构及功能（100%）——导致胃酸减少或缺乏（25%）（A）增加肠道感染的机会（B）减少人体对铁质及维生素B12的吸收——急慢性胃炎（70—90%）——发展成为消化性溃疡及溃疡综合症（17%）——发展成为胃腺癌（1%-3%）——发展成为胃淋巴癌——发展成为原因不明的消化不良五、幽门螺杆菌的感染及发病机制1．幽门螺杆菌的感染和溃疡的形成：幽门螺杆菌进入人胃后，首先通过菌膜表面的尿素酶分解尿素产生氨，在菌体周围形成氨云，并分泌酸性抑制蛋白降低胃部的PH值，以利于自身的存活。然后借助菌体一端的鞭毛运动穿过粘液层。研究表明，Hp在粘稠的环境下具有极强的运动能力，强动力性是Hp致病力的重要因素。Hp到达上皮表面后，通过粘附素，牢牢地与上皮细胞连接在一起。并分泌过氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶，以保护其不受中性粒细胞的杀伤作用。Hp感染使胃上皮表面PH值升高，干扰了正常的胃酸对胃泌素的反馈作用，使胃泌素水平升高，胃泌素升高又使胃酸分泌增加，胃部的高酸度极易使感染Hp后损伤的胃粘膜形成溃疡。胃部的高酸度引起的十二指肠上端胃上皮化生，菌体分泌的细胞毒素及炎症介质，机体的持续免疫反应等共同造成十二指肠溃疡。关于Hp引起十二指肠溃疡的机制还有３待进一步研究。2．幽门螺杆菌的致病机制：幽门螺杆菌的致病与众多因素相关，现简要介绍如下：a．菌体动力和粘附作用：是Hp能穿越粘液层并定植于胃窦上皮部的重要因素。b．抗酸能力和免疫保护：抵抗胃内低酸度，使菌体能在酸性环境中生存，并抗中性粒细胞的清除作用，起作用的有：尿素酶，热休克蛋白，胃酸分泌抑制蛋白，过氧化物歧化酶，过氧化氢酶等。c．损害胃粘膜屏障：通过细胞毒素，尿素酶，粘液酶等起作用。d．炎症反应和免疫反应：Hp感染后各种炎症细胞相继被激活和趋化，从固有层移行至上皮内，造成炎症反应。炎症细胞释放的细胞因子、氧化自由基、水解酶、溶菌酶造成胃粘膜的损伤。慢性Hp感染造成T细胞和浆细胞浸润，刺激这两种细胞产生特异性抗体，参与体液免疫反应。Hp感染还能诱发机体的自身免疫反应。六、幽门螺杆菌相关疾病1．幽门螺杆菌与胃炎：正常情况下，胃壁有一系列完善的自我保护机制（胃酸、蛋白酶的分泌功能，不溶性与可溶性粘液层的保护作用，有规律的运动……等），能抵御经口而入的千百种微生物的侵袭。自从在胃粘膜上皮细胞表面发现了Hp以后，才认识到Hp几乎是能够突破这一天然屏障的唯一元凶。尽管也有报道另一种人胃螺旋菌（Gastrospirilumhominis,Gh,现又有人称之为Helicobacterheilmanii）亦能在人胃壁上定居，但其阳性检出率所占比例平均一般仅及Hp的1%以下。Goodwin把Hp对胃粘膜屏障在破坏作用比喻作对“屋顶”的破坏给屋内造成灾难那样的后果，故称为“屋漏”学说。目前对Hp感染的研究能归入这一学说的资料最多。主要包括①使Hp穿透粘液层在胃上皮细胞表面定居的因素；②对胃上皮细胞等起破坏作用的毒素因子；③各种炎症细胞及炎症介质；④免疫反应物质等。这些因素构成Hp感染的基本病理变化，即各种类型的急、慢性胃炎。其中近年来得到最重要关注的是空泡毒素VacA、细胞毒素相关蛋白质CagA，和尿素酶等的作用及其分子生物学研究。Hp虽不是引起胃炎的唯一原因，但却是最重要的原因之一，尤其是慢性活动性胃炎，Hp检出率高达95%。Hp是非侵袭性病原，能引起强烈炎症反应。它的机制主要是：直接刺激免疫细胞，使之趋化或活化，大量分泌细胞因子，如IL-8和多种抗体，但这些抗感染因素不能从根本上清除Hp，反而造成Hp感染部位的持续炎症反应，造成胃炎。Hp相关性胃炎的特点是：a.表面上皮变性；b.多型核细胞浸润；c.慢性炎症细胞浸润；d.萎缩；４e.肠化生。2．幽门螺杆菌与消化性溃疡：消化性溃疡包括胃溃疡和十二指肠溃疡，两者在发病机理上有许多相同之处，但也存在着明显差异。防御因素的削落在胃溃疡中占主导地位，而损害因素的增强是十二指肠溃疡的主要病因。消化性溃疡与慢性胃炎几乎都合并存在，而且在消化性溃疡发生之前大多先有慢性胃炎，进而才转为消化性溃疡。A．胃溃疡：与胃炎一样，Hp也不是引起胃溃疡的唯一原因，但却是最重要的原因。它的机理主要是：Hp感染后的炎症造成胃粘膜损伤，而损伤的胃粘膜不能有效低御胃内的低酸度而造成溃疡。B．十二指肠溃疡：目前导致十二指肠溃疡的致病机制尚未完全明确，但Hp感染无疑是十二指肠溃疡发病的重要原因。一般认为Hp引发的十二指肠溃疡可能的学说主要是胃上皮化生学说，此学说认为Hp感染后造成胃酸异常分泌，引起十二指肠内的胃上皮化生，Hp定植与十二指肠内的胃化生上皮，引起粘膜损伤并导致十二指肠溃疡形成。但也有学说认为Hp并不直接定植于十二指肠，而是通过它感染后引起的细胞毒素，炎症介质及持续的免疫反应造成十二指肠损伤，并引起溃疡。Hp感染明显地增加了发生十二指肠和胃溃疡的危险性。大约1/6Hp感染者可能发生消化性溃疡病。治疗Hp感染可加速溃疡的愈合和大大降低溃疡的复发率。不用抑酸剂，单用抗Hp药物治疗，表明也能有效地治愈胃和十二指肠溃疡。Hp感染已经与一些引起溃疡病的原因找到了联系。例如：胃酸增加、十二指肠胃化生、粘膜屏障性质的改变、胃窦粘膜产生炎症代谢产物等。这些患者中的发现已在动物实验中得到初步证明。实际上消化性溃疡涉及几个复杂的相互作用的机制。如细菌的毒力因素（VacA和CagA等），宿主的反应性（例：如易感性的遗传、十二指肠上皮的胃化生、粘膜屏障和炎症的相互作用、泌酸反应、神经调节作用）和环境因素（例如饮食、获得感染的年龄）的综合作用导致溃疡的最后结果。过去临床上对溃疡的发生有一句谚语，叫“noacid,noulcer（无酸就无溃疡）”。现在，从现代理论来看,“noHp,noulcer（无Hp就无溃疡）”应得到更多地强调。3．幽门螺杆菌与胃癌：胃癌是世界上肿瘤中仅次于肺癌的死亡原因。美国胃癌于1930年占肿瘤死亡原因首位。到现在已下降到较低水平（1985年为第9-10位）这一发生率的显著下降有利于研究这一疾病的致病机制.事实上，作为结果，胃癌可被认为在人类恶性病变中了解最清楚的。自从发现了Hp以后，对胃癌的发生提出了一些新的看法。从早期描述的流行病学和临床资料研究的结合，肠型胃癌的学说早已形成。当时认为环境因素导致胃刺激，引起浅表性和萎缩性胃炎。低胃酸症，接着发生细菌过量生长，使亚硝酸盐转化成N-硝基胺（N-nitrosamines），引起组织异化，最后发生肿瘤。维生素C和β-胡萝卜素藉着它的抗硝基胺作用和抗氧化物５作用会防止疾病的后期发展。这一得到广泛支持的学说是很有力的，但不能解释所有问题。自从清楚Hp感染是慢性胃炎主要原因，且在未治疗条件下几乎可以持续终生，引起了人们对胃癌形成学说的修正。从近年来对Hp感染的大量研究中提出了许多Hp致胃癌的可能机制：①细菌的代谢产物直接转化粘膜；②类同于病毒的致病机制，HpDNA的某些片段转移入宿主细胞，引起转化；③Hp引起炎症反应，其本身具有基因毒性作用。在这些机制中，后者似乎与最广泛的资料是一致的。体外和体内实验中，均见Hp引起细胞增殖。有人提出这是淋巴因子中的上皮细胞生长因子引起的。另一些人把它与尿素酶产生的氨联系起来。炎症细胞的增加对上皮细胞的增殖会增进危险性。中性粒细胞产生O2、H2O2、HOCL和氯胺等都能引起DNA键断裂，损害碱基对，和姊妹染色单体交换（sisterchromatidexchanges）。突变原性的反应性O2产物的过量产生也已被Hp感染人类粘膜组织的化学发光（chemiluminesence）所证实，由此，Hp感染不仅引起有丝分裂，还提供了内源性突变原的来源。Hp感染引起的细胞增殖，藉着①复制错误，②内源性炎症相关突变原，③饮食中外源性突变原三种机制增加对DNA损坏的危险