幽门螺杆菌感染与胃上皮内瘤变(综述)

幽门螺杆菌感染与胃上皮内瘤变楼晓军综述【摘要】在“Hp感染一慢性胃炎一黏膜萎缩一上皮内瘤变一胃癌”这一发病模式中，Hp作用于起始阶段，往往发生先导作用，现对近年来国内外有关Hp感染与胃上皮内瘤变关系的研究进展做一综述。【关键词】幽门螺旋杆菌；胃上皮内瘤变；致病机制【Abstract】Hpoftentakesaleadingroleonthestageofitsinitiationintheinvasivemode”Hpinfection—chronicgastritis—atrophicgastritis—gastricintraepithelialneoplasia—carcinoma”.NowwereviewtheprogressofdomesticandforeignresearchaboutHpinfectionandgastricintraepithelialneoplasia．【Keywords】helicobacterpylori；gastricintraepithelialneoplasia．pathogenicmechanism自1984年澳大利亚学者Warren和Marshall首次报道幽门螺杆菌(Helicobacterpylori，Hp)以来，现已明确Hp感染是慢性胃炎和消化性溃疡的重要致病因子[1～3]，近年来研究表明Hp感染与胃癌的发生密切相关,是胃癌的重要致病因素之一[4,5]。国际癌症研究机构(InternationalAgencyforResearchonCancer,IARC)已经将Hp列为人类第一类致癌因子[6,7]。Hp感染可引起胃上皮细胞的过度增殖，增加了胃上皮细胞向恶性转化的危险性，这可能是Hp诱致胃癌发生的关键，目前已公认胃粘膜上皮内瘤变为癌前病变。有研究[8]发现Hp感染者发生上皮内瘤变的相对危险率为15．5(95％可信区间为6．42—37．2)，而Hp未感染者相对危险率为0．90(95％可信区间为0．37—2．17)，提示HP感染与胃上皮内瘤变关系密切。现将HP感染与胃粘膜上皮内瘤变发生的可能机制作一简要综述。一HP的致病机制HP是一种非侵袭性细菌,定植于人体胃黏膜表面与粘液层之间的微需氧菌,它可以持续性、特异性地自然定植于人胃黏膜,通过粘附、毒力因子对黏膜细胞的直接损伤,以及机体对细菌的免疫反应等机制而引起相关性胃疾病的发生。国内外研究[9]认为,HP能在胃腔下独特的生物环境中生存,其决定因素有:①定植因子。使得以在宿主体内定居,包括胃动力、尿素酶、过氧化氢酶、细菌粘附、细菌受体。②致病因子。包括白介素8、尿素酶、磷脂酶、细胞空泡毒素等。HP是一种螺旋状、微需氧的革兰氏阴性杆菌,HP的一端具有2～6根带鞘的鞭毛,能以螺旋转动方式快速穿过粘液层直达黏膜上皮细胞表面,使该菌能逃避强酸性胃液的杀灭。HP之所以较为专一地定植于胃窦部,是因为胃窦部黏膜内含有HP特异性结合的甘油脂类受体,这种受体在胃底部比胃窦部少。HP的一个重要特征是产生大量的尿素酶,从而使自己在酸性灭菌环境中生存下来,在胃黏膜特定的区域定居,并持续存在,经若干年后,在易感的个体中可造成慢性活动性胃炎、胃十二指肠溃疡,甚至诱发胃恶性淋巴瘤。HP感染并无特异的临床症状,而主要表现为相关疾病的情况,其发病机制是HP致病性和宿主免疫应答的综合结果,而以细菌的毒性占主导地位。近年来,HP感染引起的免疫反应已成为研究中的一个热点,HP感染时,感染者呈抗原特异性,IFNr的产生减少,而产生CD8标志物的T细胞都出现过度增生;感染者在宿主免疫反应中所出现的细胞因子类型为一种典型的缺陷性Th1反应,从而导致HP感染后的迁延不愈;HP感染后淋巴细胞和浆细胞可以分泌IgG和IgM,通过这种相关性局部及全身免疫反应对胃黏膜细胞造成损伤。二HP感染与胃粘膜上皮内瘤变HP感染能诱导胃粘膜上皮细胞增殖,其机制可能与HP感染后引起的炎症反应及释放炎症介质有关,这些因素一方面引起细胞损伤,致使细胞增殖加快而增生活跃的细胞,其DNA合成旺盛,易受基因毒致癌物质的损伤,因而易发生基因的不稳而发生上皮内瘤变乃至癌变,而增殖过度若超过凋亡速度时,使增殖与凋亡之间失衡,亦可导致上皮内瘤变。1.HP感染导致的炎症反应目前认为,HP感染首先造成胃黏膜的炎性改变,继而进一步损伤胃黏膜上皮,最终导致了肠上皮化生及上皮内瘤变的出现。肠上皮化生是长期感染HP的结果,上皮内瘤变则是肠上皮化生长期发展的结果。从HP感染引起胃炎到上皮内瘤变乃至胃癌的发生可能需要十几年到几十年的时间。大量研究表明,HP感染所引起的上皮内瘤变可能是导致胃癌发生的重要环节。HP导致胃癌的发生是一种间接方式,HP感染引起的急慢性炎症增加了DNA损伤的机会,而且通过HP刺激胃黏膜炎症细胞释放炎性介质、AFP、氧自由基等引起细菌增殖过快,提高了恶变的机率。HP通过诱导巨噬细胞和胃上皮细胞中NO通路的活化导致自由基产生,从而发生点突变和DNA的过氧化物损伤,DNA氧化损伤可导致胃上皮细胞基因修饰,从而引发癌变作用,DNA氧化损伤越多、时间越长,HP。感染病人发生上皮内瘤变及胃癌的危险性就越大[10]。也有学者认为,HP感染引起的慢性持续性炎症反应与端粒酶活化、干细胞增生有关。此外,HP感染引起的慢性炎症还可以刺激细胞增殖,从而增加了DNA错误复制及受外来致突变因子损伤的机会。2．HP产生的毒力因子作用HP产生的毒力因子可以损害胃黏膜或引起炎症反应,导致胃黏膜上皮细胞更新加速,增加DNA损伤的机会,从而引起上皮内瘤变及癌细胞的形成。目前有致病意义的Hp毒力基因包括：Cag致病岛(CagA)基因、特异性空泡毒素A(VacA)基因、上皮结肠诱导蛋白(IceA)等位基因、血型抗原黏附(BabA)基因、唾液酸黏附(SabA)基因等。其中CagA和VacA与胃癌的关系更密切。大量流行病学资料表明CagA阳性与胃癌的发生高度相关。Schneller等[11]报道约70％Hp感染者可以检测到CagA基因，CagA基因阳性者胃窦黏膜肠化生和上皮内瘤变的机率增高。Martyn等[8]在2145例胃活检标本中通过聚合酶链反应和特异性探针检测HpDNA和CagA基因的存在和缺失，发现在CagA阳性的Hp感染者和胃癌前病变之间联系紧密，CagA阴性的Hp感染者仅发生慢性胃炎。现已证实CagA蛋白致病性包括非磷酸化依存性和磷酸化依存性二种方式，磷酸化CagA蛋白和含c-Src同源序列SH2的酪氨酸磷酸酶2（tyrosine-phosphatasecontainingSH-2,SHP-2）结合。激活的SHP-2导致Erk1/2通路的活化，从而引起细胞有丝分裂活跃，细胞增殖加快。由于CagADNA中包含多个RNA降解基序，OhnishiN等将RNA降解基序改造的人源化CagA进行生产转基因小鼠，他们发现CagA转基因小鼠在第72周可发生胃癌和MALT淋巴瘤[12]。VacA可以通过作用于细胞膜上的Na+-K+-ATP酶,影响离子间转运而导致细胞空泡样变性;VacA也可以通过影响H+-K+-ATP酶,从而干扰壁细胞的泌酸功能;VacA还可以影响胃黏膜细胞中生长因子的调节机制,抑制细胞修复[13]。尿素酶可以分解尿素产生氨,氨可中和胃酸,使胃内酸度降低,有助于细菌线粒体的三羧酸循环,影响ATP合成,使细胞能量代谢发生障碍,导致腺上皮萎缩、变薄,从而形成胃黏膜萎缩。3．胃黏膜上皮细胞增殖与凋亡失衡胃黏膜上皮细胞的增殖与凋亡是一个动态平衡体系,胃黏膜上皮上皮内瘤变的发生与细胞的增殖过度及凋亡异常有着密切关系。有研究表明,HP产生的多种毒力因子对胃黏膜上皮细胞均具有损伤作用,能促使胃黏膜上皮细胞增殖过度与凋亡异常,从而增加DNA受损伤的机会,最终引起上皮内瘤变乃至胃癌的发生[14]。Suzuki[1]等研究发现,HP感染可刺激胃黏膜炎症细胞释放C-X-C族的炎症因子,这些炎症因子存在ELR片段,该片段可以促进血管生成、刺激细胞分裂增生。此外,国内外均有研究显示,HP不仅可以在体外诱导胃黏膜上皮细胞凋亡,呈时间和剂量依赖性,而且在体内也能诱导胃黏膜上皮细胞凋亡。4．HP感染导致基因突变HP感染引起上皮内瘤变的机制十分复杂,涉及多种基因参与和信号转导,发病机制尚不明确。国内外许多研究表明,HP感染可引起多种相关基因的变异,如bc1-2、c-fos、c-jun、c-met、c-myc、COX-2、p16、p53、ras等。HP感染可使这些基因发生突变或结构改变,从而促进细胞上皮内瘤变,导致胃癌的发生。有研究表明,从正常胃黏膜→萎缩性胃炎→肠化生→上皮内瘤变→胃癌,都不同程度地伴随着bc1-2、bax、p53、fas/fasL、c-myc、TGF-β等基因表达的异常改变,其中一些基因如bc1-2、bax、p53、fas/fasL的表达与胃癌的分化程度、淋巴结的转移及预后有着密切关系[15]。因此目前公认HP感染可以增加细胞的增殖活性,并通过使抑癌基因失活及癌基因激活从而引起胃黏膜上皮细胞发生上皮内瘤变乃至癌变。近年来研究发现,HP感染诱导胃黏膜COX-2的过度表达是胃粘膜上皮内瘤变发生的重要环节。COX是花生四烯酸转化为前列腺素(prostaglandins,PGs)代谢中重要的限速酶,共有2个亚型;COX-1和COX-2。COX-1被认为是“看家基因”,在组织中的表达相当稳定,在胃肠道中具有保护黏膜细胞的作用;COX-2属诱导型,被认为是“快速反应基因”,在正常组织中无表达,当细胞受到各种刺激因素包括生长因子、细胞因子和炎性介质等作用时,COX-2表达迅速上调。COX-2主要定位于核膜,COX-2的产物PGs可进入核内,调节靶细胞基因的转录。研究表明COX-2不仅是启动炎性反应的关键酶,而且其表达和胃粘膜上皮内瘤变及胃癌发生相关[16]。Kitadai等[17]研究发现与HP共同培养的胃癌细胞株中编码IL-8、血管内皮生长因子、血管生成因子、尿激酶型纤维蛋白酶原激活物的microRNA(miRNA)增加,另有文献研究提示一些非编码的miRNA在细胞转化中也起重要作用[16]。CagA可影响人胃上皮细胞miRNA的表达，为探讨CagA蛋白对miRNA的影响，我们分别对CagA转化的胃癌AGS细胞和对照组细胞用miRNA芯片检测以筛选可能改变的miRNA。经过对1024个miRNA扫描，结果发现hsa-mir-584和hsa-mir-1290在CagA转化细胞中表达出现了上调，再通过建立筛检hsa-mir-584和hsa-mir-1290调控的转录因子方法，我们筛选到了FoxA1、Smad2等几个受hsa-mir-584和hsa-mir-1290作用的靶转录因子。FOXa1是一些器官发育过程与某些癌症发展过程中的先锋因子。由于hsa-mir-584和hsa-mir-1290对FoxA1结合具有优先性，而且FoxA1在胚胎中即表达，出生后仅表达于干细胞中，已被证实参与了肝胆、肺、胰腺、肠和前列腺的组织发育，沉默FoxA1可导致上述组织和细胞的发育分化异常。沉默FoxA1使Shh,FoxA2和Notch表达增加，前列腺上皮细胞分化终止，腺体发育异型；沉默FoxA1和/或FoxA2使肺上皮发育不良，上皮过度增生。FoxA1和FoxA2还表达于肠上皮干细胞，沉默FoxA1和/或FoxA2使杯状细胞增生，分泌粘液性质改变等[18-21]。同样FoxA1和FoxA2也表达于胃上皮干细胞。我们发现FOXa1在Hp感染胃粘膜中有异常表达，提示FOXa1可能与HP感染致胃黏膜上皮内瘤变有关，其机制有待进一步研究。综上所述,HP感染与胃粘膜上皮内瘤变的发生有着密切关系。胃粘膜上皮内瘤变的发生有各种致病因子或基因产物单独或协同作用,HP感染可能是胃粘膜上皮内瘤变发生的始动因素,它可能是慢性胃炎向萎缩性胃炎、肠上皮化生、上皮内瘤变及胃癌发展的启动因子。目前,虽然众多研究表明,HP感染与胃癌危险性增加有关,但是至今尚未发现HP感染与胃癌发生之间的直接证据。随着HP在