中国科学院武汉病毒研究所 龚岷 梁布锋 幽门螺杆菌(Helicobacter pylori, HP)是一种微需氧,革兰氏染色阴性,弯曲呈S状或螺旋状的杆幽。HP能产生碱性、酸性磷酸酶,谷氨酸转移酶,不能利用葡萄糖或其他碳水化合物生长。具有很强的尿素酶活性是其另一个显著特点。
一、对HP进行早期诊断的必要性
在西方国家大约30-50%的人感染有HP。在中国,其感染率的比例随年龄增长而提高。自从1983年Warren等人首次发现HP以来,国内外关于HP的研究甚快,HP现已被公认为是上消化道疾病的重要素。经胃粘膜组织样品培养及针对性治疗确证,HP是慢性活动性胃炎的病原菌,也是消化性溃疡的重要致病因子。同时,也有报道HP与胃MALT淋巴瘤的发生密切相关。研究人员在对HP与胃癌相关性的研究中发现,感染了HP的人群中患胃癌的比例明显比对照组高,从而提示HP可能是导致胃癌的协商致癌因子。在非溃疡性的消化不良患者中,亦有40-70%可检出HP,但两者之间的关系还有待进一步确证。另一方面,HP的治疗方案复杂,短期效果好,但仍有复发的可能性。因此,及早诊断HP,对防治上消化道疾病有重要意义。
二、目前临床上常用的几种诊断HP的方法
1. 涂片法 将胃粘膜活检组织粘膜面均匀涂在洁净的玻璃片上,经自然干燥、石炭酸复红染色等处理后,在油镜下观察。根据HP的形态学特征进行检测和分析。
2. 细菌培养 经内窥镜获取患者食管、胃窦、胃小弯、十二指肠球部的粘膜组织,对其进行细菌培养。
3. 胃液氨试验 由于HP具很高的尿素酶活性,可催化尿素快速水解为氨和CO2,导致胃液内氨的浓度升高,因而可通过没定胃液氨浓度的变化来检测HP。
4. 尿素酶试验 将胃精膜活检组织样品置于含尿素及pH指示剂的培养基中,通过监测尿素水解后产氨所致的溶液pH值变化来对HP进行检测。
5. 尿素呼气试验 HP能快速水解含标记碳的尿素,从而可从呼出的CO2中检测标记碳含量的变化来诊断是否感染有HP。目前常用13C-或14C-尿素标记。
6. PCR检测 用生物素标记的HP16sRNA基因扩增引物对样品进行PCR扩增,从而达到检测的目的。
7. 血清学检测 这是一种最常用的非损伤性检测方法,包括被动血凝、中和试验、免疫印迹及ELISA等检测方法。
三、关于HP诊断方法存在的几个问题
1. 假阴性结果 由于HP在胃粘膜中呈“斑片状”分布,因取样为随操作,若取单块组织进行检测时,可能出现假阴性。
2. 假阳性结果 目前临床上广泛选用引物HP1和HP2对16sRNA基因进行扩增,得到109bp长的片段。但最近有报道用这种方法以人体基因组为模板,同样能扩增出109bp长片段。因此这种方法不具备HP特异性,可能出现假阳性结果。
3. 具有创伤性 快速尿素酶试验、组织涂片、胃液氨检测等方法需经胃镜或插鼻胃管获取样品标本后方能进行测定,给病人带来痛苦。
4. 对实验条件及设备要求高 HP所需的生长条件具有一定的特殊性,不仅需含血清、营养丰富的培养基,而且生长环境氧含量及湿度的要求高,比如相对湿度需达98%以上。基于以上原因,历来作为诊断HP的“黄金标准”细菌培养在许多地方不能得到应用。在尿素呼气试验中,用于检测13C-的质谱仪价格昂贵,14C-则具有一定的放射性。
5. 产生交叉反应 血清学检测是一种易被人们所接受的非损伤性检测方法,但目前常选用活体细菌、福尔马林处理过的细菌、酸性甘氨酸抽提物等作为抗原,而这些粗制的抗原制备物常与其也细菌间产生交叉反应,影响结果测定。
四、血清学检测方法的研究与展望
血清学检测是一种极具潜力的检测手段,而寻找一种免疫原性强、特异性好的抗原物质则是一个急待解决的问题。在寻找合适抗原物质的研究中,有两种毒素颇受人们重视:1. 空泡细胞毒素,一种分子量90kD的蛋白,其编码基因是VacA,它能直接介导HP毒素活性。2. 毒素相关蛋白,其分子量约为120-140kD,编码基因是CagA。有报道指出,CagA基因的存在与VacA基因是否表达及其表达量之间无关,但却是产生有活性的空泡毒素所必需的。换句话说,CagA是HP能产生有活性空泡毒素的标志。拥有CagA基因的HP,无论是基因型还是表现型都与CagA-菌株明显不同,其力也存在着显著差异。正如 Hidekazu等人的研究表明,CagA+株能促进IL-8的分泌和mRNA表达,而IL-8能引起中性粒细胞在胃粘膜中浸润,产生大量氧自由基,导致上皮细胞损伤和退变,削弱胃粘膜的保护机制。同时,中性粒细胞还能通过脱颗粒作用,向细胞外释放物酶,后者亦可加重胃粘膜的组织损伤。Blaster等人的研究发现,感染有CagA+株的病人中,腿癌发生率较CagA-株感染者高2倍,尤其与发展成肠型胃癌者的相关性更高。因此,目前一致认为含CagA基因的HP菌株为高毒株,与消化性溃疡、萎缩性胃炎及胃癌的发生密切相关。
在研究工作中,人们发现CagA基因编码的细胞毒素相关蛋白位于细胞表面,是一种亲水性免疫显性蛋白。血清学检测证实大约有60%的HP产生此蛋白,与CagA+强毒力株在HP中所占的比例大致相当。在感染了CagA+株的患者的血清和局部粘膜中可检测到特殊的IgG和IgA抗体。另一方面,CagA基因已被克隆,并进行了序列分析。为获得合适的用作血清学检测中的抗原物质提供了新的思路。
对CagA基因进行深入研究后,发现此基因此HP基因组中是单拷贝的。基因片段的5’端相对保守,3’端由于存在数基重复序列,且在排列和数目上有所不同,相对多变,从而导致了不同CagA+HP菌株的CagA基因间存在某些差异。同时,研究中还发现,在所有CagA+菌株中都存在由CagA基因及其临近的20-40kb DNA所构成的强毒株致病岛(PAI),其中包含多个不同的基因。作者认为:如何在CagA基因中选择一段适当的区域,使共既具有生物学活性,同时又能用于检测多种HP菌株,研究CagA基因与PAI中多个工因间的相互作用,以及PAI与上消化道疾病的发生之间的相关性将可能成为HP深入研究中的工作重点。
摘自:《上海医学检验杂志》2000年第15卷第2期
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