幽門螺桿菌(Helicobacter pylori)是一類革蘭染色陰性,呈螺旋形的微需氧細菌,形態呈螺旋形或弧形彎曲狀,長2.5-4.0μm,寬0.5-1.0μm,一端有2-6根帶鞘鞭毛,其主要致病物質是侵襲因子和毒素,包括鞭毛、細胞毒素相關蛋白A以及空泡毒素等,幽門螺桿菌基因組長度約1.6Mb,編碼基因約1600個。幽門螺桿菌可分為Ⅰ型幽門螺桿菌和Ⅱ型幽門螺桿菌。
羅賓·沃倫和巴里·馬歇爾成功分離培養出幽門螺桿菌,并證實幽門螺桿菌是慢性胃炎、胃潰瘍和十二指腸潰瘍的主要病因,兩位學者榮獲2005年諾貝爾生理學或醫學獎。幽門螺桿菌的感染者是目前唯一肯定的傳染源,可通過人-人之間的口-口或糞-口途徑傳播,此外內鏡污染也可導致幽門螺桿菌交叉感染。人群對幽門螺桿菌普遍易感。
幽門螺桿菌感染的臨床表現多樣,如痞滿、消化性潰瘍、胃癌等。微生物學檢測方法主要包括直接鏡檢、細菌培養、快速脲酶試驗、13C呼氣實驗和糞便抗原的檢測等。治療幽門螺桿菌感染的經典三聯方案就是采用質子泵抑制劑加兩種抗生素,同時還有四聯療法(鉍劑+PPI+兩種抗菌藥)。預防免疫方面重點采取保護易感人群、控制傳染源、切斷傳播途徑等方式。世界范圍內自然人群的感染率約為50%,在發展中國家一般為50%-80%,發達國家一般為25%-50%,中國平均約為60%。世界衛生組織已將幽門螺桿菌確定為Ⅰ類致癌因子。
命名
1983年澳大利亞珀斯(珀斯)醫院的巴里·馬歇爾Barry Marshall和羅賓·沃倫Rubin Warren以來信的形式在Lancet雜志上發表了題為“慢性活動性胃炎胃上皮未經鑒定彎曲狀桿菌”的文章,這一未經鑒定的彎曲狀桿菌(unidentified curved bacilli)先后被命名為“彎曲桿菌樣細菌”(campylobacter-like organism)和幽門彎曲桿菌(Campylobacter pylori),直至1990 年才正式被命名為幽門螺桿菌。
歷史
1979年澳大利亞珀斯皇家醫院42歲的病理科醫生羅賓·沃倫在一份胃黏膜活體標本中,意外地發現大量細菌黏附在胃黏膜上皮細胞,這一發現引起他的興趣。1981年該院消化科的年輕醫生巴里·馬歇爾加入該菌的相關研究中,一年后他成功地從胃黏膜活檢組織中分離培養出幽門螺桿菌,隨后大量研究證實幽門螺桿菌是痞滿、胃潰瘍和十二指腸潰瘍的主要病因,并與胃癌和胃黏膜相關淋巴組織淋巴瘤的發生密切相關,1994年世界衛生組織國際癌癥研究機構將該菌列為一類致癌因子。為表彰巴里·馬歇爾和羅賓·沃倫的重要發現和貢獻,2005年10月3日瑞典卡羅林斯卡學院宣布,將2005年諾貝爾生理學或醫學獎授予這兩位學者。2025年10月,北京大學第三醫院消化科周麗雅/宋志強教授團隊帶領中國40家醫療機構消化疾病診療中心研究發現,含利福特尼唑的三聯方案,讓幽門螺桿菌治療有望重新回歸更簡便的三聯方案時代,為全球幽門螺桿菌感染者帶來了全新的治療選擇。相關成果在《柳葉刀-感染病學》在線發表。
分類
幽門螺桿菌的毒力差異因菌株亞型不同而不同,Ⅰ型幽門螺桿菌菌株含有CagA基因,表達空泡毒素A(vacuolating cytotoxin 抗原,Vac A)和細胞毒素相關蛋白A(cytotoxin associated protein antigen,CagA),為高毒力菌株,幽門螺桿菌產生的空泡毒素A(Vac A)和細胞毒素相關蛋白A(CagA)是兩種主要外毒素,Vac A是一種相對分子質量為87x103的蛋白質,可導致胃黏膜上皮細胞產生空泡樣病變,誘發人消化性潰瘍;CagA基因編碼相對分子質量為128x103的蛋白質,分子流行病學調查顯示CagA+菌株感染人群明顯增加了胃癌發生的危險性。Ⅱ型幽門螺桿菌為不產生細胞毒素菌株,即CagA和VacA陰性株,為低毒力菌株;因此Ⅰ型感染主張根除治療,部分Ⅱ型感染者可暫不抗菌治療,隨訪觀察,分子分型同時也與菌株的耐藥性相關。
病原學
形態結構
幽門螺桿菌的形態呈螺旋形或弧形彎曲狀,長2.5-4.0μm,寬0.5-1.0μm,一端有2-6根帶鞘鞭毛,運動活潑,革蘭染色陰性。當運用抗生素治療或胃黏膜發生病理性改變時,幽門螺桿菌可由螺桿狀轉變成圓球形,一般認為圓球形是活的非可培養狀態的細菌。
生物學特征
幽門螺桿菌是一種微需氧菌,即在85%N2,10%CO2和5%O2的氣體環境中生長良好,營養要求較高,在固體培養基中需要加入10%的脫纖維羊血,液體培養基需補充10%的小牛血清。該菌生長緩慢,在加入萬古霉素、兩性霉素B的選擇培養基中原代培養通常需要3-5天,甚至更長時間才能形成針尖狀半透明的小菌落。由于幽門螺桿菌含尿素酶,可以分解尿素產氨,因此該菌對酸的耐受力較一般的細菌強。該菌的尿素酶、過氧化氫酶和氧化酶均呈陽性反應,這三項試驗是鑒定幽門螺桿菌的主要生化依據。傳統的冷凍干燥方法不適宜幽門螺桿菌的保存,置-70℃或液氮中冷凍是常用的菌種保存方法。幽門螺桿菌在4℃水中至少可存活1年,但在室溫空氣中只能存活數小時。
分子生物學特點
幽門螺桿菌基因組長度約1.6Mb,編碼基因約1600個。幽門螺桿菌基因組中很多基因在定植和致病過程中發揮重要作用。尿素酶基因簇(主要為ureA、ureB)編碼尿素酶使其得以在短時間內耐受高酸性環境;flaA、flaB等編碼鞭毛使其具備較強運動能力;babA、sabA、hopQ等編碼黏附因子,在完成黏附定植及與宿主相互作用過程中發揮重要作用。vacA和cagA分別編碼2種重要毒素,與致病密切相關。
免疫學特征
幽門螺桿菌感染者的血液、胃液以及唾液中可測出特異性IgG、lgA,感染早期血清中可測得IgM抗體,然而臨床觀察發現由宿主產生的局部體液免疫物質并不能將該菌從體內清除。幽門螺桿菌感染也可以刺激局部的免疫細胞釋放多種細胞因子,如Th1細胞產生IFN-γ、IL-2和IL-12等,Th2型細胞產生IL-4、IL-5和IL-10等。一般而言,Th1型細胞因子與抗感染免疫產生有關,Th2型細胞因子產生意味著感染的進展,研究發現幽門螺桿菌感染以Th1細胞反應為主,而Th2細胞反應受抑制。而幽門螺桿菌在體內長期生存,并致慢性炎癥與Treg細胞被激活從而抑制Thl細胞免疫應答的過度反應有關。
傳播機制
傳染源
一般認為幽門螺桿菌僅寄居于人類,感染者是目前唯一肯定的傳染源。
傳播途徑
目前認為幽門螺桿菌主要通過人-人之間的口-口或糞-口途徑傳播,此外,內鏡污染也可導致幽門螺桿菌交叉感染。
感染機制
黏附
幽門螺桿菌進入人體胃內后,首先黏附于胃黏膜黏液表層,其后通過螺旋狀結構和鞭毛運動到達黏膜表面,經菌體表面特異性的黏附素等與胃黏膜上皮細胞緊密黏附。幽門螺桿菌分泌的黏素酶、磷脂酶,可溶解黏液,便于幽門螺桿菌穿透黏液層。此外,幽門螺桿菌產生的尿素酶能將尿素分解為氨和二氧化碳,可中和胃酸,在菌體周圍形成保護層。
直接細胞病變
空泡毒素(VacA)和細胞毒素相關蛋白A(CagA)是幽門螺桿菌主要的毒力因子。VacA可誘導胃黏膜上皮細胞出現空泡樣改變;而CagA可能在消化性潰瘍和胃惡性病變中起重要作用。
免疫及炎癥損傷
幽門螺桿菌感染可刺激中性粒細胞和巨噬細胞產生TNF-α、IL-1、IL-8、白三烯等炎性介質,促進胃黏膜的炎癥損傷。幽門螺桿菌感染者細胞免疫應答下調,導致感染慢性化。幽門螺桿菌可產生超氧化物歧化酶、過氧化氫酶,防止其受到機體免疫系統的殺傷。
胃腸激素和胃酸代謝紊亂
幽門螺桿菌感染者生長抑素釋放減少,胃泌素增加,促進了胃酸分泌,胃蛋白酶活性增加,加重胃黏膜的破壞。
癌變
幽門螺桿菌感染破壞胃黏膜上皮細胞增殖和凋亡的平衡,導致萎縮性胃炎,并進一步發展為腸上皮化生、不典型增生和癌變。WHO已將幽門螺桿菌列為第一類生物致癌因子。
易感與高危人群
人群對幽門螺桿菌普遍易感。
潛伏期
幽門螺桿菌感染一般具有慢性、持續性特征,并通過與宿主因素、環境因素交互作用引發相關疾病。
臨床表現
幽門螺桿菌感染的臨床表現取決于其所致疾病。一般幽門螺桿菌感染后大多無任何癥狀,新近感染者可出現急性胃炎,約30%的感染者發展為慢性胃炎,10%-20%感染者發展為消化性潰瘍,少數可發展為胃癌和MALT淋巴瘤。慢性胃炎患者可表現為上腹疼痛、飽脹、不適、反酸、噯氣、晨起惡心等消化道癥狀。消化性潰瘍患者可出現慢性、節律性上腹痛,周期性發作。
幽門螺桿菌感染還與功能性消化不良、Barrett食管、胃食管反流、淋巴細胞性胃炎、增生性息肉、不明原因的缺鐵性貧血、特發性血小板性紫癜等疾病密切相關。另有研究表明幽門螺桿菌感染是冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、兒童生長發育遲緩等腸外疾病的高危因素。
診斷檢查
診斷
符合下列任何一項者為幽門螺桿菌現癥感染:1.胃黏膜組織快速尿素酶實驗(RUT)、組織切片染色或幽門螺桿菌培養三項中任一項陽性;2.尿素呼氣試驗(UBT)中13C-UBT或14C-UBT試驗陽性;3.單克隆抗體法幽門螺桿菌抗原(HpSA)檢測陽性。4.從未治療者,血清幽門螺桿菌抗體檢測陽性。
實驗室及輔助檢杳
侵入性方法
快速尿素酶實驗(RUT)
胃鏡活檢胃黏膜組織置于含尿素的試劑中,如該組織有幽門螺桿菌,其產生的尿素酶水解尿素生成氨和二氧化碳,氨引起pH值升高,使指示劑變色,即為陽性反應;如試劑不變色,即為陰性反應,表示無幽門螺桿菌感染。該法具有簡便、快速、準確等特點,敏感性80%-95%,特異性95%-100%,是臨床常用的方法之一,接受胃鏡檢查時可常規行RUT。建議胃竇和胃體兩處同時取材送檢,以提高敏感性。
直接涂片活檢
胃黏膜組織,置于玻片上涂抹,行革蘭染色,鏡下若見到紅色S型桿菌,即為幽門螺桿菌。該法簡單方便,但在菌量少時易漏診,主要用于快速診斷。
組織學檢查活檢
胃黏膜組織固定液固定,可選用Warthin-Starry銀染色、改良Giemsa染色、HE染色、免疫組化、熒光原位雜交等方法染色。該法敏感性和特異性均可達98%左右,但耗時、煩瑣。
細菌培養
胃黏膜組織置于生理鹽水或20%葡萄糖水中,盡快送檢。常用的培養基有腦心浸瓊脂、哥倫比亞瓊脂。該法耗時耗力,但可進一步行藥敏試驗,并可收集菌株用于科學研究。
分子生物學檢測
取胃黏膜活檢組織等標本,提取脫氧核糖核酸,進行PCR擴增和凝膠電泳鑒定。該法敏感性高達98%,特異性為95%左右,可進行幽門螺桿菌分型和耐藥突變的檢測,費用較高,主要用于科研,亦可用于臨床診斷。
非侵入性方法
尿素呼氣試驗(UBT)
原理為幽門螺桿菌的脲酶能分解帶核素的尿素而產生帶標記的二氧化碳,檢測受試者呼出氣體中否存在帶標記二氧化碳即可診斷是否存在幽門螺桿菌感染。該法包括13C-UBT和14C-UBT,后者可造成放射性污染,不適用于小孩和孕婦。該法具有快速和無痛苦等優點,敏感性和特異性均在98%左右,已廣泛運用于幽門螺桿菌感染的診斷和療效評估。
血清抗體檢測
幽門螺桿菌感染后可誘導機體產生相應的抗體,如抗幽門螺桿菌特異性抗體。使用純化尿素酶、全菌超聲粉碎物作為抗原,用ELISA測抗幽門螺桿菌(Hp-lgG)抗體。幽門螺桿菌根除后抗體仍可維持較長時間,因此陽性表示既往或現癥感染。該法簡便易行、費用低,敏感性可達98%,特異性約為88%,多用于流行病學調査。
糞便幽門螺桿菌抗原(HpSA)檢測
留取患者糞便標本,用ELISA檢測幽門螺桿菌抗原。本法具有快速、簡單、方便等優點,敏感性和特異性為90%左右,陽性反應活動性感染,適用于幽門螺桿菌感染的篩査。
干預治療
經典三聯方案
該方案為質子泵抑制劑(PPI)或鉍劑加兩種抗生素組成三聯治療方案。抗生素可根據當地幽門螺桿菌耐藥情況合理選擇。療程1-2周。
抗生素耐藥顯著影響根除率。中國推薦用于治療的6種抗菌藥物,甲硝唑的耐藥率高達60%-70%,克拉霉素為20%-38%,而阿莫西林、喃唑和四環素的耐藥率相對較低(1%-5%)。因此既往推薦的標準三聯療法(PPU克拉霉素4-阿莫西林或PPI+克拉霉素+甲硝唑),根除率已明顯降低。
四聯療法
目前推薦鉍劑+PPI+兩種抗菌藥物組成的四聯療法,抗菌藥物組成方案有4種;①阿莫西林+克拉霉素;②阿莫阿林+左氧氟沙星;③阿莫西林+喃唑酮;④四環素+甲硝唑或呋喃唑酮。抗菌藥物餐后即服,劑量為阿莫西林lg/次,2次/日;克拉霉素500mg/次,2次/日;左氧沙星500mg/次,1次/日或200mg/次,2次/日;呋喃唑酮l00mg/次,2次/日;四環素750mg/次,2次/日;甲硝唑400mg/次,2-3次/日。PPI及鉍劑均為每日2次,餐后半小時服,可選藥物有奧美拉唑、泮托拉唑、蘭索拉唑、埃索美拉唑以及枸櫞酸鉍鉀等。四聯方案的療程為10日或14日。
初次治療失敗,可在剩余的方案另選一種進行補救治療。青霉素過敏者可選擇不含阿莫西林的方案,或選用克拉霉素+左氧氟沙星(或呋喃唑酮、甲硝唑)。
對鉍劑有禁忌者或證實幽門螺桿菌耐藥率仍較低的地區,也可選用非鉍劑方案,包括三聯方案、序貫療法或伴同療法。
預防免疫
保護易感人群
避免群集性感染幽門螺桿菌
幽門螺桿菌的感染具有家庭聚集的傾向。飲用受污染的水,感染幽門螺桿菌的人與家人的密切接觸、共餐,幼兒園、學校里的兒童、學生之間的接觸及吃路邊攤位的不潔食品等行為習慣,均可以引起幽門螺桿菌的傳播。避免家人間相互夾菜、餐具器皿需定期消毒并定期淘汰、更換,可減少幽門螺桿菌在家庭內相互傳播。
幽門螺桿菌疫苗
幽門螺桿菌疫苗尚處于研發中。幽門螺桿菌胃炎作為一種感染性疾病,理想的防治措施應該是應用幽門螺桿菌疫苗。20世紀90年代起,科學家們就致力于研發針對幽門螺桿菌的疫苗。動物實驗中,幽門螺桿菌疫苗預防幽門螺桿菌感染可以取得預防性和治療性的成效。
健康教育
由于人群對幽門螺桿菌普遍易感,因此應該積極開展預防幽門螺桿菌感染的健康教育。通過宣教等形式,讓社區人群更多地接受到健康教育,養成良好衛生習慣。
控制傳染源
幽門螺桿菌感染者是最主要的傳染源,對家庭和社會而言,幽門螺桿菌感染者都具有潛在的傳染風險。減少傳染源,無疑有利于幽門螺桿菌感染的預防。因此,幽門螺桿菌陽性者都應該接受根除治療,這將有助于減少傳染源。
切斷傳播途徑
幽門螺桿菌的主要傳播途徑有糞-口、口-口、密切接觸和動物源性等。切斷傳播途徑可從水源性傳播和醫源性傳播方面入手。
水源性傳播
幽門螺桿菌在自來水中存活4?10天,在河水中存活長達3年。因此,預防幽門螺桿菌的重點之一,就是注意飲水衛生。Salih等學者報道,近年來發展中國家這方面意識增強,推薦飲用開水,幽門螺桿菌感染率有下降趨勢。
醫源性傳播
經污染的內鏡引起的幽門螺桿菌醫院感染已有報道。在檢查幽門螺桿菌感染陽性患者后,用PCR法可發現61%的胃鏡表面和管道受幽門螺桿菌污染,活檢鉗污染更嚴重。加強醫院內鏡、活檢鉗等消毒管理有益于控制幽門螺桿菌在醫院內傳播。
流行病學
世界范圍內自然人群的感染率約為50%,但感染率在不同國家和地區的人群、不同種族之間有較大差異。幽門螺桿菌感染率在發展中國家一般為50%-80%,發達國家一般為25%-50%,中國平均約為60%。貧窮、衛生條件差、居住擁擠等為幽門螺桿菌感染高危因素。胃鏡室醫務人員幽門螺桿菌感染率高于普通人群。隨著年齡增長幽門螺桿菌感染率增高。
疫苗研究
全菌疫苗
幽門螺桿菌全菌抗原可通過超聲破碎或甲醛水溶液滅活菌體獲得,用全菌滅活疫苗免疫小鼠可以引起高效的局部黏膜反應,降低幽門螺桿菌在胃內定殖的數量。雖然全菌滅活疫苗能引起黏膜免疫和體液免疫,但是因其抗原成分復雜,容易導致自體免疫性疾病,從而限制了其臨床應用。
亞單位疫苗
亞單位疫苗由于其結構簡單、成分清楚、安全性好和便于工業化大量生產而成為各種疫苗的研究重點,目前研究熱點主要集中在以下抗原:脲酶、粘附素、中性粒細胞激活蛋白、空泡毒素、細胞毒素相關蛋白、過氧化氫酶、外膜蛋白(、脂多糖、熱休克蛋白、血型抗原結合蛋白等。
相關人物
巴里·馬歇爾
巴里·馬歇爾出生1951年9月30日,澳大利亞卡爾古利。胃潰瘍是一種常見的疾病,但其病因長期未知,最常見的病因是細菌感染。巴里·馬歇爾和羅賓·沃倫經過實驗成功地培養了以前未知的細菌幽門螺桿菌,并證明了只有消滅幽門螺桿菌這種細菌,患者才能治愈。2005 年巴里·馬歇爾榮獲諾貝爾生理學或醫學獎,獲獎原因:發現幽門螺桿菌及其在胃炎和消化性潰瘍病中的作用。
羅賓·沃倫
羅賓·沃倫出生于1937年6月11日,澳大利亞阿德萊德,他于1961年獲得阿德雷德大學學士,曾在多家醫院工作過,之后于1968年成為皇家珀斯醫院的病理學家,并開始與共同獲獎者巴里·馬歇爾(Barry Marshall)合作,經過實驗成功地培養了以前未知的細菌幽門螺桿菌。2005年羅賓·沃倫榮獲諾貝爾生理學或醫學獎,獲獎原因:發現幽門螺桿菌及其在胃炎和消化性潰瘍病中的作用。
參考資料 >
帶你了解幽門螺桿菌感染.今日頭條.2023-06-15
《中國幽門螺桿菌感染防控》白皮書.中國疾病預防控制中心傳染病預防控制所.2023-07-12
我科學家為根除幽門螺桿菌提供新方案.光明網.2025-10-22
Barry J. Marshall.The Nobel Prize.2023-07-12
J. Robin Warren.The Nobel Prize.2023-07-12