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50%的人感染有幽门螺杆菌,为什么有的得了胃溃疡胃癌,有的却没事?

 木森moose 2020-09-14

这个世界上超过一半的人感染有幽门螺杆菌。

这种能在胃中定植的细菌,是胃溃疡和胃癌的重要致病因素。

但有趣的是,只有10%~20%的感染者,最终会患上这些胃部疾病。

其余的80%的人可能终身都会处于无症状的状态——尽管也许存在轻微的胃炎,但不会发生病情的进展。

学界长期研究的,是那20%的患病的人。

而一个显而易见的问题却很少被讨论:为什么80%的感染者,没有受到太大的影响?

从这一事实中,我们可以看出,幽门螺杆菌对人体的影响,并非简单的“幽门螺杆菌=胃溃疡/胃癌”,而应该是宿主和这种细菌之间的复杂交互的结果。

那么,究竟有哪些因素,影响到了疾病的结局?

关键的因素,可能在于三个方面:细菌的毒性、细菌的丰度、以及人体的反应。

一、细菌的毒性

不同的幽门螺杆菌菌株,在毒性上会有差别。[1]

其中,一个关键的毒素是细胞空泡毒素(VacA)。

VacA能造成胃部细胞和组织的损伤。

虽然所有的幽门螺杆菌都携带有编码VacA的基因,但只有存在cag毒力岛的菌株(能产生CagA蛋白),才能最终生成VacA。

也就是说,VacA需要CagA才能产生,即携带有CagA的幽门螺杆菌会更毒。

研究表明,85%~100%的十二指肠溃疡的患者感染的菌株携带有CagA;而在未患上溃疡患者中,这个比例只有30%~60%。

与此同时,携带CagA的菌株更容易诱发胃部的癌变,增加胃癌的风险。

除此之外,其他毒性因子(比如CagE、iceA、babA2和oipA)的存在也会增加幽门螺杆菌的毒性。

除了受到毒性因子的作用,一些饮食因素也会影响到幽门螺杆菌的毒性,比如盐和镍。

在高盐的环境下,携带CagA的幽门螺杆菌会合成更多的CagA,造成更大的毒性。[2]

同时,过高的盐浓度会导致胃黏膜损伤,使得胃部更容易受到细菌毒素的侵袭。

在一项动物试验中发现,给感染携带CagA的幽门螺杆菌的沙鼠喂高盐的食物,它们的胃部炎症水平显著加重。

而在4个月后,所有高盐饮食的沙鼠都出现了胃癌(100%)——在正常饮食的沙鼠中,胃癌率仅为58%。

流行病学的研究发现,高盐饮食(特别是摄入过多的咸腌菜、腌鱼和腌肉)是胃癌的重要风险因素。

而减少盐的用量,限制高盐的腌制食品的摄入,能够减少胃癌的发生风险。

至于镍,它是幽门螺杆菌的合成脲酶所必需的元素。[3]

幽门螺杆菌之所以能在酸性的胃部存活,主要靠的就是其生产脲酶的能力。

脲酶将胃中的尿素转化成氨。

氨能中和胃酸,在其周围形成保护云,使其能够得以在强酸性的环境中生存下来。

同时,脲酶本身也属于抗原,能够激活宿主的免疫系统,进而间接地造成组织损伤。

镍对于幽门螺杆菌而言是不可或缺的,但并不是人体所需要的。

因而,饮食中的镍的多少,决定了幽门螺杆菌能获得的镍,并且可能直接影响到其生存和致病的能力。

而初步的研究表明,在传统疗法的基础上进行低镍饮食,能够增加幽门螺杆菌的根除率。

二、细菌的丰度

幽门螺杆菌感染的严重程度,和细菌的丰度呈正相关。

在胃炎人群中,胃部炎症的严重程度和幽门螺杆菌的携带量呈正相关。

而在一项试验中,幽门螺杆菌携带量少的患者,患上严重胃炎的比例只有0.57%;而携带较多的患者,患上严重胃炎比例可达28%。[4]

也就是说,你携带幽门螺杆菌的量越多,你就越有可能患上严重的胃炎。

另外有研究发现,当胃窦中的幽门螺杆菌丰度小于10^5时,它就无法造成胃或十二指肠的溃疡。

影响幽门螺杆菌携带量的可能因素包括:

  • 宿主基因——幽门螺杆菌专门性地定植在胃上皮细胞上;有些人的胃上皮细胞能表达更多的能被幽门螺杆菌结合的受体,这就使得他们的胃部更容易被更多的幽门螺杆菌定植;

  • 胃部粘液层的状况——粘液分泌过少,幽门螺杆菌就更容易定植到胃上皮细胞上;

  • 胃部菌群——胃中的其他细菌,可能会影响到幽门螺杆菌的丰度,并影响到疾病的结局;

  • 饮食——一些食物成分会对幽门螺杆菌起到抑制作用。

胃部菌群和幽门螺杆菌之间存在复杂的交互。

很多人只知道胃中有幽门螺杆菌;

但其实,人体的胃也是一个“动物园”。[5]

近年的测序结果表明,胃液和胃黏膜中存在100种以上的细菌。
在胃中,最常被检出的菌门包括:厚壁菌门,放线菌门,变形菌门和梭菌门。在厚壁菌门中,主要的菌属包括:乳酸杆菌、链球菌、细微菌、葡萄球菌和芽孢杆菌。
而在胃中发现过的乳酸杆菌则有:胃窦乳酸杆菌(L. antri)、胃乳酸杆菌(L. gastricus)、卡利克斯镇乳杆菌 (L. kalixensis)、嗜酸乳杆菌(L. acidophilus)、罗伊氏乳杆菌(L. reuteri)、植物乳杆菌(L. plantarum)、唾液乳杆菌( L. salivarius) 、发酵乳杆菌(L. fermentum)、 加氏乳杆菌(L. gasseri)和约氏乳杆菌(L. johnsonii)。

而一些从健康人胃中提取出的乳酸杆菌,包括一些嗜酸乳杆菌、罗伊氏乳杆菌和约氏乳杆菌,就表现出了对幽门螺杆菌的抑制作用。

这些有益菌可能通过下面的方式,对幽门螺杆菌起抑制作用 [6]:

  • 黏附胃上皮细胞。前面说过,幽门螺杆菌必须黏附在胃上皮细胞上才能定植;而其他细菌的定植,就抢夺了幽门螺杆菌的生态位。

  • 强化胃黏膜的屏障,促进胃上皮细胞分泌粘蛋白(MUC)。丰富的粘蛋白,能构建起粘液屏障,从而阻止幽门螺杆菌接触到胃上皮细胞。

  • 分泌抗菌物质,对幽门螺杆菌起到直接的杀伤作用。这些抗菌物质包括,细菌素、短链脂肪酸和过氧化氢。

  • 与幽门螺杆菌结合生成聚集体。绑定幽门螺杆菌,限制其运动能力,使其更容易被胃部分泌的粘液给冲走。

因为存在这些制衡的因素,幽门螺杆菌就难以肆虐地生长,进而就不容易产生过多的问题。

而这些在胃中定植的有益菌,很可能来自于环境中。

比如,相比于实验室饲养的老鼠,在农场中饲养的老鼠在感染幽门螺杆菌后,炎症水平更低,出现胃炎和肠化生的概率也更少。

而经调查发现,农场中饲养的老鼠,胃中定植有更多的乳酸杆菌。

对于人类来说,胃部菌群的一个重要来源会是食物——特别是发酵食物。[7]

像酸奶、开菲尔、泡菜、豆豉等自然发酵的食物中,会携带有许多的细菌和真菌,其中的许多可以被认为是益生菌。

而许多从发酵食物中提取出的益生菌,表现出了对幽门螺杆菌的抑制作用。

比如,从泡菜中提取出的植物乳杆菌MLBPL1,具有抑制幽门螺杆菌的效果。

而两株分别从中国传统发酵食物中提取的菌株(干酪乳杆菌Zhang和加氏乳杆菌Chen)也存在对幽门螺杆菌的抑制作用。

事实上,定期地摄入发酵食物,也许能预防幽门螺杆菌的感染,并减少幽门螺杆菌的定植。

在墨西哥人群中的研究发现,每周喝一次酸奶,能有效地降低幽门螺杆菌感染的风险——而摄入未发酵的乳制品则没有这样的作用。

日本的一项研究发现,在幽门螺杆菌阳性的孩子中,在连续12个月食用含加氏乳杆菌LG21的奶酪后,有29.3%的孩子的幽门螺杆菌能转阴。[8]

不过,高盐发酵食物中的“高盐”,可能会抵消发酵食物带来的保护作用。

就比如,在印度中东部的人和印度东北部的人,饮食中都会有较多的发酵食物。

尽管幽门螺杆菌感染率都很高,但中东部地区的胃癌发病率较低,而东北部却要明显更高。

一部分原因可能在于,中东部地区人(比如桑塔尔人)发酵食物的来源主要是发酵的饮料。

而东北部地区的人,摄入的发酵食物,往往是高盐的咸菜、腌鱼和腌肉。

许多地区都会有传统的发酵食物,而发酵食物中又可能含有抑制幽门螺杆菌的有益菌。

据此,我们可以猜测,定期摄入特定(低盐)的发酵食物的习惯,也许能起到对胃部疾病的保护作用。

除了发酵食物,一些含有抗菌成分的食物,也可能对减少幽门螺杆菌的定植起到帮助。

这些食物包括:大蒜、绿茶、蔓越莓和橄榄油。

定期地摄入这些食物,也许能减少幽门螺杆菌感染带来的问题。

而研究也发现,在幽门螺杆菌感染者中,长期地补充大蒜,能够降低胃癌的发生率。[9]

三、人体的反应

除了细菌的毒性和丰度,人体对感染的反应也是重要的一环。[10]

在应对幽门螺杆菌的感染时,人体自身会产生多种炎症因子,包括IL-1β、TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8和IL-10。

其中,IL-1β是一种促炎症的细胞因子,而它会抑制胃酸的分泌。

有些人群携带有特定的基因(IL-1β-31和IL-1β-511),这使得他们会产生更多的IL-1β。

而这一部分人,往往就更容易出现胃酸缺乏、胃黏膜萎缩以及胃部腺瘤的状况。

对于TNF-α、IL-10,也存在类似的基因,会增加这些炎症因子的表达,进而增加胃部病变的发生率。

研究表明,如果同时存在上述3种炎症因子的高表达基因,那么胃癌的概率将增加到原来的27倍。

简单地说就是,在感染幽门螺杆菌后,如果人体的炎症反应过度,将更容易引发严重的胃部疾病。

而影响胃部炎症反应的,除了基因,还包括许多膳食和生活方式的因素。

其中,最显著的两个因素是蔬果的摄入水平和烟草的使用情况。

研究发现,饮食中摄入较低的蔬菜和水果,是胃癌发生的重要因素。

食物中的维生素C、β-胡萝卜素、硒都具有抗胃黏膜炎症的作用。

与此同时,较高水平的维生素C的摄入与胃癌发病率的降低有关。

而在蔬菜水果摄入较少的人群中,额外地补充维生素补剂,能够降低他们患上胃癌的风险。

此外,吸烟也是胃癌的重要风险因素。

观察性的研究发现,吸烟者更容易患上胃溃疡,并且也更难愈合。

烟草中携带的致癌物质,以及烟草燃烧过程中产生的亚硝胺类物质,既促炎又促癌。

而值得一提的是,吸烟会减少胃部的血流和粘液的分泌,使得胃黏膜更容易受到有害物质的侵袭。

木森说

一半的人感染有幽门螺杆菌,但只有10%~20%的感染者会患上严重的胃部疾病。

而80%的感染者可能终身都处于无症状的状态,并且也不会出现疾病的进展。

所以,事实并不是“幽门螺杆菌=胃溃疡/胃癌”那么简单。

而我们会发现,影响疾病结局的因素,至少包括三个方面:细菌的毒性,细菌的丰度和人体的炎症反应。

不同的幽门螺杆菌毒株,会具有不同的毒性——携带CagA的菌株会更毒。

与此同时,高盐的饮食也会加剧幽门螺杆菌的毒性;而食物中镍的供应,也可能会影响这种细菌的致病能力。

胃中的幽门螺杆菌丰度越高,其致病的能力就越强。

而一些胃部或发酵食物中的有益菌,以及像大蒜和绿茶这样的食物,能对幽门螺杆菌起到抑制作用。

在感染幽门螺杆菌后,人体过激的炎症反应也会造成更严重的胃部疾病。

基因决定了一部分,但缺乏抗氧化剂的饮食,以及吸烟,可能会加剧炎症的反应。

根据这些认识,要避免幽门螺杆菌带来的问题,除了必要时的根除,我们能做的也许还有这些:

① 治疗前,检测幽门螺杆菌的分型,以指导幽门螺杆菌的治疗;

② 避免高盐的食物,特别是过咸的腌菜、腌鱼和腌肉;

③ 定期食用一些低盐的发酵食物,比如酸奶、开菲尔、奶酪、自制的发酵蔬菜(2%~3%的盐分);

④ 常吃大蒜,喝一些绿茶;

⑤ 摄入足够的蔬菜和水果;

⑥ 避免吸烟。

自此,我们对幽门螺杆菌与疾病的认识又更进了一步。

-End-

参考文献:

[1] Kao, C. Y., Sheu, B. S., & Wu, J. J. (2016). Helicobacter pylori infection: An overview of bacterial virulence factors and pathogenesis. Biomedical Journal, 39(1), 14–23. https:///10.1016/j.bj.2015.06.002

[2] Gaddy, J. A., Radin, J. N., Loh, J. T., Zhang, F., Kay Washington, M., Peek, R. M., Scott Algood, H. M., & Cover, T. L. (2013). High dietary salt intake exacerbates Helicobacter pylori-induced gastric carcinogenesis. Infection and Immunity, 81(6), 2258–2267. https:///10.1128/IAI.01271-12

[3] Campanale, M., Nucera, E., Ojetti, V., Cesario, V., Di Rienzo, T. A., D’Angelo, G., Pecere, S., Barbaro, F., Gigante, G., De Pasquale, T., Rizzi, A., Cammarota, G., Schiavino, D., Franceschi, F., & Gasbarrini, A. (2014). Nickel free-diet enhances the Helicobacter pylori eradication rate: A pilot study. Digestive Diseases and Sciences, 59(8), 1851–1855. https:///10.1007/s10620-014-3060-3

[4] Ghasemi Basir, H. R., Ghobakhlou, M., Akbari, P., Dehghan, A., & Seif Rabiei, M. A. (2017). Correlation between the intensity of helicobacter pylori colonization and severity of gastritis. Gastroenterology Research and Practice, 2017, 10–15. https:///10.1155/2017/8320496

[5] Nardone, G., & Compare, D. (2015). The human gastric microbiota: Is it time to rethink the pathogenesis of stomach diseases? United European Gastroenterology Journal, 3(3), 255–260. https:///10.1177/2050640614566846

[6] Ji, J., & Yang, H. (2020). Using probiotics as supplementation for helicobacter pylori antibiotic therapy. International Journal of Molecular Sciences, 21(3). https:///10.3390/ijms21031136

[7] Nair, M. R. B., Chouhan, D., Gupta, S. Sen, & Chattopadhyay, S. (2016). Fermented foods: Are they tasty medicines for Helicobacter pylori associated peptic ulcer and gastric cancer? Frontiers in Microbiology, 7(JUL), 1–9. https:///10.3389/fmicb.2016.01148

[8] Boonyaritichaikij, S., Kuwabara, K., Nagano, J., Kobayashi, K., & Koga, Y. (2009). Long-term Administration of Probiotics to Asymptomatic Pre-school Children for Either the Eradication or the Prevention of Helicobacter pylori Infection. Helicobacter, 14(3), 202–207. https:///10.1111/j.1523-5378.2009.00675.x

[9] Guo, Y., Li, Z.-X., Zhang, J.-Y., Ma, J.-L., Zhang, L., Zhang, Y., Zhou, T., Liu, W.-D., Han, Z.-X., Li, W.-Q., Pan, K.-F., & You, W.-C. (2020). Association Between Lifestyle Factors, Vitamin and Garlic Supplementation, and  Gastric Cancer Outcomes: A Secondary Analysis of a Randomized Clinical Trial. JAMA Network Open, 3(6), e206628. https:///10.1001/jamanetworkopen.2020.6628

[10] Cover, T. L., & Peek, R. M. (2013). Diet , microbial virulence , and Helicobacter pylori -induced gastric cancer. Landes Bioscience . 4(6), 482–493.

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