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幽门螺杆菌尿素酶临床应用和疫苗研制进展

?98 ?

2006 年   26 卷   2 期 第 第 2003 ; 7 : 1592163 108521089 5622572 7072712 2004 ; 127 : 73279 66 : 4262434

β 尤其贲门切除术及某些药物 ( 如抗胆碱能药 、 肾上 腺素能受体激动剂 、 茶碱等 ) 可以通过削弱防御机 制 ,加重胃食管反流而参与 GERD 的发病 。另外 , 一些免疫因子 , 也可能与 GERD 有关 。 Kanazawa 等 [ 18 ] 发现 GERD 患者食管粘膜中 IL28 mRNA 的 表达水平高于正常对照组 , 提示食管粘膜内高水平 的 IL28 通过与其受体相互作用而可能与 GERD 的 发病有关 。 综上所述 ,多种因素参与 GERD 的发病 。进一 步阐明幽门螺杆菌 、 遗传因素 、 神经因素 、 社会心理 因素等与 GERD 的关系有助于针对其发病机制提 出更好的治疗方案 ,改善 GERD 患者的症状及生活 质量 。
参      考 文 献
1  Wong WM ,Lai KC , Hui WM ,et al . Am J Gast roenterol , 2004 ; 99 : 208822093 1942200 3  Omari TI , Ro mmel N , Staunton E ,et al . J Pediat r , 2004 ; 145 : 4  Chrysos E , Prokopakis G , At hanasakis E , et al . Arch Surg , 5   Simren M ,Silny J , Holloway R ,et al . Gut ,2003 ; 52 : 7842790 2003 ; 138 : 2412246 6  Heider TR ,Behrns KE , Koruda MJ ,et al . J Gast rointest Surg ,

7   Calabrese C , Fabbri A ,Bortolotti M ,et al . Aliment Pharmacol 8   raat hof J W , van Veen MM , Masclee AA. Scand J Gast roen2 St 9  Mohammed I , Cherkas L F , Riley SA , et al . Gut , 2003 ; 52 : 10  Hu FZ , Donfack J , Ahmed A , et al . Hum Genet . 2004 ; 114 :

11  Queiroz DM , Guerra JB , Rocha GA , et al . Gast roenterology ,

   摘要   尿素酶为幽门螺杆菌在胃内定植和生存所必需 , 是幽门螺杆菌的主要毒力因子 。近年来 , 对幽 门螺杆菌尿素酶分子生物学特性 、 致病机理的深入研究使人们在幽门螺杆菌的诊断 、 治疗和疫苗研制方面 有了一些新的认识和进展 。 关键词   幽门螺杆菌 ; 尿素酶 ; 诊断 ; 治疗 ; 疫苗

recent years , t he characterizatio n of molecular biology and t he pat hogenesis of t he urease of Helicobacter p y lori have shown t he new co ncept and develop ment in diagno sis , t hearapy and vaccine exploitatio n of Helicobacter p y lori infection1

2  Zhang Q , Horowitz M ,Rigda R ,et al . Am J Physiol Gast roint 2

   Abstract】 The urease of Helicobacter p y lori is essensial fo r t he existence of Helicobacter p y lori in t he gastic niche1 In 【   【 Key words】 Helico bacter pylo ri ; Urease ;Diagno sis ; Therap y ;Vaccine  

est Liver Physiol ,2004 ; 286 : G7972803

幽门螺杆菌尿素酶临床应用和疫苗研制进展

昆明医学院第一附属医院消化内科 ( 650032)   刘建东     荣 荣综述   周曾芬审校

 Research development in urease of Helicobacter p ylori and vaccine
Me dical Col lege , Kunmi n g (650032) , Chi na

 L I U J i an2don g , RO N G ron g1 De p art ment of Gast roenterolog y , t he Fi rst A f f i li ate d Hos pit al , Kunmi n g

12  Fallone CA , Barkun AN , Friedman G , et al . Am J Gast roen2 13   Wu J C ,Chan F K ,Ching J Y ,et al . Gut ,2004 ; 53 : 1742179 14  Kiltz U ,Pfaffenbach B ,Schmidt WE ,et al . Eur J Gast roenterol 15   Wise J ,Conklin JL . Curr Gast roenterol Rep ,2004 ; 6 : 2132219 16   Wong WM ,Lam KF ,Cheng C1 World J Gast roenterol ,2004 ; 10 : 17  Naliboff BD , Mayer M , Fass R , et al . Psycho so m Med , 2004 ; 18  Kanazawa Y , Isomoto H , Wen C Y , et al . World J Gast roen2

terol ,2002 ; 37 : 114021143 terol ,2000 ; 95 : 9142920 terol ,2003 ; 9 : 280122804

Ther ,2003 ; 18 : 5252532

Hepatol ,2002 ; 14 : 9792784

( 收稿日期 : 2005201212 ) ( 本文编辑 : 郑晓英)

国际消化病杂志   

?99 ?

   1982 年幽门螺杆菌 ( H. p y lori ) 的发现是消化 病学的一个里程碑 。20 多年来 ,关于 H p y lori 的研 究一直是消化领域的重要研究内容 。 H. p y lori 的 一个显著的特征是可以产生大量高活性的尿素酶 ( U rease , U re) ,这为其在低 p H 值的胃内定植提供 了有利条件 , 并由此造成胃粘膜的损害 。关于 H.
p y lori 尿素酶分子生物学特性 、 致病机理和疫苗研

致敏感性下降的因素 ; 上消化道出血患者尿素酶试 验敏感性下降在出血消退期更明显 , 而且这种现象 的发生与 H. p y lori 从胃窦向胃体迁移无关 。 免疫快速尿素酶试验 ( IRU T) 是使用单克隆抗 体来诊断 H. p y lori 感染的一种新方法 ,其与培养 、 组织学 、 T 和 UB T 相比 , 具有较高的敏感性和 RU 特异性 ,而且检测效率高 , 短时间 ( 20 min 以内 ) 就 可出结果 [ 6 ] 。
1. 2   治疗

究的逐渐深入 ,使人们对 H. p y lori 的诊断 、 治疗和 疫苗研制等方面有了一些新的认识 。本文就近几 年来有关研究作一综述 。
1  尿素酶在临床中的应用
1. 1   诊断

服用尿素酶抑制剂有助于使 H. p y lori 定植减 少 ,并减轻 H. p y lori 感染后的胃粘膜病损 。由于
H. p y lori 抗生素耐药株的出现已成为一个严重的

能够产生高活性尿素酶是 H. p y lori 的特征 , 通过检测尿素酶可以反映 H. p y lori 感染的存在 。 广义上 , 当前检测 H. p y lori 感染的快速尿素酶试 验 ( RU T) 、 尿素呼气试验 ( UB T ) 、 血清学试验和多 数 PCR 试验都属于尿素酶试验 。UB T 作为一种非 侵入性的检测手段 , 是诊断 H. p y lori 感染的金标 准之一 。RU T 具有很高的诊断准确率 ,与培养和组 织学检测等方法相比具有两个显著的优点 : 费用低 和诊断速度快 。RU T 包括凝胶试验 、 纸试验和片剂 ( L U T ) 是一种液相 RU T , 试验 。液体尿素酶试验 以组织学评价作为金标准 , 其敏感性和特异性分别 为 91 %和 88 . 1 % , 阳性和阴性预测值分别为 95 % 和 80 % ,操作简便 、 价廉 、 迅速 , 具有较高的阳性预 测值
[1]

问题 ,非抗生素尿素酶抑制剂或许可以作为一种有 效药物来控制 H. p y lori 相关性胃十二指肠疾病 。 另外 ,对 H. p y lori 尿素酶的抑制作用 ,可作为评价 药物作用途径和药效强弱的一个指标 。 位于 H. p y lori 表面的胞外尿素酶是靶向于胃 粘蛋白的粘附素 , 对 H. p y lori 感染和定植宿主起 重要作用 。蛋白黑素 ( Mel ) 是一种蛋白衍生的梅拉 德 ( Maillard) 反应产物 , 在经热处理的食物中随处 可见 。测定其不同衍生物对尿素酶 — 胃粘蛋白粘 附的抑制活性 ,同时测定 Mel I 动物模型和感染者 中的抗定植效应 , 可发现食物蛋白来源的多种 Mel 在低浓度 ( 10 ~ 100 μg/ ml ) 即可强烈抑制尿素酶与 胃粘蛋白的粘附 。而且 ,当通过进食给予 Mel Ⅰ 10 周后 , H. p y lori 在小鼠体内的定植显著受抑 。受试 对象每天摄入 3 gMel Ⅰ 可显著降低粪便中 H. p y lo2
ri 抗原的光密度值
[7]

。 H. p y lori 可以从几乎所有 RU T 阳性标
[2 ]

本中培养出 ,如同时要进行培养 , 使用 L U T 可以节 省活检标本 。 当发生急性溃疡性出血时 , RU T 的阴性预测 值仅为 75 % ,远远低于对照组 , 因此不能作为消化 性溃疡出血患者排除 H. p y lori 感染的方法
Cast ro 等
[4 ] [3 ]

。因而 , 含蛋白衍生物蛋白黑

素的食物可作为抗生素治疗之外的另一途径来预 防 H. p y lori 感染 ,其具有安全 、 简便 、 易服 、 有效等 优点 。 可根据对尿素酶有无抑制作用来评价药物的

。而

的研究发现 , 在出血性消化性溃疡患者

中组织学检查和尿素酶试验具有类似的诊断价值 。 由于尿素酶试验很快就会出结果 , 因而仍是一种可 供选择的方法 。Fernandez 等 [ 5 ] 在假设出血性溃疡
H. p y lori 感染率为 100 %的前提下 , 以 100 例无出

作用方式 。Bruggraber 等 [ 8 ] 使用 3 种标准液体培养 基和 1 种精制培养基 ,检测几种金属离子 ,包括几种 钴 ( Co 2 + ) 复合物对 H. p y lori 4 种经典菌株和 7 种 临床分离株的最小抑菌浓度 。结果显示 CoCl 2 具有 显著的抑制 H. p y lori 的效应 ( 最小抑菌浓度为 0 .
03 ~1 . 0 mg/ L ) 。这种效应是特异的 , 因为其他金

血的十二指肠溃疡患者作对照 , 研究了 120 例出血 性十二指肠溃疡患者 H. p y lori 的检出率 , 并将该
120 例患者分为正在或近期出血组 、 无近期出血征

属无效 ,而且 Co Cl 2 对其他肠道细菌无影响 。游离
Co 2 + 作为配体根据其对离子的亲和力产生抑制效

象组和无出血征象组 , 又按粘膜标本采集部位分为 胃窦组和胃体胃窦联合组 。结果发现 , 在用尿素酶 试验检测出血性十二指肠溃疡患者的 H. p y lori 感 染时 ,胃内出血或胃镜下有近期出血征象并不是导

应 。当存在镍离子 ( Ni2 + ) 时 ,Co 2 + 同样显示抑制活 性 ,并呈剂量依赖性 。然而 , Co 2 + 并不直接作用于 依赖 Ni 2 + 的尿素酶 ,在野生株和尿素酶阴性的突变

?100 ?

2006 年   26 卷   2 期 第 第

株中 ,其作用类似 。2 mg/ L Co 2 + 对 H. p y lori 的抑 制作用 相 当 于 1 mg/ L 的 阿 莫 西 林 。由 此 可 见 ,
Co
2+

的活性[ 13 ] 。以上提示 ,研制可与尿素酶亚单位上功 能性表位结合的肽疫苗 , 或者研制可以诱导抑制酶 活性抗体产生的抗原肽 , 或许可以为疫苗研制开辟 新的途径 。
2. 2   免疫途径

可与 Ni

2+

竞争性地被 H. p y lori 获得 , 但以非
2+

尿素酶依赖的形式调节毒性 。由于 Co

的最小抑

菌浓度与抗生素类似而比鉍剂低 10 至 100 倍 ,因而 可以 作 为 一 种 新 的 治 疗 H. p y lori 感 染 的 有 效 方法 。 此外 , 还 可 以 利 用 尿 素 酶 在 体 外 评 价 药 效 。
Adeniyi 等
[9 ]

动物实验显示 , 鼻内接种是一种方便 、 有效 、 价 廉的免疫方式 ; 而经直肠给予 5 μg 大肠杆菌不耐热 肠毒素 (L T) 则安全可行 ,并能诱导强大的抗 L T 的 体液免疫应答[ 14 ] 。但在 H. p y lori 感染人群中 , 诱 导疫苗特异免疫反应的最好方法是口服或空肠内 接种 ,而不是直肠或鼻饲[ 14 ] 。在志愿者中 , 给予用 胶囊包装的肠溶尿素酶比较安全 , 而且比直接口服 可溶性尿素酶能诱导更高的淋巴细胞反应[ 16 ] 。
2. 3   载体

观察了葱属植物 Allium 对 3 株 H.

p y lori 尿素酶的作用 , 结果显示提高提取物浓度可

以减少所有受检菌株的尿素酶活性 。
2  尿素酶疫苗的研制

尿素酶是 H. p y lori 主要蛋白成分 , 占可溶性 蛋白的 5 %~10 % ,是重要的致病因素 ,具有高度的 抗原性 ,因而是理想的抗原成分 。此外 , 不同菌株
H. p y lori 的尿素酶相对保守 , 因此用它来研制疫

最近有研究发现 , 疏水修饰藻酸盐水凝胶作为 蛋白载体具有特异性控制尿素酶释放的特性 , 在各 种情况下 , 包装的产量都很高 ( 70 % ~ 100 %) 。在 水中 ,模型蛋白可以几天不被释放 。蛋白的控制性 释放可以通过添加表面活性剂或酯酶来实现[ 17 ] 。 用这种载体包装的尿素酶经系统和粘膜途径免疫 小鼠 ,可以评价其在小鼠体内诱导的抗 H. p y lori 感染的免疫水平 。这或许可为 H. p y lori 疫苗研制 提供又一种新的方法 。
3  结语

苗 ,有望在不同人群中获得较稳定的保护效应 。
2. 1   尿素酶抗原的保守性 、 保护性及作用机制

中国菌株 U reA 核酸序列和预测蛋白与 NCB I
Ent rez 数据库报告的有高度的同源性 ,DNA 序列

的同源性为 98 % , 蛋白产物的同源性为 99 %

[ 10 ]



表明用尿素酶亚单位作为免疫原具有较高的稳定 性 。PCR 扩增将中国患者中分离得到的 H. p y lori 的 U reB 基因 ,克隆到 p E T211 C2ureB 表达载体上 , 在 E. coli BL 21 ( D E3 ) 中表达非融合蛋白 , 得到的 重组 蛋 白 相 对 分 子 量 ( M r ) 约 62 , 000 , 表 达 率 为
26 % 。 ISA 和 Western blot ting 显示其在 Ba 1B/ EL

能产生大量高活性的尿素酶是 H. p y lori 的重 要特征 , 而尿素酶又是 H. p y lori 主要的毒力因子 之一 。利用尿素酶不仅可进行 H. p y lori 感染的诊 断 ,而且还可以用于评价药物疗效和开发尿素酶相 关疫苗 。寻找更为灵敏 、 特异 、 创伤小的 H. p y lori 感染诊断方法 , 开发能抑制尿素酶活性 、 可替代抗 生素治疗 H. p y lori 感染的食物或微生态制剂 , 研 制 H. p y lori 亚单位或抗原肽疫苗 , 以及优选最佳 免疫途径等是今后 H. p y lori 研究的重要内容 。这 些方面的研究有赖于对 H. p y lori 尿素酶分子生物 学特性 、 理化性质及致病机制的深入研究 。
参      考 文 献
1   Montes H ,Salmen S ,Dolfo W ,et al . Acta Gast roenterol Latino2 3   Schilling D ,Demel A , Adamek H E ,et al . Dig Liver Dis , 2003 ; 35 : 2172221 4  Cast ro FM , Sanchez MD , Garcia DE , et al . Rev Esp Enferm

C 小鼠中有较高的免疫原性和反应性 , 可被小鼠多

克隆 抗 血 清 和 H. p y lori 感 染 者 血 清 特 异 性 结 合 [ 11 ] 。由此可见 ,用基因工程技术生产重组尿素酶 表达率较高 ,重组尿素酶具有较高的免疫学活性 。
U reA 疫苗对 H. p y lori 感染小鼠模型的保护

作用受 CD4+ T 细胞的调节 ,机制可能是 : CD4 + T 细 胞对 U reA 有特异性 , U reA 的抗原特异性刺激可 诱导 IL24 、 210 、 2 、 F2 的表达 。转入 U re2 IL IFN γ TN α
A 特异的 CD T 细胞可使小鼠胃内 H. p y lori 的定
+ 4

植率显著降低 。用人工合成肽鉴定发现 , H. p y lori
U reA 上有 3 种可被 U reA 特异性 T 细胞识别的功
[ 12 ]

能性 T 细胞表位

。尿素酶 B 上 19 个氨基酸残基

可被 L 2 抗体特异性识别 , 进一步删除 19 个氨基酸 片段上的残基 , 发现能引起 L 2 反应的只有 8 个氨 基酸表位 。用此 19 个氨基酸或 8 个氨基酸短肽免 疫大鼠能导致抗尿素酶抗体产生 , 并能抑制尿素酶

2   aup B H ,Stenquist B ,Brandberg A. Helicobacter ,2000 ; 5 : 22 2 J 23

am ,2003 ; 33 : 73276

Dig ,2004 ; 96 : 3952401

国际消化病杂志   
5  Fernandez M , Sanchez MD , Garcia DE ,et al . Rev Esp Enferm 6   Nakata H , Ito h H ,Ishiguchi T ,et al . J Gast roenterol Hepatol , 7  Go shima H , Kodama Y , Icat ro FC ,et al . Helicobacter ,2004 ; 9 : 8   Bruggraber SF , French G , Thomp son RP ,et al . Helicobacter , 9   Adeniyi BA Anyiam FM. Phytot her Res ,2004 ; 18 : 3582361
[1 ]

?101 ?
171421721 659726560 1942201 9842990 6342640

10   Shi L ,Zhang Y ,Chen J ,et al . J Huazhong Univ Sci Technolog 11   u DS ,Mao XH ,Zou QM ,et al . Di Yi J un Yi Da Xue Xue Bao , L 12   ucas B ,Bumann D ,Walduck A ,et al . Infect Immun ,2001 ; 69 : L 2003 ; 23 : 5492552

   摘要   近年来 ,环氧合酶同工酶 COX21 、 22 的研究方兴未艾 。随着认识的深入 , 认为只是 COX21 COX 催化产生粘膜保护性前列腺素 ,并维持胃粘膜完整性的观念日益受到挑战 。此文就 CO X 在胃粘膜保护中 的不同效应作一综述 。 关键词   环氧合酶 ; 胃粘膜保护 ; 缺血再灌注损伤 ; 溃疡愈合
Cyclooxygenase and gastric mucosal defense
Ton g j i Me dical Col le ge of H uaz hon g U ni versit y of S cience an d Technolog y , W uhan (430030) , Chi na

taglandins and maintain t he integrity of gast ric muco sa , has been challenged1 So we review Cox o n t ho se different effect s o n gas2 t ric muco sal p rotectio n1

   环氧合酶 ( CO X) 是前列腺素生物合成的限速 酶 ,目前已知至少存在 2 种同工酶 : CO X21 、 X2 CO
2

境稳定相关 。CO X22 则由炎症 、 组织损伤 、 恶性变 等病理反应诱导产生 , 正常情况几乎不产生 。胃肠 道粘膜 完 整 性 的 维 持 仅 靠 COX21 的 作 用 , 而 与 COX22 无关 。传统的非甾类抗炎药 ( N SA ID ) 的致 溃疡效应和胃肠道副作用是 COX21 遭到抑制的结 作用 ,部分作者甚至质疑 CO X21 对胃粘膜的保护作 用 。这些不同的观点有利于我们全面认识 CO X 在
1、 COX22 在胃粘膜的防御系统存在单独或者协同

果 [ 224 ] 。但是 ,随着对 CO X 研究的深入 ,发现 CO X2

defense1 Wit h t he researches f urt hered , t he hypot hesis , t hat is , it was Cox21 but Cox22 which could induce t he p rotective p ro s2

   Abstract】 Recently , isoenzyme of cyclooxygenase Cox21 , Cox22 are o bserved as a hot point in a field of gast ric muco sal 【   【 Key words】 Cyclooxygenase ; Gast ric muco sal p rotection ; Ischemical reperf usion injury ; Ulcer healing  

Dig ,2004 ; 96 : 5992605
2004 ; 19 : 9702974 4292435 2004 ; 9 : 4222428

13  Hirota K , Nagata K , Noro se Y ,et al . Infect Immun , 2001 ; 69 : 14  Sougioultzis S , Lee C K , Al sahli M , et al . Vaccine , 2002 ; 21 : 15   hansson EL ,Bergquist C , Edebo A ,et al . Vaccine , 2004 ; 22 : Jo 16   Banerjee S , Medina2Fatimi A , Nichols R ,et al . Gut , 2002 ; 51 :

Med Sci ,2004 ; 24 : 22224

环氧合酶与胃粘膜防御

华中科技大学同济医学院协和医院消化科 ( 430030)     杨 杰综述   侯晓华审校

。一般认为 ,CO X21 属于结构性酶 , 与体内内环

Yan g J ie , Hou X i ao2hua , De p a rt ment of Gast roenterolog y , X iehe Hos pit al ,

17   Leonard M , De Boisseson MR , Hubert P , et al . J Cont rol Re2

胃粘膜防御中的作用 。现综述如下 。 1  正常胃粘膜 在正常胃粘膜中 , 口服吲哚美辛 ( 5 ~ 20 mg/ kg) 强烈抑制胃粘膜 6 - 酮 - P GF1 a 生成以及血小板
TXB2 释放 , 并且引起胃粘膜损伤 。但口服选择性 COX21 抑制剂 SC2560 ( 20 mg/ kg) 对上述物质的抑

制与吲哚美辛相似 , 但不会引起胃粘膜损伤 。同 样 ,选择性 COX22 抑制剂罗非考昔 ( rofeco xib ) 也不 会损伤胃粘膜 。然而 ,如果同时使用 SC - 560 和罗 非考昔治疗 , 就会严重损伤胃粘膜 , 且损伤程度呈 剂量依赖关系 。有趣的是 , 两者合用对胃粘膜 6 酮 - P GF1 a 的生成抑制并不比单用 SC2560 抑制效

lease ,2004 ; 98 : 3952405

( 收稿日期 : 2005203217 ) ( 本文编辑 : 姜培乐)


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