摘要: 幽門螺杆菌與胃的上皮細胞的強力粘附作用是幽門螺杆菌的粘附素與胃上皮細胞上受體相結合所致，其粘附作用的特異性提示存在著複雜的粘附素和受體係統。本文綜述了有關幽門螺杆菌的理化特性、基因與受體及其致病性等研究進展。
胃竇部幽門螺杆菌（helicobacter pylori, Hp）感染可引起許多胃十二指腸疾病，包括B型（胃竇）胃炎、消化性潰瘍[1]、胃粘膜相關淋巴組織淋巴瘤（MALT）和胃癌[2,3]。組織學研究發現Hp與胃上皮細胞相連，同時在胃粘膜層也有Hp與胃上皮細胞相連，同時在胃粘膜層也有Hp存在。Hp一般大量存在於胃竇部，但也有一些粘附在十二指腸和食管的的胃組織化生部。Hp除對胃竇組織具有顯著的選擇性外，還對胃上皮細胞有特定的粘附作用，這說明Hp能特異地認識胃上皮細胞表麵的某些部分。由於Hp的粘附同時具有組織特異性和窗主特異性，說明存在複雜的細菌粘附素[4～6]。現將近年來有關Hp粘附素的研究作一綜述。
1 粘附素的結構和理化特性
幽門螺杆菌之所以能夠在胃蠕動運送食物時不一起被驅除與Hp的粘附素和胃上皮細胞的緊密粘附有關。Hp的粘附素複雜多樣，目前已有以下幾種得到證實。
1.1 纖維血凝素 Evans等[7]采用凝集反應抑製物抑製Hp的血凝活性，鑒定出一種易與N-乙酰神經氨酰乳糖結合的纖維血凝素（NLBH），即Hp粘附素（HpaA），其分子量為20kDa。成熟的HpaA蛋白有幾個親水區域，主要是18～36氨基酸殘基、120～130氨基酸殘基和羧基端的159～174氨基酸殘基。在HpaA蛋白氨基酸序列中，KRTIQK序列中大量的Ile殘基也參與了對唾液酸受體的識別。Hp粘附素HpaA蛋白是一種具有血凝活性的脂蛋白，它並不存在於外膜蛋白而存在於細胞質組分中，可識別各種動物紅細胞和哺乳動物細胞表麵的N-乙酰神經氨酰乳糖及胃粘膜上皮上的磷酸酰乙醇胺（PE）並與之粘附，這種粘附能被神經節苷脂GM3和硫苷脂競爭抑製，神經氨酸酶和胎球蛋白也可抑製其結合。同時，Evans等[7]對編碼纖維血凝素的粘附素基因hpaA進行了克隆測序，在1.4kb的HimdⅢ-KpaⅠ的DNA片段上含有SacⅠ、BglⅡ和SmaⅠ的酶切點，並且包括了三個開放性閱讀框（ORFs）：ORF1、ORF2、ORF3，其中ORF2和ORF3以ATG密碼子為起始點。（1）ORF1有357個堿基（1～357），可以編碼15Kda的一個截短的多肽。ORF1中有幾個蛋氨酸密碼子，但都不在核糖體結合的SD序列位點之後。（2）ORF2有549個堿基（576～1124），可編碼20kDa蛋白，即Hp粘附素（HpaA）的基因為hpaA。ORF2在核糖體結合的SD序列之後，也在距起始密碼子ATG上遊-35和-10bp的啟動序列（TTGACAA和TGTTAT）之後。ORF2的轉錄終止密碼子是在下遊12堿基處8個bp的反向重複序列，此序列是一個可產生rho因子依賴轉錄終止信號的弱莖一環結構。（3）ORF3有117個堿基（1177～1353），可編碼5kDa多肽。
1.2 胞外酶S樣的粘附素 Lingwood等[8]報道一種胞外酶S樣的粘附素，分子量為63kDa，其N末端氨基酸序列（Med-Val-Asn-Lys-Asp-Val-Lys-X-Thr-X-Thr-X-Ala-Pha）包含一個蛋氨酸酸（Met）殘基，這一序列與Hp的其他蛋白質氨基酸序列無同源性。這種粘附素具有陽離子依賴性和凝集素樣活性，因此稱為M選擇素，它可特異地結合神經三已糖基神經酰胺（gangliotriosylceramide, gg3）、神經節四已糖基神經酰胺（gangliotetraosylceramide, Gg4）和磷脂酰乙醇胺（PE）。綠膿杆菌毒力因子——胞外酶S，是一種ADP-核糖轉移酶，可與Hp的甘油脂受體特異結合，這與Hp胞外酶S，是一種ADP-核糖轉移酶，可與Hp的甘油脂受體特異結合，這與Hp胞外酶S樣粘附素和其脂質受體的結合相一致[9]。
1.3 25kDa外膜蛋白Valkomen等[10]采用Western印跡法從Hp的蛋白質混合物中檢測到一種25kDa具有血凝活性的Hp外膜蛋白，它能特異地結合層粘連蛋白（Lm），這種結合能被3-唾液酸乳糖完全抑製。25kDa凝集素樣的粘附素與Lm 的結合特異性與尿路病原性大腸杆菌和腸侵襲性大腸杆菌的菌毛與Lm的結合特異性相似。
1.4 19.6kDa的毛樣蛋白Doig等[4]通過超速離心、1.0％十二烷基硫酸鈉（SDS）洗脫和Mono q陰離子交換柱層析法純化出19.6kDa的毛樣蛋白，這種粘附素具有弱血凝活性，可以與Lm發生粘附，以前研究認為毛樣蛋白與Lm的結合是特異的，但後來的研究表明這種蛋白實際上是一種胞質內的鐵結合蛋白，通過非特異的親水作用與Lm結合。19.6kDa毛樣蛋白在電鏡下可形成無定形的聚集，此聚集類似於附著在細菌表麵的物質，但在形態上有別於纖毛。氨基酸分析表明19.6Dda的毛樣蛋白前28個氨基酸中的10氨基末端殘基序列同源於霍亂弧菌的TcpA毛發蛋白。
1.5 16kDa外膜蛋白 Namavar等[11]發現了另一種粘附——16kDa外膜蛋白，它可與唾液酸粘蛋白上的硫酸寡糖結構如硫基Lewis(a)、硫基半乳糖和硫基N-乙酰氨基葡糖進行結合。16kDa粘附素的氨基酸序列分析表明它為Hp的嗜中性粒細胞活化蛋白（NAP），其末端氨基酸為蛋氨酸。NAP是一種細菌鐵蛋白型蛋白質，其基因（nap）可在所有菌株中檢測到。NAP可選擇性地與中性細胞酸性鞘糖脂的四種組分結合，從而調節中性粒細胞的功能。此外，這種粘附素還可以與Lewis x血型抗原進行結合。
2 粘附素的受體
hp對胃上皮細胞的強有力的粘附作用是幽門螺杆菌的粘附素與胃上皮細胞上受體相結合所致。其粘附作用的特異性提示存在的複雜的粘附素受體係統。Hp可以與表達在糖蛋白和糖脂上的硫酸酯寡糖、磷脂酰乙醇胺（PE）和岩藻糖基的血型寡糖Lewis(b)等受體結合[7]，此外，還可與基底膜上的組分如層粘連蛋白（Lm）、Ⅳ型膠原和粘液結合[12]。其中，PE是胃粘膜上皮細胞上的表麵成分，它與紅細胞上的PE在脂肪酸組成上相一致，可以作為Hp的纖維血凝集、胞外酶S樣分子和16kDa表麵蛋白粘附素的受體。Hp上不同的粘附素有著不同的粘附素受體。如胞外酶S樣粘附素可與神經節苷酶GM3、硫苷脂和PE受體結合[8]，而25kDa的外膜蛋白是維持胃上皮完整性的重要組分之一，Hp與Lm的結合具有迅速、特異、部分可逆、高度親和及對pH不敏感等特點[10]。Lm的糖基化，尤其是唾液酸化，對Hp-Lm的結合極為重要。Hp與Lm特異的結合位點位於Lm糖鏈結構的三糖區域，特別是N-乙酰神經氨酰乳糖。在這些上皮細胞受體中還包括岩藻糖基血型抗原Lewis(b)，而在一般人群中大約80％的人在胃液和唾液中含有針對Lewis(b)血型抗原的血型物質（血型抗體），這些血型物質在胃中會與胃粘膜上的Hp粘附素受體—— lewis(b)血型抗原結合，競爭性地減少細菌的粘附。Namavar[11]報道16kDa的表麵蛋白粘附素，可粘附唾液蛋白上的硫酸酯寡糖結構，如磺基-Lewis(a)、磺基半乳糖和磺基N-乙酰氨酰葡糖，而唾液酸化的Lewis(a)和Lewis(b)抗原與Hp的結合能力較弱。
3 粘附素的致病性
一般在粘膜表麵的常居菌為非致病性的，胃內的pH值可低於2，並且胃蠕動的推進作用也不利於一般細菌在胃粘膜表麵停留。但是幽門螺杆菌則能在人體胃粘膜表麵寄生，並能陪伴宿主終生，引起寄居部位各種不同程度的病理變化，微絨毛消失，細胞骨架發生改變等，並且Hp可緊密聚集在細胞連接處，顯微鏡下可見細胞間常出現明顯的穿透及胃上皮細胞間的粘附減弱，同時在胃粘膜深部發現的Hp的抗原如尿素酶，使上皮細胞的緊密連接被破壞，因而可能發生滲漏[10]。Trust和Slominany等[13]發現Hp與基底膜層粘連蛋白有高度的親和性並推論二者的結合可造成組織細胞完整性受損，尤其在細胞連接處。Slominany發現上皮細胞上的特異性層粘連蛋白受體與層粘連蛋白的粘附作用可被Hp的LPS所阻止。Hp可產生各種粘附素，粘附素的多樣性說明Hp的粘附是一個多步驟的過程[12]，不同的階段涉及不同的粘附和識別作用。Hp定植於胃粘膜細胞，首先是特異的粘附素識別粘液層上的受體和上皮細胞上的的表麵受體，然後Hp再與基底膜的層粘連蛋白結合。Hp粘附於胃粘膜之後釋放大量毒性的細菌產物而促使上皮細胞發生退行性變化，這可能顯露層粘連蛋白和胞外基質成分，Hp與之結合後便在慢性炎症組織中存活下來。此外Hp與高分子量的唾液酸粘蛋白中的硫酸酯聚的結合在胃液低pH條件下可以得到加強，這使Hp更加牢固地粘附於胃粘膜上皮細胞，為Hp定值後各種毒力因子的釋放創造了條件。
4 展望
對Hp粘附素雖已進行了大量研究，但有關粘附素的基因及粘附機製方麵仍不夠清楚，在這方麵的進一步探索將有助於對Hp致病機理的深刻理解，同時也可為Hp預防和治療提供思路。
參考文獻
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