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7 能活在胃里的耐酸微生物:幽门螺杆菌

    哺乳动物的胃里酸性极强,胃酸可以消化绝大多数食物,甚至一颗铁钉放进去也会被分解掉。然而,在这样的极端环境下,胃里仍能检测到一百多种细菌,常见的有链球菌属、乳杆菌属、拟杆菌属、葡萄球菌属、奈瑟球菌属及大肠杆菌类,假单胞菌属也被检测到。北京301医院消化科的杨云生教授曾报告,他们在胃中检测到的微生物的种类超过1000种,胃液中的细菌数量估计超过300亿CFU/mL,重量可以达到20克之多。然而,有一种细菌曾被认为是唯一可以在胃里存活的,它就是幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,Hp)。

    Hp检测和抗生素干预

    大多数人认识幽门螺杆菌,应该是从医生让你喝下一种液体并对着某种仪器吹气开始的,这种特别的测试方式应该会给人留下些许记忆。当然,如果这个测试的结果呈阳性,那也许就不是些许记忆,它有可能会是一个噩梦的开始。

    测试呈阳性在一定程度上意味着你可能感染了Hp,现代医学已有足够的研究证实这种细菌是慢性胃炎、消化性溃疡以及胃癌、胃黏膜组织淋巴瘤等多种胃部疾病的重要致病因素,世界卫生组织甚至将其列为Ⅰ类致癌因子。2005年的诺贝尔生理学或医学奖授予巴里·J.马歇尔(Barry J. Marshall)和J. 罗宾·沃伦(J. Robin Warren),也是因为他们发现了幽门螺杆菌以及这种菌对胃部消化性溃疡的致病机制。因此,多年来医学界对待这种细菌的态度都是彻底清除,以绝后患。

    常用的治疗方案是抗生素加质子泵抑制剂及铋剂的“三联”“四联”疗法,将胃中的幽门螺杆菌全部杀死。但是,抗生素耐药率的逐年上升,抗生素药物的副作用以及患者个体差异等问题,使得治疗幽门螺杆菌感染变得愈发困难。幽门螺杆菌带给人们的是不是噩梦,只有经历过的人才知道,一些人会头晕头痛、恶心、皮肤瘙痒和便血,这些不良反应可能是抗生素的副作用,也可能是Hp垂死挣扎带给人们的反应。

    诺贝尔奖与幽门螺杆菌

    人类认识幽门螺杆菌是从诺贝尔生理学或医学奖得主巴里·J. 马歇尔的一杯特殊“饮料”开始的。20世纪80年代澳大利亚临床医生马歇尔和病理学家沃伦从患者胃黏膜中分离并成功培养出了一种螺旋状细菌。为了验证其是否致病,勇于献身的马歇尔医生喝下了20毫升左右自制的富含这种细菌的培养液,如愿以偿地得了严重的急性胃炎。1983年和1984年连续发表在《柳叶刀》上题为《慢性胃炎胃上皮的一种未知弯曲菌》和《胃炎和消化道溃疡患者胃中的未知弯曲菌》的论文揭示出细菌能在胃的强酸环境下生长并与胃炎发病相关,自此,幽门螺杆菌登上现代医学的舞台。

    其实,就像达尔文的进化论、孟德尔的遗传定律和牛顿的力学三大定律一样,大自然神奇就神奇在它平心静气地等你,它千年万年地等着你,等你去探索去发现,当你费尽周折推开那扇门时,它举着小旗儿说“来了,我在这儿等你很久了”!

    实际上,幽门螺杆菌的存在可以追溯到58 000多年前,人类非洲祖先的消化道中就已经有了它的身影。在人类漫长的进化和迁徙过程中,它一直伴随,不离不弃,现在已经跟随人类的脚步遍布世界各地了。纽约大学医学院的马汀·布莱泽教授甚至认为幽门螺杆菌与疾病之间错综复杂的关系可能始于人类诞生之前。

    自从幽门螺杆菌被马歇尔和沃伦暴露以后,许多科研人员纷纷盯上了它。幽门螺杆菌这一沉默万年的细菌依然沉默地接受着人类的调查和审判。

    它是导致人类众多疾病的罪魁祸首

    在幽门螺杆菌发现之前,医学界普遍认为,由于胃酸的存在细菌是无法存活的。那么在发现这种菌之后,人们不禁要问,它凭什么?

    没有金刚钻不揽瓷器活,没有点其他菌没有的本事还真没法在胃里混。科学家发现,幽门螺杆菌产生的脲酶,能够催化尿素分解成氨,形成围绕菌体的保护性“氨云”,在胃酸这个强酸的大环境中生生打造出了一个低氧弱酸的小环境,靠着这个本事,它能顺利穿过胃黏液跑到近中性的保护胃壁免受胃酸侵蚀的胃黏膜表面。

    幽门螺杆菌不但不用为生存发愁,而且还想在胃中有所作为,体现自己的价值。目前科学家发现其致病的代谢产物主要有两种:一种是CagA(细胞毒素相关蛋白),主要负责给胃壁细胞注射细胞毒素,使胃黏膜上皮细胞坏死,破坏黏膜屏障,导致胃炎,进一步形成胃十二指肠溃疡,甚至诱发胃癌;一种是VacA(空泡毒素),可以使胃细胞上产生空泡,造成细胞坏死,当其足够多时就能够在胃壁上皮细胞上凿出一个洞来。

    近些年,越来越多的研究发现幽门螺杆菌除了与上胃肠道疾病慢性胃炎、消化性溃疡、胃黏膜组织(MALT)淋巴瘤等胃部疾病有一定关系外,与多种胃外疾病也存在着一定的相关性。

    血液上的两种病——特发性血小板减少性紫癜和不明原因的缺铁性贫血都与幽门螺杆菌相关,将其根除以后疾病可以得到缓解;幽门螺杆菌影响两性的生殖健康,能够直接或间接导致不孕不育,甚至连妊娠期糖尿病都和它相关。Hp能够定植在女性私密处,其鞭毛与精子的鞭毛存在抗原同源性,简单说就是长得太像了。它作为抗原招惹了人体免疫系统,就会触发人体的吞噬作用,一旦识别出是Hp,就会把它们“吞”了,消灭掉。那么长得和它很像的精子可遭殃了,也被识别不清的吞噬细胞当作它吞掉了。这样子宫或输卵管产生严重炎症,导致不孕。对于男性,已有研究发现幽门螺杆菌CagA阳性菌株与精液中更高的炎症因子显著相关,后者能降低精子动力及损伤精子质量,导致精子活力和生育指数降低,从而不育。

    除了上述疾病,还有大量疾病也与Hp感染有关。Hp感染与认知功能障碍及阿尔茨海默病的相关性在病理机制方面已经有所证实,但在动物模型中未取得相应结果,此项研究仍在继续;幽门螺杆菌CagA阳性菌株与冠心病动脉硬化的关系也有报道,但缺乏临床其他研究结果的支持;Hp是中心性浆液性脉络膜视网膜病变的重要危险因素,在青光眼的发病机制中具有一定作用;Hp感染与牙周疾病的关系已得到证实,而其在复发性口疮性口炎发病中的作用尚有争议且机制不明;Hp对皮肤的效应尚不十分清楚,但已有其与皮肤过敏和慢性荨麻疹相关的报道;研究人员推断由 Hp导致的系统性炎症会导致黏膜对食物抗原的渗透性增加、免疫调节、促发自身免疫机制以及损伤血管的完整性;已有几项病例对照研究指示糖尿病患者有更高的Hp感染率,但目前尚存争议。

    此外,Hp可致胃癌已无异议,1994年国际癌症研究中心已将其列为Ⅰ类致癌因子,这也是许多Hp阳性者焦虑和要求根除的主要原因。2014年,Hp胃炎京都全球共识的制定会议推荐:除非有限制因素,应对所有Hp感染者进行根除治疗。

    对于这么一个 “反了天”的细菌,人们还有什么理由让它寄居在体内与之共生呢?杀掉杀掉,统统杀掉!但是,人们发现利用抗生素将其全部清除,有可能会引起一些副作用。食管反流症是根除幽门螺杆菌后的常见症状,有可能会进一步导致食管炎甚至食管癌;患过敏症的可能性也大大提高了;另外,抗生素的大量服用还会增加耐药性细菌产生的风险;最重要的也是危害最大的是,在根除幽门螺杆菌的过程中抗生素的大量使用使得数量庞大种类丰富的肠道微生物被连累而无辜遭殃,失衡的肠道菌群需要很长时间才能重建,严重的将无法恢复,这对身体健康的影响将是漫长且不可预知的。

    那么,人们应该怎么对待幽门螺杆菌呢?随着各国科学家研究的深入,他们发现这种菌并非穷凶极恶之徒,甚至还有可取之处,之前一竿子打翻一船人的做法有些极端了。

    它是含冤待雪,不离不弃的共生菌

    发现Hp以来的30多年中,它一直被当作敌人加以杀灭。人类为了杀灭它们想尽了各种办法,从最初的使用一种抗生素、两种药物联合、标准三联以至现在含铋剂的四联用药,疗程也从1周延至10天或2周。

    方法的升级是因为原有的方法在使用一段时间后根除率逐渐降低。然而,即使疗法一直在升级,但Hp的平均感染率并没有明显降低,1990—1995年和1996—2002年,Hp平均感染率分别为57.71%和58.32%,主要原因是Hp对抗生素产生了耐药性,其实这也是细菌生物适应的必然结果。

    世界上有超过50%的人群体内都有幽门螺杆菌,某些国家或地区人群的感染率甚至高达80% ,但是在这些感染人群中约10%的人患有消化性溃疡,1%左右的人会患胃癌。中国的感染率约在60%,西部偏远贫困地区感染率更高,西藏地区感染率超过了80%。其实大部分人在出生6个月后便携带有这种细菌,除非使用抗生素否则将会伴人终生。按照评价水平计算,中国有超过8亿人感染Hp,这无疑是一个非常庞大的群体,彻底根除这些人体内的Hp花费将超过4000亿元。

    当我们向人体内的这一细菌宣战时,无论从花费还是必要性上都要慎之又慎。一定要考虑清楚,我们一定要将它们赶尽杀绝吗?能将它们赶尽杀绝吗?

    大比例人群的感染和如此长时间的共处,除了少数人和幽门螺杆菌出现战争外,大部分人都能与之相安无事非常和谐。面对这样的现实情况,科学家们需要从更深的层面、更多的角度探究人类与幽门螺杆菌错综复杂的关系。

    现在的研究已经发现,Hp并不是导致胃癌的唯一因素,Hp阴性的胃癌患者也不在少数。2007年世界胃肠病学组织(WGO-OMGE)制定的发展中国家Hp感染临床指南也提到,尚无研究证实Hp筛查并治疗可降低胃癌的发病率。所以,我们真的有可能被Hp给吓到了,它们其实并没有那么坏!

    人们发现亚洲地区胃癌发病率和幽门螺杆菌感染率一致,而非洲地区却是高感染率与低发病率相伴。通过先进的基因分析手段深入研究,原来幽门螺杆菌拥有多种与其宿主(人类)相关的地域源性菌株,简单理解就是,生活中同一区域的人们体内的幽门螺杆菌是一样的,不同地域的幽门螺杆菌可能不一样,而不同幽门螺杆菌的致病性相差甚远。我们前面说过导致幽门螺杆菌致病的毒素有CagA和VacA,中国的幽门螺杆菌中所有的菌株都能分泌CagA,而欧洲的菌株只有60%能分泌这种毒素,非洲更低,这就是为什么中国人幽门螺杆菌感染与胃病发作比其他地区严重的原因之一。

    生活在某个区域的人类与某种类型的幽门螺杆菌共同经历了万年的漫长进化,两者彼此都能相互适应。当这种状态被打破时,细菌致病的病理过程将被启动,人和菌的战争一触即发。

    那么这种状态是如何被打破的呢?某种幽门螺杆菌流窜到自己不熟悉区域人群体内了,二者不相熟,相遇相杀;或者宿主自身就属于幽门螺杆菌感染后易发病的高危人群,有研究认为这种人群若是感染了高致病性的幽门螺杆菌(分泌VacA或CagA)能增加胃癌风险87倍,多吓人!

    也可能原本宿主与寄居其中的细菌两相安好,由于其在生活方式、饮食等方面不良的行为,造成胃黏膜受损,而幽门螺杆菌恰巧就在损伤部位定植,无意中给宿主来了个雪上加霜;还有可能外因导致人体菌群失调,抑制幽门螺杆菌生长的菌群被破坏,这种细菌之间相互牵制的平衡被打破后,幽门螺杆菌就开始大肆生长繁殖了。

    也不是成功根除Hp后就万事大吉了,我们还要随时面对复发和再感染的问题。2002年,我国的调查结果显示Hp感染5年复发率接近10%。实际上复发和再感染的原因主要还是Hp广泛存在于自然界中,人体、饮用水、牛羊乳汁、餐具、动物粪便,甚至土壤和海水中都检出了Hp的存在。

    Hp与人类已经数万年在一起了,对于这个亘古存在的自然界中的一员,历史上并没有对人类造成过灾难性的后果,我们对它们的绞杀应该是从20世纪80年代发现Hp与胃炎的关系开始的,在过去的几十年中我们才对Hp有些了解就开始不能容忍它们的存在了。

    胃炎的发生可能并不是因为Hp的存在,而是因为Hp在胃里的数量太多,打破了原有的微生物平衡,马歇尔喝下去的Hp活菌引起了胃炎,可能只是因为喝的活菌数量太多了。所以,有菌和菌的多少是不同的概念,我们对待这两种情况采取的措施也是不一样的。

    我们已经知道,人类就是与成千上万的微生物共生的,已经和谐相处了不知道多少代了。大肠杆菌也曾经被人类绞杀过,它们有时也会致病,但是只有其中某些菌会引起严重的感染,大部分大肠杆菌是与人共生的,并且为人体提供了大量的B族维生素。到目前为止,人类已经可以宽容对待大肠杆菌,不再将它们赶尽杀绝,这是人类认识的进步。然而,人类对于Hp还没有做到如此宽容,无论医生还是患者依然不能容忍Hp的存在。

    也许,过不了多久人类对Hp的认识就会发生改变,到时候那些追求绝杀Hp的人将有可能后悔,后悔在给Hp处以极刑的同时自己也成了受害者。

    以菌抑菌:温柔地对待它们

    无论是“三联”还是“四联”疗法,细菌抗生素耐药率都在逐年上升,并且抗生素药物的副作用等问题使得清除Hp变得愈发困难。人类对幽门螺杆菌的研究还在继续,当人类疾病与它相遇时,我们到底是彻底清除还是听之任之呢?针对这一情况,我国在幽门螺杆菌2012年专家共识中,将如何检测确认、什么样的适应证需要根治幽门螺杆菌,以及如何治疗都进行了规定,为医生对幽门螺杆菌相关疾病的诊疗提供了全面的指导。当然,不排除随着对幽门螺杆菌更进一步的研究,这样的共识会有所调整和改进。在目前的情况下,一味地杀死Hp可能并不是最好的对策,好在现在还有了对抗Hp感染的新思路。

    近年来,应用益生菌制剂预防和治疗Hp感染可能是抗生素疗法的补充或替代。研究发现,益生菌可以提高阿莫西林、左氧氟沙星和奥美拉挫三联疗法的Hp根除率,对于防治胃癌具有重大意义。临床实践用于抗Hp的益生菌主要有乳酸杆菌、双歧杆菌和酵母菌等,单独使用Hp益生菌的根除率在30%左右,而如果益生菌和三联、四联疗法联同时使用就能提高Hp根除率达到超过80%,并且将味觉异常、腹胀和腹泻等不良反应明显降低。

    这样看来“以菌抑菌”的思路似乎是个不错的选择。益生菌也是活性的微生物,进入人体后就能从休眠态苏醒过来。当益生菌进入胃里时,它们会活化产生活性抑菌物质,特别是乳酸杆菌和双歧杆菌,可以分泌有机酸、短链脂肪酸(甲酸、乙酸和丙酸等)和抗菌肽等物质,能够直接抑制或杀灭Hp。酸性物质还有助于降低Hp产生的尿素酶活性,阻止Hp在胃黏膜的生存。进入胃里的益生菌还会抢先占据胃的黏膜层,不给Hp接近黏膜层的机会。还记得前面提到的Hp发挥作用的两个蛋白吗?一些益生菌,如某些唾液乳杆菌,能够对Hp分泌的VacA或CagA蛋白表达起到抑制作用,进而阻止Hp的入侵。

    此外,益生菌除了直接作用于Hp,还可能通过对机体免疫系统进行调节,增强机体对病原菌的整体抵抗力,来增强肠道的屏障功能。比如,一些益生菌可以刺激胃黏膜产生分泌型IgA,提高黏膜防御功能,系统性的增强对Hp的免疫力。

    当然,益生菌还可以影响到肠道菌群,一些菌株,特别是双歧杆菌类严格厌氧型益生菌可以到达肠道,调节肠道菌群平衡,有助于改善抗生素引起的菌群紊乱,减少胃肠道副反应,提高患者根除Hp治疗的依从性。

    通过益生菌来抑制Hp似乎是比抗生素更好的方式,益生菌不是直接杀菌,这就不会给Hp造成太大的生存胁迫,理论上不会引起Hp“狗急跳强”似的产生抗药性,这种温和的方式只是把Hp的数量控制在了合适的范围,让它们不能兴风作浪,Hp还是可以和人类共生的。

    作为人类的我们究竟应该对幽门螺杆菌采取怎样的态度呢?相信很多人都有这样的困惑。无论怎样,我们都应该尊重科学,既不要谈菌色变也不要淡漠视之,理性分析幽门螺杆菌的作用。如果没用症状可以不用检测Hp,如果有胃部不适,需要做好检查,找到致病根源,听从医生安排,按时足量地服用药物。

    作为沉默上万年让人类折腾了几十年的幽门螺杆菌,我想有一句话或许能代表它们的心声:“走自己的路,让人类瞎琢磨去吧!”