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乳酸菌抗幽门螺旋杆菌感染的研究进展

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乳业科学与技术 2010年第2期 (总第141期) 91 乳酸菌抗幽门螺旋杆菌感染的研究进展 付强,殷建忠,吴少雄 昆明医学院公共卫生学院营养与食品科学系,云南昆明650500 摘要:综述了近年来对乳酸菌抗幽f1螺旋杆菌感染的研究进展,内容包括乳酸菌抗幽门螺旋杆菌感染 的机制及应用、乳酸菌抗原递送载体、乳酸菌疫苗等。 关键词:乳酸菌;幽门螺旋杆菌;感染;对抗 中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1671—5187(2010)02—0091—04 Progress of the Lactobacillus against the Helicobacter Pylori Infection Fu Qiang,Yin Jianzhong,Wu Shaoxiong。 Department of Nutrition and Food Science,School of Public Health,Kunming Medical College,Kunming 650500,China Abstract:An overview of Lactobacillus in recent years of anti—helicobacter pylori infection in progress,including its mechanism and application,Lactobacillus antigen delivery vector,Lactobacillus vaccine and SO on. Key words:Lactobacillus,Helicobacter Pylori,infection,confrontation 乳酸菌是指一类以糖为原料的,产生乳酸、 1乳酸菌抗幽门螺旋杆菌感染的机制 革兰氏阳性菌,不形成芽孢,不运动或极少运动 乳酸菌进入胃肠道后,可持续诱导局部细胞 的过氧化氢酶阴性的细菌。乳酸菌在自然界中的 免疫和体液免疫,能诱导产生多种细胞因子IjJ具有 种类很多,分布极广,目前己发现乳酸菌在细菌 减少变态反应、增强胃肠道屏障功能和治疗自身 分类学上划分至少有l8个属,共有200多种。乳 免疫病等功能。乳酸菌菌体成分及乳酸菌发酵产 酸菌主要有乳链球菌及乳酸杆菌两大家族,广泛 生的代谢物中的活性肽等成分参与了肠道黏膜免 存在于人、畜、禽的肠道,许多食品、物料以及 疫反应的活化作用【4J。乳酸杆菌能增强肠上皮淋巴 少数临床样品中。乳酸菌能提高食品的营养价值, 细胞细胞毒活性,诱导产生多种淋巴因子;激发 改善食品风味,提高食品的保藏性和附加值,长 固有层CD4+T细胞产生干扰素;增强单核一吞噬 期应用于食品发酵Ⅲl J。近年来,乳酸菌的特殊生理 细胞的吞噬作用,从而抑制肠道病毒和肠道内的 [21活性和营养功能正日益引起人们的重视。幽门螺 其他细菌。乳酸杆菌在诱导黏膜免疫应答时,通 杆菌(Helicobacterpylori,H.pylori)是一种革兰染 过小肠上皮之间的微皱褶细胞(microfold cell,M 色阴性,螺旋形,运动活泼,微需氧的的细菌。 细胞)或通过上皮下的树突状细胞(dentritic cell, DC)进入固有层,激活Th2淋巴细胞,产生IL一5 幽门螺杆菌是慢性胃炎、消化性溃疡的主要致病 (有效的IgA刺激因子),可激活B细胞分泌IgA。 因素,也是胃癌的主要诱发因子,世界卫生组织 IgA与肠黏膜上皮产生的分泌片段结合,形成黏膜 已经将其列为I类致癌物质。H.pylori是目前所知 表面抗体(分泌型IgA),从而使得sIgA水平上升, 人类感染率最高的慢性感染细菌之一,成为人类 阻止致病菌的吸附和入侵I5l。近年来研究发现,许 所面临的重大公共卫生问题。以抗生素为代表的 多乳酸杆菌不但具有高效体外抑杀It.pylori的能 药物治疗措施不但存在副作用、耐药等各方面的 力l6J,而且在体内能够明显降低H.pylori的感染密 缺点,更主要的是难以照顾到大范围的感染人群。 度和减轻炎症。乳酸菌还可以通过与胃上皮细胞 乳酸菌属于益生菌之列,其抗幽门螺杆菌感染【j J 和胃黏液素结合干扰幽门螺杆菌与胃上皮细胞的 的效果已经在大量实验中得到确证。现今,以某 交互作用,在胃肠粘膜表面定植占位,构成生理 些乳酸菌作为载体的抗幽门螺旋杆菌疫苗的研究 屏障的一部分,增强对外来菌和易位菌的抵抗力, 也正广泛的开展,本文即对乳酸菌抗幽门螺旋杆 预防和治疗胃肠道疾病。在体外,某些种类的乳 菌感染的研究进展做一综述。 杆菌可以通过竞争黏附位点干扰H.pylori与胃上 皮细胞的黏附,乳酸杆菌细胞蛋白 J能够结合到胃 肠道黏膜的某些成分,还能使幽门螺杆菌聚集, 收稿日期:2009。12-01; 这对胃肠道的稳态起了一定作用。乳酸杆菌虽然 作者简介:付强,男,硕上研究生,研究方向为食品化学 与营养学; 通讯作者:吴少雄。 不能根除H.pylori,但是通过降低胃内鸟氨酸脱羧 92 付强等:乳酸菌抗幽门螺旋杆菌感染的研究进展 酶的活性和多胺水平L8J,达到抑制H.pylori定植与 生长的目的。乳酸杆菌在非分泌区的定植也很重 要,在胃内,乳酸杆菌主要定植在非分泌区。Kabil ̄9] 等发现,口饲的H.pylori很容易就能够在无菌的 小鼠胃内长期定植,而在乳酸杆菌作为优势菌的 普通小鼠胃内难以定植或只能暂时性的定植。而 胃黏膜分泌区的pH值极低,除少量酵母菌能够不 被杀灭外,一般细菌难以定植。Hamilton等也认 为乳酸杆菌在胃内对胃粘膜的黏附,从而抑制 H.pylori等外源菌的黏附和定植 Uj是其预防 H.pylori感染的主要途径。 2乳酸菌抗幽门螺旋杆菌感染的应用 大量研究证明【l ,乳杆菌能中度的抑制幽门 螺杆菌的定植,一些病例中能显著的抑制幽门螺 杆菌定植,减轻幽门螺杆菌相关性胃炎程度L1引。 体外实验 r3J中混合培养时发现唾液乳杆菌能够完 全抑制幽门螺杆菌的生长 。Armuzzi[ J【l9]等在一 项临床研究中表明,服用潘托拉唑、克拉霉素、 替硝唑。在上述治疗基础上,补充乳酸杆菌GG 治疗后,痢疾发生率为6.6%~23.3%、胃胀气发 生率为16.6%~4O%,味觉障碍发生率为6.6%~ 26.6%,都比对照组的72%、58%、75%大大降 低了,表明附加乳酸杆菌治疗可减少常规H.pylori 根除治疗时的胃肠道副作用。1997年亚太地区关 于H.pylori感染处理达成共识,推荐应用质子泵 抑制药(PPI)+阿莫西林+克拉霉素1周疗法是根除 H.pylori的标准三联疗法。但是H.pylori根除率却 从1997年的95%降到2004年的60%,传统的根 除H.pylori方法加上益生菌制剂,可以减轻腹泻、 恶心等不良反应的发生率和强度IJ ,提高治疗的 耐受性。梁志根_l 等采用标准三联疗法基础 ̄DH 用乳酸菌素,发现试验治疗组H.pylori根除率明 显高于对照组,而且不良反应少、程度轻,病人 均能耐受,因此,PPI+克拉霉素+阿莫西林+乳酸 菌素是比较理想的方案。韦舒静lI 等利用由嗜酸 乳酸菌、乳酸杆菌和乳酸链球菌组成的复合乳酸 菌胶囊治疗H.pylori感染,比较患者治疗前后黏 膜内中性粒细胞浸润程度的变化发现,治疗后黏 膜炎症有明显消退,平均降到轻度活动,与内镜 下观察到的黏膜恢复状况一致,提示在控制 H.pylori方面复合乳酸菌胶囊的抗炎作用与抗生 素相仿。治疗后两组问比较无显著性差异,治疗 组具有避免长期反复使用抗生素的优点[19,20]。在 Horie[ IJ的研究中,通过42志愿者测试每天3次, 每天150 mL酸奶(含有嗜酸乳杆菌、双歧杆菌和 1%幽门螺杆菌尿素酶免疫球蛋白),志愿者试验 后2和4周,尿素呼气测试,与对照组相比明显 降低。他们提出如果能特别设计饮用增强酸 奶,可以有效地抑制幽门螺旋杆菌感染人类。 如今,消费者更喜欢的食品是要具有促进健 康和可以减少疾病的风险。发酵乳制品无疑是符 合当前消费需求功能食品,一般来说,全球消费 的发酵乳制品,包括酸奶、乳酪等,它们具有低 价、方便及易得等特性,其消费量也逐年增加。 最近,消费者也注意了幽门螺杆菌和含有一些特 殊株乳酸菌的酸奶间的相互作用关系,虽然并没 有数据表明单独使用乳酸杆菌可有效治疗幽门螺 杆菌感染 ,但长期摄入含乳酸菌的产品可能对 人类抗幽门螺杆菌感染具有良好的辅助效果L2ljJ是 毋庸置疑的,特别是在减少与胃炎有关疾病的风 险方面,因此人们对于该类产品的接受程度也越 来越高。 3乳酸菌抗原递送载体 乳酸菌是人和动物肠胃中正常存在的菌群, 被公认为安全级微生物【2 ,已广泛地应用于食品 及饮料加工业。乳酸菌作为基因工程表达菌株, 具有无内毒素、安全性好、遗传背景清楚、表达 效率高及表达蛋白不用纯化等优点,直接制成活 菌制剂后,通过黏膜途径用于人体而达到治疗目 的[25,26],这使乳酸菌成为药物蛋白和疫苗表达并 黏膜靶向给药的理想载体。最近十多年来,对乳 酸菌分子生物学的研究取得了很大进步,乳酸菌 表达系统逐渐受到重视和广泛应用,并且已经发 展了一些基于广泛接合质粒的适用于乳酸菌的克 隆载体、整合载体和表达载体L2 。乳酸菌载体系 统按复制方式的不同可分为两大基本类型:自主 复制型质粒载体和染色体整合载体 引。李建芳 等将napA[29]基因克隆到乳酸菌表达质粒pNICE: sec,转化乳酸乳球菌NZ9000并在乳酸菌中实现了 NAP蛋白的诱导表达,凝胶扫描结果显示表达量 为菌体蛋白总量的9.5%。国外学者已在乳酸菌中 表达幽门螺杆菌Cag12[3 ̄] ̄1]UreB,并诱导了特异性 抗体产生,可以引起全身的系统免疫,用乳酸菌 作为递送载体既可以实现口服免疫又可避免其它 佐剂的毒副作用。 4乳酸菌载体疫苗 现今对幽门螺杆菌活载体疫苗的研究已成为 热点之一,实际上该疫苗也是一种基因疫苗,它 是以活细胞作为载体携带幽门螺杆菌抗原基因进 入体内产生免疫反应,但却有着其他类型疫苗无 可比拟的优点,特别是由于它们作为益生菌时在 乳业科学与技术 2010年第2期 (总第141期) 93 体内所起的强大的调节作用,更是活载体疫苗的 主要包括乳酸乳球菌(Lactococcus lact&)、多种乳 杆菌(Lactobacillus)和格氏链球菌(Streptococcus gordonii)等,特别是乳杆菌中的植物乳杆菌和干 酪乳杆菌可以抵抗胃肠道环境,具有很好的肠道 黏附和定植能力,并具有免疫佐剂活性,其天然 的免疫原性很低而且可以反复接种,使其用作疫苗 载体更有优势【3¨。随着活菌载体疫苗的发展,以 乳酸菌作为疫苗传递载体系统Ij2__日益受到重视, 特别是近年来随着乳酸菌质粒载体系统、电穿孔 转化技术、定向表达技术以及食品级载体的发 展[33],使用乳酸菌作为活菌疫苗载体成为可能。 Lee[34】等最早于2001年尝试以乳酸菌作为Hp抗原 传递载体,利用基因工程手段将免疫性可靠的Hp 脲酶B亚单位在乳酸乳球菌中进行表达,在老鼠 模型上进行免疫的效果表明,该活菌疫苗能够引 起一定的免疫反应,能够部分保护动物抵抗Hp的 攻击,而且不会引起免疫后反应。Lee等用表达有 尿素酶B亚单位(UreB)乳酸乳球菌可以在小鼠 体内引发免疫反应_3 】,诱导产生特异性抗体。 Corthesy[”】等也报告,认为以表达有H.pylori脲酶 B亚单位的乳酸菌能够部分保护动物免受It.pylori 的感染。但是尚存在免疫原性 8J和保护性不高的 缺点。采用乳酸菌作为H.pylori的传递和释放载 体,较已有的传统疫苗和减毒沙门菌活菌疫苗具 有更明显的优势:安全性高,乳酸菌具有公认安全 性,不会产生类似减毒沙门菌和病毒的安全问题; 部分乳酸菌;特别是乳酸杆菌能够在体内定植和 保持蛋白表达活性,具有类似缓释效应。 5研究展望与发展前景 乳酸菌的资源丰富,通过进一步的研究其生 理活性和药用机理将有利于该天然资源的充分开 发和利用。大量的证据表明,成功的接种疫苗能 减轻幽门螺杆菌感染而造成的后果。但到目前为 止,在动物模型只有中等的成功,而且只有少数 的研究在人类的进行。因此,更好地了解乳酸菌 抗幽门螺旋杆菌的效应机理才能帮助开发和改进 新的疫苗配方、抗原、佐剂与载体系统L3 。从长 期来看在预防以及治疗感染幽门螺旋杆菌的乳酸 菌疫苗上,期望用最少的有效剂量即可获得免疫 力【4…,并且不需要特殊的储存和运输,但需要建 立在严格的安全研究之上。这种疫苗的发展将会 花上许多年,还需要解决面临的几个障碍,有好 几个问题需要回答,包括了谁应当接种,什么时 最佳选择。目前用于疫苗研究的常用LAB宿主菌 候接种?现在有观点认为幽门螺杆菌感染可以发 生在很早以前 ¨,如果是在最初出生几个月后使 用疫苗最有益,那么,今后临床试验应该包括儿 童。一种安全、有效的疫苗成为将来的幽门螺杆 菌感染的发展趋势 。同时随着生活水平的逐渐 提高,大众的医疗保健意识愈来愈强,乳酸菌及 其相关产品这也符合了我国食药同源的传统养生 观念。它所具有的多种生物活性及安全性等特点[ 。] 注定它在未来的食品工业、医药工业、日化工业 中必将拥有广阔的应用前景。 参考文献 [1] 郭松年,田淑梅,白洪涛.乳酸菌及乳酸菌发酵食品[J].食品 科技,2005,12(1):39—40. 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