馬剛 張汝鵬 梁寒

胃癌是我國常見的惡性消化道腫瘤之一。2016年中國胃癌患者死亡28.85 萬例，位居腫瘤相關死亡人數(shù)第3 位[1]。我國居民中幽門螺桿菌的高感染率是胃癌發(fā)病率居高不下的主要原因之一[2]。近年發(fā)表的大隊列隨訪研究證實幽門螺桿菌根除治療可顯著降低胃癌的發(fā)病率和死亡率[3-4]。這些研究表明幽門螺桿菌感染與胃癌發(fā)生、進展密切相關，其作用機制的復雜性仍在持續(xù)探索中。

臨床試驗顯示PD-1、PD-L1 和CTLA-4 單抗等免疫檢查點抑制劑能夠令部分胃癌患者獲益[5]，但相當比例患者對免疫治療無應答或產生抵抗，其原因尚不明確。幽門螺桿菌調控宿主固有和適應性免疫應答，塑造一個新的免疫抑制微環(huán)境[6]。這些直接影響胃癌發(fā)生，并很可能影響免疫治療效果。

1 幽門螺桿菌在胃部的定植

幽門螺桿菌增加胃上皮細胞間隙后快速游動到胃黏膜深處躲避，或者分泌尿素酶在局部環(huán)境中和胃酸，從而抵消胃部酸性環(huán)境對其生存的不利影響[7]?？紤]到胃黏膜表面環(huán)境的動態(tài)性，既往研究認為幽門螺桿菌必須不斷游動、附著和脫離表層上皮來避免蠕動清除，維持一個穩(wěn)定的種群[7]。近年的研究發(fā)現(xiàn)對這一模型進行了補充：少數(shù)幽門螺桿菌定植于小鼠胃腺深處并逐步侵占相鄰腺體，阻止黏膜表面幽門螺桿菌定植，由此形成一個長期生存的種群。幽門螺桿菌感染小鼠胃細胞后通過NF-κB 信號通路直接升高免疫抑制轉錄因子Rev-erbα 含量，降低再生胰島衍生蛋白3β、β-防御素-1、Ccl21 等基因表達水平，進而削弱抵抗幽門螺桿菌定植的Th1 細胞應答[8]。

2 幽門螺桿菌的毒力因子

目前確認的幽門螺桿菌毒力因子（virulence factors）有空泡毒素（vacuolating cytotoxin A，VacA）、細胞毒素相關基因A（cytotoxin-associated gene A，CagA）和一些胞膜蛋白[2]。VacA 對幽門螺桿菌定植胃和長期生存至關重要。VacA 與人胃上皮細胞蛋白酪氨酸磷酸酶受體α/β 和T 細胞受體淋巴細胞功能相關抗原-1 結合后進入靶細胞，促使胃上皮細胞死亡，抑制T 細胞活化[9]。除阻礙T 細胞增殖和活化外，VacA在小鼠胃黏膜通過調控E2F 信號通路阻止樹突細胞成熟和抗原呈遞，進一步促使初始T 細胞分化為調節(jié)性T 細胞[2]。

研究發(fā)現(xiàn)CagA+幽門螺桿菌感染激活轉錄因子尾型同源框蛋白1/2表達異常；這兩個蛋白為腸分化和腸上皮化生（intestinal metaplasia）所必需[10]。CagA 通過幽門螺桿菌形成的Ⅳ型分泌系統(tǒng)（T4SS）進入胃上皮細胞后發(fā)揮多種細胞毒效應[2,11]。CagA 進入小鼠胃上皮細胞后破壞細胞間的緊密連接，激活β-catenin 信號通路[12]。CagA 還能激活小鼠胃上皮細胞的NOD1 和NF-κB 信號通路，促進下游炎癥相關基因（如Il8）表達[13]。該蛋白的Glu-Pro-Ile-Tyr-Ala（EPIYA）結構域能被Src 快速磷酸化，而磷酸化后的CagA 與蛋白酪氨酸磷酸酶（SHP-2）結合，導致細胞骨架重排，細胞由此拉長并伴隨運動能力增強，即所謂“蜂鳥形態(tài)”（hummingbird phenotype）[14]。CagA 的EPIYA 結構域有A、B、C、D 共4 種亞型；值得注意的是，歐美西方人群中常見的是A、B、C 的3 型組合，而東亞人群中A、B、D 的3 型組合更為普遍。當CagA 包含多個C 型或者只包含一個D 型，就能顯著增強EPIYA 結構域與SHP-2 的結合力，提高胃癌發(fā)生率[14]。由此可見，CagA 蛋白EPIYA 結構域差異一定程度上影響東西方人群的胃癌發(fā)病率。

中性粒細胞大量浸潤是幽門螺桿菌所誘發(fā)胃炎的最顯著特征之一[5]。除CagA 能夠升高中性粒細胞的主要趨化因子IL-8 的表達水平外，其它毒力因子也能誘導中性粒細胞富集和激活后者分泌大量促炎因子、自由基化合物、趨化因子等。如幽門螺桿菌表達的中性粒細胞激活蛋白是中性粒細胞定向運動的化學趨化因子，在此類粒細胞聚集和諸多細胞因子分泌中發(fā)揮重要作用[15]。

3 幽門螺桿菌致癌的作用機制

幽門螺桿菌的各類毒力因子顯著改變胃上皮細胞中多條信號通路，加上患者自身遺傳特征和其余環(huán)境因素的交互調控，極大增加這些信號通路影響細胞各個生物學功能的復雜性。

3.1 幽門螺桿菌與NF-κB 信號通路

NF-κB 信號通路在幽門螺桿菌介導的胃炎-胃癌過程中發(fā)揮關鍵作用[16]。盡管早已明確幽門螺桿菌能夠激活NF-κB 信號通路，但是近年才鑒定出直接介導激活的分子是幽門螺桿菌生成的一種可溶性代謝產物二磷酸腺苷庚糖（ADP-heptose）[17]。ADP-heptose 通過T4SS 進入細胞，與α-蛋白激酶1（alpha-protein kinase 1，ALPK1）N 端結構域直接結合，激活經(jīng)典/非經(jīng)典NF-κB 信號通路[16]。RAS 蛋白活化相關因子2（RAS protein activator like 2，RASAL2）是新發(fā)現(xiàn)的NF-κB 下游分子，該蛋白在人胃癌組織中異常升高，提示患者不良預后和化療抵抗[18]。機制方面，NF-κB直接結合在RASAL2 基因啟動子上并促進后者轉錄，而RASAL2 進一步導致β-catenin 的細胞核富集，增強胃癌細胞增殖和干性[18]。幽門螺桿菌還通過異?；罨腘F-κB 信號通路擾亂靶細胞中非編碼RNA 調控網(wǎng)絡。幽門螺桿菌感染人胃癌細胞后激活NF-κB信號通路上調RNA 結合蛋白LIN28A 表達，后者抑制let-7a 表達[19]。有研究表明人端粒酶逆轉錄酶（hTERT）基因mRNA 是let-7a 的直接靶分子，從而揭示了幽門螺桿菌通過NF-κB/LIN28A/let-7a 軸導致胃癌細胞中hTERT 高表達的分子機制[19]。

3.2 幽門螺桿菌與自由基化合物

幽門螺桿菌感染導致胃上皮細胞和免疫細胞產生的自由基化合物（包括超氧化合物和一氧化氮等）長時間存在，對靶細胞DNA 造成氧化損傷，促進胃癌發(fā)生。幽門螺桿菌感染抑制TP53 的轉錄調控活性，近年在人胃上皮細胞和轉基因小鼠中的研究揭示上游轉錄因子1（upstream transcription factor 1，USF1）參與這一調控中：幽門螺桿菌導致USF1 和TP53 轉運至細胞質，二者無法在細胞核內形成具有活性的轉錄調節(jié)復合物，因此增強DNA 損傷和加速胃癌發(fā)生進程[20]。過氧化物酶2（peroxiredoxin 2，PRDX2）在清除自由基化合物、保護細胞免受氧化損傷中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)幽門螺桿菌通過NF-κB 信號通路直接激活人胃癌細胞和小鼠胃上皮細胞中PRDX2 表達，隨后該酶清除過量的超氧化合物，維持被感染細胞存活；當PRDX2 水平降低后，胃癌細胞基因組DNA 發(fā)生顯著的氧化損傷和雙鏈斷裂，增強了對順鉑的敏感性[21]。幽門螺桿菌自身基因組編碼蛋白Hp1021 直接參與氧化損傷反應，具體機制在于該蛋白中6 個半胱胺酸殘基的氧化-還原狀態(tài)決定其是否結合到染色體復制起點上[22]。當Hp1021 缺失時，幽門螺桿菌生長速度顯著下降[22]。CDH1 胚系突變是遺傳性彌漫型胃癌易感的主要遺傳病因，提示該基因產物在胃癌中具有很強的抑癌作用[23]。研究發(fā)現(xiàn)幽門螺桿菌感染人群中胃黏膜CDH1 基因的甲基化程度高于健康對照人群，而該基因甲基化水平在幽門螺桿菌根治后顯著下降[24]。有體外研究揭示了這一變化的分子機制：幽門螺桿菌感染通過升高活性氮分子含量激活DNA 甲基轉移酶1表達，進而增加CDH1 基因的甲基化水平[24]。

4 幽門螺桿菌與胃癌免疫

幽門螺桿菌感染的一個重要特征是通過快速招募調節(jié)性T 細胞和髓系細胞（含樹突細胞、中性粒細胞和M1 巨噬細胞等）至胃部，分泌一系列細胞因子（如IFNγ、IL-17、IL-21 和IL-22 等），在胃上皮細胞癌變前共同構建一個免疫抑制微環(huán)境[6]。這一微環(huán)境中吲哚胺2，3-雙加氧酶1 水平升高，促使幽門螺桿菌感染引發(fā)的急性炎癥反應轉變?yōu)槁匝装Y反應[6]。當慢性炎癥建立后，即使根治幽門螺桿菌感染也只能一定程度上降低胃癌發(fā)生風險[25]。因此，幽門螺桿菌與胃免疫微環(huán)境之間的相互調控是當前一個活躍的研究領域。

4.1 幽門螺桿菌與T 細胞

幽門螺桿菌采用多種機制逃逸宿主T 細胞對其殺傷。如前所述VacA 誘導T 細胞死亡或分化為調節(jié)性T 細胞。除此以外，幽門螺桿菌利用cgt基因的編碼產物膽固醇-α-糖基轉移酶（cholesterol-α-glucosyltransferase）催化生成多種糖基化膽固醇物質，協(xié)助免疫逃逸[26]。近年研究發(fā)現(xiàn)，幽門螺桿菌將宿主膽固醇代謝為膽甾烯基酰-α-葡萄糖苷和膽甾醇磷脂-α-葡萄糖苷后能被T 細胞上C 型凝集素受體MINCLE和DCAR 識別，由此抑制T 細胞對此病原體的識別；當幽門螺桿菌感染Clec4e 基因（編碼MINCLE 受體）敲除小鼠時，T 細胞功能增強，而隨后發(fā)生的胃炎被顯著削弱[27]。

4.2 幽門螺桿菌與PD-1/PD-L1

PD-1/PD-L1 是目前研究深入的腫瘤免疫檢查點。幽門螺桿菌感染早期即能誘導人胃上皮細胞中PDL1 表達，且Hedgehog 信號通路轉錄因子Gli1 與mTOR 協(xié)同升高該受體的轉錄水平[28-29]。研究發(fā)現(xiàn)PD-L1 富集在解痙多肽表達化生（spasmolytic polypeptide-expressing metaplasia，SPEM）細胞中[28]。SPEM 細胞的出現(xiàn)是較腸化生更早的病理性改變[6]。幽門螺桿菌毒力因子之一尿素酶B 亞單位（urease B subunit，UreB）結合小鼠骨髓源巨噬細胞（bone marrow-derived macrophages，BMDMs）膜受體肌球蛋白重鏈9（myosin heavy chain 9，MYH9），隨后激活mTORC1 信號通路并上調BMDMs 中PD-L1 蛋白表達水平，進而削弱CD8+T 細胞殺傷效應[30]。有研究發(fā)現(xiàn)幽門螺桿菌感染的人/小鼠胃部富集的樹突細胞較其余免疫細胞高表達PD-L1，并與T 細胞共同定位在胃炎損傷部位[31]。在幽門螺桿菌感染的小鼠中敲除PDL1 會加重胃炎和腸化生，伴隨T 細胞和中性粒細胞浸潤顯著增多，而幽門螺桿菌數(shù)量則明顯下降[31]。這些研究結果提示PD-L1 表達很可能在感染早期協(xié)助胃上皮細胞躲避免疫細胞攻擊，提高幽門螺桿菌存活率。盡管PD-1 抗體已獲批胃癌臨床治療，但是PD-1/PD-L1 抑制劑并不能使所有患者獲益[32]，這在一定程度上說明患者自身狀態(tài)（如免疫水平）顯著影響療效?？紤]到幽門螺桿菌在營造免疫抑制微環(huán)境中的重要作用，因此有必要對其是否影響PD-1/PD-L1 療效進行評估。在感染幽門螺桿菌的小鼠體內測試了CTLA4/PD-L1 抑制劑聯(lián)合治療效果，發(fā)現(xiàn)結腸癌MC38 細胞和黑色素瘤B16-OVA 細胞生長顯著快于對照的未感染幽門螺桿菌小鼠[33]，分析發(fā)現(xiàn)兩個腫瘤細胞形成的瘤塊中CD8+T 細胞數(shù)量明顯下降[33]。隨后在兩個接受免疫治療的非小細胞肺癌患者隊列中，研究者發(fā)現(xiàn)幽門螺桿菌血清陽性預示患者預后不良[33]。這一研究提示幽門螺桿菌感染很可能導致患者全身免疫環(huán)境改變，因此在使用PD-1/PD-L1 抑制劑時有必要考慮幽門螺桿菌感染狀況。

5 幽門螺桿菌的治療

中國幽門螺桿菌感染人數(shù)近30 年以年均0.9%速度緩慢下降，2006 至2018 年整體感染率為46.7%，較1983 年至1994 年間約下降17%[34]。但由于我國人口基數(shù)大，幽門螺桿菌感染仍是我國面臨的沉重醫(yī)療負擔。針對國內胃癌高風險人群開展的一項前瞻性隨機研究近期發(fā)布了最新結果。從1994 年7 月到2020 年12 月的隨訪中發(fā)現(xiàn)，接受標準三藥聯(lián)合方案（奧美拉唑/阿莫西林/甲硝唑）根除幽門螺桿菌的無癥狀人群中有21 例（2.57%）罹患胃癌，而接受安慰劑治療的無癥狀人群中有35 例（4.31%）被診斷胃癌，接受治療人群的胃癌發(fā)病率顯著下降（HR =0.57，95% CI：0.33～0.98）[35]。進一步對人群分層分析后發(fā)現(xiàn)無癌前病變感染者更能從治療中獲益（HR=0.37，95% CI：0.15～0.95）[35]，這提示幽門螺桿菌早篩并即時治療的必要性。

目前多種清除幽門螺桿菌感染的一線治療方案療效有所差異。有研究分析了68 個隨機對照試驗，對比了8 個一線治療方案（包括兩/三/四藥聯(lián)用）療效后得出，沃諾拉贊（vonoprazan）三聯(lián)療法（另兩藥為克拉霉素和阿莫西林）和反向混合療法（質子泵抑制劑加阿莫西林持續(xù)14 天，克拉霉素加甲硝唑最初7 天）治愈率達到90%以上，而標準三聯(lián)療法的效果最差[36]。感染者自身遺傳特征顯著影響治療方案療效。有研究分析了來自11 個國家的57 項研究后發(fā)現(xiàn)，當治療方案中的質子泵抑制劑能被CYP2C19 基因產物CYP450 所代謝時，CYP2C19基因多態(tài)性與治療效果密切相關。同時，IL1B 基因多態(tài)性也能在一定程度上提示幽門螺桿菌根治療效[37]。因此，盡管目前有多種治療方案，但是要達到最佳的治療效果仍需要綜合考量各個因素。

6 結語

幽門螺桿菌在胃癌發(fā)生、進展過程中發(fā)揮重要作用。雖然臨床上可以相對容易解決幽門螺桿菌感染的初始惰性效應，但當其誘發(fā)慢性炎癥并最終發(fā)展為胃癌后，對應的治療方案有限，患者預后不佳。盡管多年來臨床已充分認識到幽門螺桿菌與胃癌之間的關系，但是胃癌的高度異質性決定其中分子機制的復雜性。當前的免疫治療凸顯了幽門螺桿菌在免疫微環(huán)境中的重要作用。盡管臨床上已經(jīng)開展幽門螺桿菌根治治療，但其療效受多種因素影響。這些問題均需要進一步研究來解決。