Hp基因多态性的地域特点及对患者转归的影响

    在西方,人群幽门螺杆菌(Hp)的平均感染率约为30%,在Hp所致胃炎患者中,0.1%~1%将最终患胃癌。在东亚国家如中国、日本和韩国等,Hp感染率约50%~90%,胃癌发生率也较西方国家高许多。近年的分子流行病学研究显示,不同地域来源的Hp菌株存在基因差异,而Hp基因差异又与患者临床转归相关。      

    Hp基因的多态性存在地域差异    cagA基因的3′个重复片段是区分东亚和西方Hp菌株的分子标志物。Kersulyte等进行的研究显示,在来自世界不同地区的500多株Hp中,存在2种cagA的等位基因类型,一种存在于大部分亚洲Hp菌株中,即1a亚型,另一种主要存在于美国和欧洲Hp菌株中,即2a亚型。    Kersulyte等还发现,cag致病岛基因的右侧末端DNA序列存在5种类型的缺失、插入和置换,在该区形成明显不同片段长度DNA的多态性。      

     Hp基因的多态性与患者临床转归相关   

    1. 引起胃癌的Hp菌株和十二指肠球溃疡的菌株起源不同    Satomi等报告,在胃癌患者中,存在东亚型cagA阳性菌株的比例显著高于十二指肠球部溃疡者(84.6%对27.3%)。基因测序后的种系发生分析研究显示,所有具有东亚型cagA的胃癌菌株均来自东亚型基因簇,而十二指肠球部溃疡菌株均为西方型基因簇。这提示Hp胃癌菌株和十二指肠球部溃疡菌株的起源不同。   

    2. CagA东亚亚型Hp菌株感染者疾病更重    日本冲绳地区胃癌发生率较日本本岛福井地区低,Azuma等对两地Hp感染情况进行比较,发现福井地区感染的Hp均为CagA东亚亚型菌株。在来自冲绳的42株Hp中,6株(14.3%)为cagA阴性,8株(19.0%)为西方CagA亚型,28株(66.7%)为东亚CagA亚型。其中所有胃癌株均为东亚型菌株,感染东亚型菌株患者的胃黏膜炎症程度、活动度和萎缩程度均显著较感染西方亚型菌株者严重。这提示感染东亚型cagA菌株与胃萎缩及胃癌强相关。      

    cagA阳性Hp的致病分子机制    Higashi等将cagA基因克隆到表达载体pSP65SRα上,然后再转染AGS细胞,约17 h后观察到20%~30%AGS细胞出现伸长、扩散及形态改变。该研究证实细胞中表达的CagA蛋白被酪氨酸磷酸化后,与胞质内酪氨酸磷酸酶SHP-2结合,进而解除SHP-2活性的抑制而发生作用。SHP-2在有丝分裂信号传导中起重要作用,传递从受体酪氨酸激酶到Ras的信号,参与细胞扩散、迁移、粘附功能的调节。    CagA使SHP-2失去正常调控,干扰细胞信号转导机制,改变细胞功能,使细胞自动解除抑制;CagA和SHP-2形成的复合物还诱导AGS细胞出现以细胞伸长和扩散为特征的蜂鸟表型(hummingbird phenotype),细胞增生和迁移异常活跃,最终导致上皮细胞基因自我复制失控而发生癌变。   

    cagA基因酪氨酸磷酸化位点位于C'端的重复序列中,不同Hp菌株的cagA具有不同数目的重复序列,因而酪氨酸磷酸化位点数目也不同,决定了CagA与SHP-2亲和性的大小,影响着不同CagA阳性菌株感染患者的临床表现。    Higashi 等发现,从西方国家人群分离的Hp菌株的cagA基因SHP-2结合位点序列与东亚地区(如日本、韩国)人群分离出的菌株存在显著差异,后者与SHP-2的亲和力高于前者,这进一步表明对亲和力起决定作用的是位于酪氨酸磷酸序列C’端+5位置的单核苷酸多态性。这种氨基酸序列和磷酸化位点数目的多态性导致东亚地区CagA阳性菌株与SHP-2的亲和力高,因而引起的胃上皮细胞形态及功能改变更大,这也许与东亚地区胃癌发生率高有关。      

    采用实时PCR可鉴别不同Hp亚型    Yamazaki等根据西方型和东亚型cagA特异序列设计出引物和探针,采用实时PCR技术从胃黏膜活检组织标本中直接对Hp菌株进行分型,发现在泰国人群中,87.8%(36/41株)为cagA阳性,26.8%(11/41株)为西方型cagA菌株,53.7%(22/41株)为东亚型cagA菌株,7.3%(3/41株)与两种cagA亚型均有反应。    Yamazaki等的研究证实,采用实时PCR技术可以直接分辨活检组织或蜡块包埋组织的不同Hp菌株亚型,该方法敏感性和特异性很好,成本低,周期短,是一种研究Hp致病性的新技术。