幽门螺旋杆菌感染动物模型研究进展

幽门螺旋杆菌感染动物模型研究进展

韩洪超王爱坤许洁

韩洪超王爱坤许洁吉林大学白求恩第一医院吉林长春１３００２１【中图分类号】R５１９．４【文献标识码】B【文章编号】１００８－６３１５(２０１５)１２－１２１９－０１

幽门螺杆菌(HelicobacterPylori,H．pylori,Hp)感染与胃癌的发生率高度相关[１].HP感染并定植胃粘膜后,胃粘膜会相继出现慢性胃炎→萎缩性胃炎→肠化→异型增生→胃癌的演化过程.１９９４年Hp被国际癌症中心定为人类胃癌的第一类致癌原[２].早期干预根除Hp不仅可以逆转慢性活动性胃炎,阻止病变的进一步发展,还可以减少胃癌的发生[３].随着医学研究的深入,Hp致病因子、免疫疫苗以及Hp致癌的分子机制将成为今后研究的热点[４].因此,建立一个稳定的幽门螺杆菌实验动物模型,将对致病机制及新型药物的应用有着重要的意义.本文就其研究现状作一综述.

２．１幽门螺杆菌菌株的选择幽门螺杆菌(Hp)由１９８３年澳大利亚的Warren等学者首次发现,属微需氧的革兰氏阴性螺旋杆菌,呈弧形、S状或海鸥状,附着于胃粘膜表面.H．pylori的自然宿主为人和非灵长类动物,其宿主谱狭窄.最初,人们尝试使用传统的小型啮齿类动物经口构建人工感染Hp实验动物模型均未成功.直至１９９０年,LeeA等使用从猫胃中分离出的猫螺杆菌(H．felis)感染无菌小鼠获得成功,其感染率可达９０％,此后该类动物模型才得应用和发展[５－６].实验研究表明H．pylori有较强的宿主特异性和组织特异性,不同的H．pylori菌株作用于实验动物时可产生不同的病理变化,从而出现不同的致病机制.目前,构建小鼠动物模型以幽门螺杆菌悉尼菌株(H．PyloriSydneyStrain,H．PyloriSS１)应用最为广泛,其体外培养２０代仍可保持稳定的定植力,可牢固黏附于胃窦、胃体交界处致黏膜损伤,是标准的H．pylori感染动物模型之一.国际标准株(ATCC４３５０４)多应用于蒙古沙鼠动物模型,其可长期定植于MG,所致黏膜损伤与人类类似,近年来H．pylori感染MG胃癌模型已为H．pyＧlori与胃癌的相关性研究取得了突破性进展.但由于实验菌株的差异、宿主及环境因素的影响,所致实验结果亦会有较大差异;因此,在实验开始前,针对研究目的,应充分考虑菌株、动物及所产生的病理变化差异,构建合理的实验动物模型.２．２动物的选择目前,用于建立H．pylori感染模型的动物有猕猴、雪貂、小型猪、猫、狗、沙鼠、小鼠、大鼠、裸鼠、豚鼠等.它们为Hp致病机制、疫苗筛选、新药研发等研究发挥了重要作用.

２．２．１灵长类动物模型灵长类动物与人类种属相同,其胃内的病理生理变化亦与人类相似,且可行胃镜检查,是最富有吸引力的HP感染动物模型;多采用称猴,如恒河猴,日本猴等.Hp接种至猕猴后,可获得稳定持续的黏膜定植,并可观察到渐进性慢性萎缩性胃炎.但由于猕猴价格昂贵,且Hp自然感染率高,实验结果易受到海尔曼螺杆菌样微生物感染的影响,而难以得到普及应用.２．２．２小鼠动物模型小鼠体型小,经济易繁殖,来源方便,SPF级小鼠饲养条件已成熟,是作为动物模型的较好材料.１９９０年Lee等首次采用猫螺杆菌(H．felis)接种无菌Webster小鼠,成功获得活动性/慢性胃炎模型.此模型中的Hf主要聚集于胃腺体底部,而Hp主要聚集于胃腺体顶部、粘附于胃上皮;因此缺乏与人类感染Hp所具有的一些毒力因子.但由于Hf感染小鼠引起的免疫反应与人类免疫反应相似,多用于研究疫苗中活性剂量、佐剂及免疫活化问题【７】.随后研究人员将从人体分离并经过驯化的幽门螺杆菌菌株(SS１)定植于小鼠胃粘膜中,发生慢性活动性胃炎、胃粘膜萎缩等病理变化.同Hf小鼠模型比较,该模型与人类有相同的炎症部位,但Hp在小鼠胃粘膜中定植力差,且其不具备人类Hp胃炎典型病理模特征.另外,该模型对小鼠品系有高度的选择性,单独Hp菌株长期感染小鼠不易产生胃癌模型.２．２．３大鼠动物模型常用品系主要为Wistar,SD大鼠.Hp在大鼠胃粘膜中群集及定植力差,单独使用Hp感染仅使大鼠胃粘膜造成轻微炎症反应,甚至观察不到任何影响.近年来研究发现Hp感染大鼠模型与大鼠本身胃粘膜预先存在的黏膜损伤有关,大鼠胃内缺血性损伤可影响宿主对Hp的易感性,而Hp的感染影响胃损伤的治疗.２．２．４蒙古沙鼠模型１９９１年日本学者Yokota等首次报道用H．pylori感染蒙古沙鼠可获得胃炎模型.Sawada等用ATCC４３５０４H．pylori菌株经口感染８周龄蒙古沙鼠,２周后致急性胃炎,４周后出现慢性胃炎,１２－２４周后获得胃及十二指肠溃疡,H．pylori定植期超过８个月.随着研究的深入,H．pylori感染蒙古沙鼠模型日益成熟,表现出巨大的应用优势.与传统实验小鼠相比,MGHp自然感染率低,Hp定植持续时间长,感染Hp所表现出来的急性胃炎、慢性胃炎、肠化生和十二指肠溃疡等病理变化与人类相似;并且随着观察时间的延长可诱导出胃癌模型.因此,H．pylori感染蒙古沙鼠模型成为一种非常有价值的动物模型,可广泛用于Hp胃炎、十二指肠溃疡发病机制、Hp与肠上皮化生、Hp疫苗及Hp与胃癌的相关性研究.２．２．５其它哺乳类动物模型小猪的消化系统、解剖生理与人相似,并可用胃镜观察.Hp感染小猪后,所产生的胃浅表性损伤不具备人感染Hp后胃部典型的病理改变.另外,小猪成熟时,体积较大难以隔离及获取组织标本,加之价格昂贵,限制其应用.豚鼠对多种病原微生物敏感,自身不能合成维生素C,而作为抗氧化剂维生素C在Hp致病机制的研究中起到重要的作用,故Hp感染豚鼠模型可用于研究Hp感染、胃癌及维生素C之间相互关系的研究.

２．３结语自１９８２年Warren等学者首次从人胃粘膜组织中分离出H．pylori开始,人们就开始尝试着构建幽门螺杆菌感染动物模型,并研究幽门螺杆菌在慢性胃炎、胃溃疡及胃癌等疾病中所起的作用.随着实验技术的提高和基因工程的出现,幽门螺杆菌感染动物模型得到了突破性的进展.但与理想的H．pylori感染动物模型仍有不小的差距:①由于宿主对菌株反应的差异较大,难以构建与人类感染H．pylori相似的典型的病理和免疫反应动物模型;②不同动物物种之间,常驻胃肠道菌群差异甚远,不能很好的模拟人类自然病变;另外,一些中大型动物由于质量、价格以及道德因素限制了动物模型的发展.展望末来,随着“基因剔除”小鼠模型兴起,H．pylori感染动物模型将日益趋于成熟.未来的方向将更着重于H．pylori致病机制的研究,从分子生物学领域阐明幽门螺杆菌与人类疾病的关系,开发新的、天然的、耐药性小的药物对抗幽门螺杆菌;研发幽门螺杆菌疫苗,从而在根本上解决幽门螺杆菌对人类的危害.参考文献[１]EurogastStudyGroup．AninternationalassociationbetweenHelicobocter[Pyloriinfectionandgastriccancer[J]．Lancet,１９９３,３４１:１３５９－１３６２２]InternatiaonnaiAgencyforResearchoncancer．WorldHealthOrganizationSchistosome．LiverFlukesandHelicobocterPylori[J]．IARCworkinggroupontheevaluationofcarcinogenicriskstohuman．Monogr[EvalcarcinogRisksHum,１９９４,６１:２１８－２２０３]刘改芳,林三仁．幽门螺杆菌感染与胃癌关系的研究进展[J]．中国实用内科杂志,２００３,２３(９):５７３－５７４[４]张万岱,姚永莉．幽门螺杆菌致病因子的研究现状及展望[J]．中华消化杂志,２００２,２２(５):２９９－３００[５]MendesEd,QueirosDM,RochaGA,etal．Histopathologicalstudyofporcinegastricmucosswithandwithoutaspiralbacterium[J]．JmedMiＧ[crobiol,１９９１,３５:３４５６]UkarapolN,BegueRE,HempeJ,etal．AssociationHelicobacterFelis－InducedGastritisandElevatedGlycatedHemogobinLevelsinAMouse[ModelofType１Diabetes[J]．InfectDis,２００２,１８５(１０):１４６３７]FoxJG,SheppardBJ,DanglerCA,eta１．CancerRes,２００２;６２:６９６７０２