维生素C可防止幽门螺杆菌进入耐受形式和复苏休眠形式

2024-04-18 21:03:18
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核心提示:幽门螺杆菌的慢性感染与其抗抗生素的能力有关,因为耐多药幽门螺杆菌菌株的发病率很高。这种细菌还能够通过类似变色龙的行为表达耐受性表型,例如生物膜和休眠状态。

  幽门螺杆菌与人类共同进化,成为一种成功的病原体,能够定植世界上近50%的人口。幽门螺杆菌与人类宿主建立持久平衡的能力突显了其适应能力以及逃避和操纵宿主免疫系统的非凡能力,使之可以在人胃黏膜中定植,产生生物膜或进入休眠状态,这些策略允许其长期自我保护并使其能够克服应激条件。

  特别是,当进入休眠状态时,幽门螺杆菌将其细胞形态从螺旋变为球状,具有不同的细胞壁结构,使宿主免疫系统难以识别它。在这种微生物状态下,它产生尿素酶活性降低、代谢和细胞内ATP降低以及氧化损伤,维持其感染能力和毒力因子的表达,这些因子有助于慢性/持续性疾病的发展并加剧顽固性。研究表明,幽门螺杆菌球虫对阿莫西林的耐药性是螺旋型的10倍。

  根据幽门螺杆菌球虫休眠状态不同分为VBNC状态和AP状态。VBNC状态代表了一种微生物在外部应激下生存的机制,例如饥饿、难以忍受的温度、抗生素、次优氧水平、盐度和pH值。AP状态描述了一种细胞亚组分,在存在致死剂量的抗生素的情况下,能够在抗生素治疗中存活下来,并且占原始人群的不到1%。两种休眠状态之间的主要区别与它们的复苏动态有关:VBNC微生物在消除应激后无法在营养培养基上再生,可能是因为它们需要更长的复苏时间,而AP微生物能够在滞后去除抗生素应激后在营养培养基上再生。

  2023 年3月17日,Paola Di Fermo等发表研究表明球状形式确实是细胞适应的一种表现,以便在次优条件下存活,例如八天后诱导的营养饥饿(盐水溶液),细胞将杆菌形式转化为可行的球状形式,无法在培养基上生长(VBNC)并保持低代谢活性。在37°C的PBS(营养饥饿)中孵育的幽门螺杆菌杆菌细胞在11天后完全转化为活球状形态型。为了生成球虫持续细胞,研究者使用了阿莫西林(AMX),这是通常用于治疗幽门螺杆菌感染的抗生素之一。结果表明,AMX可以诱导幽门螺杆菌13A/10的球虫形态型。在48xMIC的AMX处理72小时后,在仍然存活的球状细胞中诱导形态转化。

  在大多数情况下,抗菌药物的给药导致幽门螺杆菌的完全根除。然而,耐药细菌菌株的存在以及耐受的幽门螺杆菌形式(生物膜和休眠形式)会干扰其完全根除。特别是,耐受休眠状态很难用经典的治疗方案治疗;事实上,细胞膜和代谢途径的超微结构变化会降低药物疗效。

  一些临床研究表明,胃液和血清中较低的VitC水平与幽门螺杆菌胃炎和消化性溃疡患者有关。通常,VitC从血浆主动分泌到胃液。VitC被认为是一种针对幽门螺杆菌的预防和治疗剂,因为它能够灭活脲酶,脲酶是一种有效的毒力因子,对细菌在酸性胃环境中的存活至关重要。胃液中高浓度的VitC有利于减少与幽门螺杆菌分泌的脲酶组氨酸残基协调的Ni++中心,导致酶失活和变性,并阻止幽门螺杆菌存活并在酸性胃中定植。此外,VitC代表合成IV型胶原蛋白的辅助因子,这对于胃中固有层的合成至关重要。更强的胶原蛋白可能会给胃细菌的浸润带来困难。

  因此,植物提取物、牛乳铁蛋白、益生菌和抗氧化剂已被研究作为治疗幽门螺杆菌感染的创新疗法的潜在佐剂。

  维生素C(VitC)作为一种强大的抗氧化剂,是人体健康必需的微量营养素,是作为保护剂或替代疗法的免疫增强剂,是一种脲酶抑制剂,是一种胶原蛋白和前列腺素刺激剂。低浓度的VitC与出血、伤口愈合延迟、贫血、癌症和微生物感染有关。特别是胃炎以及胃和十二指肠溃疡出血与抗坏血酸缺乏有关,胃液和血清中VitC水平低与幽门螺杆菌感染患者有关。许多研究表明,VitC联合抗生素治疗可提高感染患者幽门螺杆菌的效率和根除率(200mg/d-500mg/d或BID),但也存在争议。

  本研究获得的结果首次证明了VitC能够重新激活VBNC球状幽门螺杆菌10A / 13细胞,诱导可培养细胞从球状到芽孢杆菌形状的形态转变。此外,在休眠期观察到形成聚集体的细胞。在存在 VitC 的情况下,聚合容量会降低。这种现象在抗生素持久性种群中尤其普遍,在用VitC治疗后,该种群保持其活力(只有1%的种群恢复为螺旋状可行形式),但失去了形成簇的能力。根除这些持续细胞的困难导致潜伏性幽门螺杆菌感染和耐药突变体的建立。

  VitC 对 VBNC 状态的影响[1]

  幽门螺杆菌的慢性感染与其抗抗生素的能力有关,因为耐多药幽门螺杆菌菌株的发病率很高。这种细菌还能够通过类似变色龙的行为表达耐受性表型,例如生物膜和休眠状态。众所周知,氧化应激在耐受幽门螺杆菌表型中起着至关重要的作用。宿主免疫细胞分泌的针对幽门螺杆菌感染的活性氧(ROS)不能有效消除病原体。此外,ROS还可以通过毒素-抗毒素I.型系统激活促进幽门螺杆菌生物膜的形成及其形态转化。因此,可以将VitC归因于防止进入耐受形式和复苏休眠形式(VBNC和AP)的潜在作用。

  [1] Di Fermo P, Di Lodovico S, Di Campli E, D'Arcangelo S, Diban F, D'Ercole S, Di Giulio M, Cellini L. Helicobacter pylori Dormant States Are Affected by Vitamin C. Int J Mol Sci. 2023 Mar 17;24(6):5776. doi: 10.3390/ijms24065776. PMID: 36982855; PMCID: PMC10057322.

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