营养和幽门螺杆菌:主机的饮食和营养免疫影响细菌毒性和疾病的结果

文摘

幽门螺杆菌殖民的胃比世界上50%的人口使它可以说是最成功的致病菌之一。慢性幽门螺旋杆菌殖民导致胃炎在几乎所有的病人;然而在人们的一个子集,持久的感染幽门螺旋杆菌与较严重疾病的风险增加相关的结果包括b细胞淋巴瘤mucosal-associated淋巴组织(麦芽淋巴瘤)和入侵的腺癌。研究旨在阐明决定因素,协调人类和疾病进展揭示遗传差异幽门螺旋杆菌这些都会增加患胃癌的风险。此外,主机饮食和营养状态有影响幽门螺旋杆菌相关疾病的结果。本文我们将讨论如何幽门螺旋杆菌能够创建一个复制的利基在敌对的主机环境中通过颠覆和修改host-generated免疫反应以及成功争夺有限的营养物质如过渡金属的金属通过部署一个阿森纳收购蛋白质和毒力因子。最后,我们将讨论如何微量元素可用性或改变胃微生物可能加重负相关疾病的结果幽门螺旋杆菌殖民。

1。幽门螺旋杆菌感染人类的胃

幽门螺杆菌是一种革兰氏阴性Epsilonproteobacteria类的成员。超过50%的全球人口是殖民地幽门螺旋杆菌洞悉人类宿主的胃小,通常在生命早期获得的。此外,证据表明幽门螺旋杆菌殖民地人的主机和至少一千世纪[协同进化1- - - - - -4]。人类的胃提供了大量营养入侵的原核生物的机遇和挑战。成功地在胃里,幽门螺旋杆菌必须在酸性pH值在胃腔,通过胃粘液衬里的组织通过趋化flagellar-mediated能动性,附着于胃上皮细胞利用丰富的曲目,并部署细胞毒素改变胃环境并创建一个好客的适合细菌的增殖(3]。这些细菌毒素促进坏死、自噬和促炎信号级联(4,5]。然而,幽门螺旋杆菌坚持在胃里尽管健壮的炎症反应,表明这种生物已经进化复杂的机制来环游宿主免疫力的冲击(4- - - - - -6]。

2。幽门螺旋杆菌感染和疾病的结果

几乎所有主机感染了幽门螺旋杆菌胃炎的经验在这些病人的一个小子集开发更严重的结果,如消化性或十二指肠溃疡,麦芽淋巴瘤或胃腺癌。近75%的胃癌,可以归因于全世界所有恶性肿瘤的5.5%幽门螺旋杆菌(4]。幽门螺旋杆菌感染是最强大的发展中胃癌的危险因素(5]。它是提出深刻的促炎信号发起幽门螺旋杆菌感染导致萎缩性胃炎、肠上皮化生、发育不良,最后胃癌(6]。这一过程,称为“科雷亚途径”是基于胃粘膜的慢性炎症,最终形成了一个级联的基因型扰动导致致癌作用[6- - - - - -9]。越来越欣赏的是,致癌作用建立了由于一系列因素,包括主机遗传学、环境、和菌株的差异(6- - - - - -10]。更好的理解这些因素交叉促进疾病进展如何新颖的预防或治疗策略以改善全球疾病负担的成本每年成千上万的人的生命(10]。综述我们考虑营养如何,或者一个生物体的过程代数余子式和代谢前体,影响的发展幽门螺旋杆菌结果和胃内稳态相关疾病。此外,我们将讨论如何举办微量营养素可以改变细菌生长和毒性,最终影响发病机理。

幽门螺旋杆菌有一个古老的与人类[1]。虽然幽门螺旋杆菌菌株表现出显著的遗传多样性、系统发育分析表明,菌株可以分为不同的phylogeographic演化支表明他们的起源2,3]。这些结果表明,幽门螺旋杆菌病毒与宿主协同进化,观测表明支持的结果幽门螺旋杆菌期间经历了还原演化与人(11]。然而,长期的共同进化通常与同桌的适应和并发失去毒性(12,13]。因为幽门螺旋杆菌展品毒株特异性毒性和潜在致病,这支持模型的共同进化幽门螺旋杆菌及其同源人类宿主被摄动(2,3]。

在某些地域设置,如亚洲,幽门螺旋杆菌感染和胃癌率相关。然而,在其他领域,如非洲、马来西亚、印度、和哥斯达黎加,感染率高,胃癌率低(14- - - - - -17]。这些统称为“谜”,因为在这些人口的保护机制。这是建议幽门螺旋杆菌可能一起改变其宿主抑制致病效应和促进免疫耐受有助于防止许多自身免疫性疾病包括过敏性气道疾病(18,19]。然而,地理的作用、营养和宿主基因仍然模糊在这个模型。此外,在一个地区,如哥伦比亚、经验鉴别疾病的结果(20.]。最近的评估在主机和遗传变异幽门螺旋杆菌应变通过茎序列输入(MLST)进行分析以确定主机和病原体之间的共同进化关系是如何塑造胃癌的发展(2]。这项工作表明,低风险的沿海哥伦比亚人展览系统发育变化符合美洲印第安人的外加剂,欧洲和非洲的人口。同样的,幽门螺旋杆菌菌株恢复这些人主要代表着非洲血统幽门螺旋杆菌这是整合与宿主遗传背景(2,3]。相反,居住在山里的哥伦比亚人展览系统变化与美洲印第安人的传统和他们的一致幽门螺旋杆菌菌株主要与欧洲有关系统发育进化枝(2,3]。作者得出结论,感染的幽门螺旋杆菌与主机系统发生不和谐的背景预测胃癌的风险增加(2]。

3所示。幽门螺旋杆菌毒力因子

除了系统发育宿主和病原体之间的差异之外,还有具体的应变差异与胃疾病的风险增加有关。幽门螺旋杆菌株港40 kb的基因组岛称为“cag致病性岛”(cagpai)与胃疾病的风险增加相关的结果(21]。的cagpai编码IV型分泌系统(cag-T4SS)这是一个大分子nanomachine横跨的内外膜幽门螺旋杆菌。的cag-T4SS运输功能基质,如肽聚糖,和效应分子,如致癌细胞毒素CagA,从细菌细胞质进入宿主上皮细胞。T4SS的活动有多个对主机包括核转录因子的影响引发趋化因子的分泌,激活宿主细胞骨架重排,招聘网站的先天免疫细胞的感染(22- - - - - -25]。除了cag-T4SS细胞毒素分泌,幽门螺旋杆菌还分泌造孔细胞毒素,VacA [26]。VacA是一个88 kda通过V型,分泌的蛋白质或autotransporter分泌途径(27]。它会导致各种各样的改变靶细胞包括空泡形成,膜电位去极化,透化作用,破坏endosomal和溶酶体贩卖,自噬,程序性坏死和免疫调制,包括抑制T细胞的活化和增殖能力。有趣的是,VacA和CagA似乎对立的属性:CagA高度促炎,而VacA免疫抑制,VacA诱发CagA退化通过自噬途径(22,27,28]。有趣的是,VacA和CagA往往coregulated营养信号,表明幽门螺旋杆菌已经利用这些毒素在音乐会在某些营养压力(29日]。在一起,这两个细胞毒素促进幽门螺旋杆菌端依赖发病机理。

此外,幽门螺旋杆菌利用宿主-病原体相互作用促进的外膜蛋白质。adhesin爸爸结合粘膜ABO血型/ Lewis-B血型的碳水化合物,因此促进胃表面的附着力。坚持胃粘膜上皮表面和/或殖民是一个关键的第一步,最终艾滋病细菌毒力通过促进的互动cag-T4SS与宿主细胞(30.,31日]。另一个adhesin,沙巴,结合层粘连蛋白和sialyl-dimaric-Lewis×鞘糖脂受体和是巴巴蛋白家族中的一员32]。绑定到受体后,萨巴促进红血球凝聚通过sialyl-Lex绑定,这一过程是至关重要的生存充满敌意的胃内环境(33]。此外,幽门螺旋杆菌外膜蛋白和Hop-family蛋白质如外膜炎症蛋白质(OipA,编码hopH)或HopZ蛋白质都是胃上皮细胞所需的绑定(33]。虽然宿主受体蛋白质尚未确定,蛋白质都与炎症和/或致癌作用[34,35]。有趣的是,有一个高度的变化序列CagA, VacA,爸爸,沙巴,OipA HopZ,表示幽门螺旋杆菌适应宿主通过修改毒力因素的曲目,以适应niche-specific挑战[36]。

4所示。幽门螺旋杆菌和营养

除了主机或菌株遗传差异,环境因素,如主机饮食,正在成为胃内的生态环境的重要组成部分。很可能胃环境深受宿主营养摄入。流行病学研究显示,饮食习惯,如高摄入绿茶,水果或蔬菜预防胃癌风险(37- - - - - -39]。相反,病例对照和队列研究显示,高摄入红肉和/或加工肉类(高过渡金属)和保存食品(盐腌、干、烟熏或)通常高盐与noncardia胃癌的风险增加有关40,41]。此外,制冷的出现从根本上改变了食物准备的方式存储。病例对照人口研究已经证明,获得制冷是预防胃癌42]。这是归因于这样一个事实:制冷导致长期获得新鲜的食物,如水果和蔬菜,否则将不可用。假设类胡萝卜素、叶酸、维生素C,和植物化学物质来自水果和蔬菜的保护作用与致癌作用。相反,盐和一些过渡金属可以改变的可用性幽门螺旋杆菌毒性和加速致癌作用[43,44]。这些单个微量元素的贡献幽门螺旋杆菌端依赖疾病将在下面详细介绍。

4.1。盐

胃癌是全世界癌症死亡的第三大原因。胃癌发病率虽然大地理和种族差异的存在,一个共同的危险因素胃癌发展高水平的膳食盐摄入量。荟萃分析研究分析之间的联系的饮食富含盐和胃癌风险得出盐消费与胃癌的风险直接相关(45]。此外,患癌症的风险增加而增加盐摄入剂量依赖性的方式(46]。在这个荟萃分析中研究观察高盐饮食和胃癌的关系国家和民族的。例如,包括荟萃分析研究发现食用咸的食物之间的相关性,比如味噌汤,泡菜,和咸鱼在日本人,挪威的一项研究评估总盐摄入量和胃癌的风险。还包括在这个荟萃分析研究显示过咸食物和癌症之间没有相关性;然而,紧张的幽门螺旋杆菌这些地区特有的缺乏cagA并与降低胃癌风险相比窝藏cagA。进一步的研究表明,盐的摄入量之间的关系和胃癌风险最高的人习惯性的消费者高盐的食物(45]。沉重的盐摄入量之间的这种联系的理由和胃癌是多方面的,包括盐扰乱胃粘膜的完整性和粘度,促进殖民幽门螺旋杆菌这两个最终导致炎症和增加后续胃细胞增殖和内生的DNA突变(47- - - - - -49]。这样一个研究胃组织形态学的老鼠相比保持标准饮食相比,小鼠持续高盐饮食,发现动物在高盐组增加了胃上皮细胞增生和伴随的壁细胞的损失(49]。

而高水平的消费没有盐幽门螺旋杆菌感染与胃癌、胃组织的改变由高盐的摄入量是进一步加剧了幽门螺旋杆菌殖民和推动疾病进展。研究旨在阐明负责这种易感性增加癌症的分子机制发展揭示了一个复杂的关系,增加盐摄入强化幽门螺旋杆菌致癌作用。除了促进幽门螺旋杆菌殖民的胃粘膜高膳食盐加剧幽门螺旋杆菌诱导炎症。研究在长爪沙鼠模型确定执行幽门螺旋杆菌受感染动物维持高盐饮食增加了炎症感染动物相比,保持正常饮食(50]。炎症是评估使用的增加胃组织的组织学检查和比较促炎细胞因子的水平,il - 1β。重要的是,这种炎症由高含盐量的增加CagA依赖,和动物感染cagA缺乏应变的幽门螺旋杆菌大大减少炎症,甚至在高盐环境中(50]。研究调查的规定cagA发现其表达增加,以应对多种环境变化包括增加环境盐浓度(51]。事实上,这增加cagA表达检测在活的有机体内,用rt - pcr受感染动物的胃组织样本。伴随增加的炎症,感染动物在高盐食物有增强发育不良和入侵胃腺癌(50]。伴随这种破坏在组织架构和炎症的增加幽门螺旋杆菌诱导动物hypochlorydia美联储过多的盐(50]。盐浓度的变化也提高生产的几个幽门螺旋杆菌外膜蛋白明显,包括HopQ,调节在应对高盐胁迫,在低盐条件下和VacA调节(52]。这些研究表明,增加盐的消费导致主机和改变幽门螺旋杆菌这个星座的变化刺激致癌作用。

4.2。铁

铁是一个重要的营养等几乎每一个生物体幽门螺旋杆菌(53]。铁是常用的作为酶的辅因子,在呼吸和电子传递中起着至关重要的作用54]。为了防止细菌生长,人体利用铁细菌通过限制访问需要这个至关重要的金属铁鳌和细胞的过程称为营养免疫(55]。大部分的铁在人体局部红细胞内血红素的形式,一个四吡咯环铁协调中心。在的血红蛋白(血红素然后进一步复杂化56]。任何细胞外铁迅速被高亲和性铁结合蛋白如乳铁蛋白和转铁蛋白(57]。营养免疫是一个动态的过程,能够应对病原攻击主机。铁的吸收和分布通过肝肽激素,调节hepcidin。在感染过程中,炎症可以调解增加hepcidin导致hypoferremic响应进一步耗尽可用铁出现在主机(58]。乳铁蛋白、转铁蛋白、hepcidin和许多其他蛋白质保证人体有一个冷淡地低水平的铁可以入侵的细菌。

而人类的胃是一个独特的器官,它经历大的大量的铁在消化过程中,特定的利基占领幽门螺旋杆菌胃粘膜内,面积预测几乎没有可用铁(59]。幽门螺旋杆菌已经发展成熟的机制来规避主人的封存的铁和响应的稀缺金属与铁的协调upregulation收购系统和毒力因素(59- - - - - -66年]。的一种方法幽门螺旋杆菌介导基因调控,以应对环境铁含量低是通过全球铁吸收调节器(毛皮),一个转录监管机构(61年- - - - - -63年]。幽门螺旋杆菌毛皮的独特之处在于,它可以结合DNA序列当包裹三价铁和apo形式(60]。因此,幽门螺旋杆菌毛皮可以调节基因的表达在反应条件下的高、低铁。许多毛皮调节基因转录调节铁饥饿促进收购和贩卖细菌细胞内的铁(60- - - - - -62年]。例如,当铁可用性很低幽门螺旋杆菌增加的高亲和性铁转运蛋白的转录feA1、fecA2 frpB1,feoB促进铁的涌入到细胞质(60- - - - - -65年]。此外,幽门螺旋杆菌增加绑定主机螯合的蛋白,乳铁蛋白和转铁蛋白,在铁饥饿,这两个可以用作铁营养的来源。乳铁蛋白和转铁蛋白绑定的增加可能是通过增加受体的转录这些蛋白质(59]。这种协调upregulation铁收购基因允许幽门螺旋杆菌应对和生存的铁耗尽环境人类宿主。

许多病原菌毒力因子的表达协调铁可用性和变化的检测幽门螺旋杆菌也不例外。两个最重要的毒力因子表达的幽门螺旋杆菌VacA CagA毒素,是转录监管部分铁(63年,64年]。类似于VacA,一旦进入细胞质,CagA介导细胞内的一连串的变化包括细胞形态和免疫信号的变化。重要的是,CagA的活动与VacA可以发起一个扰动在细胞膜内传单导致顶端表面转铁蛋白受体的重路由,表面上对细菌进行所有可用绑定转铁蛋白(67年]。同样,人类的抗菌蛋白乳铁蛋白,作为铁源幽门螺旋杆菌一直压抑的表达cagA和vacA,这表明人类抗菌反应可以直接改变幽门螺旋杆菌毒性通过改变此细菌病原体(可用微量元素梯度59,68年]。最近,我们的工作表明,生物起源和活动的cag -T4SS增加对铁饥饿(65年,66年]。这些发现表明,监管幽门螺旋杆菌毒素分泌是由铁可用性,毒素铁稳态中发挥关键作用。

铁可用性不仅调节表达和部署vacA和cagA -T4SS在体外但是最近的研究利用蒙古沙鼠感染模型表明,饮食铁含量增加疾病进展和癌症发展在活的有机体内。感染模型在铁沙鼠是维护了和铁耗尽饮食开始前两周感染和维持这些饮食在感染的持续时间。分析动物对待低铁饮食透露,他们已经明显减少肝铁存在,以及大大减少铁结合蛋白、铁蛋白和血红蛋白,血清内(66年]。铁含量在胃组织也用电感耦合等离子体质谱仪(icp),表明铁浓度在复制的利基幽门螺旋杆菌被大幅减少在征服一个铁耗尽饮食(66年]。这些结果证实,一个铁不良的饮食习惯导致全球降低铁商店整个身体,包括胃。在相同的研究中,当比较动物的疾病结果美联储铁缺乏饮食的动物保持在一个铁充足的饮食,很明显,这些动物与降低铁的网站有更多的免疫细胞渗透感染,更快速的胃炎发作,和更高的癌症发展,而动物保持在一个铁丰富的饮食(66年]。炎症和癌症发展的机制推动这些差异被发现是相似的在活的有机体内因为它们是在体外,在炎症和疾病严重程度的增加归因于的部署cagT4SS pili [65年,66年]。pili发现动物的数量保持在低铁饮食与高铁饮食决心使用SEM可视化并随后列举的菌毛在两种条件下形成。符合这一发现,菌株是从铁耗尽动物转移更大数量的CagA到宿主细胞比病毒从动物喂一个铁丰富的饮食。这些数据证明主人的饮食,特别铁的摄入量,有巨大影响的可用性营养物质入侵的病原体,因此影响疾病的结果。

之间的相关性降低膳食铁和疾病严重程度增加了在动物模型是反映在人口。患者血清水平低的铁结合蛋白、铁蛋白,有更多的严重疾病结果的上下文幽门螺旋杆菌感染患者足够的血清铁蛋白水平(69年]。缺铁会产生的机制是多种多样的,不仅包括饮食缺乏必要的铁,而且失血。的一些压力幽门螺旋杆菌与出血性胃炎可能导致失血和连续缺铁。此外,慢性幽门螺旋杆菌感染与胃酸过少有关,增加胃pH值,这可能会阻碍铁的吸收,铁是更多的可溶性较低的小灵通。重要的是,病例对照研究表明膳食铁的摄入量与胃癌之间成反比关系表明缺铁引起的失血和饮食因素有助于在一个癌症恶化幽门螺旋杆菌感染(70年,71年]。

4.3。锌

类似于铁,锌作为微量元素获得升值,宿主-病原体界面时产生很大的影响。锌细胞过程需要在生活的所有领域,以及哺乳动物宿主利用这个需求通过螯合锌营养在宿主先天免疫S100A-family蛋白质,包括EN-RAGE (calgranulin C, S100A12)或calprotectin (MRP-8 S100A8 / A9) [72年,73年]。这一过程,称为“营养免疫”,严格控制锌可用性感染和基本上能入侵的原核生物。EN-RAGE和calprotectin都显著升高幽门螺旋杆菌未受感染的组织感染胃组织相比,这些蛋白主要定位多形核细胞(中性粒细胞)招募了感染的网站(72年,73年]。炎症的严重程度,尤其是中性粒细胞的浸润在回应幽门螺旋杆菌感染,是粘膜锌水平成反比74年]。作者得出结论,低锌水平可以提高炎症,但同样似是而非的是,S100A-family蛋白质沉积由中性粒细胞在感染的网站可能会导致的锌螯合和随后切除胃粘膜。

幽门螺旋杆菌严格对锌的营养需求增加calprotectin和EN-RAGE已被证明抑制幽门螺旋杆菌增长和可行性通过锌封存活动(72年,73年]。针对锌封存(通过calprotectin或合成螯合剂),幽门螺旋杆菌形式顽强的生物膜,改变其脂质结构(75年]。脂质结构的改变的条件下锌饥饿表明LpxF LpxL, LpxR酶功能减弱(75年]。这导致脂质结构的存在penta-acylated和包含phosphoethanolamine残留1′-安置和4′磷酸的装修外膜(75年]。这些改变脂质结构赋予降低细胞表面疏水性增强细菌健身calprotectin的存在。这些结果表明,幽门螺旋杆菌修改其内毒素脂多糖产量以应对营养锌环航宿主免疫反应(可用性75年]。

有趣的是,幽门螺旋杆菌之前接触EN-RAGE或calprotectin coculture与胃上皮细胞也减少cag-T4SS活动包括CagA易位到宿主细胞和促炎引发趋化因子的分泌。此外,以上的差别,对这些cag-T4SS活动与废除cag-T4SS纤毛部署,结果被逆转的外生的养分来源锌(65年,72年,73年]。在一起,这些结果表明,幽门螺旋杆菌感觉胃中锌营养环境和发展部署cag-T4SS回应这个过渡金属的存在。流行病学数据支持一个模型中,锌提高致癌cag-T4SS活动,高锌的摄入量与胃noncardia有关腺癌(76年]。认识提高,高血清锌水平和高锌摄入量有关幽门螺旋杆菌分别感染和抗体反应(77年]。类似在儿科患者的研究显示之间没有联系幽门螺旋杆菌和铁、锌营养状况但重要的关联幽门螺旋杆菌感染状况和营养状况是由血清铜金属浓度(78年,79年]。

除了调节内毒素和细胞毒素分泌,锌也被牵连的重要辅助因子对脲酶和镍铁氢化酶(镍、Fe-hydrogenase)的关键酶幽门螺旋杆菌生存在低pH值的胃80年- - - - - -82年]。伴侣UreG需要锌二聚作用,它参与镍走私促进脲酶的激活。辅助蛋白UreE利用镍或锌作为活动(代数余子式这是至关重要的83年]。metallochaperone HypA,结合锌为适当的结构稳定和与HypB脲酶和镍、镍Fe-hydrogenase,表明锌对细菌生理至关重要在活的有机体内(84年- - - - - -86年]。

幽门螺旋杆菌显然已经进化到经验锌胃肠道环境中的压力由于证据表明这种病原体编码多个蛋白质参与锌流出的基因组。每,CznABC CrdB, CzcAB蛋白质保护幽门螺旋杆菌从锌毒性87年- - - - - -89年]。CznABC流出函数所需的殖民的沙鼠模型幽门螺旋杆菌感染。这些研究强调了至关重要的作用,金属解毒策略在细菌体内平衡在发病机理。很可能幽门螺旋杆菌遇到过渡金属包括锌微摩尔的范围从主机饮食(89年]。短期研究的补充与硫酸锌显示胃炎在补锌组维护展览低于军团没有补锌。然而,细菌负担也不改变添加锌,预计将增加锌毒性细菌细胞内(90年]。众多饮食摄入锌和锌补充剂的流行病学研究都取得了不同的结果,和最近的一项荟萃分析得出结论,没有明确的结论膳食锌可以达成这个时候(91年]。有趣的是,研究显示锌摄入量和之间的相关性幽门螺旋杆菌端依赖疾病进展,大多数已经在亚洲人群,通常伴随cag-PAI-positive株幽门螺旋杆菌(16]。

4.4。镍

除了锌和铁,幽门螺旋杆菌需要过渡金属镍的毒性。幽门螺旋杆菌利用nickel-containing近年NiFe-hydrogenase和脲酶在环球低pH值等环境的人类的胃92年]。脲酶、最丰富的酶之一幽门螺旋杆菌蛋白质组需要24镍原子活动(93年]。然而,细菌细胞镍过剩导致mismetallation细胞酶,可废除的生理活动。因此,幽门螺旋杆菌管理其细胞通过严格控制两个镍镍经济导入和导出功能(94年]。镍是运到细菌细胞幽门螺杆菌种虫害通过家住透性酶,FrpB4 TonB-dependent方式外膜蛋白(95年- - - - - -98年]。镍流出是通过滥交CznABC运输车,促进镍的电阻幽门螺旋杆菌细胞(89年]。很可能幽门螺旋杆菌会遇到微摩尔的过渡金属,如镍的浓度从主机饮食,最终可能影响这些关键酶的活性和镍体内平衡功能(89年]。Campanale等人最近的工作表明维护病人的饮食增强不含镍幽门螺旋杆菌根除率,支持镍的重要性幽门螺旋杆菌发病机制(92年]。

5。微生物组

慢性幽门螺旋杆菌殖民导致戏剧性的变化在胃内环境,包括减少壁细胞和后续增加胃pH值和改变养分可用性和局部免疫反应。总之,这些幽门螺旋杆菌调节胃生理学和免疫学变化可能引起扰动微生物组成。而幽门螺旋杆菌相关的肠道菌群结构的变化并不完全了解,最新进展在DNA测序和计算分析揭示了一个异常复杂的微生物群在人类胃。幽门螺旋杆菌殖民在特定无菌雌性BALB / c小鼠导致的数量减少乳酸菌物种在胃内微生物群与未感染的老鼠相比,(99年]。与此形成鲜明对比的是幽门螺旋杆菌感染没有明显改变整个女性C57BL / 6 n小鼠胃内微生物群组成。使用蒙古沙鼠发现感染模型幽门螺旋杆菌殖民改变数量和本地化的土著微生物群胃最终导致更严重的胃炎(One hundred.]。微生物群落的分析后12周感染发现显著差异组成包括的外观金黄色葡萄球菌Enterococci和乳酸杆菌数量减少以及数量的增加拟杆菌(One hundred.]。此外,沙鼠的研究已经表明幽门螺旋杆菌受感染动物改变了双歧杆菌的分布在语料库比大腔相比,未受感染的动物。同样,Aebischer等人发现的胃幽门螺旋杆菌阳性动物被殖民的细菌物种通常局限于降低胃肠道(99年]。强调之间存在的复杂关系幽门螺旋杆菌和土著微生物区系研究表明一些微生物可能抑制居民幽门螺旋杆菌增长,特别是乳酸杆菌spp。101年,102年]。差异可能是因为研究的能力幽门螺旋杆菌改变胃微生物物种影响的动物,动物的遗传背景,特定的菌株幽门螺旋杆菌,和长度的感染。这些发现表明在一起幽门螺旋杆菌如前所述协调更改主机直接或间接通过改变其自然微生物群的组成和分布。

有数量有限的研究调查有什么影响幽门螺旋杆菌在人类宿主对微生物。一项分析发现,患者感染的微生物的概要文件幽门螺旋杆菌增加了数量的非吗幽门螺杆菌变形菌门、螺旋体和Acidobacteria相比幽门螺旋杆菌-阴性患者(103年]。然而,另一项研究调查的影响幽门螺旋杆菌胃微生物区系显示殖民幽门螺旋杆菌感染导致微生物的转变,这样有一个浓缩的变形菌门和放线菌(减少104年]。发现差异可能由于细菌的变化监测技术。随着测序和分析技术的提高,成为更容易引起宿主植物的扰动幽门螺旋杆菌殖民将变得更加清晰。

除了定义如何幽门螺旋杆菌改变居民的构成微生物需要解决另一个问题是阐明什么影响幽门螺旋杆菌调节失调对疾病的结果。具体地说,目前尚不清楚,如果胃微生物群诱发更强幽门螺旋杆菌或者,如果幽门螺旋杆菌诱导胃植物促进致癌作用的变化。在转基因insulin-gastrin (INS-GAS)小鼠模型的自发的胃癌,幽门螺旋杆菌开车疾病进展,上皮内肿瘤的发展。小鼠感染根除后抗生素治疗8周幽门螺旋杆菌肿瘤明显低于老鼠接受了抗生素在12和22周后感染。有趣的是,幽门螺旋杆菌无老鼠给类似抗生素也显示减少肿瘤的发展。综上所述这些观测结果表明,胃萎缩由幽门螺旋杆菌或其他因素易诱发胃致癌作用。早些时候发现抗生素治疗是预防胃癌的存在和缺乏幽门螺旋杆菌可能是由于额外的根除,不明cancer-potentiating微生物(105年]。这些发现进一步支持的研究表明,无菌INS-GAS小鼠延迟性胃炎和肿瘤相对于特定的无菌INS-GAS老鼠。在相同的研究中幽门螺旋杆菌-monocolonization发现加速疾病进展导致早发性瘤相比无菌鼠;然而胃炎严重延误,小于幽门螺旋杆菌受感染的老鼠保持不同的微生物群(106年]。的机制幽门螺旋杆菌-定义相关失调诱发疾病进展仍然不佳。理由之一是,微生物群落的变化包括nitrosylating细菌物种的增加胃液体化合物氮转化成致癌物质亚硝胺或一氧化氮等。另外一些细菌的过快增长会导致增加能损伤dna的活性氧和活性氮物种,这是很强的诱变剂,可以导致胃癌。最后,创建的失调幽门螺旋杆菌可以促进宿主炎症反应和加速化生,萎缩,和癌症。

6。结论

主机的交集遗传学、免疫反应、细菌毒力表达式,饮食,微量元素可用性和微生物结构和成分无疑影响结果相关的慢性疾病幽门螺旋杆菌感染。然而,这些变量的复杂关系,每个定义彼此仍然不佳。未来的研究将寻求确定可以利用这些动态因素相互影响和改善疾病风险和促进胃健康随着抗生素时代开始消退。

信息披露

内容是完全的责任作者,不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作主要由职业发展奖一直资助IK2BX001701(珍妮弗·a .盖迪)办公室的医学研究,退伍军人事务部。儿童感染研究项目提供的额外支持T32-AI095202(凯瑟琳·p·哈雷)和消化系统疾病研究中心的范德比尔特大学医学中心的由国家卫生研究院授予P30DK058404和范德比尔特研究所临床和转化研究计划支持的国家研究资源中心授予UL1 RR024975-01,和国家医学转化中心,格兰特2 UL1 TR000445-06。

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