Введение
Бактерии в желудке были впервые выявлены более ста лет назад, а их связь с гастритом была научно обоснована с 1970-х годов [1]. Истинное значение этих микроорганизмов было окончательно выяснено только в 1982 году, когда Маршалл и Уоррен идентифицировали и затем выделили в культуре бактерию Campylobacter pyloridis, позднее переклассифицированную как Helicobacter pylori (H. pylori) [2]. Теперь известно, что этот микроорганизм вызывает хронический гастрит, большинство случаев пептической язвы, а также аденокарциному и лимфому желудка. Изучение микробиологии H. pylori и его уникальных особенностей, позволяющих выживать в столь агрессивной среде, как желудок, имеет важное значение для понимания механизмов повреждения тканей и развития клинических заболеваний, вызываемых этим микроорганизмом [3-5].
Эпидемиологические данные по данной инфекции позволяют выявить географические, этнические и расовые различия в распространенности заболеваний, ассоциированных с H. pylori, а также динамику их заболеваемости во всем мире.
Микробиология
H. pylori - это спиралевидная, микроаэрофильная, грамотрицательная бактерия длиной около 3,5 мкм и шириной 0,5 мкм. В условиях in vitro этот микроорганизм характеризуется медленным ростом и может быть культивирован на кровяном агаре или селективных средах, таких как среда Скирроу, инкубация происходит при 37ºC и атмосфере с 5% содержанием кислорода в течение 3-7 дней [6]. Образуются небольшие, однородные по размеру, полупрозрачные колонии бактерий, морфологическую характеристику организмов можно определить с помощью окраски по Граму, а также по их типичной спиралевидной или палочковидной форме. При использовании высокоразрешающей микроскопии выявляется, что данный микроорганизм обладает 2-7 униполярными жгутиками, покрытые оболочкой, что значительно улучшает его подвижность в вязких средах.
При менее благоприятных условиях роста в культуре могут периодически наблюдаться кокковидные формы H. pylori [6]. Кокковидные формы рассматриваются как форма адаптации к неблагоприятным условиям окружающей среды. Предполагается, что они обладают повышенной устойчивостью и могут способствовать выживанию микроорганизма в течение продолжительного времени вне человека, например, в фекалиях или питьевой воде.
Помимо морфологической характеристики, микроорганизм продуцирует каталазу, оксидазу и уреазу. Активность уреазы имеет клиническое значение, так как она служит основой для нескольких инвазивных и неинвазивных методов, используемых для диагностики инфекции.
Выживание H.Pilory в желудке
Уреаза, подвижность и способность микроорганизма прикрепляться к эпителию желудка являются факторами, которые позволяют ему выживать и размножаться в кислой среде желудка [7]. Снижение активности уреазы, подвижности бактерий или их прикрепления предотвращает колонизацию H. pylori [4]. Взаимодействия белков H. pylori, которые обеспечивают эти функции, в настоящее время активно исследуются [8,9].
- Уреаза микроорганизма гидролизует мочевину в желудке с образованием аммиака, что способствует нейтрализации желудочной кислоты и образованию защитной оболочки вокруг микроорганизма, позволяя ему активно проникать через слизистую оболочку желудка [10]. В кластере генов уреазы H. pylori существует специфический ген (ureI), который кодирует pH-зависимый канал мочевины [11]. По мере снижения pH внешней среды, данный канал обеспечивает поступление мочевины, что позволяет поддерживать благоприятный внутриклеточный pH и способствует выживанию бактерии в кислой среде.
- Ее спиральная форма, жгутики и муколитические ферменты, которые она производит, способствуют ее проникновению через слой слизи к поверхностному эпителию желудка [6]. С другой стороны, муцин стенки желудка, по-видимому, выполняет роль природного антибиотика, защищая организм человека от инфекции, вызванной H. pylori [12].
- Затем H. pylori прикрепляется к клеткам желудочного эпителия с помощью специфической адгезии, опосредованной рецепторами [4,13]. Хотя прикрепление зависит от связывания бактериальных поверхностных адгезинов с определенными рецепторами эпителиальных клеток, факторы хозяина могут модулировать этот процесс. Например, у некоторых людей могут экспрессироваться специфические поверхностные рецепторы или большее количество рецепторов, что делает их более восприимчивыми к прикреплению и колонизации H. pylori [14].
Эпидемиология
Общая информация
H. pylori является наиболее распространенной хронической бактериальной инфекцией у человека [15,16]. Исследования, включающие анализ генетических последовательностей, предполагают, что люди были инфицированы H. pylori с тех пор, как они впервые мигрировали из Африки около 58 000 лет назад [17]. H. pylori была обнаружена по всему миру и у людей всех возрастных групп. По самым скромным оценкам, от этого заболевания страдает 50% населения мира. В странах с ограниченными ресурсами инфекция встречается чаще и приобретается в более раннем возрасте, по сравнению с промышленно развитыми странами [16]. После инфицирования, микроорганизм персистирует в организме и может, но не обязательно, приводить к развитию гастродуоденальных заболеваний.
В странах с ограниченными ресурсами, где большинство детей заражаются в возрасте до 10 лет, распространенность заболевания среди взрослых достигает более 80% в возрасте до 50 лет [16,18]. В развитых странах, таких как США, случаи заражения детей редки, но становятся более распространенными в зрелом возрасте. Серологические признаки H. pylori редко обнаруживаются у людей в возрасте до 10 лет, но увеличиваются до 10% у людей в возрасте от 18 до 30 лет и до 50% у людей старше 60 лет [16]. В рамках любой возрастной группы инфекция, как правило, более распространена среди темнокожего и латиноамериканского населения по сравнению с белым населением; эти различия, вероятно, частично обусловлены социально-экономическими факторами [19,20].
Изначально считалось, что увеличение распространенности инфекции с возрастом представляет собой непрерывный процесс заражения бактериями на протяжении всей жизни. Однако эпидемиологические данные в настоящее время указывают на то, что большинство инфекций приобретается в детстве даже в развитых странах [16,21]. Согласно одному отчету из Ирландии, большинство случаев заражения приходится на возраст до 5 лет, после чего заболеваемость снижается [22]. Таким образом, частота инфицирования H. pylori для любой возрастной группы в любой местности отражает частоту заражения этой конкретной когорты в детские годы [21]. Микроорганизмы можно выделить из рвотных масс или фекалий, что позволяет предположить возможность передачи инфекции среди членов семьи в период болезни [23,24].
Риск заражения H. pylori связан с социально-экономическим статусом и условиями жизни в раннем возрасте. Такие факторы, как плотность застройки, перенаселенность, количество братьев и сестер, совместное проживание и отсутствие проточной воды, связаны с более высокой частотой заражения H. pylori [25-28]. Связь инфекции H. pylori с уровнем образования, дохода и расовой/этнической принадлежностью не является уникальной для H. pylori, поскольку подобные ассоциации были описаны и для других хронических инфекций, включая цитомегаловирус, вирус простого герпеса 1 типа и гепатит B [29].
Снижение распространенности H. pylori в отдельно взятой стране, по-видимому, происходит параллельно с улучшением экономической ситуации. Например, в Японии инфицированы 70-80% взрослых, родившихся до 1950 года, 45% родившихся между 1950 и 1960 годами и 25% родившихся между 1960 и 1970 годами [30]. Такое быстрое снижение заболеваемости объясняется послевоенным экономическим прогрессом и улучшением санитарно-гигиенических условий в Японии. Употребление соленой пищи, по-видимому, повышает вероятность персистирования инфекции H. pylori [31,32]. Кроме того, в исследованиях методом случай-контроль сообщалось о синергетическом взаимодействии между инфекцией H. pylori и употреблением соленой пищи, повышающем риск развития рака желудка [33,34].
Возможная наследственная предрасположенность
Наследственная предрасположенность к инфекции H. pylori не доказана. Однако исследования показывают, что представители некоторых этнических и расовых групп, включая латиноамериканцев и афроамериканцев, имеют более высокий уровень инфицирования, чем белые американцы. Эти различия не полностью объясняются различиями в социально-экономическом статусе [35].
Исследования близнецов также подтверждают генетическую предрасположенность к инфекции [36,37]. Монозиготные близнецы, выросшие в разных семьях, имеют большую конкордантность по инфицированию H. pylori, чем дизиготные близнецы, выросшие в разных семьях. Однако у близнецов, выросших вместе, конкордантность по статусу H. pylori выше, чем у близнецов, выросших раздельно, что подчеркивает роль детской среды в приобретении H. pylori.
Передача H. pylori
Путь, по которому происходит инфицирование, остаётся неизвестным [15,38]. Передача H. pylori от человека к человеку, вероятно, происходит через фекально-оральный или орально-оральный путь заражения [24,38]. Люди, по-видимому, являются основным резервуаром инфекции; однако H. pylori был выделен от приматов, живущих в неволе, и от домашних кошек [39]. Неясно, как эти животные изначально заразились H. pylori. Однако, по крайней мере в случае с кошками, выделение жизнеспособных организмов из образцов слюны и желудочного сока позволяет предположить, что передача инфекции человеку возможна [40]. В одном из сообщений описана идентификация H. pylori в молоке и тканях желудка овец, что позволяет предположить, что овцы могут быть естественным хозяином для этого организма [41]. Это может объяснить более высокую частоту заражения, наблюдаемую среди пастухов по сравнению с их братьями и сестрами [42].
Возможна также фекально-оральная передача бактерий. Загрязненные источники воды в странах с ограниченными ресурсами могут служить экологическим источником бактерий. Микроорганизм остается жизнеспособным в воде в течение нескольких дней, и с помощью методов полимеразной цепной реакции признаки H. pylori можно обнаружить в большинстве проб муниципальной воды из эндемичных по инфекции районов [43-45]. Дети, которые регулярно плавают в реках, ручьях, бассейнах, пьют воду из ручьев или едят сырые овощи, имеют большую вероятность заражения [46]. H. pylori была выделена из фекалий детей, страдающих диареей, в Гамбии, Западной Африке, где почти все жители инфицированы к пятилетнему возрасту [47]. Семейная заболеваемость инфекцией дополнительно подтверждает передачу инфекции от человека к человеку. У инфицированных лиц вероятность наличия инфицированных супругов и детей выше, чем у неинфицированных [27,48]. Исследование, проведенное среди детей в Колумбии, показало, что риск заражения напрямую зависит от количества детей в возрасте 2-9 лет в семье, при этом вероятность заражения младших детей выше, если заражены и старшие братья и сестры [49]. Выделение генетически идентичных штаммов H. pylori у нескольких членов семьи [50], а также у пациентов, находящихся под опекой в одном и том же учреждении [51], дополнительно подтверждает возможность передачи инфекции среди лиц, проживающих в одной и той же среде. Помимо передачи внутри семьи, наблюдаемой в развитых странах и других регионах, горизонтальная передача инфекции между лицами, не являющимися ближайшими родственниками, также имеет место в странах с высоким уровнем распространенности инфекции [52].
Передача бактерий орально-оральным путем пока не подтверждена. Микроорганизмы были обнаружены в зубном налёте [53], однако распространённость инфекции может быть достаточно низкой [54], поэтому неясно, может ли это место служить источником или резервуаром инфекции. Стоматологи и гигиенисты, которые постоянно подвергаются воздействию зубного налёта, не имеют более высокой распространенности H. pylori [55]. С другой стороны, инфицированный желудочный сок может служить источником передачи бактерий [56,57].
Ятрогенная инфекция была зарегистрирована после использования различных недостаточно продезинфицированных эндоскопических инструментов, эндоскопов и расходных материалов для эндоскопии [57]. Кроме того, гастроэнтерологи и медицинские сестры подвержены повышенному риску заражения H. pylori; предположительно, это связано с профессиональным контактом с инфицированным желудочным соком [25]. Обязательные универсальные меры предосторожности, стандартизированная дезинфекция оборудования и использование видеоэндоскопов, которые изолируют канал инструмента от ротовой полости пациента, должны способствовать снижению профессиональной и ятрогенной передачи H. pylori [57].
Повторное заражение
Повторное заражение H. pylori после успешного бактериального излечения встречается редко. Рецидив инфекции чаще всего является повторным проявлением активности исходного бактериального штамма. У взрослых повторное заражение бактерией происходит менее чем у 2% людей в год [58,59], что аналогично первичному заражению взрослых [21]. Низкая частота повторного заражения у взрослых подтверждает более низкий риск инфицирования в зрелом возрасте, хотя приобретенный иммунитет, обусловленный первичной инфекцией, также может иметь значение.
Было выдвинуто предположение, что частота реинфекции может быть выше среди детей, в странах с ограниченными ресурсами и среди людей с низким социально-экономическим статусом. Однако исследование из Китая показало, что уровни повторных инфекций сопоставимы с данными из западных стран (годовой уровень рецидивов составляет 1%) [60]. Аналогичным образом, в другом отчете был обнаружен низкий ежегодный уровень реинфекции (2%) у детей старше 5 лет, независимо от социально-экономического статуса [61].
В систематическом обзоре и мета-анализе 132 исследований, включавших 53 934 пациенто-лет, общая ежегодная частота рецидивов, реинфекции и рецидивов H. pylori составила 4,3%, 3,1% и 2,2% соответственно [62]. Уровень рецидивов H. pylori был обратно пропорционален индексу человеческого развития и прямо связан с распространенностью H. pylori. К регионам, где частота рецидивов H. pylori составляет 5% и более, относятся: Аляска, Мексика, многие страны Центральной Америки, Колумбия, Перу, Чили, Ирландия, Греция, Турция, Иран, Йемен, Пакистан, Индия, Бутан, Китай, Тайвань, Таиланд, Малайзия и Южная Корея. Во многих странах отсутствуют данные о рецидиве инфекции, однако в целом можно утверждать, что рецидив H. pylori продолжает оставаться значимой проблемой, тесно связанной с социально-экономическим статусом и санитарно-гигиеническими условиями.
Резюме
- Helicobacter pylori (H. pylori) - это спиралевидная, микроаэрофильная, грамотрицательная бактерия размером около 3,5 мкм в длину и 0,5 мкм в ширину. У микроорганизма имеется 2-7 униполярных жгутиков, покрытых оболочкой, которые повышают его подвижность в вязких растворах.
- Микроорганизм продуцирует каталазу, оксидазу и уреазу. Уреаза играет ключевую роль в выживании и колонизации H. pylori; она производится в больших количествах, составляя более 5% от общего веса белков микроорганизма. Активность уреазы имеет важное клиническое значение, так как является основой для ряда инвазивных и неинвазивных методов диагностики инфекции.
- H. pylori обнаружена по всему миру и у людей всех возрастов. По самым скромным подсчетам, от этого страдает 50% населения планеты. В странах с ограниченными ресурсами инфекция встречается чаще и приобретается в более раннем возрасте по сравнению с промышленно развитыми странами. После инфицирования микроорганизм персистирует в организме и может, но не обязательно, приводить к развитию гастродуоденальных заболеваний.
- Риск заражения H. pylori связан с социально-экономическим статусом и условиями жизни в раннем возрасте. Такие факторы, как плотность застройки, перенаселенность, количество братьев и сестер, совместное проживание и отсутствие проточной воды, связаны с более высокой частотой заражения H. pylori.
- Путь заражения остается неизвестным. Передача H. pylori от человека к человеку фекально-оральным или орально-оральным путем представляется наиболее вероятной.
- Повторное заражение H. pylori после успешного бактериального излечения встречается редко. Рецидив инфекции чаще всего является повторным проявлением активности исходного бактериального штамма.