螺旋杆菌的起源與它的基因結構

螺旋杆菌是一種體積小，且非常古老的細菌，它比人類的起源還要早58,000年。日本科學家Nakagawa用小型潛水艇進入太平洋8萬英尺的深層海洋（Deep Seat Vent）找到了最原始的螺旋杆菌的菌落⁽¹⁾。在那樣的太平洋海洋深層，因為水壓很大，這裏的海水在攝氏4百多度時都不會沸騰。在深層的海底聚集了大量的海底古生物, 包括各種海洋生物和細菌。他們從這裏采集了螺旋杆菌, 然後帶到實驗室對原始的螺旋杆菌進行基因排列圖譜分柝，和現代的螺旋杆菌基因的排列圖譜作比較，結果發現不少特異的基因團。我們從原始的螺旋菌的這些特異基因團圖譜，可以反映出人類在地球上進化和移動的情況 ^(2,3,4)。人類在地球上最初起源於東非，然後逐步地向歐、亞洲兩洲轉移,圖1-2表示從左往右不同區域,寄生在人類的螺旋杆菌的基因團圖譜排列來看，你可以清楚地看到這些特殊基因團;有歐洲型, 亞洲型、非洲型等等。從螺旋杆菌基因排列的年代變化，你可以想象到這種細菌是非常古老的,早在石器時代起就寄生在人類的身體之內。

螺旋杆菌的基本基因在1550個以上，但其中不少基本基因產生變量較小的基因，這樣總基因超過2萬7千起以上。基因上的染色體多達十萬對以上^（5）。大約29%以上的螺旋杆菌屬於致病性的^（6），它的致病因子：Cag A, 叫做細胞毒素相關抗原，Vac A稱變性細胞毒素。科學家普遍認為Cag A,與Vac A和幽門潰瘍以及胃癌有關。這個相關抗原大約有30個基因和1186個氨基酸組成，這個相關抗原很容易從其它的抗原因子橫向轉變而來^(7,8)。Cag A和Vac A 釋放的毒素破壞胃上皮組織。據估計大約致病性的螺旋杆菌中50_~ 70%的螺旋杆菌含有Cag A因子，它們會引起胃組織炎症或胃癌。近年來世界不少大學研究室對幽門螺旋杆菌致病因子作了許多方麵的研究，中國上海長海醫院也開展了此方麵的研究工作^（9）取到不少成就。胡伏蓮主編的”幽門螺杆菌感染的基礎與臨床”講到不少國內做的研究^{( 10)}。

自盤古開天以來，地球上不少生物因無法適應地球自然環境的巨變而相繼絕種，但是螺旋杆菌卻頑強地生存下來，這正和它們的基因具有巨大的變異能力有關。去年我們實驗室在培養螺旋杆菌時發現，在僅僅7天時間裏就觀察到明顯的變種，也就是發現個體比一般細菌大得多的螺旋杆菌在培養皿中繁殖起來。

從抗生素治療胃幽門螺旋杆菌個體相異來看，各人的效果分歧較大，但平均來講; 對於單純性胃幽門螺旋杆菌的患者第一年治愈率為75%，對於同時患有胃和口腔感染的患者治愈率下降為50%左右。如果我們比較一下抗生素對其它炎症治療效果來看，螺旋杆菌的抗藥性明顯的比其它菌種強。

飲用水中有螺旋杆菌，水中的螺旋菌可能來自糞便。螺旋杆菌傳染給人的途徑是從口，通過食品，不清潔的手，有糞便汙染的食品進入人體或從汙染的水而進入人體。螺旋杆菌在飲水中，牛奶中可以生存數個小時，所以凡是沒有煮沸過的水和牛奶不能飲用。從群體的研究來看，一個患有螺杆菌感染的成員家庭，其它成員也患有螺杆菌感染的比率明顯地大於無感染成員的家庭。母親患有螺杆菌病，往往她的嬰兒也會同時感染。也有人報道口腔的感染是因為胃嘔吐物, 或反胃所致。因為胃內有螺旋杆菌。我在本書最後一個章節將詳細討論螺旋杆菌的流行病學的一係列因素。

參考文獻

1.      Satoshi Nakagawa, Yoshihiro Takaki, Shigeru Shimamura, Anna-Louise Reysenbach, Ken Takai and Koki Horikoshi. Deep-sea vent e-proteobacterial genomes provide insights into emergence of pathogens. PNAS, 2007, 104:12146-12150

2.      S Manjulata Devi, Irshad Ahmed, Paolo Francalacci, M Abid Hussain, Yusuf Akhter, Ayesha Alvi, Leonardo A Sechi, Francis Megraud and Niyaz Ahmed. Ancestral European roots of Helicobacter pylori in India. BMC Genomics, 2007, 8:184

3.      Helga Gressmann, Bodo Linz, Rohit Ghai, Klaus-Peter Pleissner, Ralph Schlapbach, Yoshio Yamaoka, Christian Kraft, Sebastian Suerbaum, Thomas F. Meyer, Mark Achtman. Gain and Loss of Multiple Genes During the Evolution of Helicobacter pylori. PLoS Genetics, 2005, 1(4):0419-0428

4.      Linz B, Balloux F, Moodley Y, et al. An African origin for the intimate association between humans and Helicobacter pylori. Nature.  2007, 445(7130): 915–8

5.      Tomb JF, White O, Kerlavage AR, et al .The complete genome sequence of the gastric pathogen Helicobacter pylor. Nature. 1997, 388 (6642): 539–47

6.      Oh JD, Kling-Bäckhed H, Giannakis M, et al. The complete genome sequence of a chronic atrophic gastritis Helicobacter pylori strain: evolution during disease progression. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103 (26): 9999–10004

7.      Broutet N, Marais A, Lamouliatte H, et al. CagA Status and eradication treatment outcome of anti-Helicobacter pylori triple therapies in patients with mnonulcer dyspepsia. J. Clin. Microbiol. 1999, 39 (4): 1319–22

8.      Liver D, Arnqvist A, Ogren J, et al. Helicobacter pylori adhesin binding fucosylated histo-blood group antigens revealed by retagging. Science. 1998, 279 (5349): 373–7

9.      Yiqi Du, Kazuma Danjo, Philip A. Robinson, Jean E. Crabtree. In-Cell Western analysis of Helicobacter pylori-induced phosphorylation of extyracellular-signal related kinase via the transactivation of the epidermal growth factor receptor. Microbes and Infection, 2007, 9:838-846

10.   胡伏蓮 周殿元 主編 ”幽門螺杆菌感染的基礎與臨床”. 中國科學枝術出放版社. 2009

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