УДК 616-022.7

С.В. ОРЛОВ¹, В.А. КАЛАШНИКОВА¹, Н.В. БАРЫШНИКОВА², Ю.П. УСПЕНСКИЙ^1,2

¹НИИ медицинской приматологии РАМН, г. Сочи

²Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИНФЕКЦИИ HELICOBACTERPYLORI У НИЗШИХ ПРИМАТОВ И ЧЕЛОВЕКА

В статье представлены результаты российских, зарубежных и собственных исследований, посвященных сравнительному анализу генетических особенностей Helicobacterpylori у приматов и человека по основным генам острова патогенности. Установлено, что у человека персистируют более вирулентные штаммы Helicobacterpylori, чем у приматов. У пациентов с диспепсией и приматов с заболеваниями желудочно-кишечного тракта гены, кодирующие синтез основных факторов патогенности Helicobacterpylori, встречаются значительно чаще, чем у бессимптомных носителей инфекции.

Ключевые слова:Helicobacterpylori, приматы, гены острова патогенности.

Контактное лицо:

Барышникова Наталья Владимировна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры внутренних болезней стоматологического факультета Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени И.П. Павлова

195257, г. Санкт-Петербург, ул. Вавиловых, д. 14, тел. +7-921-301-33-77, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Contact:

Baryshnikova Nataliya V. — Cand. Med. Sc., Associate Professor of the Department of Internal Medicine of Dentistry Faculty of Pavlov First Saint Petersburg State Medical University

14 Vavilovykh St.,St.Petersburg, Russian federation, 195257, tel. +7-921-301-33-77, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

S.V. ORLOV¹, V.A. KALASHNIKOVA¹, N.V. BARYSHNIKOVA², Yu.P. USPENSKIY^1,2

¹Scientific Research Institute of Medical Primatology RAMS, Sochi

²Pavlov First Saint Petersburg State Medical University

GENETIC FEATURES OF HELICOBACTER PYLORI INFECTION IN PRIMATES AND HUMANS

Results of the Russian, foreign and own researches devoted to the comparative analysis of genetic features of Helicobacter pylori (the main genes of the pathogenicity island) at primates and humans are presented in article. It is established that in humans more virulent strains of Helicobacter pylori are presented, than in primates. In patients and primates with digestive tract diseases the genes coding synthesis of major factors of pathogenicity of Helicobacter pylori meet considerably more often than at asymptomatic carriers of an infection.

Key words: Helicobacter pylori, primates, genes of pathogeniciity island.

Helicobacterpylori (H. pylori) — один из наиболее распространенных инфекционных агентов в мире. Активно ведется работа по исследованию особенностей генома микроорганизма у людей, больных H.pylori-ассоциированными заболеваниями желудочно-кишечного тракта в различных странах [1, 4-6, 7-27]. Достаточно высок процент желудочно-кишечных заболеваний и у низших приматов, содержащихся в условиях неволи и являющихся «лабораторными двойниками человека». Характеристика штаммов H. pylori с помощью генотипирования демонстрирует ассоциацию некоторых генов вирулентности между собой, а дальнейшее секвенирование может показать филогенетическое родство хеликобактерий, обнаруженных у людей и обезьян. Использование полимеразной цепной реакции (ПЦР) для генотипирования может быть трудным из-за широкого полиморфизма многих генов H.pylori и отсутствием некоторых генов вирулентности у небольшого числа штаммов. Несмотря на трудности, мы решили проанализировать вариации наиболее распространённых генотипов вирулентности H. pylori, опираясь на результаты своих исследований и литературные данные.

Цель работы — охарактеризовать и сравнить генетические особенности штаммов H.pylori, обнаруженных у низших приматов и людей из разных географических ареалов.

Материалы и методы

Было обследовано 126 погибших от различных заболеваний обезьян. Для исследования использовались биоптаты слизистой оболочки желудка (тело и антральный отдел) и двенадцатиперстной кишки. Диагностику осуществляли с помощью ПЦР [2, 3]. Для дальнейшего сравнительного анализа с результатами генотипирования H.pyloriу людей использовали собственные данные, полученные при обследовании 91 человека: 38 пациентов с язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки (ЯБДП), 39 пациентов с хроническим гастродуоденитом (ХГД), 14 практически здоровых лиц, инфицированных H.pylori, и данные российских и зарубежных литературных источников (поиск осуществлялся с использованием данных сайтов www.pubmed.com и elibrary.ru).

Результаты и обсуждение

H.pyloriу приматов

Верифицированные непосредственно в образцах желудка и двенадцатиперстной кишки с помощью ПЦР H. pylori (n=69) были проанализированы на одновременное присутствие генотипов vacA, cagA, iceA1A2 и babA. VacA— мозаичность определяли как генотипы s1/s2 и m1/m2 H.pylori.

В 17,2% случаев нами был зарегистрирован маркер «островка патогенности» cagA. Генотип вакуолизирующего цитотоксина vacA обнаружен в 27,2%. При этом сигнальный регион vacA в аллельном варианте s1 — vacAs1 H.pyloriбыл выявлен в 48,6% образцов, а аллельный вариант s2 — vacAs2 — 42,9%. Также обнаружили и смешенный генотип H.pylori: 34,3% образцов соответствовали генотипу vacAs1/s2, а 2,9% — соответствовали генотипу vacAm1/m2. Вариант m1 среднего региона — vacAm1 верифицирован в 20%, а вариант m2 — vacAm2 — 28,6% случаев. В 3 образцах отмечено присутствие только одного генотипа vacAm2. Нам удалось выявить iceA2 как отдельный генотип, а также в сочетании с генотипом iceA1 (17,2 и 11,4% соответственно). Ген babA верифицирован у H.pylori при исследовании материала в 5,7%. Нами были также выявлены комбинации генотипов vacAs- и m-регионов, cagA, iceAH.pylori. Ген iceA находился в сочетании с cagA. Сочетание аллельных вариантов двух вариабельных участков гена vacA отмечено в 22,9% образцов, при этом vacAs1/s2m1 — обнаружен в 11,4%, vacAs1/s2m2 — в 8,6%, в одном случае наблюдалось сочетание vacAs2m1/m2. Исследование одновременного присутствия в исследуемых образцах генотипов cagA, vacAs1, vacAs2, vacAm1, vacAm2 H.pyloriпоказало, что при cagA-положительном генотипе H.pylori28,6% образцов имели vacAs1 — генотип, 22,9% — vacAs2, 17,2% — vacAm1 и 11,4% — vacAm2.

H. pylori у человека

Географические вариации в геномах H. pylori у людей представлены в таблице 1. Обширные исследования, проведенные в Европе и Азии, показывают разброс в частоте встречаемости генов вирулентности H.pyloriу людей в разных странах. Так, в некоторых азиатских и латиноамериканских странах процент выявления гена «острова патогенности», в среднем, одинаков (49,8%), а в Европе — в 1,5 раза выше (80,6%). Также в геноме H. pylori у азиатской популяции ниже процент обнаружения гена вакуолизирующего токсина, чем в Латинской Америке (в среднем, 40,2 и 73,6% соответственно). Выявление аллели vacAs1 колеблется в незначительных пределах, так, в азиатских странах — в 63,3%, в странах Латинской Америки — в 73,6%. Данные по обнаружению других аллельных вариантов гена вакуолизирующего цитотоксина не систематичны и представлены лишь по отдельным странам, поэтому судить о распространении вышеозначенных генотипов нельзя. Наблюдается небольшое различие в распространении гена iceA. Генотип iceA1 в более высоком проценте встречается у жителей Европы (67,6%), Азии (52%), чем у населения Латинской Америки (36,5%). Генотип iceA2, наоборот, практически в 2 раза чаще выявляется в латиноамериканской популяции, нежели у жителей азиатских и европейских государствах (52 и 67,6% соответственно). В Болгарии и Турции ген babA выявлен в одинаковом проценте, в Мексике процент обнаружения этого гена низкий. Сведений по распространению babA среди населения азиатских стран не удалось найти. Цифры по выявлению генотипов вирулентности у жителей Российской Федерации, Кубы и Южной Африки, как можно заметить, отличаются не сильно (т. 1), лишь имеется резкое отличие в обнаружении генотипа vacAm1. Так, если в РФ частота его выявления составила в среднем 29,3%, то на Кубе эта цифра в 1,5 раза выше, а в Ю. Африке процент обнаружения, наоборот, в 3 раза ниже.

В таблице 2 представлены данные по распространению генотипов вирулентности H.pyloriу жителей некоторых городов России. Как видно из таблицы, частота выявления «островка патогенности» выше в центральных и северных районах по сравнению с южными регионами. Не наблюдается значительной разницы в обнаружении гена вакуолизирующего цитотоксина, хотя распространение его аллельных вариантов s2 /m2 варьирует. Аллель s2 чаще выявлена у населения г. Сочи (50%), а m2 — реже, чем в других городах (16,7%). Интересно, что генотип iceA2 у H. pylori, обнаруженных у людей во многих городах РФ не выявлен.

При расширенном анализе особенностей cag-статуса (детекция генов cagA, cagC, cagE, cagH) H.pylori у больных ЯБДК, ХГД и клинически здоровых добровольцев, инфицированных H.pylori, было выявлено, что у пациентов с ЯБДК частота встречаемости всех исследуемых генов группы cagострова патогенности H.pyloriбыла достоверно выше, чем у больных с ХГД и здоровых добровольцев. В свою очередь у больных ХГД частота встречаемости большинства исследуемых генов cagA, cagC, cagHбыла достоверно выше, чем у здоровых добровольцев (рис. 1).

Известно, что увеличение количества генов острова патогенности H.pyloriсопровождается повышением вирулентности микроорганизма. В связи с этим важным явилось определение частоты встречаемости различных комбинаций генов группы cag, а не только оценка наличия или отсутствия отдельных генов острова патогенности H.pylori. При анализе полученных результатов установлено, что совокупность генов группы cag достоверно чаще встречается при язвенной болезни, тогда как у здоровых добровольцев преобладают штаммы H.pylori, содержащие только ген уреазы. Пациенты с ХГД занимают промежуточное положение (рис. 2).

По сравнению с людьми, в геноме хеликобактера «обезьяньего» происхождения гораздо реже выявляются гены вирулентности (рис. 3). Мы предполагаем, что все-таки существует связь между инфекциями обезьян и людей. Возможно, в какой-то момент эволюции штаммы H.pylori, колонизирующие низших приматов, по каким-то причинам стали менее вирулентными, и типичные H.pylori-ассоциированные заболевания людей, такие как, гастриты, опухоли, язвы желудка и двенадцатиперстной кишки в настоящее время морфологически редко проявляются у обезьян, содержащихся в условиях неволи.

Обобщенные сведения по распространению генотипов вирулентности H.pyloriеще раз доказывают наличие значительного полиморфизма генома хеликобактера у населения различных географических регионов. Конечно, большую трудность в сравнительном изучении различных геномных особенностей представляет отсутствие сведений о проводимых исследованиях (или имеются неполные данные) по распределению генов вирулентности у людей в разных странах, а тем более — в РФ. Возможно, это связано с тем, что большинство исследований H.pylori в нашей стране направлено только на выявление данных бактерий (в том числе, с помощью экспресс-диагностики) или изучения гистологических, морфологических особенностей H.pylori-ассоциированных инфекций и иммунного ответа организма.

Таблица 1.

Распространенность генов вирулентности и их аллелей среди населения различных стран.