口腔幽门螺杆菌感染影响阿尔茨海默病发生发展的途径研究进展

任念念 ，冯源 ，王柳杨 ，葛颂

1 遵义医科大学，贵州遵义563000；2 遵义医科大学附属口腔医院

阿尔茨海默病（AD）是一种中枢神经系统（CNS）退行性疾病，是导致痴呆的主要病因，其特征性病理改变为脑组织中的β 淀粉样蛋白（Aβ）聚集形成的老年斑、Tau 蛋白过度磷酸化形成的神经元纤维缠结以及神经元数量减少等［1］。当前，全世界有近5 000万痴呆患者，相关的医疗费用估计每年可达8 180 亿美元，随着人口老龄化和平均寿命的增加，预计到2050年痴呆患者可能增加3倍，给社会和家庭都带来了严重经济负担。然而，至今AD 的发病机制仍不清楚。有研究［2］报道，幽门螺杆菌感染可增加AD 患病风险，并影响人们情绪、行为、认知功能等，提示幽门螺杆菌感染可能是AD 的潜在危险因素。幽门螺杆菌是一种微需氧的革兰阴性杆菌，1983 年首次从胃炎患者的胃黏膜组织中成功分离并培养。幽门螺杆菌除了分布于胃黏膜，还可存在于口腔的不同部位，如牙菌斑、唾液、口腔黏膜等［3］，是牙周炎、龋病、口腔黏膜病等口腔疾病的常见致病菌。已有越来越多的证据［4］表明，某些口腔疾病（如牙周炎）的致病菌可通过诱发全身炎症以及可直接入侵CNS 来影响AD 的发生发展。此外，口腔幽门螺杆菌还可随唾液吞咽进入胃肠道并导致胃食管反流、十二指肠溃疡等一系列胃肠道疾病。而胃肠道疾病导致的肠道菌群失衡则可通过免疫、内分泌以及迷走神经等途径参与肠-脑轴活动，进而促进或诱发AD［5］。现将口腔幽门螺杆菌感染影响AD发生发展的途径研究进展综述如下。

1 幽门螺杆菌感染与AD发生发展的关系

幽门螺杆菌感染与全身多种疾病密切相关。自2004 年BELLA 等首次提出关于幽门螺杆菌感染与痴呆的相关性之后，幽门螺杆菌感染和AD 的关系一直备受关注。BEYDOUN 等［6］通过对美国国家健康与营养调查Ⅲ进行一项回顾性队列研究，调查幽门螺杆菌血清阳性与AD 死亡率的关系，结果表明在男性中幽门螺杆菌血清阳性与AD 死亡率呈正相关，但这一结果仅限于男性且社会地位及收入均较高的人群。ALBARET 等［7］报道，幽门螺杆菌感染的C57BL/6 小鼠与未感染的小鼠相比，存在严重的胃炎及脑部促炎细胞因子如白介素（IL）-1β、IL-6、IL-4、IL-10、IL-17、肿瘤坏死因子（TNF）-α 和干扰素（IFN）-γ 升高，并且还发现幽门螺杆菌感染的小鼠脑组织中胶质纤维酸性蛋白（GFAP）免疫反应阳性细胞数量及胞体平均截面积显著大于未感染的小鼠。GFAP 是星形胶质细胞活化的标志物，仅存在于星形胶质细胞中，其表达的强弱可反映星形胶质细胞的功能状态。活化的星形胶质细胞可导致脑部炎性细胞因子表达上调，使Aβ 产生增加，影响AD进程［8］。WANG 等［9］发现，大鼠腹膜内注射幽门螺杆菌滤液可使大鼠海马和皮层中β 淀粉样蛋白42（Aβ42）和早老素2 水平升高以及大鼠的空间学习和记忆缺陷、海马树突棘发育迟缓。此外，有研究［10］发现，根除AD 患者消化系统中的幽门螺杆菌可提高患者5 年生存率，延缓AD 的进展，特别是在疾病的早期阶段。以上研究证据均显示了AD 与幽门螺杆菌感染之间的相关性，并提示幽门螺杆菌感染可能会加重AD的病理状态。

然而，日本的一项研究［11］通过对900 多例患者的观察，并没有发现幽门螺杆菌感染与AD 之间的联系，但在该研究中，AD 患者和对照组间年龄和性别的匹配度均不高，加之日本70岁左右普通人群幽门螺杆菌感染率本就较高，致使该研究结果争议较大。瑞典的一项对47 名AD 患者、59 名血管性痴呆患者和8 名轻度认知功能障碍（MCI）患者的研究［12］发现，AD 与血浆高同型半胱氨酸（Hcy）之间存在关联，但并未发现幽门螺杆菌抗体水平与AD 的相关性。

2 口腔幽门螺杆菌感染影响AD发生发展的途径

2.1 口腔幽门螺杆菌感染加重牙周炎并影响AD的发生发展 口腔幽门螺杆菌与许多口腔疾病密切相关，如龋病、口腔黏膜病、牙周炎等。牙周炎是成年人常见的口腔感染性疾病，是一种主要由革兰阴性致病菌引起的牙周支持组织的慢性炎症［13］。牙菌斑生物膜是牙周炎最主要的致病因素。学者们通过不同的检测方法证实了幽门螺杆菌存在于牙菌斑中，并且深度大于或等于5 mm的牙周袋可增加幽门螺杆菌血清阳性的概率，他们推测可能是牙周袋提供的厌氧环境有利于幽门螺杆菌生存［14］。ZHENG等［15］使用聚合酶链反应（PCR）技术检测70 例老年牙周炎患者牙菌斑中的幽门螺杆菌，结果表明龈下菌斑检出率明显高于龈上菌斑，且中、重度牙周炎组检出率明显高于轻度牙周炎组。HU 等［16］发现，口腔中幽门螺杆菌感染的部位其牙周袋更深、附着丧失更严重，并且牙周病原菌总数在幽门螺杆菌阳性样本总是高于幽门螺杆菌阴性样本。此外，一篇纳入了4 项病例对照研究和9 项横断面研究、总共6 800 例患者的 Meta 分析［17］表明，口腔幽门螺杆菌阳性患者发生牙周炎的风险是阴性患者的2.31 倍。随后的一篇Meta 分析也报告了类似结论，口腔Hp感染可使慢性牙周炎发病率增加3.42倍［3］。以上资料显示，幽门螺杆菌可存在牙菌斑中，且口腔幽门螺杆菌阳性率与牙周炎的严重程度密切相关，口腔幽门螺杆菌感染在牙周炎的发生发展中是一个很重要的因素。然而，口腔幽门螺杆菌在牙周炎中的致病机制目前尚不清楚，但明确的是口腔幽门螺杆菌可通过影响牙周组织炎症状态和改变龈下微生态来加重牙周炎患者的牙周组织破坏［16］。值得注意的是，目前已有大量研究表明牙周炎与AD 关系密切。有学者［18］报道，当患者探诊出血和附着丧失越严重、牙周袋探诊深度越深，其认知损害/痴呆的严重程度越重，并且发现重度牙周炎患者发生认知损害的风险是无牙周炎或轻度牙周炎患者的3 倍以上。但目前关于牙周炎与AD 相关性的机制尚未完全明确。研究［4，13，19］认为，牙周炎可能通过以下 3 种机制影响AD：①牙周致病菌及相关炎性因子进入循环系统，增加全身炎症负担，激活脑组织中的炎症级联反应，使神经胶质细胞激活导致神经元损伤；②牙周致病菌和（或）毒力因子如内毒素或牙龈素直接通过血流、周围神经等侵袭大脑引发神经炎症、促进AD 的进展；③牙周炎的最终结局牙齿脱落导致的咀嚼功能刺激的缺失，可能影响海马、神经元和胶质细胞功能，并且牙齿缺失导致的一氧化氮（NO）和诱导性一氧化氮合酶（iNOS）水平升高可能使脑血流降低，这些都可能引发或加重认知和行为障碍，影响AD 的发生发展。但具体机制还待进一步研究。

2.2 口腔幽门螺杆菌通过肠-脑轴影响AD 的发生发展 幽门螺杆菌有多种传染途径，包括口-口传播，经水、食物和粪便携带向口传播等，其中口腔是关键环节，当细菌通过多种途径进入到口腔当中，极有可能随唾液吞咽进入胃内导致胃部疾病及胃幽门螺杆菌再感染。另一方面，牙周炎牙菌斑内幽门螺杆菌达到一定负荷时，幽门螺杆菌便会从菌斑游离出来，患者饮食过程中也会将细菌带入胃肠道［20］。研究［21］发现，胃部幽门螺杆菌的DNA 序列与牙菌斑或唾液中幽门螺杆菌的DNA 序列有98%的一致性，表明从胃和口腔分离的幽门螺杆菌菌株的基因分型几乎是相同的，即口腔幽门螺杆菌与胃幽门螺杆菌具有高度同源性。一项Meta 分析［22］表明，胃幽门螺杆菌治疗联合牙周治疗与单纯胃幽门螺杆菌治疗相比较，联合治疗可使胃幽门螺杆菌的根除率显著提高，原因可能与口腔是除胃外的另一个幽门螺杆菌聚集地有关，所以联合治疗后可以更大效率清除幽门螺杆菌。

口腔幽门螺杆菌随唾液及食物进入胃肠道，可黏附于胃黏膜并上调胃上皮半乳糖凝集素3（Gal-3）的表达和分泌，Gal-3干扰巨噬细胞吞噬活性并损害其功能完整性，携带幽门螺杆菌抗原的巨噬细胞进入CNS，刺激机体产生免疫应答，进而影响AD；Gal-3还可介导T 细胞和胃上皮细胞产生IL-8，而IL-8 是CNS的神经毒性介质，可造成神经细胞损伤和死亡、小胶质细胞增生，与包括AD 在内的多种神经退行性疾病有关［23］。另一方面，幽门螺杆菌产生的代谢产物如胆汁酸，可以通过血液循环和迷走神经途径输送到大脑，这一过程破坏血脑屏障，引发氧化应激和炎症，导致β 淀粉样蛋白1-42（Aβ1-42）积累、Tau蛋白磷酸化和α-突触核蛋白聚集，最终导致神经元损伤、变性［24］。此外，幽门螺杆菌在胃内增殖后会导致维生素B12 和叶酸吸收障碍，从而导致5-甲基四氢叶酸甲基化失败，引起Hcy 血浆浓度升高，而高Hcy 血症被证明是AD 和其他痴呆的独立危险因素［25，6］。

口腔幽门螺杆菌感染可增加胃食管反流、十二指肠溃疡以及十二指肠炎等胃肠疾病的发生率［26］。研究发现，胃肠疾病患者的肠道菌群存在明显的紊乱。在正常情况下，肠道微生物与宿主共生，影响人体的营养、代谢、生理功能及免疫系统的发育。肠道微生物对于维持内环境稳定有着重要的作用，一旦宿主和微生物的这种平衡被打破，肠道菌群就可能导致疾病的发生或者促进疾病的发展。肠道微生物与肠道细胞直接接触，通过迷走神经系统或免疫系统到达大脑，并且肠道微生物的代谢副产物可激活肠道神经系统、干预肠道神经代谢物分泌系统、调节肠免疫系统等。多种直接和间接途径在肠道菌群和中枢神经系统之间维持着广泛的双向相互作用，这种肠和大脑之间的双向通信被称为肠-脑轴，涉及内分泌、免疫和神经通路。BRUCE-KELLER 等［27］对C57BL/6 小鼠分别进行10 周的常规喂养和高脂食物喂养，收集2组小鼠盲肠和结肠的微生物，移植到正常体质量但是因抗菌药物导致微生物缺乏的小鼠体内，结果发现移植了高脂组肠道微生物的小鼠在探索行为及认知行为方面具有明显的选择性破坏，并且小鼠肠道炎症反应和通透性以及中枢性炎性反应增多，说明高脂饮食导致的行为改变可能是因为改变了小鼠肠道菌群的组成成分，肠道微生物进而改变认知行为能力。脂多糖（LPS）是革兰阴性细菌细胞壁的主要成分，肠道菌群包含大量的革兰阴性细菌。正常情况下肠上皮细胞间存在紧密连接，LPS 不能进入血流，但当细胞紧密连接被破坏，肠渗透性增加时，LPS 可进入血流诱发炎性反应。ZHANG 等［28］发现，AD 患者血浆中 LPS 的浓度水平是正常人群的3 倍。AD 患者相比健康人群，肠道乳杆菌属的相对丰度存在明显降低趋势。研究［29］显示，幽门螺杆菌感染可改变人体肠道菌群正常结构，降低肠道内乳酸杆菌的丰度，而肠道乳杆菌属能够产生γ-氨基丁酸，具有认知保护功能。由此推测肠道微生物的失衡可能通过影响肠道功能、减少中枢神经保护性因子的合成等促进AD的发展。

2.3 口腔幽门螺杆菌通过口-鼻-嗅神经途径影响AD 的发生发展 OZDEK 等［30］采用巢式聚合酶链反应（PCR）方法在12例慢性鼻—鼻窦炎（CRS）患者中检测到4 例存在幽门螺杆菌DNA，首次报道了CRS患者鼻窦黏膜存在幽门螺杆菌，并且他们还提出幽门螺杆菌感染可能是CRS病因。CRS是一种持续的炎症反应，可引起鼻塞、面部疼痛/压迫，造成嗅觉减退或丧失。嗅觉系统功能障碍会导致神经变性，而超过90%的AD 患者存在嗅觉功能障碍。VELA⁃YUDHAN 等［31］使用美国宾夕法尼亚大学嗅觉识别测验（UPSIT）对早发性阿尔茨海默病（EOAD）和早发性轻度认知障碍（eoMCI）患者以及与之年龄匹配的正常人进行测试，结果发现EOAD 组与其他两组相比在认知水平和嗅觉识别等方面表现显著降低，并且在EOAD 组中，嗅觉识别能力与注意力、执行功能和实践能力相关。有研究［32］发现，对小鼠实施去嗅球手术5周后，小鼠表现出AD 神经变性的主要行为特征，包括空间记忆减退、大脑Aβ 水平升高和能量代谢紊乱、线粒体功能严重障碍等现象，这与转基因动物家族性AD 模型和散发性AD 患者相似。口腔被认为是人类和动物主要的幽门螺杆菌“永久常驻地”，牙菌斑和唾液是幽门螺杆菌的主要藏身地点，口腔幽门螺杆菌通过口腔定植于鼻黏膜，可能对嗅觉系统功能造成一定的影响，进而导致AD 的相关病理改变。另一方面，口鼻嗅觉系统是病原体进入大脑的直接通道，口腔幽门螺杆菌可能藉由嗅觉通路进入大脑，进而通过先天性和适应性免疫反应以及与幽门螺杆菌相关的代谢产物和氧化应激影响AD的病理生理［1］。

综上所述，口腔幽门螺杆菌感染与AD 的发生发展存在一定关系。一方面，口腔幽门螺杆菌可能通过影响牙周炎的发生发展来加重脑组织炎症，引发神经变性；另一方面，口腔作为消化道的门户，口腔幽门螺杆菌可进入胃肠道影响肠道菌群的平衡，破坏肠道机械屏障，干扰机体免疫功能，减少中枢神经保护性因子的合成，从而影响AD；再者，还可能通过对嗅觉功能产生影响或通过口鼻直接入脑，诱发或加重AD。因此，口腔幽门螺杆菌在AD 发展过程中的作用不可忽视。然而，目前对口腔幽门螺杆菌感染与AD 相关性的认识有限，井没有大量临床病例数据来确认和阐明病菌是通过何种机制影响AD的。未来的研究可以通过建立口腔幽门螺杆菌诱导AD 的动物模型，以证明两者之间的关系，以及口腔幽门螺杆菌进入脑组织后，如何通过免疫机制引发神经退行性病变，从而为通过控制口腔幽门螺杆菌感染来预防AD提供理论和临床依据。