阴道加德纳菌致病机制及妊娠期致病性研究进展

邢丽枝，刘丹，罗伟，杨心茹，何荣霞

1 兰州大学第二临床医学院，兰州730030；2 兰州大学第二医院

阴道加德纳菌的首次提出是在1953 年，并在1980 年被正式命名［1-2］。细菌性阴道病（BV）是一种慢性且易复发的疾病，而阴道加德纳菌作为BV 的重要致病菌之一，同时也参与多种疾病的发生发展。研究者关于加德纳菌的临床意义一直争论不断［3］，近期动物模型研究表明，包括加德纳菌在内的多种微生物之间的相互作用是导致BV 发病的基础［4］。因此，探究阴道加德纳菌的生物特性及致病机制，才能更好地了解BV 及其他不良健康结局的发展过程。本文对近年来阴道加德纳菌致病机制及妊娠期致病性相关研究进行综述，为未来阴道微生态研究提供更多的理论基础和新的研究方向。

1 阴道加德纳菌的致病机制

近年研究发现，阴道加德纳菌感染后的致病性与各种毒力因素及致病因素有关，如生物膜的形成和初始黏附、唾液酸酶和阴道溶细胞素的产生、炎症介质对细胞的毒性作用等［3，5-9］。

1.1 微生物生物膜的形成 BV发生的一个重要标志是生物膜的形成［4］，该生物膜以胞外聚合物基质为基础，将细菌紧密排列形成一种三维结构［10］，从而能够在细菌致病过程中提供保护，帮助细菌抵抗外界环境损伤。阴道加德纳菌被认为可能是启动BV多微生物生物膜形成的初始锚点［11］。有学者通过建立体外模型，运用荧光原位杂交技术观察发现，当阴道感染加德纳菌达到一定的密度时，可以触发群体效应，使具有致病性的加德纳菌基因表达，进而介导菌毛黏附在阴道上皮，并且促进其他微生物的附着和结合，成为其他微生物附着的支架［12-13］。加德纳菌还可以在此基础上释放各种信号分子来调节基因的表达，进而形成多微生物的生物膜。并且，与BV相关的其他厌氧菌相比，加德纳菌所形成的生物膜要比其他生物膜更厚［14］。KHAN 等［15］通过对加德纳菌的亚群进行研究表明，加德纳菌A、B、C、D 亚群可以在生物膜中共同生存，但亚群的混合并不会促进生物膜的形成。此外，有学者分别通过PCR 和RNA测序的方法，发现与BV 相关的加德纳菌在作为生物膜生长时会改变其转录组特征，可能对生物膜的持久性和细胞毒性起着至关重要的作用；同时，生物膜中vly 低表达和基因突变与黏附效应之间可能存在一定相关性，可以使感染逐渐发展成一种慢性疾病，并可作为一种抵御宿主免疫反应的方式［5，16］。

1.2 促炎细胞因子及其他毒力因子的产生 众所周知，肿瘤坏死因子α（TNF-α）在促炎细胞因子的释放中发挥关键作用，它与白细胞介素（IL）1β 一起，通过诱导促炎基因表达，启动炎症介质级联，并可能在这一过程中发挥协同作用。宫颈、阴道中的IL-1β水平增高也与水解酶、唾液酸酶和脯氨肽酶的产生有关，这些酶可以降解一些黏膜保护因子。IL-8 是一种强大的中性粒细胞趋化剂和激活剂。IL-6是调节炎症的急性期蛋白合成的强效诱导剂。最新研究表明，阴道加德纳菌感染组促炎细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-8、IL-6 水平明显升高［9，11，17］。有学者［18］制作了HeLa 细胞感染模型，结果显示，加德纳菌通过诱导IL-1β、IL-6、TNF-α和IL-8的产生而引发炎症反应，但由于加德纳菌等厌氧菌异常增殖使脯氨酸氨肽酶、黏蛋白水解酶等活性显著增强，使BV 表现不出明显的炎症病理变化。

唾液酸酶能够破坏对阴道上皮有保护作用的黏液层，水解唾液酸黏膜聚糖［6，19］。研究人员通过感染HeLa 细胞发现，病原体可利用这种唾液酸，黏附在细胞表面作为营养来源，也可以改变正常的黏膜屏障和免疫反应；而且，唾液酸酶的产生也与阴道加德纳菌介导的IL-1 的作用有关［9］。先前研究推测唾液酸酶的活性来自于唾液酸酶基因（NanH）1，但最近的唾液酸酶活性相关研究发现，加德纳菌具有三种唾液酸酶，即NanH1、NanH2 和NanH3，而NanH2 和NanH3 可能是加德纳菌唾液酸酶活性的主要来源［20］。

还有实验证实，阴道加德纳菌主要的致病毒力因子是溶细胞素，其可以通过降低机体对细菌的免疫应答反应，利于细菌在阴道的慢性定植，从而提高细菌对不利环境的适应能力；而且，疾病发生的各环节、临床症状、持续时间等可能都与溶细胞素的细胞毒性存在一定相关性［16，21］。ROSELLETTI 等［14］研究表明，加德纳菌在BV 致病期间直接参与了阴道上皮细胞的凋亡过程，这一过程是通过Caspase-3的激活介导的。这也为BV 状态下阴道上皮细胞脱落增加这一现象提供了相对合理的解释。

1.3 其他微生物的定植 临床研究发现，机体感染阴道加德纳菌可能促进其他部位细菌的定植，导致其他部位感染甚至更加严重的全身感染。阴道加德纳菌可能通过影响其他微生物的丰富度或致病性来发挥作用。

BV有一种特有的鱼腥味，这是阴道菌产生的胺所导致的气味。GILBERT 等［22］研究发现，加德纳菌自身不能产生胺，但可以释放大量的丙酮酸和氨基酸，而普雷沃菌属可以降解氨基酸产生大量的胺，而普雷沃菌与加德纳菌同时感染后1 d 内普雷沃菌的阴道滴度升高。RANDIS 等［23］也发现阴道加德纳菌生物膜与普雷沃菌之间存在着共生关系，提示加德纳菌与普雷沃菌之间存在协同生长作用。CASTRO等［12］的实验表明，阿托普菌可能利用了加德纳菌在阴道生态系统中而生存，并且它们之间的共生关系增加了这两种细菌的耐药性及加德纳菌毒力相关基因的表达。还有学者认为，加德纳菌与阿托普菌在BV相关生物膜的产生中具有协同作用，是阴道上皮生物膜的重要成分［24］。

尽管引起阴道炎和泌尿道感染的微生物群存在差异，但研究表明，女性阴道炎患者更有可能发展为泌尿道感染［25］，并且在适当的隔离条件下，可从尿液中检出阴道炎相关致病菌［25-27］。已有多项研究验证了加德纳菌与大肠杆菌的相互作用与泌尿生殖系统的感染有关，甚至可能导致急性肾损伤，其可能的机制是通过IL-1 受体介导炎症反应［24-25］。对于不同种、亚种或菌株的加德勒菌所致泌尿道感染的病理生理特征的差异，还未有进一步研究明确。

2 妊娠期阴道加德纳菌的致病性

阴道加德纳菌定殖的程度是细菌上行感染的一个重要因素。大量临床数据显示，从围产期感染BV患者的子宫内膜、胎盘、羊膜中可以分离出阴道加德纳菌和其他与BV相关的细菌［14，22，29］，BV可导致不良妊娠结局，包括流产、早产、胎膜早破及围产期感染等［30-32］。国内外学者对早产孕妇的阴道微生物进行研究，发现阴道加德纳菌等厌氧菌的数量增加［33-35］；通过对比分析自然流产患者和正常妊娠妇女的阴道微生物菌群组成，发现两组在BV 相关细菌分布上存在差异［30-31］，但对于具体致病机制尚未明确。

阴道加德纳菌是诊断BV 最常见的细菌。国外学者建立了感染阴道加德纳菌的小鼠模型，发现小鼠子宫颈阴道内可溶性上皮型钙黏蛋白显著增加，可溶性上皮型钙黏蛋白被认为是子宫颈上皮重构的生物标志物；同时甲状腺转录因子1 基因表达也增加，该基因已被证明在子宫颈上皮重构过程中发挥了重要作用［36］。因此，学者推测加德纳菌在妊娠早期感染时会促进宫颈软化，促使宫颈上皮重构，进而诱发流产和早产。然而这些模型也存在明显的局限性。实验室小鼠的阴道微生物群与人类存在一定差异［37］，将影响实验数据的准确性。如果在研究中使用非人类的灵长类动物，又可能带来更多挑战、费用及伦理问题。但是由于非人类灵长类动物的阴道微生物群落与人类更为相似［38］，因此，与其他动物模型相比，非人类灵长类动物实验模型具有明显优势。

虽然妊娠期感染BV 会增加不良妊娠结局的风险，但加德纳菌作为BV 中的主要致病菌，它在妊娠期导致不良妊娠结局过程中所起到的具体作用尚未明确；同时，加德纳菌在形成生物膜、释放毒力因子、促进其他微生物定植等方面的致病性与不良妊娠结局之间是否存在直接联系，目前仍不可知。国内外对于加德纳菌致病机制的研究主要集中于BV 患者，对妊娠期加德纳菌感染的相关研究相对较少。

综上所述，阴道加德纳菌可黏附于阴道上皮，促进多微生物生物膜的形成，促进多种促炎细胞因子、唾液酸酶及阴道溶细胞素等毒力因子的释放，从而影响机体的免疫反应；通过释放某些信号来改变相关基因表达，同时与阴道微生态中某些微生物相互作用来改变阴道微生物群落组成，导致各种不良结果。但是关于加德纳菌在共生和非共生状态下的作用及不同基因型加德纳菌的毒力作用等方面，仍缺乏相关的依据和理论，需要进一步加强对加德纳菌表型、基因型及致病机制的研究。此外，由于妊娠期的特殊性，关于阴道加德纳菌在妊娠期致病作用的研究相对较少，对于药物预防妊娠期BV 的发生及早期筛查BV 相关细菌感染的意义，相关证据仍然缺乏，这或许也是未来妊娠期阴道微生态相关研究的一个新的方向。