幽門螺桿菌是慢性活動性胃炎的病原菌，是消化性潰瘍的重要致病因子，并與胃癌和胃黏膜相關(guān)淋巴細胞淋巴瘤的發(fā)生有密切關(guān)系。流行病學(xué)調(diào)查顯示，全球大約有50%的人群感染幽門螺桿菌，且發(fā)展中國家的 幽門螺桿菌感染率普遍高于發(fā)達國家 幽門螺桿菌感染率。幽門螺桿菌的來源和其傳播方式目前還不清楚，較為可能的傳播方式有糞―口或口―口傳播。近年研究發(fā)現(xiàn)，幽門螺桿菌在體內(nèi)外各種不利因素的作用下可發(fā)生形態(tài)變異，由螺旋體轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐误w。該球形體是一種有活力但不能培養(yǎng)成活（viablebutnoculturablestage,VNC）的幽門螺桿菌形態(tài)變異體，可能在幽門螺桿菌感染的傳播途徑及其相關(guān)性消化系統(tǒng)疾病的復(fù)發(fā)中發(fā)揮重要作用。本文根據(jù)近年來國內(nèi)外的相關(guān)資料，就球形體的超微結(jié)構(gòu)、遺傳學(xué)特征、生化代謝、體外培養(yǎng)、動物模型等研究現(xiàn)狀綜述如下。

    1 幽門螺桿菌球形體的誘變因素

    體內(nèi)外各種不利于幽門螺桿菌生長、繁殖的因素均可誘導(dǎo)幽門螺桿菌由螺旋體轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐误w。這些因素包括：（1）氧濃度的改變：幽門螺桿菌是一種專性微需氧菌，其生長環(huán)境最適宜的氧濃度為5%——8%.氧濃度過高（如在大氣環(huán)境中）或過低（如在厭氧環(huán)境中）都可導(dǎo)致幽門螺桿菌由螺旋體向球形體轉(zhuǎn)變。（2）培養(yǎng)時間的延長：隨著培養(yǎng)時間的延長，培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分不斷減少，毒性產(chǎn)物不斷增加，螺旋體的幽門螺桿菌也逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐误w。一般幽門螺桿菌培養(yǎng)5d后即可觀察到球形體，2周后全部幽門螺桿菌均可轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐误w。（3）藥物的作用：多種亞抑菌濃度的抗生素，如氨芐西林、紅霉素、甲硝唑等，以及質(zhì)子泵抑制劑和鉍鹽都能誘導(dǎo)幽門螺桿菌從螺旋體轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐误w，且抗生素對球形體的誘導(dǎo)作用比延期培養(yǎng)時更快。藥物對球形體的誘導(dǎo)率依次為：β-內(nèi)酰胺類和紅霉素>次枸櫞酸鉍>次水楊酸鉍>膽鹽。（4）氧化亞氮（一氧化氮，NO）的生成：體外研究發(fā)現(xiàn)NO能誘導(dǎo)幽門螺桿菌螺旋體快速轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐误w，提示胃炎患者體內(nèi)NO合酶活性的增高，可以導(dǎo)致胃內(nèi)的幽門螺桿菌發(fā)生形態(tài)變異。除上述四種誘變因素外，幽門螺桿菌生長環(huán)境中溫度的變化或pH值的升高，也能誘導(dǎo)球形體的產(chǎn)生。

    2 幽門螺桿菌球形體的超微結(jié)構(gòu)

    正常情況下，幽門螺桿菌表現(xiàn)為螺桿狀，其長度為2——3μm,具有微絨毛和帶鞘的鞭毛，菌體可借助它們游動。球形體直徑一般只有0.8——1.0μm,形態(tài)上和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了一些變化。螺桿狀菌的細胞壁和細胞膜在整個菌體上都緊貼在一起，細胞壁被細胞被膜覆蓋，外部嗜鋨物質(zhì)比內(nèi)層有較高的電子密度，菌體兩端的超微結(jié)構(gòu)也不同，在鞭毛端，細胞膜內(nèi)表面下可以看到一些低電子密度物質(zhì)。球形體的外層細胞壁和細胞膜通常是部分分開的，細胞質(zhì)濃縮，電子密度高，特別是膜與壁分離較大時更是如此。細胞質(zhì)和染色體有一些微小的退行性變，細胞壁嗜高鋨物質(zhì)的內(nèi)外層和退化的細胞質(zhì)有相同的電子密度。掃描電鏡證實球形體表面具有螺桿狀菌沒有的輕微褶皺。懸浮于4℃水中7d的幽門螺桿菌，電鏡顯示大部分呈球形，有多根清晰的鞭毛，提示其仍有動力。球形體的亞細胞結(jié)構(gòu)以及完整的雙層膜結(jié)構(gòu)都表明它是具有生命活性的。在電鏡下發(fā)現(xiàn)球形體細胞漿中具有多聚磷酸鹽，多聚磷酸鹽是細胞重復(fù)的能源及合成DNA和RNA的磷的來源，它的存在能使核酸延緩分解，細胞內(nèi)的核酶和ATP水平可相互調(diào)節(jié)。螺旋體和球形體在細胞漿中都含有結(jié)晶狀的鐵包涵體。鐵是H.pylori必需的生長因子，病原體侵襲組織引起損傷的能力通常與鐵消除力有關(guān)。幽門螺桿菌能與人乳鐵蛋白結(jié)合，球形體結(jié)合乳鐵蛋白的能力明顯高于螺旋體，提示球形體同樣具有與哺乳動物細胞外基質(zhì)粘連然后進一步定植、致病的能力。

    3 幽門螺桿菌球形體的遺傳學(xué)特征

    She等從消化性潰瘍患者胃粘膜中分離出3株幽門螺桿菌，在甲硝唑作用下使其發(fā)生球形變，通過SDS-PAGE分析表明，Mr超過74000的蛋白含量減少，通過Western免疫印跡法證實Mr125000處蛋白條帶減弱，而在110000和63000處增強。PCP和PCR-SSCP的分析結(jié)果證明，盡管形態(tài)學(xué)上由螺旋體轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐误w，但幽門螺桿菌重要的基因ureA、ureB、hapA、vacA、cagA仍然存在，hapA和vacA基因發(fā)生了點突變。因此，球形體有可能在適宜的環(huán)境條件下恢復(fù)毒力引起疾病復(fù)發(fā)。Sisto等也證實，H.pylori培養(yǎng)31d后，球形體的RNA和DNA水平均下降，但仍具有ureA,cagA,vacA基因。PCR隨機擴增多形性DNA圖譜分析技術(shù)表明發(fā)生形態(tài)學(xué)轉(zhuǎn)變的幽門螺桿菌具有相似的DNA譜帶。這些研究提示，球形體的遺傳學(xué)基礎(chǔ)未發(fā)生改變，它有具有潛在的致病能力，幽門螺桿菌感染經(jīng)抗生素治療后的復(fù)發(fā)很可能與其球形變有關(guān)。幽門螺桿菌螺旋體向球形體轉(zhuǎn)變的過程中，核糖體RNA發(fā)生了不隨機斷裂，這種機制對于細菌的生長、存活有著重要作用。近來研究認為，球形變時mRNA水平的下降與23SrRNA非隨機斷裂的方式有關(guān)，幽門螺桿菌螺旋體和球形體中毒力基因的表達受到不同方式的調(diào)控。

    生化代謝是細菌生命的基本特征、代謝的活躍程度與細菌的繁殖及生存能力密切相關(guān)。當(dāng)幽門螺桿菌由螺旋體向球形體轉(zhuǎn)換過程中，其ATP水平下降了約1000倍。有研究顯示幽門螺桿菌球形體可攝取5-溴脫氧核苷以合成DNA,提示球形體具有代謝活性。酶學(xué)分析表明，幽門螺桿菌球形體及螺旋體的堿性磷酸酶和酸性磷酸酶均為陽性，產(chǎn)生尿素酶的能力隨著培養(yǎng)時間的延長而逐漸減弱。培養(yǎng)至120d時，在細菌抑制外界過氧化氫過程中有重要作用的過氧化氫酶仍為強陽性，球形體產(chǎn)生較強的過氧化氫酶有助于自身的生存。

    Mizoguchi等報道，球形體在4℃的PBS緩沖液和蒸餾水中保持100d仍具有合成蛋白的能力，保持在蒸餾水中20d后的球形體在酸性pH誘導(dǎo)下可表達幾種蛋白，這可能和向螺旋體轉(zhuǎn)化的生物學(xué)過程有一定的聯(lián)系。

    4 幽門螺桿菌球形體的體外培養(yǎng)

    在不良條件下，如營養(yǎng)缺乏、有氧培養(yǎng)、延長培養(yǎng)時間、pH降低、升高溫度或抗生素處理都可使幽門螺桿菌轉(zhuǎn)變?yōu)榍蛐误w。球形體處在一種靜止?fàn)顟B(tài)，雖有ATP活性，但很難生長，被廣泛稱為有基本呼吸活性但不能培養(yǎng)成活的狀態(tài)（viablebutnoculturalbestage,VNC）。Nilsson等將肉湯培養(yǎng)基中的幽門螺桿菌用吖啶橙染色后觀察其形態(tài)，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)2天后，96%幽門螺桿菌為螺桿狀，培養(yǎng)4d后開始發(fā)生球形變，雖然未見繁殖，但這一時間足以使其在傳播中發(fā)揮作用。國內(nèi)有學(xué)者在持續(xù)數(shù)月的液體培養(yǎng)中捕捉到3株球形體在室溫下返祖，提示環(huán)境中的異形幽門螺桿菌或治療后變形幽門螺桿菌的回復(fù)可能是感染或復(fù)發(fā)的機制。各研究者報道的幽門螺桿菌在體外向球形體轉(zhuǎn)化所需的培養(yǎng)時間以及轉(zhuǎn)化率均有所不同，這可能是由于培養(yǎng)的條件差異所引起的?？股伢w外誘導(dǎo)可產(chǎn)生球形體，β-內(nèi)酰胺類抗生素作用下的幽門螺桿菌轉(zhuǎn)化率幾乎為100%,這可能與該類抗生素主要影響細菌的細胞壁有關(guān)。Brenciaglia等發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)4周的幽門螺桿菌用抗生素作用24h后仍可繼續(xù)存活，這種仍具生命活性的球形體有可能導(dǎo)致治療后的復(fù)發(fā)和幽門螺桿菌在人群中的傳播。

    5 幽門螺桿菌球形體與細菌L型的區(qū)別

    大多數(shù)細菌在體內(nèi)外不利因素的作用下可以形成細胞壁缺陷的變異型，稱為細菌L型。革蘭陰性菌形成的細菌L型又稱為原生質(zhì)球（spheroplast）。國內(nèi)有些學(xué)者根據(jù)幽門螺桿菌球形體的誘變因素（如抗生素、延期培養(yǎng)等）與細菌L型的形成條件相似，以及部分幽門螺桿菌球形體存在細胞壁缺陷的現(xiàn)象，認為幽門螺桿菌球形體就是幽門螺桿菌L型。但國外有研究發(fā)現(xiàn)幽門螺桿菌球形體與幽門螺桿菌原生質(zhì)球之間存在很明顯的差異。Sorberg等在研究藥物對幽門螺桿菌形態(tài)的影響時發(fā)現(xiàn)，幽門螺桿菌原生質(zhì)球的主要誘導(dǎo)劑是β-內(nèi)酰胺類抗生素，而幽門螺桿菌球形體則可由β-內(nèi)酰胺類抗生素、紅霉素和鉍劑等多種藥物誘導(dǎo)產(chǎn)生，并且阿莫西林誘導(dǎo)幽門螺桿菌螺旋體轉(zhuǎn)變?yōu)樵|(zhì)球的速度比紅霉素和甲硝唑?qū)τ拈T螺桿菌球形體的誘導(dǎo)速度快得多。顯微鏡下，幽門螺桿菌原生質(zhì)球比幽門螺桿菌球形體大。吖啶橙染色顯示，幽門螺桿菌原生質(zhì)球呈橙色，而延長紅霉素和甲硝唑的作用時間能使幽門螺桿菌球形體由橙色轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色。RNA含量多于DNA的細胞染成橙色，RNA大量降解而DNA正常的細胞染成綠色，說明隨著藥物作用時間的延長，幽門螺桿菌球形體的RNA含量逐漸減少，生存活力逐漸降低幽門螺桿菌原生質(zhì)球在肉湯培養(yǎng)基中培養(yǎng)時能回復(fù)為螺旋體，但目前尚無研究證明幽門螺桿菌球形體培養(yǎng)時能回復(fù)為螺旋體。由此可見，幽門螺桿菌球形體并不是細菌L型，而是一種特殊的幽門螺桿菌變異型。

    6 幽門螺桿菌球形體感染的動物模型

    消化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的差異使人的幽門螺桿菌在動物體內(nèi)難以感染，但幽門螺桿菌球形體感染的動物模型的研究已取得了一定進展。已有研究表明，球形幽門螺桿菌可在小鼠胃內(nèi)定植、繁殖并引起胃炎。提示球形體可能是慢性胃炎及消化性潰瘍復(fù)發(fā)的主要原因及感染傳播中的重要環(huán)節(jié)。通過胃癌的流行病學(xué)研究顯示，幽門螺桿菌的陽性率極低，而球形體的檢出率可高達77.2%,表明幽門螺桿菌可以球形體的形式存在于胃癌變組織中，但它與胃癌之間的因果關(guān)系仍不清楚。近來有報道，從動物胃粘膜成功地培養(yǎng)出有致病性的球形體，但這種球形體與最初的螺桿菌的關(guān)系并不明確。Cellini等將培養(yǎng)20d后球形變的幽門螺桿菌接種于Balb/c小鼠，2周后在其胃中檢出了螺旋體，推測幽門螺桿菌的球形體具有活性，在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)槁輻U菌。但Eaton等同時將典型的幽門螺桿菌和球形體接種于悉生小豬，僅典型的幽門螺桿菌定植成功。這可能與球形體的粘附能力減弱，尿素酶活性下降等因素有關(guān)。

    7 結(jié)語

    自1983年發(fā)現(xiàn)幽門螺桿菌以來，作為世界范圍內(nèi)的傳染病和頭號致癌因子，已引起醫(yī)學(xué)界和生物學(xué)界的廣泛重視。深入研究幽門螺桿菌球形體的毒力和分子生物學(xué)特征，及其在疾病的感染和治療后復(fù)發(fā)中所起的重要作用，進一步完善幽門螺桿菌球形體的動物模型，將有助于了解幽門螺桿菌的傳播途徑、感染致病的多樣性機制以及抗生素治療后的復(fù)發(fā)等問題，從而為臨床提供防止依據(jù)。