HP-IGY抗体疗法:幽门螺杆菌治疗新路径

 IgY技术     |      2021-03-12

我国幽门螺旋杆菌感染率超过50%,人数高达八亿以上,每年需要进行治疗者不少于9000万人。幽门螺旋杆菌感染是造成胃炎,胃溃疡,十二指肠溃疡和胃癌的主要原因。幽门螺旋杆菌被世界卫生组织确定为一类致癌物质,胃癌死亡的患者中有95%以上感染了幽门螺杆菌。我国是胃癌高发国家,全球每年新增胃癌患者和每年因胃癌死亡患者一半来自中国。预防治疗幽门螺旋杆菌感染是降低胃癌发生率的关键。(《中国胃癌流行病学现状》, 2017)


1.幽门螺杆菌的治疗现状:耐药性增加,根除率下降

基于《第五次全国幽门螺杆菌感染处理共识》,幽门螺旋杆菌治疗仍然以四联化学药物疗法为主。从1999年的海南共识,一直到2016年第五次共识,五版共识推荐的HP治疗方案从三联变为四联,疗程从7d、10d增至14d。然而,由于耐药性的增加,即使在用药量和疗程都有所增加的情况下,HP根除率已从最初的97%下降到目前不足70%。


2.幽门螺杆菌化学药物治疗的局限性

除了根除率的下降,目前化学药物疗法还存在着一定的局限性:针对化学药物反复治疗失败的人群、必须接受治疗的儿童感染者、肝肾功能障碍者、哺乳期妇女等特殊人群,目前在使用化学药物疗法时都必须极为慎重,或不建议治疗。


3.幽门螺杆菌的治疗需要寻找新路径

无论是Masstricht V共识、多伦多共识及国内最新发表的共识,推荐的疗程最多为14d。这说明面对反复治疗失败的患者,通过增加化学药物的疗程和剂量都是很有限的。北京大学第一医院的胡伏莲教授曾表示:对于多种抗生素过敏,有肝肾疾病、小孩、哺乳期患者等,我们应拓展研究适用于这些特殊人群的“非抗生素疗法”。这是我们努力的目标,也是幽门螺杆菌治疗进一步发展和开拓的必由之路。因此,胡伏莲教授在2018年10月在全国第13届HP临床论坛上提到:幽门螺杆菌治疗瓶颈时期需要开拓“幽门螺杆菌治疗新路径”。


我们认为“幽门螺杆菌治疗新路径”应当至少具备以下特征:

1.毒副作用小:具有足够的安全性

2.针对性强:既只针对性清除幽门螺杆菌,能够有效的降低幽门螺杆菌的毒性、活跃性

3.适用人群广泛:要能够有比较广泛的适用人群,至少要包括难治性幽门螺杆菌患者,儿童、哺乳期患者、肝肾功能障碍者等

4.可持续/可反复使用:对复染者,或者病症严重的患者可以长时间服用,或者反复使用

在现有的各项新方案中,幽门螺杆菌卵黄抗体(HP-IgY)完全符合上述的四点特征。


4.幽门螺杆菌卵黄抗体(HP-IgY)

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△IgY结构示意图


5.什么是卵黄抗体(Immunoglobulin of yolk , IgY)?

卵黄抗体最早由德国莱比锡医生在1893年发现,是鸡血清 IgG 转移到卵黄中形成的一种多克隆抗体,也是蛋黄存在的唯一一种免疫球蛋白。由于其分子结构和生物学上的优势使其成为制备抗体的热门研究领域。通过免疫注射产蛋鸡,即可由其生产的蛋黄中获取相应的抗体,并可用于相应疾病的治疗和预防,这类制剂称为卵黄抗体(IgY)。(Zajac et al, 2017)


HP-IgY是用幽门螺杆菌为抗原对产蛋母鸡进行注射,从其蛋黄中获得幽门螺杆菌卵黄抗体 (张璐等,2017)。大量试验研究表明HP-Igy能够针对性地清除幽门螺杆菌,并对胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡等炎症反应具有明显的抗炎作用。


6.HP-IgY幽门螺杆菌卵黄抗体作用机理
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6-1.杀菌作用:IgY与细菌细胞壁相互作用。

张茜的研究表明(2013): IgY与菌体表面脂多糖发生类抗原抗体结合的反应,然后通过静电等作用,改变菌体疏水性,阻碍脂多糖发挥保护作用,从而逐渐造成菌体细胞壁松散和细胞膜的破裂,进而造成了菌体的死亡。


姚营(2015)的研究表明: IgY与菌体结合后,卵黄抗体通过改变菌体表面电荷性质,从而使巨噬细胞更容易接近和吞噬细菌,增强了巨噬细胞的吞噬作用。


Yamashita Y(2010)的研究表明:Vac A是由幽门螺杆菌分泌的毒素,被认为是重要的毒力因子之一。对幽门螺杆菌感染的沙鼠进行的实验表明,特异性IgY导入使得VacA活性降低,并因此观察到动物活力增加。


在段宝健2009年 的文献综述中提到Weeks等人(2000)发现位于HP细胞膜表面存在一种专门负责调节胞质内尿酶产生的蛋白质-urel,urel起“质子通道”作用,可控制进入细胞的胃酸量。研究表明,含抗HP特异性IgY的高免蛋黄可破坏urel,使菌体失去酶保护膜,无法在胃中强酸环境下存活,从而有效消灭HP。


6-2.抑菌作用:

张茜的研究表明(2013): 卵黄抗体可黏附于菌体的菌毛上,使之不能黏附于胃壁粘膜上皮细胞,从而降低菌体的致病性、抑制细菌的生长繁殖。


Yang等人(2012)的实验中也观察到HP IgY在体外可以完全抑制幽门螺杆菌的生长。


6-3.抗炎作用:

HP IgY可以有效抑制Th2型免疫反应因子白介素四(IL-4)和白介素五(IL-5)的分泌。降低炎症反应,加速溃疡面的愈合,有利于缓解胃部不适症状。(陈昌平,等.2009)


HP IgY可促进伽马干扰素(IFN-γ)分泌。IFN-γ是Th1型免疫反应因子,能够增强人体对病原菌的免疫力,具有免疫调节功效,且可降低发炎反应的产生。因此,HP IgY亦可用于常人的日常保健,或针对免疫功能不佳的虚弱个体的免疫功能改善。(余斌,2006, 陈昌平,等.2009)

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IgY不能通过胃屏障,这为IgY在消化系统中被动免疫病原病毒和细菌提供了可能性。口服IgY可以用于被动免疫治疗或预防消化系统疾病。 (Müller, 等2015)


可通过淋巴细胞和中性粒细胞浸润的程度来降低幽门螺杆菌诱导的胃粘膜损伤,在沙鼠实验模型中可以成功治疗幽门螺杆菌相关性胃炎。(祝捷,等.2013; 吕丹杨,等. 2009)


幽门螺杆菌感染会导致胃绒毛变性和脱落,在Yang等人的实验(2012) 中证明HP IgY可以显着改善小鼠胃中的绒毛病变,恢复正常特征,改善炎症。 (Yang, 2012)

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△上图为感染幽门螺旋杆菌的小鼠胃粘膜显微镜检查结果:在100-200mg/kg剂量时,HP IgY可使得小鼠胃绒毛恢复到近似正常特征


综上所述,幽门螺杆菌卵黄抗体(HP-IgY)能有效减少相关性胃部炎症反应,有效杀灭、抑制幽门螺杆菌。对于由幽门螺杆菌引起的胃炎、胃溃疡、十二指肠溃疡具有标本兼治的作用。


大量研究表明,幽门螺杆菌卵黄抗体有望成为替代抗生素治疗的有效方案。


7.大量国内外学术论文显示HP IgY幽门螺杆菌卵黄抗体可以替代抗生素治疗

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随着目前幽门螺杆菌抗生素耐药性的增加,寻找抗生素治疗的替代方法非常重要。目前最合理的解决方案似乎是基于anti-VacA,或anti-UreB-Igy的治疗方法(即HP IgY)。该方法不仅能预防幽门螺杆菌感染,也减少感染后的炎症影响。由于两者都是hp的常见标志物,因此,使用特异性卵黄抗体HP IgY可有利于预防和治疗幽门螺杆菌感染,使用IgY口服免疫会对抵抗胃癌有明显作用。


△上图为Zajac等人发表IgY Antibodies for the Prevention and Treatment of Helicobacter pylori Infections. 2017


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△上图为黄素晶等人发表 卵黄抗体 IgY 应用于医药领域的研究进展


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结论: 

IgY在抑制幽门螺杆菌感染方面特别成功,可以作为抗生素治疗的替代方法。


△上图为Malekshahi ZV等人发表Treatment of Helicobacter pylori infection in mice with oral administration of egg yolk-driven anti-UreC immunoglobulin.

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本研究证明,这两种特异性IgY抗体在体外和体内对HP代谢均有积极作用,并有望进一步成为治疗HP感染的新靶向药物。目前我国市场上还没有用于人体治疗的IgY产品,主要原因是目前还没有有效的方法来解决胃酸、胃蛋白酶和其他因素。本课题组证明,在IGY和硫糖铝的协同保护作用下,我们为HP的胃肠道靶向给药提供了有效的解决方案。


△上图为Baoning Wang等人发表的 Preparation of specific anti-Helicobacter pylori yolk antibodies and their antibacterial effects

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IgY技术是当今生命科学领域中一个快速发展的方向。它可能不再只是一个未来的愿景。… IgY卵黄抗体的使用为减少抗生素治疗消化系统细菌感染提供了可能。…此外,IgY可以对新生儿和免疫受损患者进行被动免疫:如化疗期间的患者治疗不能产生足够数量的抗体来应对疫苗,在这种情况下,被动免疫为当前的治疗策略提供了新的机会和替代方案。IgY也可能是治疗慢性炎症胃肠病、溃疡性结肠炎等疾病的一种新方法。消化系统局部免疫球蛋白抗体治疗可以取代目前的全身治疗方案。此外,IgY有望为所有基本的预防性治疗策略开辟一个新的领域,免疫球蛋白Y抗体在各种疾病的治疗中具有很高的潜力,并有更广阔的前景。


△上图为Sandra Müller等人发表的 IgY antibodies in human nutrition for disease prevention



参考文献:

  1. 《中国胃癌流行病学现状》.2017

  2. 《第五次全国幽门螺杆菌感染处理共识》.2017

  3. 消化界 | 胡伏莲教授:幽门螺杆菌治疗瓶颈时期需要开拓“幽门螺杆菌治疗新路径” https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxMjA1NDg4MQ==&mid=2651580635&idx=1&sn=26a80a6666f4fc7e7aed28e76887a8e0&scene=0#wechat_redirect

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  9. 段宝健. 鸡抗人IgG1卵黄抗体的制备、纯化和分析鉴定[D]. 天津大学, 2009.

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  11. 陈昌平, 钟宜书. 免疫调节组合物 (专利)

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  15. 吕丹杨, 王双珠, 陈军贤等. 根除幽门螺杆菌对慢性萎缩性胃窦炎黏膜变化的观察. 2009

  16. 黄素晶 卵黄抗体 IgY 应用于医药领域的研究进展. 广东药学院学报. 2013

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以下文献亦有参考

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