Helicobacter pylori (vyslovováno /ˈhɛlɪkəˈbæktɚ paɪˈlɔəraɪ/) je gramnegativní, mikroaerofilní a acidofilní bakterie, která infikuje různé oblasti žaludku a dvanáctníku. Mnoho případů peptických vředů, gastritidy, duodenitidy a možná i některých druhů rakoviny je způsobeno infekcí H. pylori. Nicméně mnoho infikovaných nevykazuje žádné příznaky onemocnění. Helicobacter spp. jsou jediné známé mikroorganismy, kterým se může dařit ve vysoce kyselém prostředí žaludku. Má se za to, že šroubovitý tvar H. pylori (od kterého je odvozen název rodu) se vyvinul tak, aby pronikal a podporoval jeho pohyblivost v hlenové gelové vrstvě.
V roce 1875 objevili němečtí vědci ve sliznici lidského žaludku bakterie šroubovitého tvaru. Bakterie se nedaly pěstovat v kultuře a na výsledky se nakonec zapomnělo.
V roce 1893 popsal italský badatel Giulio Bizzozero bakterie šroubovitého tvaru žijící v kyselém prostředí psího žaludku.
Profesor Walery Jaworski z Jagellonské univerzity v Krakově zkoumal sedimenty výplachů žaludku získané od lidí v roce 1899. Mezi některými tyčinkovitými bakteriemi našel také bakterie s charakteristickým šroubovitým tvarem, které nazval Vibrio rugula. Byl první, kdo naznačil možnou roli tohoto organismu v patogenitě žaludečních onemocnění. Tato práce byla zahrnuta do „Příručky žaludečních onemocnění“, ale neměla velký vliv, protože byla napsána v polštině.
Bakterie byla znovu objevena v roce 1979 australským patologem Robinem Warrenem, který na ní začal s Barrym Marshallem v roce 1981 provádět další výzkum; izolovali organismy ze slizničních vzorků z lidských žaludků a jako první je úspěšně kultivovali. Ve své původní práci Warren a Marshall tvrdili, že většina žaludečních vředů a gastritidy byla způsobena infekcí touto bakterií a ne stresem nebo kořeněným jídlem, jak se předpokládalo dříve.
Lékařská komunita si roli této bakterie v žaludečních vředech a gastritidě začala uvědomovat pomalu, protože se domnívala, že žádný mikroorganismus nemůže v kyselém prostředí žaludku dlouho přežít. Komunita se začala vzpamatovávat po dalších studiích, včetně té, v níž Marshall vypil Petriho misku H. pylori, rozvinula se u něj gastritida a bakterie byly vyléčeny z jeho žaludeční sliznice, čímž byly uspokojeny tři ze čtyř Kochových postulátů. Čtvrtý byl uspokojen po druhé endoskopii deset dní po očkování, která odhalila známky gastritidy a přítomnost „H. pylori“. Marshall byl poté schopen léčit se pomocí čtrnáctidenní duální terapie bismutovými solemi a metronidazolem. Marshall a Warren dále ukázali, že antibiotika jsou účinná v léčbě mnoha případů gastritidy. V roce 1994 Národní institut zdraví (USA) zveřejnil stanovisko, ve kterém uvádí, že většinu opakujících se žaludečních vředů způsobuje H. pylori, a doporučil, aby byla antibiotika zařazena do léčebného režimu. Hromadily se důkazy, které naznačují, že duodenální vředy jsou také spojeny s infekcí H. pylori. V roce 2005 Warren a Marshall dostali Nobelovu cenu za medicínu za jejich práci na H. pylori.
Před zhodnocením role bakterie byly žaludeční vředy obvykle léčeny léky, které neutralizují žaludeční kyselinu nebo snižují její produkci. I když to fungovalo dobře, vředy se velmi často znovu objevily. Velmi často používaným lékem proti gastritidě a peptickým vředům byl subsalicylát bismut. Často byl účinný, ale přestal se používat, protože mechanismus jeho účinku byl záhadou. V dnešní době je zcela jasné, že je to díky soli bismutu působící jako antibiotikum. Dnes se mnoho žaludečních vředů léčí antibiotiky účinnými proti H. pylori.
Bakterie byla původně pojmenována Campylobacter pyloridis, poté C. pylori (po opravě latinské gramatiky) a v roce 1989, poté, co sekvenování DNA a další údaje ukázaly, že bakterie nepatří do rodu Campylobacter, byla zařazena do svého vlastního rodu, Helicobacter. Název pylōri znamená „z pyloru“ neboli pylorové chlopně (kruhový otvor vedoucí od žaludku do dvanáctníku), z řeckého slova πυλωρός, což znamená vrátný.
Zatímco H. pylori zůstává medicínsky nejvýznamnějším bakteriálním obyvatelem lidského žaludku, jiné druhy rodu Helicobacter byly identifikovány u jiných savců a některých ptáků a některé z nich mohou nakazit člověka. Bylo také zjištěno, že druhy Helicobacter infikují játra některých savců a způsobují onemocnění jater.
H. pylori je gramnegativní bakterie šikmého tvaru, dlouhá asi 3 mikrometry s průměrem asi 0,5 mikrometru. Má 4-6 flagella. Je mikroaerofilní, tj. vyžaduje kyslík, ale v nižších množstvích, než jsou obsaženy v atmosféře. Obsahuje hydrogenázu, která může být použita k získání energie oxidací molekulárního vodíku (H2), který je produkován jinými střevními bakteriemi. Testuje se pozitivně na oxidázu, katalázu a ureázu. Je schopna tvořit biofilmy a konverze z helikální na kokosovou formu, což je jednak pravděpodobné, že upřednostňuje její přežití, jednak je to faktor v epidemiologii bakterie. Kokoidní forma organismu nebyla kultivována, ale byla nalezena v zásobách vody v USA. Bylo také zjištěno, že tato forma je schopna se in vitro přichytit k epiteliálním buňkám žaludku.
Molekulární model enzymu H. pylori ureázy
Některé kmeny bakterie mají zvláštní mechanismus pro „vstříknutí“ zánětlivých indukujících látek peptidoglykanu z jejich vlastní buněčné stěny do buněk epiteliálního žaludku. (Viz níže „ostrov patogenity cagA“ v části Genomové studie různých kmenů) Tento faktor může hrát roli v umožnění určitým kmenům napadnout hostitelskou tkáň.
H. Pylori je bakteriální/virový, ale předpokládá se, že se přenáší orálně, takže by mohl být nakažlivý. Mnoho výzkumníků si myslí, že H. pylori se přenáší orálně prostřednictvím fekálií požitím odpadních zkažených potravin nebo vody. Čisté a hygienické prostředí může pomoci snížit riziko nákazy H. Pylori.
Imunohistochemické barvení H. pylori z biopsie žaludku.
Diagnóza infekce se obvykle provádí kontrolou dyspeptických příznaků a následným provedením testů, které mohou naznačovat infekci H. pylori. Infekci H. pylori lze neinvazivně otestovat testem na krevní protilátky, testem na antigen stolice nebo dechovým testem na uhlíkovou močovinu (při kterém pacient vypije močovinu značenou 14C nebo 13C, kterou bakterie metabolizuje za vzniku značeného oxidu uhličitého, který lze zjistit v dechu). Nicméně nejspolehlivější metodou pro detekci infekce H. pylori je bioptická kontrola během endoskopie s rychlým testem na ureázu, histologickým vyšetřením a mikrobiální kultivací. Žádná z testovacích metod není zcela bezpečná. I biopsie je závislá na místě biopsie. Například testy na krevní protilátky se pohybují od 76% do 84% citlivosti. Některé léky mohou ovlivnit aktivitu H. pylori ureázy a dát „falešně negativní“ testy na bázi močoviny.
Infekce může být symptomatická nebo asymptomatická (bez znatelných nepříznivých účinků). Odhaduje se, že až 70% infekce je asymptomatická a že přibližně 2/3 světové populace jsou touto bakterií infikovány, což z ní činí nejrozšířenější infekci na světě. Skutečná míra infekce se liší stát od státu – Západ (západní Evropa, Severní Amerika, Australasie) má míru kolem 25% a mnohem vyšší ve třetím světě. Ve druhém je běžné, pravděpodobně kvůli špatným hygienickým podmínkám, že se infekce vyskytuje u dětí. Ve Spojených státech se infekce vyskytuje především u starších generací (asi 50% u osob starších 60 let ve srovnání s 20% pod 40 let) a nejchudších.
To je do značné míry připisováno vyšším hygienickým standardům a rozšířenému užívání antibiotik. Antibiotická rezistence se však objevuje u H. pylori. V Evropě, Spojených státech a rozvojových zemích již existuje mnoho kmenů rezistentních na metronidazol.
Bakterie byly izolovány z výkalů, slin a zubního plaku infikovaných pacientů, což naznačuje gastro-orální nebo fekálně-orální jako možné přenosové cesty.
Všeobecně se má za to, že při absenci léčby infekce H. pylori – jakmile se usadí v jeho žaludeční výklenku – přetrvává po celý život. U starších osob je však pravděpodobné, že infekce může vymizet, protože sliznice žaludku je stále více atrofická a nehostinná pro kolonizaci. Podíl akutních infekcí, které přetrvávají, není znám, ale několik studií, které sledovaly přirozenou historii v populacích, uvedlo zdánlivou spontánní eliminaci.
H. pylori kolonizovaný na povrchu regenerativního epitelu (obrázek ze stříbrné skvrny Warthin-Starry)
U pacientů s peptickým vředem, u nichž je zjištěna infekce, je běžnou procedurou vymýcení H. pylori, aby se vřed mohl zhojit. Standardní terapií první linie je týdenní trojkombinace. Sydneyský gastroenterolog Thomas Borody vynalezl první trojkombinaci v roce 1987. Dnes je standardní trojkombinací amoxicilin, klarithromycin a inhibitor protonové pumpy, jako je omeprazol. V průběhu let se vyvinuly varianty trojkombinace, například použití jiného inhibitoru protonové pumpy, jako je pantoprazol nebo rabeprazol, nebo použití metronidazolu místo amoxicilinu u osob alergických na penicilin. Taková terapie způsobila revoluci v léčbě peptických vředů a umožnila vyléčení nemoci, kde dříve byla jedinou možností kontrola příznaků pomocí antacid, antagonistů H2 nebo inhibitorů protonové pumpy.
Metaanalýza randomizovaných kontrolovaných studií naznačuje, že suplementace probiotiky může zlepšit míru eradikace a snížit nežádoucí účinky.
Bohužel se u stále většího počtu infikovaných jedinců vyskytují bakterie rezistentní na antibiotika. To má za následek počáteční selhání léčby a vyžaduje další kola antibiotické terapie nebo alternativní strategie, jako je například čtyřnásobná terapie. V kombinaci s výše uvedenými léky jsou účinné také sloučeniny bismutu. Pro léčbu kmenů H. pylori rezistentních na klarithromycin bylo navrženo použití levofloxacinu jako součásti terapie.
Některé studie ukazují, že konzumace výhonků brokolice může být účinná při inhibici růstu H. pylori, přičemž sulforafan je nejméně jednou z účinných látek.
Některé studie ukazují, že mastická guma může zničit H. pylori in vitro, ale studie provedené in vivo ukázaly, že je neúčinná.
Studie provedená na mongolských pískomilech ukazuje, že extrakt ze zeleného čaje může potlačit růst H. pylori. Jiná studie provedená v Jižní Koreji naznačuje, že kyselý polysacharid nalezený v zeleném čaji je významně účinný v prevenci přilnutí H. pylori k lidským kulturám epiteliálních buněk.
Jak je vysvětleno níže, někteří autoři naznačují, že některé kmeny H. pylori mohou chránit před některými chorobami jícnu a kardie. Proto může být v některých případech nutný opatrnější přístup než úplná eradikace.
Zatímco výskyt infekce H. pylori u lidí v rozvojových zemích klesá,[Jak odkazovat a odkaz na shrnutí nebo text] pravděpodobně kvůli zlepšení hygieny a rostoucímu používání antibiotik, ve Spojených státech se výskyt rakoviny žaludku snížil od roku 1900 do roku 2000 o 80 procent. Tato zjevná korelace je v souladu s epidemiologickou souvislostí mezi H. pylori a rakovinou. Konkrétně s H. pylori je spojována jak rakovina žaludku, tak i žaludeční MALT lymfom (lymfom sliznice asociované lymfatické tkáně) a bakterie byla Mezinárodní agenturou pro výzkum rakoviny (IARC) zařazena do kategorie karcinogenů skupiny I. Navzdory těmto asociacím nebyla prokázána přímá příčinná souvislost. Nicméně mezi bakteriemi, u nichž existuje podezření, že způsobují rakovinu, je H. pylori hlavním kandidátem.
Zkoumány jsou dva související mechanismy, kterými by H. pylori mohl podporovat rakovinu. Jeden mechanismus zahrnuje zvýšenou produkci volných radikálů v blízkosti H. pylori a zvýšenou míru mutace hostitelské buňky. Druhý navrhovaný mechanismus byl nazván „perigenetickou dráhou“ a zahrnuje zvýšení fenotypu transformované hostitelské buňky pomocí změn v buněčných proteinech, jako jsou adhezní proteiny. Bylo navrženo, že H. pylori vyvolává zánět a lokálně vysoké hladiny TNF-alfa a/nebo interleukinu 6. Podle navrhovaného perigenetického mechanismu mohou signalizační molekuly spojené se zánětem, jako je TNF-alfa, měnit adhezi epiteliálních buněk žaludku a vést k disperzi a migraci mutovaných epiteliálních buněk bez nutnosti dalších mutací v genech potlačujících nádorové buňky, jako jsou geny, které kódují buněčné adhezní proteiny.
Reflux kyseliny a rakovina jícnu
S klesajícím výskytem rakoviny žaludku se dramaticky zvýšil výskyt refluxní choroby jícnu a rakoviny jícnu. V roce 1996 předložil Martin J. Blaser teorii, že H. pylori může mít také blahodárný účinek: regulací kyselosti obsahu žaludku snižuje dopad regurgitace žaludeční kyseliny do jícnu. I když se nashromáždily některé příznivé důkazy, od roku 2005 není tato teorie všeobecně přijímána.
Genomové studie různých kmenů
EM fotografie H. pylori
Je známo několik kmenů a genomy dvou byly kompletně sekvenovány. Genom kmene „26695“ se skládá z asi 1,7 milionu párů bází, s asi 1550 geny. Dva sekvenované kmeny vykazují velké genetické rozdíly, až 6% nukleosidů se liší.
Studium genomu H. pylori je zaměřeno na pokusy porozumět patogenezi, schopnosti tohoto organismu způsobovat nemoci. V databázi genomů je 62 genů v kategorii „patogeneze“. Oba sekvenované kmeny mají přibližně 40 kb dlouhý ostrov patogenity Cag (společná sekvence genů považovaná za zodpovědnou za patogenezi), který obsahuje přes 40 genů. Tento ostrov patogenity obvykle chybí u kmenů H. pylori izolovaných od lidí, kteří jsou nositeli H. pylori, ale zůstávají asymptomatičtí.
Gen cagA kóduje jeden z hlavních virulentních proteinů H. pylori. Bakteriální kmeny, které mají gen cagA, jsou spojeny se schopností způsobovat těžké vředy. Gen cagA kóduje relativně dlouhý (1186 aminokyselinový) protein. Protein cagA je transportován do lidských buněk, kde může narušit normální fungování cytoskeletu. Ostrov patogenity Cag má asi 30 genů, které kódují komplexní sekreční systém typu IV. Po navázání H.pylori na epiteliální buňky žaludku je protein cagA vstříknut sekrečním systémem typu IV do epiteliálních buněk. Protein cagA je fosforylován na zbytcích tyrosinu tyrosinkinázou spojenou s membránou hostitelské buňky. Bylo prokázáno, že patogenní kmeny H. pylori aktivují receptor epidermálního růstového faktoru (EGFR), membránový protein s doménou tyrosinkinázy. Aktivace EGFR bakterií H. pylori je spojena se změněnou transdukcí signálu a genovou expresí v epiteliálních buňkách hostitelské buňky, které mohou přispívat k patogenezi. Bylo také naznačeno, že c-terminální oblast proteinu cagA (aminokyseliny 873-1002) může regulovat transkripci genu hostitelské buňky nezávisle na fosforylaci proteinu tyrosinu. Předpokládá se, že díky nízkému obsahu GC v cagA ve srovnání se zbytkem genomu helicobacteru byl gen získán horizontálním přenosem z jiného druhu bakterií cagA+.