免疫球蛋白的使用已成功應(yīng)用于研究、診斷、醫(yī)學(xué)應(yīng)用和生物技術(shù)的不同領(lǐng)域。卵黃免疫球蛋白（IgY）可以成功地與哺乳動物血液中產(chǎn)生的免疫球蛋白（IgG）相競爭。最近，日本在IgY技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面取得了巨大的進(jìn)步。使用IgY已被證實可以提供一種更安全、更有效和更經(jīng)濟(jì)的方法來管理致病病原體。幽門螺桿菌，一種螺旋形革蘭氏陰性微需氧病原體，它感染了全球超過一半的人口，被認(rèn)為是胃炎、消化性潰瘍的病原體，并與胃腺癌和黏膜相關(guān)淋巴組織淋巴瘤的發(fā)展有關(guān)。脲酶是幽門螺桿菌中含量最高的蛋白質(zhì)，是胃粘膜生物定植的重要因素。通過口服抗微生物藥根除油門螺桿菌并不總能成功，這可能與不良反應(yīng)有關(guān)，因此，出現(xiàn)了多種治愈油門螺桿菌感染的方案，已被報道的有一種預(yù)防和減少幽門螺桿菌感染的新方法，該方法基于脲酶特異性免疫球蛋白的產(chǎn)生，該免疫球蛋白可以通過抗幽門螺桿菌的脲酶IgY來抑制細(xì)菌定植。使用IgY對抗幽門螺桿菌的致病因子將是抑制感染的慎重方案。
1.? ?介紹
幽門螺桿菌是一種存在于胃中的革蘭氏陰性微需氧細(xì)菌。1982年澳大利亞科學(xué)家Barry Marshall和Robin Warren發(fā)現(xiàn)了幽門螺桿菌，他們發(fā)現(xiàn)慢性胃炎和胃潰瘍患者中存在這種物質(zhì)，而這些疾病以前不被認(rèn)為是由微生物引起的。幽門螺桿菌也與十二指腸潰瘍和胃癌的發(fā)展有關(guān)，但是超過80%的個人感染這個細(xì)菌是無癥狀的，據(jù)推測，它可能在自然的胃部生態(tài)中發(fā)揮著重要作用。
多大85%的幽門螺桿菌感染者從未出現(xiàn)任何癥狀或并發(fā)癥，急性感染可能表現(xiàn)為伴有腹痛（胃痛）或惡心的急性胃炎。當(dāng)著發(fā)展為慢性胃炎時，癥狀（如果存在）通常是非潰瘍性消化不良的癥狀：胃痛、惡心、腹脹、噯氣，有時還會出現(xiàn)嘔吐或黑便。
感染幽門螺桿菌的人體一生中患消化性潰瘍的風(fēng)險為10%-20%，患胃癌的風(fēng)險為1%-2%。油門竇部的炎癥更容易導(dǎo)致十二指腸潰瘍，而胃體的炎癥更容易導(dǎo)致胃潰瘍和胃癌。
然而，關(guān)于接近生物體的最佳診斷和治療方案仍然存在許多問題。幾種非抗生素方法，包括益生菌、噬菌體和植物藥物，已被證明可有效治療或預(yù)防某些傳染病。蛋黃是一種廉價的抗體來源，最近研究了蛋黃免疫球蛋白（IgY）在口服被動免疫中的治療作用。免疫顯性幽門螺桿菌蛋白對幽門螺桿菌特異性IgY具有反應(yīng)性于2003年已被證實。2004年，據(jù)報道成功生產(chǎn)抗幽門螺桿菌蛋白脲酶特異性IgY。脲酶特異性IgY的口服給藥抑制了幽門螺桿菌感染沙鼠的幽門羅桿菌疾病活動，并防止其在尚未感染的沙鼠中定植。17名經(jīng)C13尿素呼氣試驗診斷為幽門螺桿菌陽性的無癥狀志愿者口服尿素酶特異性IgY四周，然后呼氣試驗值顯著降低。在一名53歲女性中，脲酶特異性IgY與抗酸劑聯(lián)合使用時，減輕了胃部炎癥。本篇將聚焦于開發(fā)有效、安全和天然的抗幽門螺桿菌的新方案，可以在未來根除該生物體作為重要的人類病原體。
2.? 流行病學(xué)
許多研究試圖評估幽門螺桿菌感染的發(fā)生率和流行率、其傳播方式以及導(dǎo)致感染發(fā)展的任何風(fēng)險因，發(fā)達(dá)國家的3項成人研究報告的年發(fā)病率為0.3%-0.5%?；疾÷使烙嫴町惡艽螅@取決于研究組的位置和研究人群的特征。一般而言，患病率隨著年齡的增長而增加，并且與童年時期的地社會經(jīng)濟(jì)呈正相關(guān)。全世界特別是發(fā)達(dá)國家，幽門螺桿菌的感染正在下降，在兒童時期發(fā)生的幽門螺桿菌感染，最常見的是通過糞口或口口途徑。
一些研究還表明了腸胃道傳播途徑的作用。其他因素所起的作用，包括ABO血型、酒精和煙草使用、飲食和營養(yǎng)影響以及感染的遺傳易感性，也已被研究，但結(jié)果并不一致。有趣的是，最近的一個對來自羅馬一家教學(xué)醫(yī)院的655名受試者的研究發(fā)現(xiàn)，總體感染率為40%，護(hù)士和輔助人員的感染率高于醫(yī)生。
3.? 致病性和毒力因子
對該生物的最早描述將其主要分為細(xì)胞外的、革蘭氏陰性的、有鞭毛的和能動的（圖1）。隨著生物技術(shù)的進(jìn)步，有關(guān)幽門螺桿菌致病性和毒力因子的新信息不斷涌現(xiàn)，表明幽門螺桿菌感染需要細(xì)菌和宿主因子之間復(fù)雜的相互作用。
研究人員已經(jīng)確定了幽門螺桿菌在胃粘膜定植所必須的幾種細(xì)菌蛋白質(zhì)，包括將生物體運輸?shù)金つけ砻鏁r具有活性的蛋白質(zhì)（例如，鞭毛蛋白，由基因flaA和flaB編碼）。
一旦進(jìn)入胃粘膜，細(xì)菌就會通過未知機(jī)制誘導(dǎo)短暫的胃酸過少。細(xì)菌產(chǎn)生脲酶改變生物體的微環(huán)境以促進(jìn)定植，然后通過細(xì)胞表面糖脂和幽門螺桿菌特異性粘附素之間的相互作用發(fā)生粘附。
由幽門螺桿菌產(chǎn)生并抑制競爭性生物體生長的稱為天蠶素的蛋白質(zhì)似乎也發(fā)揮了作用，以及有助于防止微環(huán)境過度堿化的P型三磷酸腺苷酶尿素酶。一旦附著在胃粘膜上，幽門螺桿菌就會通過一些列復(fù)雜的事件引起組織損傷，這取決于生物體和宿主。與所有革蘭氏陰性細(xì)菌一樣，幽門螺桿菌的細(xì)胞壁中含有脂多糖，可破壞粘膜完整性。此外，該生物體會釋放幾種誘導(dǎo)細(xì)胞損傷的致病蛋白。例如，由細(xì)胞毒性相關(guān)基因A（CagA）產(chǎn)生的CagA蛋白是一種高危疫原性蛋白，可能與更嚴(yán)重的臨床綜合征有關(guān)，如十二指腸潰瘍和胃腺癌（盡管這個問題遠(yuǎn)未解決）。越來越多的證據(jù)表明CagA陽性與遠(yuǎn)端而非近端胃腺癌的風(fēng)險增加有關(guān)。此外，已知空泡細(xì)胞毒素A基因（VacA）與上皮接觸誘導(dǎo)的A基因（IceA）的蛋白質(zhì)產(chǎn)物與粘膜損傷有關(guān)。
一旦發(fā)生胃黏膜定植，幽門螺桿菌的免疫原性會誘發(fā)中性粒細(xì)胞性胃炎的炎癥反應(yīng)，最終導(dǎo)致感染的臨床表現(xiàn)（圖2）。該過程由宿主因子介導(dǎo)，包括白介素1、2、6、8和12、干擾素γ、腫瘤壞死因子-a、T和B淋巴細(xì)胞、吞噬細(xì)胞，這些因素通過釋放活性氧和炎性細(xì)胞因子介導(dǎo)損傷。此外，幽門螺桿菌似乎會增加粘膜程序性細(xì)胞死亡（也稱細(xì)胞凋亡）的速度。
4.? 一般治療原則
確定幽門螺桿菌感染的最佳治療方法很困難，因為該生物生活在許多藥物不易接觸的環(huán)境中，而且新出現(xiàn)的細(xì)菌耐藥性提出了額外的挑戰(zhàn)。此外，許多推薦的方案對患者來說難以接受，導(dǎo)致依從性問題；具體而言，必須每天至少服用兩次大量藥丸并應(yīng)對令人不快的不良反應(yīng)，這很難獲得患者的合作。盡管存在這些障礙，目前的治療方案在大多數(shù)患者人群中可以獲得超過85%的治愈率。
基于抗生素的療法，尤其是基于質(zhì)子泵抑制劑的三聯(lián)療法，一直是過去20年的主要療法。抗生素耐藥性是一個眾所周知的問題，據(jù)報道某些地區(qū)的甲硝唑耐藥率高達(dá)60%-70%?？死顾刈畛醴浅Ｓ行?，但隨著克拉霉素的使用在過去十年變得越來越流行，它的耐藥性也日益嚴(yán)重。即使采用最新的基于左氧氟沙星的方案，耐藥病例的平均根除率也僅有80%。為了防止抗生素耐藥性的出現(xiàn)，人們提倡對傳染病的治療進(jìn)行范式轉(zhuǎn)變。幾種非抗生素方法，包括益生菌、噬菌體和植物藥物，已被證明可有效治療或預(yù)防某些傳染病。管理幽門螺桿菌的替代方法也是必要的。
5.? 使用免疫球蛋白根除幽門螺桿菌的新趨勢
5.1. 蛋黃免疫球單邊
蛋黃免疫球蛋白（IgY）是雞蛋中的主要抗體。1893年，Klemperer通過證明對破傷風(fēng)毒素的免疫力從母雞轉(zhuǎn)移到小雞，首次描述了鳥類獲得被動免疫的情況。三種免疫球蛋白類類似于哺乳動物免疫球蛋白類，IgA、IgM和IgG已被證明存在于雞中。在雞蛋中，IgA和IgM 存在于蛋清中，而 IgG存在于蛋黃中。蛋黃中的免疫球蛋白G（IgG）被稱為 IgY，以區(qū)別于其哺乳動物對應(yīng)物。
在卵母細(xì)胞成熟過程中，蛋黃中IgY的濃度基本恒定（10-20毫克/毫升）。大約100-400毫克IgY被包裝在一個雞蛋中。蛋黃中IgY的濃度是血清濃度是1.23倍。在母雞血清中首次出現(xiàn)了特異性IgG后，觀察到卵黃中特異性IgY的出現(xiàn)延遲了3至4天。
5.2. 禽類IgY與哺乳動物IgG的結(jié)構(gòu)和特征
IgY分子的一般結(jié)構(gòu)與哺乳動物IgG相同，具有2條分子量為67-70kDa的重鏈和兩條分子量為25kDa的輕鏈。主要區(qū)別在于H鏈中恒定區(qū)（C）的數(shù)量，IgG有3個C區(qū)（Cy1-Cy3），而IgY有4個C區(qū)（Cv1-Cv4）。由于一個額外的C區(qū)與兩條相應(yīng)的碳水化合物鏈的出現(xiàn)，IgY的分子量（180kDa）大于哺乳動物IgG（150kDa）。由于Cy1和Cy2之間沒有鉸鏈，IgY不如哺乳動物IgG靈活。IgY中的一些區(qū)域（靠近Cv1-Cv2和Cv2-Cv3的邊界）含有脯氨酸和甘氨酸殘基，僅具有有限的靈活性。IgY的等電點為5.7-7.6，比IgG更疏水。
大多數(shù)生物效應(yīng)子的免疫球蛋白功能是由Fc區(qū)激活的，F(xiàn)c區(qū)是IgG 和IgY 之間的主要結(jié)構(gòu)差異所在。
大多數(shù)生物效應(yīng)子的免疫球蛋白功能是由Fc區(qū)激活的，F(xiàn)c區(qū)是IgG和IgY之間的主要結(jié)構(gòu)差異所在。因此，IgY的Fc依賴性功能與哺乳動物IgG的功能有本質(zhì)上的不同。 首先，IgY 不激活哺乳動物補(bǔ)體系統(tǒng)，其次，IgY不與蛋白A和G結(jié)合，第三，IgY不被哺乳動物抗體識別，即類風(fēng)濕因子（RF，一種與IgG的Fc部分反應(yīng)的自身抗體）或HAMA（人抗鼠抗體），第四，它不與細(xì)胞表面Fc受體結(jié)合。這些分子間相互作用的差異給IgY抗體的應(yīng)用帶來了很大的優(yōu)勢。然后，IgY 已成功應(yīng)用于研究、診斷和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域不同領(lǐng)域的各種方法。對于這些應(yīng)用，IgY可以成功地與從哺乳動物血液中分離的抗體（IgG）競爭。
使用免疫母雞的優(yōu)點是其可以產(chǎn)大量的蛋，每年可以從一只母雞的雞蛋中收集大約40g的IgY，而從一只兔子的血液中收集的IgY為1.3g。由于大量養(yǎng)雞場的可用性以及雞蛋破碎和加工的自動化，IgY的工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)是可能的。
5.3.? IgY的應(yīng)用
這些發(fā)現(xiàn)為抗HP脲酶IgY在食品工業(yè)中預(yù)防幽門螺桿菌的應(yīng)用打開了新的大門。最近，一種特別設(shè)計的含有抗HP脲酶IgY的雞蛋在日本生產(chǎn)了出來，這種雞蛋在日本市場上以“胃友好雞蛋”的商品名出售。此外最近抗HP脲酶IgY被納入在日本、中東和歐盟市場推出的營養(yǎng)制劑配方，旨在預(yù)防和減少幽門螺桿菌的感染。
基于這些事實，IgY 已被用于抑制食源性病原體的生長和繁殖。 它是由先前用特定抗原免疫過的母雞的雞蛋制成的。與使用傳統(tǒng)哺乳動物抗體治療致病病原體的方法相比，這些 IgY 治療已被證明提供了一種更安全、更有效和更便宜的方法。
最近，日本在IgY的產(chǎn)業(yè)化方面取得了成功，將IgY作為生物活性成分應(yīng)用于食品、保健品、化妝品等領(lǐng)域。
5.4. 抗幽門螺桿菌IgY
在日本，研究人員開發(fā)了兩種 IgY，一種抗脲酶IgY和一種抗VacA IgY，希望能控制幽門螺桿菌問題。
5.5. 抗幽門螺桿菌脲酶IgY
為了使幽門螺桿菌在胃粘膜中定植，它會大量產(chǎn)生脲酶，將尿素降解為氨。該生物體使用產(chǎn)生的氨來中和胃粘膜中的微環(huán)境。因此，抗幽門螺桿菌脲酶IgY已被開發(fā)為治療幽門螺桿菌感染的新方案，據(jù)報道，口服抗幽門螺桿菌脲酶IgY可以抑制細(xì)菌定植。今天，消費者更新喜歡能促進(jìn)身體健康并能降低疾病風(fēng)險的食物，乳制品是生產(chǎn)一系列復(fù)合當(dāng)前消費者對功能性食品需求的產(chǎn)品的絕佳媒介。
越來越多的科學(xué)和臨床證據(jù)證實了消費者對酸奶健康的看法，設(shè)計一種添加了可以提供被動免疫的抗幽門螺桿菌脲酶IgY，通過自然和特異性的嘗試來減少幽門螺桿感染。已經(jīng)進(jìn)行了三項臨床研究用來檢驗專門設(shè)計的含有抗幽門螺桿菌脲酶IgY的功能性酸奶的功效，以抑制人類中的幽門螺桿菌。含有抗幽門螺桿菌脲酶IgY的酸奶已經(jīng)制備并在日本、韓國和臺灣上市。
一項臨床研究已被實施，以確定抗幽門螺桿菌脲酶IgY酸奶對減少人類幽門螺桿菌的影響。為了評估為重幽門螺桿菌的存在，已廣泛使用UBT方法，該方法基于對幽門螺桿菌脲酶活性產(chǎn)生的C13標(biāo)記二氧化碳的侵入性檢測。
使用C13尿素呼吸實驗（UBT）篩選了174名志愿者，選擇并招募了重度感染的志愿者（UBT值超過30/1000,，16名受試者）。每位志愿者每天兩次飲用1杯酸奶（4g/天的蛋黃，含有40mg抗幽門螺桿菌脲酶IgY），持續(xù)12周。志愿者在4、8和12周后接受了測試，在第8周和第12周獲得的UBT值與在第0周獲得的值顯著不同（P<0.001），顯示在第8周和第12周后UBT值分別降低了55.1%和57.2%（圖4）。
在其他臨床研究上，使用含抗幽門螺桿菌脲酶的飲用酸奶，在臺灣和韓國進(jìn)行的研究顯示出幾乎相同的結(jié)果。
這三項不同的研究表明，使用專門設(shè)計的含有來自蛋黃的高度特異性抗體的酸奶對幽門螺桿菌具有顯著效果，因為它能夠抑制幽門螺桿菌粘附在人體胃粘膜上。在三項臨床研究的研究期間，攝入方案的耐受性良好，未觀察到任何不良反應(yīng)或任何并發(fā)癥。
此外，由于抗幽門螺桿菌脲酶IgY僅結(jié)合脲酶，觀察到的功能功效可能是通過捕獲胃粘液層內(nèi)的細(xì)菌相關(guān)脲酶，從而通過腸道的持續(xù)洗滌作用導(dǎo)致細(xì)菌聚集和清除。通過這樣的機(jī)制，消耗抗幽門螺桿菌脲酶IgY酸奶可能在抑制和預(yù)防人類幽門螺桿菌方面發(fā)揮雙重作用（圖5）。
這些發(fā)現(xiàn)為抗幽門螺桿菌脲酶IgY在食品工業(yè)中用來預(yù)防幽門螺桿菌的應(yīng)用打開了新的大門。最近，日本產(chǎn)生了一種特別設(shè)計的含有抗幽門螺桿菌脲酶IgY的雞蛋。這種雞蛋在日本市場上以“胃友好雞蛋”的商品名出售，此外，最近在日本、中東和歐盟市場推出的營養(yǎng)食品配方中加入了抗幽門螺桿菌脲酶IgY，旨在預(yù)防和減少幽門螺桿菌感染。
另一方面，Siriya等人更關(guān)注經(jīng)濟(jì)觀點。他們應(yīng)用了一項研究，旨在建立一種從蛋雞的雞蛋中生產(chǎn)抗HP脲酶IgY的有效程序。在硫酸葡聚糖、異丙醇和水溶性部分（WSF）的三種提取方法中，WSF法是回收和純化總蛋白質(zhì)的最佳方法。此外，通過硫酸銨沉淀可以獲得高純度的IgY，他們可以找到一些簡單且廉價的方法，結(jié)合WSF方法、硫酸鈉沉淀和親和色譜法，獲得90%純度的抗幽門螺桿菌IgY，通過這種方法生產(chǎn)的高純度化的IgY不僅可以用于營養(yǎng)品，還可用于診斷用途。
5.6.? 抗幽門螺桿菌Vaca IgY
幽門螺桿菌分泌許多蛋白質(zhì)因子，這些因子對于初始定植和隨后在宿主胃中的持續(xù)存在很重要。幽門螺桿菌分泌的主要蛋白質(zhì)毒素之一是 VacA。它是幽門螺桿菌產(chǎn)生的最重要的毒力因子之一，盡管其作用和作用機(jī)制均未完全了解。VacA最初被認(rèn)為是一種僅誘導(dǎo)細(xì)胞空泡形成的毒素，它通過靶向線粒體引起胃上皮細(xì)胞凋亡。關(guān)于VacA作用的一個激烈爭論的問題是它與氨的關(guān)系，氨是由幽門螺桿菌尿素酶在體內(nèi)產(chǎn)生的。
通過V型自轉(zhuǎn)分泌系統(tǒng)從細(xì)菌分泌VacA后，88kDa VacA毒素與宿主細(xì)胞結(jié)合并被內(nèi)化，導(dǎo)致嚴(yán)重的“空泡化”，其特征是具有晚期內(nèi)體和早期溶酶體特征的大囊泡積聚，“液泡”的發(fā)展歸因于VacA陰離子選擇性通道的形成。
據(jù)報道，缺乏受體樣蛋白酪氨酸磷酸酶（RPTP，VacA受體之一）的小鼠對VacA誘導(dǎo)的胃潰瘍具有抵抗力。這表明VacA在幽門螺桿菌引起的胃病中具有重要作用。
在日本的一項研究中，研究人員開發(fā)了針對VacA的IgY，希望能控制幽門螺桿菌。研究小組報告說，抗VacA IgY降低了VacA活性、細(xì)胞空泡化（圖6）和細(xì)胞凋亡（細(xì)胞死亡），從而顯著提高了他們的活力。此外，來自與VacA孵育的細(xì)胞的炎性細(xì)胞因子被抗VacA IgY抑制。由于對感染幽門螺桿菌的沙鼠施用抗VacA IgY，胃的炎癥得到改善。最近，在韓國，一種含有抗VacA IgY的商業(yè)酸奶上市，目的是抑制胃中由幽門螺桿菌引起的炎癥。
制備了抗HP重組VacA特異性IgY，并在特異性IgY中加入適當(dāng)比例的硫糖鋁，以增加其對酸和胃蛋白酶的耐受性。此外，利用硫糖鋁與胃粘膜表面粘液的粘附性，充分發(fā)揮特異性IgY對幽門螺桿菌感染的保護(hù)作用。通過比較硫糖鋁和碳水化合物之間的穩(wěn)定性，在體外和胃內(nèi)評估了硫糖鋁對特定 IgY 的保護(hù)作用。結(jié)果表明，硫糖鋁和許多碳水化合物都可以增加酸性環(huán)境中IgY的穩(wěn)定性，硫糖鋁對IgY的保護(hù)作用明顯優(yōu)于碳水化合物，也優(yōu)于脂質(zhì)體包裝的IgY和殼聚糖-海藻酸鹽微膠囊包裝的IgY。30%～50%硫糖鋁在pH 2、含0.02mg/ml胃蛋白酶的模擬胃液環(huán)境中可有效保護(hù)IgY活性，提高抗凍融能力。體內(nèi)實驗表明0.5mg IgY加30%硫糖鋁/天可有效預(yù)防幽門螺桿菌感染引起的胃黏膜損傷，效果比無硫糖鋁組提高8倍。
6.? 未來的研究方向
該綜述表明IgY可以有效抑制幽門螺桿菌感染和炎癥。因此，IgY將是替代或幫助抑制和/或預(yù)防幽門螺桿菌的重要天然食品成分。
對于上述所有情況，IgY可能是克服抗生素耐受性的良好候選者，用于治療幽門螺桿菌介導(dǎo)的胃潰瘍和其他病原體。
此外，還需要進(jìn)一步研究以找到更簡單、更便宜的IgY制備方法，并獲得更純化的成分。
翻譯自：Adham M. Abdou, Manal M.E. Ahmed,Yusuke Yamashita, Mujo Kim, Immunoglobulin: A Natural Way to Suppress Helicobacterpylori in Humans
