《Environmental Microbiology Reports》：Helicobacter pylori In Free-Living Amoebae: A Potential Environmental Reservoir for Persistence and Transmission
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幽门螺杆菌（Helicobacter pylori, H. pylori）是一种高度适应性的胃部病原体，是全世界最普遍的慢性细菌感染之一，也是胃炎、消化性溃疡病和胃癌的主要原因。传统上被认为是主要经口-粪途径传播的人类相关微生物，然而越来越多的证据挑战了这一范
幽门螺杆菌（Helicobacter pylori, H. pylori）是一种高度适应性的胃部病原体，是全世界最普遍的慢性细菌感染之一，也是胃炎、消化性溃疡病和胃癌的主要原因。传统上被认为是主要经口-粪途径传播的人类相关微生物，然而越来越多的证据挑战了这一范式，表明其可通过与自由生活阿米巴（free-living amoebae, FLA）的相互作用在人体宿主外持续存在。本综述批判性地审视了目前关于H. pylori与FLA之间生物学和生态学相互作用的知识，重点关注阿米巴介导的内化、细胞内生存、形态可塑性以及免受环境应激源损伤的保护作用。研究人员强调，FLA能够支持螺旋形和活但不可培养（viable but non-culturable, VBNC）球菌形的H. pylori持续存在，这可能在 aquatic 环境和食品相关环境中延长其生存时间，并引发对潜在水源性和食源性传播的关注。鉴于直接实验证据有限，研究人员整合了来自抗阿米巴细菌的见解，以说明趋同的细胞内持续存在策略。通过将FLA视为潜在的未充分认识的环境储库，本综述拓展了当前H. pylori传播和持续存在的理论框架，对卫生设施不足的地区具有潜在意义。研究人员还概述了关键的机制和方法学空白，并呼吁采用标准化模型来阐明这些相互作用的生态学意义，为监测和控制策略提供依据。
**1 引言**
幽门螺杆菌（Helicobacter pylori, H. pylori）是全球最常见的慢性细菌感染病原体，约感染44–45亿人，其流行呈现显著地理异质性，与卫生条件和社会经济状况密切相关。感染多在儿童期获得，可经口-口及粪-口途径在人际间传播。世界卫生组织已将克拉霉素耐药H. pylori列为优先关注的抗菌药物耐药病原体，凸显了重新评估其在人体宿主之外持续存在和传播的重要性。自由生活阿米巴（free-living amoebae, FLA）是水生和陆地环境中普遍存在的原生动物，其作为细菌捕食者的生态角色对多种抗阿米巴细菌（amoeba-resistant bacteria, ARB）的形成产生选择压力。新近证据表明，H. pylori可与FLA（尤其是卡氏棘阿米巴，Acanthamoeba castellanii）发生关联，提示FLA可能为H. pylori在人体外提供受保护的生态位。
**2 幽门螺杆菌环境持续存在的生物学适应**
**2.1 支持持续存在的结构与生理可塑性**
H. pylori是革兰阴性、微需氧、螺旋形细菌。螺旋形态有利于其在黏性基质中运动。在营养限制或环境应激条件下，H. pylori由螺旋形可逆地转变为球形球菌形，并常与活但不可培养（viable but non-culturable, VBNC）状态相关，增强其对酸、氧化应激和抗菌药物的耐受性。脂多糖（lipopolysaccharides, LPS）结构修饰、肽聚糖重塑及外膜囊泡（outer membrane vesicles, OMVs）释放共同增强环境耐受性。H. pylori具有多种氧化应激防御机制（如过氧化氢酶），脲酶通过产氨缓冲酸性微环境。
**2.2 超越致病作用的毒力因子与持续存在决定因素**
CagA经cag致病岛（cag pathogenicity island, cagPAI）编码的IV型分泌系统（Type IV secretion system, T4SS）递送，其Glu-Pro-Ile-Tyr-Ala（EPIYA）基序被宿主Src家族和Abl激酶磷酸化后，与SHP2、Csk、Crk等信号蛋白相互作用，影响Ras–Raf–MEK–ERK/MAPK通路。cag T4SS递送的细菌ADP-庚糖可被胞质受体alpha-protein kinase 1（ALPK1）感知，经TIFA-TRAF6-IKK-NF-κB通路诱导白介素-8（interleukin-8, IL-8）等促炎介质。VacA通过诱导空泡化和免疫抑制增强细菌存活。BabA、SabA、HopQ、OipA、AlpAB等黏附素介导与宿主及非宿主表面的结合，促进生物膜形成。
**2.3 适应性生存策略：生物膜与细胞内生态位**
酸适应由脲酶、质子门控尿素通道UreI、碳酸酐酶及应激反应蛋白共同调控。生物膜形成的结构化微生物群落可增强H. pylori对环境应激和抗菌药物的耐受性，并支持具复苏能力的VBNC样细胞持续存在。H. pylori还可侵入上皮细胞并持续存在，干扰溶酶体成熟和自噬过程，建立受保护的细胞内生态位，这种能力与其在自由生活阿米巴内的生存策略存在重叠。
**2.4 球菌形与活但不可培养（VBNC）形态：双形态作为环境持续存在策略**
H. pylori存在螺旋形（S形）和球菌形两种可互变形态。不利条件（如营养剥夺、氧化应激、抗生素暴露、氧分压变化）可诱导VBNC状态形成。球菌形细胞直径约0.5–1.4 μm，保留完整胞质膜、细胞壁和含多聚磷酸盐的电子致密内含物，维持膜电位、酶活性及cagA和vacA基因表达，可在适宜条件下复苏并恢复感染性。VBNC状态使H. pylori能够逃避常规培养检测，并在水源、生物膜和细胞内生态位中长期存活。
**3 自由生活阿米巴（FLA）：与幽门螺杆菌生态学相关的生物学**
FLA是一类通过伪足运动、营异养生活的单细胞真核微生物，广泛分布于淡水、海洋、土壤、废水及工程水系统中。环境相关的主要类群属于变形虫门（Amoebozoa），包括棘阿米巴属（Acanthamoeba spp.）、蠕形阿米巴（Vermamoeba vermiformis）、变形虫属及盘基网柄菌（Dictyostelium discoideum）；部分类群属于Excavata超群，如福氏耐格里原虫（Naegleria fowleri）、威氏阿米巴属（Willaertia）等。FLA的分子鉴定常依赖18S rDNA测序。
**3.1 细胞阶段与特征**
多数FLA在代谢活跃的滋养体和休眠包囊之间交替。滋养体负责运动、吞噬和胞内运输；在营养缺乏、干燥、渗透胁迫或温度波动等不利条件下，滋养体可分化为具抗性的包囊。棘阿米巴包囊壁由外囊和内囊构成，富含纤维素，赋予其极强的环境耐受性。脱囊后在适宜条件下重新形成代谢活跃的滋养体。多种病原菌可存留于包囊内，但现有证据提示H. pylori的存活主要与滋养体相关，其在成熟包囊内持续存在的证据仍有限。
**3.2 阿米巴捕食与抗阿米巴细菌**
FLA是专业吞噬细胞，通过趋化和表面互作识别猎物，将其包裹于吞噬体并最终成熟为降解性吞噬溶酶体。然而，众多微生物已进化出抵抗消化机制，即抗阿米巴细菌（ARB），可在阿米巴内作为保护性环境储库存活甚至复制。代表性ARB包括嗜肺军团菌（Legionella pneumophila）、分枝杆菌属（Mycobacterium spp.）、霍乱弧菌（Vibrio cholerae）、土拉弗朗西斯菌（Francisella tularensis）和铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）等。阿米巴可为胞内病原体提供"训练场"，促进细菌对压力的适应，并可能促进共存细菌间的基因水平转移。
**4 幽门螺杆菌与阿米巴的相互作用**
**4.1 阿米巴对幽门螺杆菌的内化及环境应激保护**
实验证实H. pylori可在卡氏棘阿米巴内于非理想培养条件下存活并增殖；多噬棘阿米巴（Acanthamoeba polyphaga）虽可吞噬H. pylori，但胞内生存有限，呈现菌株和宿主种属依赖性。阿米巴内化可赋予H. pylori对标准氯消毒处理的抵抗力。共培养实验进一步表明，与A. castellanii的直接接触可增强细菌存活、维持螺旋形态并伴随H. pylori差异基因表达。
**4.2 形态转换与细胞内复制**
机制研究表明，H. pylori可在某些阿米巴宿主（如Willaertia magna和Vermamoeba vermiformis）的酸化吞噬体内复制，该环境还支持球菌形VBNC状态的复苏。随后，H. pylori可通过细胞外囊泡释放，这可能增强其在环境中的播散并提供额外保护。这些发现表明阿米巴不仅是被动庇护所，更是支持H. pylori存活和形态可塑性的活跃胞内生态位。
**4.3 与已确立的抗阿米巴细菌（军团菌和分枝杆菌）的趋同**
嗜肺军团菌通过Dot/Icm IV型分泌系统将效应蛋白注入宿主细胞，将新生吞噬体重塑为允许其胞内复制的军团菌包含液泡（Legionella-Containing Vacuole, LCV）。分枝杆菌（如鸟分枝杆菌，M. avium）抵抗吞噬体降解，并利用宿主脂滴作为胞内营养来源。H. pylori在吞噬体内的复制能力以及T4SS组分CagE对阿米巴内生长的贡献，提示其与上述ARB在利用阿米巴生态位方面存在机制趋同。
**4.4 流行病学意义与传播**
环境调查在超过50%的FLA阳性水样（含经处理的饮用水系统）中检出可存活H. pylori。此外，在生菜等新鲜农产品上也鉴定到与阿米巴相关的H. pylori。这些观察支持FLA作为H. pylori保护性避难所的模型，使其能够在环境暴露中存活、抵抗消毒、发生形态转换并在适宜条件下恢复感染性。
**5 幽门螺杆菌与FLA相互作用的启示**
**5.1 恶劣环境中的持续存在**
阿米巴胞质内的隔离（以及潜在的包囊阶段）可保护H. pylori免受水处理中氯等化学消毒剂的高浓度杀伤，并可能缓冲温度波动、pH变化、紫外线辐射和环境中的抗生素等应激，尽管针对多数应激的直接保护证据仍有限。VBNC球菌形在阿米巴吞噬体内的复苏进一步凸显FLA在维持水生系统长期存活力方面的作用。
**5.2 传播与储库**
在FLA阳性水样（包括处理饮用水）中检出可存活H. pylori，有力地支持水源性阿米巴作为该胃部病原体环境储库的假说。生菜上阿米巴相关H. pylori的检出也提示FLA在食品相关环境中参与H. pylori的持续存在与播散。H. pylori经细胞外囊泡的释放则提供了水生环境中细菌播散的又一潜在机制。
**5.3 对毒力的影响**
共培养实验显示阿米巴关联可改变H. pylori基因表达。鉴于许多ARB（如嗜肺军团菌）通过阿米巴互作获得增强的毒力性状，研究人员假设H. pylori在阿米巴内定殖期间可能发生类似的基因表达变化。cagE突变体在阿米巴内生长受限，进一步支持已知毒力因子与阿米巴生态位适应性之间存在潜在联系。
**6 结论**
过去二十年的证据表明，FLA与细菌的相互作用具有显著多样性。日益增多的研究显示，H. pylori可在特定FLA物种内存活，支持阿米巴作为潜在环境储库的概念。然而，胞内生存的分子机制、包囊形成对长期保护的贡献、囊泡运输与细菌释放途径以及VBNC H. pylori的复苏机制仍未完全阐明。未来研究应优先采用环境相关FLA物种，结合先进成像、转录组学、蛋白质组学和宏基因组学方法，并建立标准化的FLA-H. pylori共培养模型，以系统比较不同阿米巴物种和环境条件的影响。整合生物膜模型、环境监测和复杂微生物群落的研究将更真实地反映FLA-H. pylori的相互作用，从而为环境监测、微生物风险评估和水安全管理策略提供科学依据。
