הליקובקטר פילורי – היבטים של עבר, הווה ועתיד של התנהלות עם החיידק הליקובקטר פילורי, חלק א`

פרופ' בן-עמי סלע, המכון לכימיה פתולוגית, מרכז רפואי שיבא,
תל-השומר; החוג לגנטיקה מולקולארית וביוכימיה, פקולטה לרפואה, אוניברסיטת תל-אביב.

כיבי הקיבה והתריסריון יוחסו מראשית מאה זו
לעודף חומציות ואף למצבים של דחק נפשי. בשנת 1938 דיווח Doenges על גילוי ספירוכטות בקיבת קופים ובבני-אדם
ללא כל מחלה, ומיד לאחר מכן פורסם ש-37% מדגימות שנלקחו מניתוחי קיבה הכילו
חיידקים סלילניים (Freedburg
 ו-Parron
ב-American Journal of
Digestive Diseases Freedburg AS
משנת 1940), אך ממצאים אלה נשתכחו.

באמצע שנות השבעים פורסם שב-80% מהמטופלים
עם כיב קיבה נצפה מתג מפותל גראם-שלילי, שנחשד כ-Pseudomonas ויוחס לזיהום מזדמן, והנושא שוב נזנח (Steer ו- Colin-Jonesב-Gut
משנת 1975).
הניסיון לזהות במעבדה את החיידק הליקובקטר פילורי תוך שימוש במיץ קיבה כמקור
לבידוד החיידק, הסתבר בדיעבד כמוטעה, כיוון שלא ניתן היה למצאו בנוזל עם pH כה נמוך.
בנוסף, כאשר ניסו לגדל את החיידק מרקמת ביופסיה של כיבי קיבה במצע אגר מועשר המכיל
דם ושוקולד, נהוג היה לעקוב אחר הממצאים כעבור 48 שעות בתרבית והתוצאות פורשו תמיד
כשליליות.
היו אלה שני החוקרים האוסטרליים ובדיעבד חתני פרס נובל, Marshall ו-Warren
(ב-Lancet
משנת 1984) שזכו להארה על דרך המקרה, על פי עדותם: באחד מניסיונותיהם לגדל ולזהות
את החיידק הסלילני ברקמת כיב קיבה, נזרע החומר במצע, ומפאת פגרת חג הפסחא, נשתכחה
התרבית למשך 6 ימים תמימים ובתום פרק זמן בלתי מקובל זה, נמצאה התרבית שופעת
בחיידקים. ואכן ממצא זה היווה את נקודת המפנה ונתן תנופה להנחת קיום הקשר בין
מחלות רירית הקיבה והליקובקטר פילורי .

הליקובקטר פילורי  מתקיים למעשה עשרות שנים
בסביבה החומצית העוינת בקיבת האדם, ובדומה לחיידקים אחרים שהתמחו בקיום בסביבה
ייחודית אחת, הוא אינו זקוק למנגנוני "הסתגלות סביבתית", כגון תגובות
דחופות הנדרשות בעת שינוי בתנאי הסביבה הקיומית. בהתאם לכך, אין להליקובקטר פילורי
 מנגנוני הוויסות מטאבוליים דו-שלביים, הוא
בעל גנום קטן יחסית שגודלו 1.67 מיליון זוגות-נוקלאוטידים (base pairs) ומכיל מספר מזערי של גנים מטאבוליים (Tomb וחב' ב-Nature משנת 1997).
לשם המחשה, החיידק הסתגלן Pseudomonas aeruginosa, שורד היטב ברקמות ובנוזלי גוף שונים, ומכיל
90 מערכות ויסות (two component) מטאבוליות, ואילו להליקובקטר
פילורי  רק 4 מערכות כאלה (Covance.
במסגרת מנגנוני ההסתגלות של הליקובקטר פילורי  לחומציות נוזל הקיבה, ניתן לציין, ש-70% מכלל
חלבוני חיידק זה הם בעלי אופי בסיסי עם חומצות אמיניות כגון ליזין וארגינין
ששכיחותן גבוהה פי-2 מזו שמוצאים בחלבוני חיידקים כ-E. coli ו-H. influenzae, ואומנם רוב חלבוני הליקובקטר פילורי  הם בעלי קבוע איזואלקטרי (pI) מעל ל-7.0 שאולי משקף את הסתגלות החיידק
לחומציות הקיבה.

גורמי האלימות של הליקובקטר פילורי:
מספר גורמים מוכרים היום, החיוניים ליכולת
ההתנחלות, ההישרדות וההשפעה הרעלנית של הליקובקטר פילורי  בקיבת האדם.
א. השוטונים (flagella), המאפשרים לחיידק לחדור מבעד לרירית הקיבה
הצמיגה כדי להגיע לאזור תת-רירי בעל pH
ניטרלי יותר.
נושא קישור הליקובקטר פילורי  לתאי אפיתל
הרירית, חשוב הן בהגנה על החיידק מפני תנאי החומציות העוינים בקיבה, וגם מפני
החלשת תאחיזתו באפיתל על ידי כוחות הגזירה בשל גלי ניע והתרוקנות הקיבה.
ואכן, זני הליקובקטר פילורי  שהם מוטאנטים
(knockout) בגנים יוצרי השוטונים,
אינם משתרשים ואינם פתוגניים בדגם של חזירונים שהודבקו בזן המוטאנט של הליקובקטר
פילורי . החיידק הליקובקטר פילורי  נייד
מאוד בתווך צמיג ומתפשט במהירות כאשר זורעים אותו במצע אגר, באמצעות ציצית המורכבת
מ-4 עד 6 שוטונים.
כל שוטון מכיל שני חלבונים (flagellin),
FlaA שהוא העיקרי ו-FlaB המשני בכמותו והוא ממוקם רק בבסיס השוטון.
מוטאנטים של הליקובקטר פילורי  שאינם
מסוגלים ליצור אחד משני החלבונים האחרונים, או אף את שניהם, מאבדים את יכולת
התנועה במצע התרבית ומגלים כושר השתרשות ושרידות מוגבל ביותר ברירית הקיבה (Eaton וחב' ב-Infection & Immunity משנת 1996).   .

בחדירת הליקובקטר פילורי  אל מתחת לרירית
הקיבה, הוא נקשר אל תאי האפיתל הגובלים ברירית, אך עד היום לא פוענחו המבנים של
קרומי תאי האפיתל אליהם חוברים חלבוני המעטפת של הליקובקטר פילורי  המוגדרים כ-adhesins. המועמדים העיקריים להיצמדות ה-adhesins הם מבנים שומניים, כמו פוספטידיל-אתנולאמין
וכן הגליקוליפידים asialo GM1 (Gg4) ו-asialo GM2 (Gg3)
(Bitzan וחב' ב-Journal of  Infectioud Diseases משנת 1998).
כמו כן נקשר הליקובקטר פילורי  לתרכובות
סוכריות המכילות שיירי סולפאט. הליקובקטר פילורי  עושה שימוש בחמישה adhesins לפחות כדי להיקשר לתאי האפיתל בקיבה. ה-adhesin
המאופיין ביותר הוא חלבון בעל משקל מולקולארי של 75,000 דלטון הידוע
כ-Bab A, הנקשר לאנטיגן קבוצת הדם
Lewisb על פני תאי האפיתל, וכן לאנטיגן H-1 המגדיר את שייר הקצה הסוכרי של קבוצת הדם O והוא בעל רצף fucose α1-2 galactose (על פי Liver  וחב'
ב-Science משנת 1998).
אגב, קבוצת הדם Lewis חשודה במעורבות בהיבט
נוסף של הפתגוניות של הליקובקטר פילורי : הליפופוליסאכארידים (LPS) בזני הליקובקטר פילורי  אחדים, מתת-הקבוצה LPS-O, מכילים מבנים הזהים לאנטיגנים מסוג Lewisy ו-Lewisx, מכילי הסוכר fucose, המופיעים על תאי האפיתל ברירית הקיבה.

 דמיון אנטיגני זה יכול להשרות יצירת נוגדנים
עצמיים המגיבים עם תאי אפיתל הקיבה, כפי שקורה לעתים קרובות במטופלים עם דלקת קיבה
כרונית. לאחרונה נמצא, ששרשרת של האנזים ATPase H+K+ בקיבה, מראה זהות אנטיגנים עם Lewisy ולכן הנוגדנים הנוצרים כנגד האנטיגן האמור בהליקובקטר
פילורי , עלולים להגיב עם ה-ATPase
ולהגביר התהוות atrophic gastritis Applemelk) ו-Negrini ב-Current Opinion in Gastroenterology משנת 1997).
אגב, אנטיגן Lewis מבוטא יותר בזני הליקובקטר
פילורי  שהם cagA+ מאשר בזני cagA-, אך לא ברור אם לכך יש לייחס את הדלקת
הנמרצת יותר בהידבקות בזן החיובי של cagA.
בין האנטיגנים הקשורים בקישור הליקובקטר פילורי  לרקמת הרירית נשתמר היטב HpaA, המאגלוטינין שיש לו in vitro סגוליות קישור למבנה הסוכרי N-acetylneuraminyllactose. עדיין פתוחה הסוגיה האם HpaA מתווך גם בקישור הליקובקטר פילורי  לפחמימות המכילות חומצה סיאלית וגם ברירית הקיבה
השנויה עדיין במחלוקת (Simon וחב' ב-Infection & Immunity משנת 1997). אנטיגן אחר
של הליקובקטר פילורי  שהשתמר היטב הוא
החלבון שגודלו 26,000 דלטון, אם כי תפקידו בקישור לרירית הקיבה עדיין לא מוגדר.

ב. הרעלן VacA
המופרש על ידי הליקובקטר פילורי  משרה
יצירת בועיות חומציות בתאי אפיתל ותואר לראשונה על ידי Leunk וחב' ב-Journal of Medical Microbiology משנת 1988.
הבועית (vacuole) היא למעשה בן-כלאיים של
הליזוזום והגופיף התאי הידוע כ-endosome,
ויצירתה נעשית בתלות במשאבת פרוטונים ונוכחות ATP, וכן בחלבון קושר GTP הידוע כ-Rab.
בנוסף, VacA מדלדל את שכבת תאי האפיתל
בקיבה על ידי התרופפות נקודות הצומת הבין-תאיות (tight junctions). Papini וחב' (Journal of Clinical Investigation משנת 1998 מדדו את השפעת VacA על קרומי תאים אפיתליאלים בתנאי תרבית.
במקביל להדגרה עם VacA, נמדדה החדירות של
מולקולות בגדלים שונים שסומנו רדיו-אקטיבית לתוך התאים הנבדקים.
נמצא שהשטף (flux) מבעד לקרומי התאים של
הסוכר מאניטול (משקל מולקולארי 182) גדל פי 3.5 בהשפעת VacA, ואילו החדירות של סוכרוזה (משקל מולקולארי
342) עלתה פי 2. לעומת זאת, חדירתם לתאי אפיתל המטופלים ב-VacA של התלת-פפטיד met-leu-phe (משקל מולקולארי 438) והחלבונים inulin (מ"מ 5,000) ו-HRP (מ"מ 47,000) לא השתנתה כלל. מחקר זה
מצביע על הגברת חדירותם של קרומי תאי אפיתל על ידי VacA המוגבלת למולקולות קטנות יחסית בעלות משקל
מולקולארי מתחת ל-440.
בהתאם, גם חדירותם של יוני Fe3+
ו-Ni2+ החיוניים לקיום הליקובקטר
פילורי  בקיבה, גדלה בהשפעת VacA. ממצא זה מתייחס לנזק לתאי אפיתל, אך גם
לשיפור תנאי ההזנה והתרבות הליקובקטר פילורי  ברקמת הקיבה.

VacA הוא רעלן אוליגומרי, המורכב משישה או שבעה
פפטידים זהים המחוברים סימטרית ליצירת מבנה מעגלי. הוא מיוצר על ידי כ-50% מזני
החיידק, בעיקר אלה השכיחים במטופלים בגלל כיב עיכולי. VacA נוצר בתחילה כמולקולת קודמן (precursor) בגודל של 140 ק"ד הנחתך באזור הקצה
הקרבוקסילי ליצירת חלבון שגודלו 95 ק"ד המופרש מן החיידק ומתחבר עם יחידות
דומות ליצירת המבנה האוליגומרי.
בנוסף לנזק הציטופלסמי שמשרה VacA
בתאים, הוא גם משבש את המנגנון החיסוני של הצגת אנטיגנים על ידי לימפוציטים מסוג B
(Pagliaccia וחב' ב-Proceedings of National Academy of
Sciences USA
משנת 1998. 
de Bernard וחב' (Journal of Biological Chemistry משנת 1995) הדגימו
שפעילותו הביולוגית של חלבון VacA
גדלה בחשיפתו לתנאים חומציים ובכך מתגברים נזקי הליקובקטר פילורי  ברירית הקיבה. 

מעל ל-80% מבין הזנים של הליקובקטר פילורי  שבודדו מאזורי קיבה מכויבים, הכילו את הגן הפעיל
ל-VacA, ודרגת הרעלנות היא בתלות
בשני אזורים מתפלגים ב-VacA. קיים מקטע הידוע כ-signal peptide המורכב משלושה רצפים – s1a, s1b
ו-s2, וכן האזור האמצעי של
הגן, המקודד לפפטיד באורך של 300 חומצות אמיניות המכיל את החלק של VacA הנקשר לתא, בו מצויים שני ואריאנטים m1 ו-m2.
נמצא קשר בין הרכב הגן ל-VacA
למידת הרעלנות שלו ולדרגת התהליך הדלקתי. 

זני s1/m1 הם המזיקים ביותר, בשעה
שזני s2/m2 אינם רעילים כלל. זני m1 מזוהים עם נזק אפיתלי בקיבה, ואילו זני s1a קשורים להסננה מוגברת של לימפוציטים
וניטרופילים לרירית הקיבה.

אכן, באוכלוסייה בארה"ב הידבקות בזן s1 של הליקובקטר פילורי  שכיחה יותר באלה עם מחלת כיב מאשר במטופלים עם
דלקת כרונית. מסתבר לעומת זאת, שביפן רוב זני הליקובקטר פילורי  הם בעלי הגנוטיפ s1a/m1, גם אם במטופלים אובחנה דלקת כרונית בלבד.
עדיין קיימים סימני שאלה לגבי הבנת הרעלנות של זני VacA השונים בתנאי תרבית לגבי תאי HeLa לדוגמה, בהשוואה לנזק שהם גורמים in vivo. וכך הרעלן המופרש על ידי זן m2 שאינו פעיל, בתרבית, מזוהה עם כיב עיכולי
ואפילו שכיח באוכלוסיות בהן כיב עיכולי ושאתות בקיבה הם בשכיחות גבוהה. סתירה
לכאורה זו, הביאה לאחרונה למחקר מדוקדק יותר בו הודגם, שרעלן m2 גורם נזק לסוג של תאי אפיתל (RK-13) בתרבית, כיוון שהוא מסוגל להיקשר לקולטן על
פני התאים האחרונים ואינו נמצא על תאי HeLa.

מדובר אפוא בקיום קולטן סגולי על פני התאים כתנאי הכרחי להשפעה הרעלנית של חלבון VacA. במחקר עדכני ביותר אכן הודגם שהגנוטיפ s1/m2 קשור בכיב התריסריון וכסיוע נוסף יצוין
שהאלל m2 שכיח באוכלוסייה סינית,
הלוקה בשכיחות גבוהה של כיב עיכולי ושאתות הקיבה.

ג. הרעלן cagA
הוא חלבון גדול יחסית (120 ק"ד), מאוד אימונוגני ומצוי ב-60% מזני הליקובקטר
פילורי , ובהדבקות משרה יצירת כימוקינים בתאי אפיתל בתרבית תאים, ותגובה חיסונית
של רירית הקיבה וממילא דלקת קשה יותר .
ואכן, זני הליקובקטר פילורי  בעלי cagA מזוהים יותר עם מחלת כיב עיכולי, atrophic gastritis ושאתות בקיבה.

לאחרונה התברר ש-cagA מהווה חלק של החומר הגנטי שגודלו 40 קילו-בסיסים
המכיל 31 גנים ומוגדר כ-pathogenicity island, והוא הקובע את דרגת
הפתוגניות של הליקובקטר פילורי  וכינויו cagPAI.
מעניין שבתוך מקטע ה-cagPAI, מצוי רצף הנראה
"זר", שכן תכולת הנוקלאוטידים GC
שלו שונה מזו של הליקובקטר פילורי, ונראה שבשלב כלשהו במהלך האבולוציה, רצף נייד
שכינויו insertion sequence, או IS605, חדר לגנום של הליקובקטר פילורי  ובזנים אחדים הביא לשמט (prolapse) של חלקי PAI
(Cesini וחב' ב- Proceedings of National Academy of
Sciences USA
משנת 1996).
בהליקובקטר פילורי , משרה cagPAI
בתאי אפיתל הפרשת ציטוקין IL-8,
שהוא מתווך בתהליכי דלקת ונדידת ניטרופילים, על ידי שהוא משפעל בגרעין תא האפיתל,
גורם המוכר כ-kappa B. בנוסף, מביא cagPAI בתאי האפיתל לביטוי של האונקוגנים c-fos ו-c-jun.
לא ידוע עדיין כיצד קשורים כל השינויים התאיים הללו להגברת אלימות הליקובקטר
פילורי . בדגם של עכברים, זני הליקובקטר פילורי, שהם cag- הידועים כ-type1, גורמים נזק משמעותי.
בבני-אדם קיים מתאם חזק בין הידבקות בזני cag-
וכיבים או שאתות בקיבה.
מבין זני הליקובקטר פילורי  שבודדו ממושבות
דגירתם בקיבות מטופלים, נמצא כי 70%-60% הם זני cag- ואילו 40%-30% הם זני cag–. יצוין שביפן ובקוריאה בודדו זנים מסוג cag+ כמעט ב-100% מהחולים. השערה אחת הועלתה,
לפיה לאורך השהייה הממושכת של הליקובקטר פילורי  בקיבה, עוברים זני cag- שינויים ב-cagPAI ונוצרים זני cag+. נראה שבכל קיבה קיים שיווי משקל דינאמי בין
זני (+) ו-(-) של cag, ובהתאם לכך תקופות
הרגיעה או ההתלקחות של הממצאים הקליניים.

ד. ליפופוליסאכאריד (LPS): כנראה שבהשוואה לגורמי האלימות האחרים
נודעת ל-LPS של הליקובקטר פילורי
משמעות רעלנית נמוכה יחסית אך משמעותית [24].
התגובה החיסונית שמעורר LPS זה נמוכה, ורעלנותו (LD50) בניסויים בעכברים נמוכה פי 500 בהשוואה לזו
של LPS של חיידק הסאלמונלה. כמו
כן נמצא שבאדם הפרשת TNFα, והציטוקינים IL-6 ו-IL-1
מתאים מונוקלאיים ו-IL-8 מניטרופילים, המושרה על
ידי LPS של הליקובקטר פילורי, גם
היא נמוכה יחסית. הפעילות הביולוגית המתונה של ליפופוליסאכאריד של הליקובקטר
פילורי נובעת מאופי הזירחון של מרכיב lipid A
בחיידק זה, שיכול להאריך את משך ההדבקה בהליקובקטר פילורי  ולתרום לדלקת הכרונית ברירית הקיבה.

נמשיך ונדון בחיידק הליקובקטר פילורי במאמר
ההמשך.

בברכה, פרופ' בן-עמי סלע.