אתגרים בהבנת המנגנון הפתוגני של הליקובקטר פילורי

דומה שיד המקרה תורמת מדי פעם את חלקה לתגליות ולפריצות-דרך במחקר הרפואי. מהלך רשלני במעבדתו של פלמינג הותיר בשנת 1928 תרבית חיידקי Staphylococcus בלתי מכוסה, ונבג של העובש Penicillium notatum חדר פנימה ושינה את פני הרפואה. וכן נושא סקירתנו, הקשר בין החיידק Helicobacter pylori ודלקת, כיב ואף שאתות בקיבה, שנראה היום כמעט "קלסי", הוא פרי של ניסוי בלתי מתוכנן ושל תצפית שהתאחרה עד לעשור הקודם.

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, וב-1940 פורסם ש-37% מדגימות שנלקחו מניתוחי קיבה הכילו חיידקים סלילניים [1], 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 [2]. 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 Marshall ו-Warren [3] 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. סקירה זו תתמקד בהיבטים ביוכימיים ומולקולתיים של פעולת חיידק מורכב זה, שכן שאלות אפידמיולוגיות של הנפיצות הגיאוגרפית של הליקובקטר פילורי וגיל ההידבקות, וכן נושא הטיפול התרופתי בחיידק נדונו בעיתון זה בהרחבה [4, 5].

הליקובקטר פילורי מתקיים למעשה עשרות שנים בסביבה החומצית העויינת 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 המטאבוליים הדו-שלביים, הוא בעל גנום קטן יחסית שגודלו 1.67 מיליון זוגות-נוקלאוטידים (base pairs) ומכיל מספר מזערי של גנים מטאבוליים [6]. 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 [7]. במסגרת מנגנוני ההסתגלות של הליקובקטר פילורי לחומציות נוזל הקיבה, ניתן לציין, ש-70% מכלל חלבוני חיידק זה הם בעלי אופי בסיסי עם חומצות אמיניות כליזין וארגינין ששכיחותן גבוהה פי-שניים מזו שמוצאים בחלבוני חיידקים כ-E. coli ו-H. influenzae, ואומנם רוב חלבוני הליקובקטר פילורי הם בעלי קבוע איזואלקטרי (pl) מעל ל-7.0 שאולי משקף את הסתגלות החיידק לחומציות הקיבה.

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 העויינים 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 [8]. 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 [8].

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) [9]. כמו כן נקשר הליקובקטר פילורי לתרכובות סוכריות המכילות שיירי סולפאט. הליקובקטר פילורי עושה שימוש בחמישה אדהזינים לפחות כדי להיקשר לתאי האפיתל בקיבה. האדהזין המאופיין ביותר הוא חלבון בעל משקל מולקולתי של 75 ק"ד הידוע כ-Bab A, הנקשר לאנטיגן קבוצת הדם Lewis^b על פני תאי האפיתל, וכן לאנטיגן H-1 המגדיר את שייר הקצה הסוכרי של קבוצת הדם O והוא בעל רצף fucose a1-2 galactose [10]. 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 Lewis^y ו-Lewis^x, 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 [10]. לאחרונה נמצא, ששרשרת של האנזים ATPase H⁺K⁺ בקיבה, מראה זהות אנטיגנים עם Lewis^y ולכן הנוגדנים הנוצרים כנגד האנטיגן האמור בהליקובקטר פילורי, עלולים להגיב עם ה-ATPase ולהגביר התהוות atrophic gastritis [12]. 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 היא שנויה עדיין במחלוקת [13]. אנטיגן אחר של הליקובקטר פילורי שהשתמר היטב הוא החלבון שגודלו 26 ק"ד, אם כי תפקידו בקישור לרירית הקיבה עדיין לא מוגדר [14].

ב. הרעלן VacA המופרש על ידי הליקובקטר פילורי משרה יצירת בועיות חומציות בתאי אפיתל ותואר לראשונה על ידי Leunk וחב' [15]. 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' [16] מדדו את השפעת VacA על קרומי תאים אפיתליים 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 (מ"מ 182) גדל פי 3.5 בהשפעת VacA, ואילו החדירות של סוכרוזה (מ"מ 342) עלתה פי 2. לעומת זאת, חדירתם לתאי אפיתל המטופלים ב-VacA של התלת-פפטיד met-leu-phe (מ"מ 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 מולקולתי מתחת ל-440. בהתאם, גם חדירותם של יוני Fe³⁺ ו-Ni²⁺ החיוניים לקיום הליקובקטר פילורי בקיבה [6], 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 [17]. de Bernard וחב' [18] 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 וארינטים 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 [19]. אכן, באוכלוסייה בארה"ב הידבקות בזן s1 של הליקובקטר פילורי שכיחה יותר באלה עם מחלת כיב מאשר במטופלים עם דלקת כרונית. מסתבר לעומת זאת, שביפאן 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 [17] 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 [17].

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 [20]. ואכן, זני הליקובקטר פילורי בעלי cagA מזוהים יותר עם מחלת כיב עיכולי, atrophic gastritis ושאתות בקיבה [21, 22]. לאחרונה התברר ש-cagA מהווה חלק של החומר הגנטי שגודלו 40 קילובסיסים 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 [23]. 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.

התגובה החיסונית ל-הליקובקטר פילורי: מן הבחינה ההיסטולוגית, תגובת הפונדקאי להדבקה בהליקובקטר פילורי מאופיינת בהסננת תאי פלסמה, לימפוציטים, ניטרופילים ומונוציטים לרירית הקיבה, והתגובה הדלקתית חשיבותה בגרימת נזק ברקמה.

שיפעול ניטרופילים: בגאסטריטיס חד הנגרם על ידי הליקובקטר פילורי, מהווים דווקא הניטרופילים את הרכיב הדלקתי המקדים בתגובה לפתוגן. ניטרופילים משופעלים נעים ליעדם בקיבה בתהליך כימוטקסיס, המושפע ישירות על ידי תוצרי הליקובקטר פילורי או, בעקיפין דרך מפל (cascade) הציטוקינים. Evans וחב' [25] איפיינו חלבון תוצר הליקובקטר פילורי בעל משקל מולקולתי של 150 ק"ד, HP-NAP, המשפעל ניטרופילים וגם קשור לגיוס ניטרופילים לרירית הקיבה. מיוחד לחלבון זה הוא היותו בעל מבנה אוליגומרי המורכב מ-10 עד 12 יחידות פוליפפטידיות, כל אחת בגודל של 17 ק"ד. הגן napA המקדד את החלבון NAP התגלה בכל זני הליקובקטר פילורי, אך הוא מתבטא בעוצמות שונות, והחיידק מפרישו בהתאם לעקה של הסביבה החומצית. גם הליפופוליסאכאריד של הליקובקטר פילורי משפיע על הניטרופילים, לא על ידי הפעלה ישירה לשחרור רדיקאלים חומציים, אלא תוך גירוי הניטרופילים לחילוף חומרים של חימצון פעיל.

הסננת הניטרופילים ושפעולם מושרה באופן עקיף בהדבקת הליקובקטר פילורי על ידי ציטוקינים. אפיתל הקיבה מפריש כימוקינים המשפיעים על הניטרופיל, כגון IL-8 ו-GROα, ואכן התבטאות עודפת של IL-8 בתאי רירית הקיבה בהדבקת הליקובקטר פילורי הודגמה in vivo [26], בעוד שביטוי ציטוקין זה התחזק בתאי אפיתל הקיבה in-vitro בהשפעת הציטוקינים TNFα ו-β ו-IL-1 המיוצרים ברירית הקיבה בהדבקת הליקובקטר פילורי. נראה שגם urease וגם חלבוני porin תולדות הליקובקטר פילורי, מסייעים בהפרשת ציטוקינים על ידי תאים מונונוקלאדיים בתהליך הדלקתי. נמצא גם, שהליקובקטר פילורי מגביר ספיחת ניטרופילים לתאי אנדותל במנגנון בו משתתפות מולקולות ה"קישור" ICAM-1 ו-VCAM-1, אם כי מולקולה אחרת מאותה משפחה E-selectin, אינה מוגברת בהדבקת הליקובקטר פילורי.

שפעול תאי T: בהמשך לדלקת החדה ולשינויים הנלווים בחדירות הקיבה, חשיפה מתמשכת לגירוי אנטיגני של מרכיבי הליקובקטר פילורי מביאה לתגובות חיסוניות של תאי T ו-B בפונדקאי. מחקרים בעכברים מרמזים שתגובת תאי T להליקובקטר פילורי חשובה בהתהוות הנזק ברירית הקיבה. לשפעול תאי T נדרשת התגובה של השיירים CD80 ו-CD86 הנמצאים על התאים-מציגי-האנטיגן, עם המבנה CD28 המופיע על תאי T. נמצא, שברירית מודבקת בהליקובקטר פילורי, קיימת עלייה בהתבטאות CD86 וכן של מולקולות class II על פני תאי האפיתל בקיבה, ונראה שתאים אחרונים אלה יכולים לשמש בתפקיד של תאים-מציגי-אנטיגן [27]. תאי T הנודדים לרירית המודבקת עם הליקובקטר פילורי הם ברובם המכריע נושאי הפנוטיפ CD45RO^-, שהוא סמן של תאים המרוגשים על ידי אנטיגן, ונמצא במתאם עם ביטוי-יתר של HLA-DR על תאי אפיתל הקיבה בדלקת הליקובקטר פילורי. תאים מונונוקלאיים שבודדו מקיבת חולי דלקת כרונית עם הליקובקטר פילורי, מפרישים תדירות אינטרפרון-גאמא, אך אינם מפרישים IL-4. רוב תאי T מקבוצת CD4 המצויים בהדבקת הליקובקטר פילורי, מפרישים אינטרפרון-גאמא, בתגובה לגירוי אנטיגני, האופייני לפנוטיפ Th1. לאחרונה הודגם, שהליקובקטר פילורי מעודד באופן ברירני יצירת IL-12 בליקוציטים בדם היקפי. שלב חשוב בהשראת תגובות Th1. ואומנם, תגובת Th1 בקיבה שכיחה יותר בחולים עם מחלת כיב עיכולי. שיבושים בהפרשת חומצה עלולים להתרחש בתגובה מוגברת של Th1 בקיבה וכך מתגבר הסיכון להתהוות כיב התריסריון. לכן היה צפוי לכאורה שכאשר ינטרלו בעכברים ייצור אינטרפרון-גאמא, תחול ירידה משמעותית בדלקת רירית הקיבה והיפוכו של דבר, ציטוקין IL-10 המדכא תגובות Thl, יעלה ברמתו בדלקת קיבה הקשורה להליקובקטר פילורי, אם כי לא הוכח שעליה ברמת IL-10 מגנה בפני נזק ברירית.

שפעול המשלים: גורם נוסף התורם לתגובת ניטרופילים ברירית הקיבה הוא שפעול המשלים. מחקרים בסוף שנות ה-80 רמזו לכך, שהליקובקטר פילורי יכול להפעיל משלים במסלול הקלסי תוך שפעול ניטרופילים in-vitro, ובמחקרים עדכניים הודגמה הפעלת משלים בדלקת קיבה על ידי הליקובקטר פילורי. קיום מרכיב המשלים המשופעל C3b, מיוחס להסננת ניטרופילים בקיבה. תוצאות אלה מצביעות על אפשרות שמשלים משופעל מהווה מרכיב בנדידת (chemotaxis) ניטרופילים ובנזק בתאי האפיתל [28].

משמעות urease בפעילות הליקובקטר פילורי: אנזים זה מהווה כ-50%-10% מכלל חלבון החיידק הליקובקטר פילורי, ונוכחותו האוניברסלית בחיידקי קיבה הביאה להשערה על תפקיד אוריאזה בקיום הליקובקטר פילורי בתנאי הקיבה החומציים. בניסויים הודגם שפעילות האנזים חיונית לשגשוג הליקובקטר פילורי בקיבת חזירונים כמו גם להתאמתם של חיידקי Helicobacter felis בעכברים. נשאלת השאלה האם אוריאזה תומכת בהתרבות הליקובקטר פילורי על ידי יצירת אווירה של אמוניה בהגנה על החיידק הרגיש לחומצה בתהליך המעבר מנהור הקיבה ליעדו הסופי בשכבה שמתחת לרירית הקיבה, או באספקת תרכובות חנקיות שהן תוצרי פירוק השינן על ידי האוריאזה [22]. הפתרון לשאלה האחרונה ניתן על ידי Eaton וחב' [21]. בניסוי בו הודבקו חזירונים בהליקובקטר פילורי מזן N6 המכיל אוריאזה, או במוטאנט של הליקובקטר פילורי בו הגן ureG המקודד לאנזים שאינו פעיל. ליצירת מצב של תת-חומציות הקיבה (achlorydna) טופלו חלק מהחזירונים ב-omeprazole, שהעלה את ה-pH בקיבה ל-7.0. תוצאות הניסוי היו כדלקמן: זן הבר N6 התרבה היטב בקיבת החזירונים הן בתנאי חומציות רגילים, והן בחיות המטופלות שהופחתה בהן חומציות הקיבה. לעומת זאת, זן הליקובקטר פילורי המוטאנט-משולל-האוריאזה לא השתרש ולא צמח בשני סוגי החזירונים, כלומר, חסר האנזים לא היה קשור באי-יכולת החיידק ליצור אמוניה לנטרול חומציות הקיבה. זאת ועוד, כאשר הדביקו בו-זמנית את החזירונים בכמויות זהות של שני זני הליקובקטר פילורי המתוארים, צמח זן הבר בלא הפרעה ולעומתו הזן חסר האוריאזה לא צמח כלל. כלומר, אמוניה וחומצה פחמתית שהם תוצרי פירוק שינן על ידי אוריאזה של חיידק הליקובקטר פילורי התקין N6, לא הביאו ליצירת תנאים סביבתיים בקיבה שיאפשרו את צמיחתו של הליקובקטר פילורי המוטאנט. ניסוי אלגנטי זה הביא למספר מסקנות: האוריאזה של הליקובקטר פילורי אינה חיונית להפחתת חומציות בסביבת החיידק או להספקת תרכובות חנקן הדרושות להזנתו, אך האנזים חיוני כחלק מבני של החיידק החיוני להתרבותו. כיוון שהאוריאזה היא חלק מהקרום החיצוני של החיידק, נראה שהאנזים פועל כ-adhesin, המעודד קישור לתאי המטרה. אך ייתכן שחשיבות האנזים היא ביצירת מפל אלקטרוכימי המביא לייצור ATP כמקור אנרגיה לפעילות החיידק [21].

ידוע שהליקובקטר פילורי יכול לשרוד בטווח של pH שבין 8.0-4.0, אך החיידק יכול להתרבות רק בתחום מעט יותר בסיסי, כאשר ה-pH הוא בין 8.0-6.0. בנהור הקיבה ה-pH הממוצע הוא 1.4 ועלול אף לרדת לערכים חומציים ביותר מתחת ל-1.0 pH בשעות הלילה, בהעדר עיכול מזון המשמש מעין חוצץ המנטרל במעט את חומציות נוזל הקיבה. ה-pH על שטח פני הקיבה גבוה באופן משמעותי מזה שבנהור הקיבה, ושימוש במיקרו-אלקטרודה הראה שהוא קרוב ל-pH ניטרלי, הן בגלל המחסום של שכבת הרירית ואף יותר בשל הפרשת HCO₃ המנטרל כ-10% מחומצת הקיבה. שטח פני הקיבה באזור השוער (antral) הוא יותר בסיסי מזה שבאזור קרקעית הקיבה, מקום שם מופרשת חומצת המלח, אם כי הליקובקטר פילורי מצליח לשרוד באזורי קיבה שונים בטווחי חומציות רחבים במנגנון התאמה מורכב ולא מפוענח עד תום. להליקובקטר פילורי כמו לחיידקים גראם-שליליים שתי ממברנות הכולאות ביניהן חלל סב-פלסמתי, ותכונות ה-pH ועוצמת החוצץ של חלל זה קובעות את יכולת החיידק להסתגל לסביבה בעלת חומציות גבוהה.

הממברנה החיצונית של הליקובקטר פילורי מכילה מספר חלבונים הידועים ב-porins (מלשון porous, נקבובי) שתפקידם לאפשר חדירת מולקולות קטנות מבעד לקרום החיידק. בשינוי הנקודה האיזואלקטרית של החלבונים האחרונים, קטן השטף של פרוטונים דרך הממברנה הדו-שכבתית, בהליקובקטר פילורי טעונים ה-porins חיובית ולכן פוחתת כניסת יוני מימן לתוך החלל הסב-פלסמתי, ולכן חיידק זה יכול להיחשף לחומציות גבוהה יותר. אך העיכוב הקינטי של חדירת יוני מימן יכול לספק רק הגנה קצרת-מועד, ולכן לא מפתיע הממצא שהליקובקטר פילורי אינו שורד לאחר 5-4 דקות ב-pH שמתחת ל-4.0 בתנאי תרבית בהעדר שינן, ומנגנונים נוספים נדרשים לעמידות ארוכת-טווח בחומצה. מדידת הפוטנציאל הממבראנתי של הליקובקטר פילורי, בהעדר שינן ב-7.0 pH מעניקה ערך של 131 מיליוולט, וערך ה-pH הפנימי בחיידק נמצא בסיסי יותר - 8.4, ומשקף חדירות נמוכה ליוני מימן. חיידק זה יכול לשמור פוטנציאל ממברנה קבוע בתחום pH בין 4.0 ו-8.5. הוספת שינן הביאה לשחזור מהיר תוך פחות מדקה אחת של פוטנציאל הממברנה ב-pH של 3.5, וכך מודגשת חשיבות השיינן בסביבת הליקובקטר פילורי. לכן פעילות האנזים אוריאזה בחיידק הליקובקטר פילורי היא כעין חרב-פיפיות: היא חיונית מאוד להישרדותו בתנאי חומציות בגין יצירת אמוניה, אך עלולה גם למנוע קיום החיידק אם נגרם חסר מובהק של שיינן [29].

הגישה החיסונית בטיפול בהליקובקטר פילורי: ההתמודדות עם הדבקות כרוניות של רירית הקיבה בהליקובקטר פילורי בטיפול אנטיביוטי הביאה להפחתה בהתרחשות התסמינים הקליניים בתחלואי הקיבה המיוחסים להליקובקטר פילורי [30]. גילוי גדל והולך של זני הליקובקטר פילורי הרוכשים עמידות בפני התרופות האנטיביוטיות המקובלות, כגון פלאג'יל ו-clarithromycin, הביא לצמצום יעילות הגישה נוגדת המיקרובים בטיפול רב-אוכלוסייתי [30]. יתרה מכך, ראיות עדכניות מצביעות שהדבקות חולים בהליקובקטר פילורי שטופלו באנטיביוטיקה עד ריפוי מלא בטווח הקרוב. לא הגנו על המטופלים בפני הדבקה נשנית בחיידק [31]. בנוסף, טיפול אנטיביוטי אינו בר-יישום בדיכוי הידבקות בהליקובקטר פילורי במדינות מתפתחות, ולכן טיפול נוגד-מיקרובים הוא פתרון יעיל ברמת הפרט לטווח הקצר בלבד. גישה חיסונית עשויה להיות אפוא יעילה יותר בהיבט האפידמיולוגי. האתגר בפיתוח חיסון כנגד הליקובקטר פילורי הביא את Ghiara וחב' [32] לחסן עכברים עם הדבקה-עיקשת (persistent) בהליקובקטר פילורי. קבוצה זו הצליחה לרפא הידבקות כרונית בעכברים מזן CD1 על ידי חיסון בחלבונים אופייניים להליקובקטר פילורי, כמו VacA רקומביננטי או cagA, שהוזרקו בתערובת עם ה-adjuvant שכינויו LTK63 (אנטרוטוקסין של החיידק E. coli עם מוטאציה של רגישות לחום). חיסון זה הביא לריפוי ולהגנה בפני הדבקה חוזרת בהליקובקטר פילורי לתקופה בת שלושה חודשים לפחות. הגישה החיסונית הוכיחה את יעילותה גם בדגמי בעלי-חיים אחרים, כמו קופי rhesus שחוסנו בתת-היחידה B של האנזים אוריאזה, חזירונים שחוסנו בתמצית חיידקי הליקובקטר פילורי, וכן נמיות (ferrets) שחוסנו באוריאזה. התוצאות המעודדות בחיסון בעלי-חיים תומכות ביישום גישה חיסונית כנגד הליקובקטר פילורי או חלבונים אופייניים לו, בבני-אדם [7].

לסיכום, הליקובקטר פילורי משקף כנראה את ההידבקות החיידקית הכרונית הנפוצה ביותר וכמחצית מאוכלוסיית העולם משמשים לו כפונדקאים [33]. הנתונים האפידמיולוגיים לגבי הקשר הישיר או הנסיבתי של הדבקה בהליקובקטר פילורי לכיבי קיבה ותריסריון וכן ללימפומה ואדנוקרצינומה בקיבה, הם קצרי-מועד יחסית, בתחום של פחות מ-10 שנות סקר. לשם המחשה, בעוד שמחקרים מוקדמים ייחסו הדבקה בהליקובקטר פילורי ל-90% מהחולים בכיב התריסריון, במחקרים עדכניים יותר נמצא הליקובקטר פילורי רק ב-60%-30% מכלל הלוקים בחולי זה [34]. והתמונה הקלינית נראית אף מורכבת יותר שכן כיב התריסריון הופיע שוב ב-20% מבין המטופלים בהצלחה לביעור מלא של החיידק, ונראה שהסיבות לכיב זה מגוונות יותר.

אין ספק שהופעתו זה-מקרוב של הליקובקטר פילורי על במת הרפואה הגאסטרו-אנטרולוגית היא חיזיון רב-עוצמה מהבחינה האבחונית והטיפולית. לפי הערכות שונות, כ-55% מכלל חולי סרטן הקיבה בעולם נובעים מהדבקה בהליקובקטר פילורי, ובמצטבר מתווספים בעולם מדי שנה 5 מיליוני חולים חדשים של סרטן קיבה וכיב התריסריון על רקע הליקובקטר פילורי [34]. מחקר רב-היקף על הביולוגיה היוצאת דופן של חיידק סמוי זה, שנחשף במפתיע, תסייע בעתיד במאמץ לביעורו.

ביבליוגרפיה