幽门螺杆菌（H. pylori）是一种革兰氏阴性菌，可在人体胃部定植，并与多种胃十二指肠疾病相关，包括消化性溃疡病和胃癌。自1983年以来，科学家首次从慢性活动性胃炎患者的胃粘膜活检组织中将幽门螺杆菌分离成功后，是目前唯一能够在胃的强酸环境下生存下来的细菌。诸多研究显示，幽门螺杆菌感染引发的胃炎、溃疡、胃癌等并发症的具体表现形式，同时也会引发十二指肠溃疡、胃肠息肉、结直肠癌，导致便秘、腹泻和体重减轻。

检测并根除幽门螺杆菌对于管理这些病症至关重要。在非侵入性诊断手段中，13C-尿素呼气试验（UBT,13C-urea breath test ）因其高准确性和操作简便而被广泛应用。13C-UBT基于以下原理：幽门螺杆菌具有脲酶这种酶，能催化口服的含有稳定同位素13C标记的尿素水解。当感染幽门螺杆菌的个体摄入这种标记尿素后，脲酶将其转化为氨和13CO2。后者被血液吸收，最终通过肺部呼出体外。通过测定呼出气体中13CO2的增加量，临床医生可以准确诊断是否存在幽门螺杆菌感染。

历史与发展： 使用同位素标记法检测幽门螺杆菌的概念最早在上世纪80年代末90年代初提出，紧随马歇尔和沃伦发现该细菌在胃炎和消化性溃疡形成中所起作用之后。Kato等人（1992年）发表了一项开创性研究，成功将13C-UBT应用于大量未经选择的人群，证明其作为诊断工具的有效性。根据美国卫生及公共服务部发布了第15版最新致癌物报告中，幽门螺杆菌被列为明确致癌物。在谈到呼气同位素试验时，通常指的是 13C-尿素呼气试验（13C-UBT) 或 14C-尿素呼气试验(14C-UBT)。

• 13C-尿素呼气试验： 患者口服一颗含有稳定同位素13C标记的尿素胶囊。如果胃内存在幽门螺杆菌，该细菌产生的尿素酶会将13C标记的尿素分解为二氧化碳和氨。随后，被标记的二氧化碳通过血液进入肺部，并随呼出气体排出体外。收集患者的呼出气体样本，通过质谱仪或其他特定设备测量其中13CO2的含量，从而判断是否存在幽门螺杆菌感染。13C是稳定同位素，对人体无放射性危害。

• 14C-尿素呼气试验： 其原理与13C-尿素呼气试验相似，但使用的是具有轻微放射性的14C标记的尿素。同样，如果患者体内有幽门螺杆菌，就会分解尿素产生带有放射性的14CO2，通过分析呼出气体中的放射性强度来确定感染情况。由于14C的放射性非常微弱且半衰期相对较短，所以这种测试的安全性也是可以接受的。

利用[14C]尿素呼气试验检测H. pylori感染的示意图（Douglas N. Abrams）

网址：https://sites.ualberta.ca/~csps/JPPS3(2)/D.Abrams/urea.htm

这两种呼气试验都是临床常用的幽门螺杆菌感染检测方法，结果阳性意味着可能存在或活跃的幽门螺杆菌感染，需进一步由医生评估并指导治疗。

优点与局限性： 相较于其他诊断方法，13C-UBT具有诸多优势，包括高灵敏度和特异性，适用于所有年龄段且无需内窥镜检查或空腹准备。此外，它还可用于治疗后的随访评估，以确认细菌是否已被根除。然而，近期使用抗生素或质子泵抑制剂可能导致假阳性结果，低细菌负荷或技术限制则可能引发假阴性结果。

临床意义： 多个共识指南如马斯特里赫特IV/佛罗伦萨共识报告（Malfertheiner等人，2007年）推荐13C-UBT作为诊断幽门螺杆菌感染的主要方法。Dore等人（2010年）进一步利用测试使用数据来估计全球患病率，强调了该测试的广泛应用。

未来方向： 随着研究不断深入，优化和完善13C-UBT技术有着巨大潜力，包括标准化操作流程以及探索实时监测细菌活动等新应用领域。此外，虽然较少见，但14C-UBT也已进行了研究，但由于存在微小辐射风险，使得13C-UBT成为常规临床实践中的首选选项。总之，采用碳同位素分析的13C-尿素呼气试验在幽门螺杆菌感染的诊断和管理中发挥着基石作用。

参考文献：

Liao, C. C., Lee, C. L., Chiang, T. C., Lee, S. C., Huang, S. H., Tu, T. C., ... & Wu, C. H. (2002). The 13C‐urea breath test to detect Helicobacter pylori infection: a validated simple methodology with 50 mg 13C‐urea. Alimentary pharmacology & therapeutics, 16(4), 787-792.

Malfertheiner P, Megraud F, O'Morain CA, et al. (2007). "Management of Helicobacter pylori infection—the Maastricht IV/ Florence Consensus Report." Gut, 56(6), 1333-1378.

Lee YC, Chiang TH, Lin JT, et al. (2015). "13C-Urea Breath Test for Helicobacter pylori: An Evidence-Based Review." American Journal of Gastroenterology, 110(1), 13-29.