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传承与创新(10)纪念幽门螺杆菌重新发现40年(3) 精选

已有 8971 次阅读 2023-9-21 20:15 |系统分类:人物纪事

1983-1984年期间,马歇尔团队设计了第一个有效治疗幽门螺杆菌的方法,解决了为什么在过去200年铋剂对于胃病治疗如此有效的谜题,证明了幽门螺旋杆菌可以通过使用抗生素和铋盐来治愈。在成功培养出幽门螺杆菌的基础上,发展出了适合于常规使用的分离培养及药物敏感试验方法,同时,证实了沃伦和马歇尔的原始观察结果。

7. 解决了铋有效治疗胃病的难题

消化性溃疡的治疗史上有两个里程碑事件。第一个里程碑事件是1976年11月上市的H2受体拮抗剂(H2RA)西咪替丁(商品名Tagamet),随后雷尼替丁(Ranitidine)于1981年上市。西咪替丁的问世与应用,显著提高了溃疡的愈合率,James Whyte Black 因此获得1988年的诺贝尔医学奖(图17)。PPI(质子泵抑制剂,如奥美拉唑)的问世与应用进一步提高了溃疡的愈合率,但停药后溃疡仍会复发。到1983年,Smith Kline & French 每年从 Tagamet 赚取10亿美元,雷尼替丁(Zantac每年要超过30亿美元。溃疡病的治疗需要通过手术切除胃的下三分之一。然而,大约10% 接受手术治疗的患者成为“胃残废(gastric cripples)”,无法享受食物的余生,伴有慢性胃肠道症状和难以维持正常体重。因此,西咪替丁和雷尼替丁是一种治疗方法,而不是治愈方法。到1983年,很明显,对于大多数溃疡患者,终身治疗将是必要的(17)。因此,根除幽门螺杆菌感染以治愈溃疡成为消化性溃疡治疗史上的第二个里程碑事件。马歇尔团队在根除幽门螺杆菌感染抗生素治疗方面做出了有益探索。

1981年10月,在沃伦向马歇尔提供的患者名单中,治疗了他们的第一个病人,一位80岁俄罗斯血统的严重胃炎的老年男性,其活检显示无数弯曲杆菌样生物。马歇尔和沃伦知道他们正在接近伦理极限,并且所得到的结果,如弯曲杆菌是敏感的这种抗生素药物是先前的知识,或仅仅是道听途说,缺乏科学价值。在与病人分享了这些考虑以及他们对病情反应的担忧后,在争的病人同意后,他们开始用四环素治疗。两周后病人又回来了,他步伐轻快,腹痛和恶心消退,他痊愈了。虽然在随后的内窥镜检查中仍然看到红色的胃粘膜,但急性炎症特征已经改善,细菌已经消失(18,24)。

到这一良好结果的鼓舞,他们计划对十二指肠胃溃疡(GU)感染患者进行治疗试验。怎么资助这个试验?选择什么药物?以及许多其他的顾虑并没有让马歇尔泄气。他联系了几家制药公司,但收效甚微。但有一家生产含铋的溃疡治疗药物 De-Nol的荷兰公司(Gist-Brocades),给马歇尔寄了一封有趣的信:De-Nol治愈溃疡的速度与西咪替丁一样快,即使酸仍然存在。这种方法治疗溃疡的效果肯定比仅仅去除酸性物质要好。该公司给马歇尔寄了小册子和一些关于该药物的论文,这些论文揭示了服用该铋盐的消化性溃疡(PU)患者与服用西咪替丁的患者相比,复发率较低(55),以及服用铋盐的患者的细菌根除(56)。小册子上面有“之前”和“之后”的照片。在“之前”的照片,他们有螺杆菌的图片,而在“之后”的图片没有(24)。

20世纪80年代的美国,2%到4%的人口袋里有抗酸药雷尼替丁西咪替丁。而铋盐治疗后溃疡复发率低于西咪替丁治疗后的这种作用引起了马歇尔的极大兴趣(55,56)。这种临床试验的一个典型例子如图17所示。用西咪替丁或铋治疗十二指肠溃疡患者。溃疡愈合后,患者停止所有治疗,直到他们的溃疡复发。在两年时间里,西咪替丁组大约90% 的患者有溃疡复发,而De-Nol组有溃疡复发的患者明显较少,只有60%。De-Nol似乎比西咪替丁更能治愈溃疡,但他们不明白为什么停药后其溃疡愈合作用仍然存在(57)?然而,在马歇尔看来,两组的复发曲线在两年后基本上是水平的,以后两组都不会再有复发。这意味着铋组30%的患者已经完全治愈。如果铋能够根除细菌,这就可以解释了。

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图17  消化性溃疡治疗史上的两个里程碑事件

过文献,马歇尔对铋的使用历史进行了调查。铋化合物在古代和其他重金属一起被用作防腐剂和化妆品。从17世纪开始,铋、锑和汞被用于各种混合物中(13)。回顾20世纪以前,几乎所有人都感染了幽门螺杆菌(58),所以严重胃症状的患者在接受大剂量口服重金属盐治疗后突然缓解只是时间问题。因此,到19世纪,铋化合物主张以亚硝酸铋、亚碳酸铋和亚柠檬酸铋的形式用于治疗非特异性胃肠道症状。奥格尔将“铋的果酸”描述为“肠道神经紊乱”。他的配方可能是现代药物De-Nol和雷尼替丁枸橼酸铋的前身。

1900年代早期,由 Norwich 公司(1982 年被 Procter & Gamble 收购)发明的一种叫做Bismosal的专利药物在美国上市,Bismosal是一种次水杨酸铋和锌盐的组合悬浮剂,用于治疗婴儿霍乱(可能是空肠曲状桿菌感染) ,对胃炎患者非常有用。随后的实验证实,铋对螺旋杆菌和弯曲杆菌具有极强的毒性,并且对许多其他肠道生物也有抑制作用(59,60)。除了铋,19世纪的医生不时地使用其他外来金属来治疗严重的胃紊乱,甚至使用硝酸银洗胃来治疗难治性胃炎。例如,Paul Ehrlich的砷剂治疗梅毒的第一次成功已经被报道,因此在胃螺旋体的动物模型上尝试这些药物似乎是合乎逻辑的。这些努力取得了部分成功。Salvarsan 可以清除小鼠体内的细菌,保护兔子免受螺旋生物的致病作用[61]。

1950年代,因为慢性过量和重金属中毒,铋已被禁止在法国应用。在美国,抗酸剂配方在1950年以后就没有铋了,因为Ivy观察到这些盐是相当差的缓冲剂,因此对抗酸作用的贡献很小(13)。然而, Pepto-Bismo(Bismosal 于1919 年更名为 Pepto-Bismol)作为非处方药在美国逐渐被广泛用作治疗非特异性呕吐和腹泻。在允许使用铋的国家,药物De-Nol的溃疡复发率低于仅使用H2RA(如西咪替丁)减酸治疗的患者。三分之一接受铋治疗的患者复发率低,甚至没有复发,表明这些患者的溃疡问题已经完全治愈。Gregory,Moshal 和 Spitaels(62)在出版物中获得了进一步的证据,显示铋治疗后十二指肠溃疡边界的愈合有所改善。在这些十二指肠溃疡边界的电子显微图像外观的插图中,Gregory 及其同事在治疗前患者中显示了许多螺杆菌,但在治疗后患者中没有显示。

马歇尔和沃伦把这些作为支持幽门螺旋杆菌已经在这些人中被根除的假设证据,并认为这种有机体首先要对溃疡负责。

20世纪70年代,一些研究小组认为细菌可能在某些方面有关联。一种特定的病原体尚未确定,但是,由于健康的胃相对无菌,患有胃病的人往往酸度低,胃部菌群腐烂,广谱抗生素似乎值得一试。在梅奥诊所,口服新霉素已被用于减少肝性脑病患者的胃肠氨生成(来自尿素酶)(63)。值得一提的是,1968年在希腊雅典,John Lykoudis 首次尝试用三种抗生素(2喹啉,5,7二碘 -8-氧喹啉0.125克,5碘 -7氯 -8-氧喹啉0.125克,硫酸链霉素0.075克)和维生素 A 治疗胃炎和消化性溃疡。他把这种疗法称为“ Elgaco”,其治疗方案是每天6-8次,持续10天。他确信真正的病因是传染性的。他为自己和大约5万名患者进行了治疗,取得了巨大成功(64)。但不幸的是,他在Journal of the American Medical Association上发表的“胃和十二指肠溃疡”的观察结果遭到了拒绝。最后,Lykoudis 向希腊国家医学协会提出了他的治疗方案,但是被医疗机构拒绝了[65]。到20世纪80年代早期,西班牙研究人员在一项小型前瞻性对照试验研究中进行了使用甲硝唑治疗十二指肠溃疡的研究,结果显示治疗组愈合改善(26,66)。经过治疗评估后,1987年,铋显示十二指肠溃疡的复发减少,并于1989年提出质子泵抑制剂(PPI)-阿莫西林双重治疗(30)。在中国,呋喃唑酮早在1972年就被用于治疗消化性溃疡,全国成千上万的患者接受了治疗(67)。北京郑教授于1982年底至1983年初进行了一项临床试验,以确认其疗效。呋喃唑酮组溃疡愈合率为73% (暴露于200mg t.i.d. 的2周方案) ,安慰剂组为24% (p < 0.001)(68)。在1983年看到马歇尔和沃伦在西澳大利亚州的研究结果后,肖和他在上海的同事重新审视了呋喃唑酮的使用,并进行了胃部疾病中抗生素使用的研究,其中幽门螺杆菌也与组织学和临床发现相关。

受上述这些数据的启发,马歇尔由此提出疑问,为什么“胶体次柠檬酸铋”(CBS)可以降低溃疡的复发率?他推断 CBS 应该具有抗微生物的特性,那么铋治疗溃疡是否起到“抗生素”的作用呢(17,26)?

1982年幽门螺杆菌的成功培养(见马歇尔---历史性培养部分,图14)为马歇尔在1983年发现幽门螺杆菌对铋和甲硝唑的敏感性研究奠定了基础。马歇尔把滤纸片浸泡在CBS中,然后把它放在接种了幽门螺杆菌的培养皿中间。纸片周围有一个明显的抑制区域。但不是西咪替丁培养皿(5,17,18,图18)。简单的试验步骤是:将10毫米滤纸浸入脱酚液中,使其干燥。然后将幽门螺杆菌大量接种到血琼脂培养皿中。滤纸被放置在培养皿的中央,培养皿从星期五培养到星期二。当第四天检查时,在每个滤纸周围都有一个明显的细菌抑制区(图18a)。马歇尔后来说:“我发现幽门螺杆菌对铋非常敏感。那可能是我一生中最激动人心的一天---这一切都太完美了,不可能是巧合---我想那是我第一次想到我们可能会获得诺贝尔奖”(17)。之后,马歇尔的热心实习生同意服用一些铋并进行胃镜检查,如图18b所示,可以看到无数破碎的螺旋杆菌周围都是浓密的铋沉淀物(5,图12b)。

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图18 CBS药敏试验

然很少有科学依据的数据,马歇尔设计了一个单盲前瞻性临床试验,患者被分为两组: 一组患者接受Denol (悬浮剂配方) ; 另一组患者接受西咪替丁。每组只有15人。遗憾的是,两组的复发率相同。然而,根据治疗前后活检的组织病理学研究发现服用铋盐的患者胃炎有所减轻。还发现大多数患者由于口味不佳而使用了不连续的铋(42)。这个实验虽然只是部分成功,但马歇尔仍然坚持他们的方案,却意外发现了甲硝唑的治疗作用。

们用新型咀嚼片剂Denol治疗一名复发性溃疡患者。由于治疗的过程中,患者发展为牙周炎,给与甲硝唑治疗。在随访的内镜下,DU愈合,细菌不再存在。铋加甲硝唑是一种巧合还是协同作用?马歇尔通过检查10种培养物中9种细菌对甲硝唑的敏感性来回答。他将这种抗生素添加到Denol的一种新的双重疗法中,使用这种疗法,他在1984年初治愈了10名接受治疗的患者中的8名的感染,无进一步西咪替丁治疗(14)。在1984年期间,他尝试了使用铋盐加阿莫西林或四环素的双重方案,即使铋与甲硝唑联合使用产生较差的结果,也相对有效(18,42)。上面描述的实验和单盲前瞻性临床试验解决了一个重大的临床困境,马歇尔为了验证自己的理论,又进行一项双盲临床研究,设计了一个四臂研究,单独使用 H2阻断剂与单独使用抗生素的 H2阻断剂相比,单独使用铋与单独使用抗生素的铋相比(17,69)。

歇尔在2005年10月接受采访时说: “感染的困难之一是很难治疗,直到1992年我们才有了成功的治疗方法。”“那时候医学界的普遍观点发生了变化,他们可以通过可用的治疗手段自行检验我们的假设”(14)。沃伦后来说:“我的妻子患上了关节炎,一旦她服用非甾体抗炎药,她就会出现严重的上腹疼痛。我让她去找马歇尔,他发现了幽门螺杆菌,进行了治疗,她得以服用非甾体抗炎药。不要想当然地认为非甾体抗炎药是唯一有罪的一方。”“大多数病人没有症状。这实际上是我们的主要困难之一。我就是个例子。她接受治疗后,妻子抱怨我有口臭。我的幽门螺旋杆菌检测呈阳性,经过治疗后,婚姻又恢复了幸福”(21)。

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图19  马歇尔发展出适合于常规使用的分离方法

1983年1月至1984年9月期间,马歇尔在 Fremantle Hospital 对267名患者进行了胃窦活检,其中114名患者被分离出了幽门螺旋杆菌。利用他所建立起的方法对所有分离株进行了药物敏感试验(图18),所有分离株均对青霉素、红霉素、四环素、头孢菌素、庆大霉素和柠檬酸铋敏感,80% 的分离株对甲硝唑或替硝唑敏感。同时改进了幽门螺旋杆菌培养分离方法(见6马歇尔---历史性培养部分),并于1983年1月发展出适合于常规使用的分离方法,证实了沃伦和马歇尔的原始观察结果(5,图19)。1985年,马歇尔发表了上述详细的研究报告(70)。

1984年底,通过对潜在的内窥镜检查患者进行血清学检测,马歇尔显著提高了螺旋杆菌阳性患者诊断能力。通过铋与甲硝唑的结合,马歇尔能够在短短两周内根除大多数患者体内的幽门螺杆菌。如果失败了,可以用铋和阿莫西林来治疗其余的一半。对于面临胃溃疡手术的人来说,所有这些抗生素似乎都是微不足道的。当地的全科医生注意到了这个显著的结果,并且不断地给马歇尔送来更多的病人。不仅如此,那些被诊断为“功能性”或心身性胃病症状的患者很高兴能得到真正的诊断ーー螺杆菌性胃炎(17)。

1910年, Schwarz提出了“没有胃酸,就没有溃疡(No acid , no ulcer)”的理论(71),这被称为消化性溃疡认识上的第1次飞跃,这也是如前所述消化性溃疡的治疗史上第一个里程碑事件H2RA应用的理论基础。沃伦和马歇尔发现了幽门螺杆菌,他们提出“没有Hp,就没有溃疡(No Hp , no ulcer)”,这可以称得上是第2次飞跃,这导致了消化性溃疡的治疗史上第二个里程碑事件根除幽门螺杆菌感染以治愈溃疡(5)1994年,国立卫生研究院在华盛顿特区召开了一次共识会议,会议结束时发表了一份大意如下的声明: 治疗胃和十二指肠溃疡的关键是发现和根除幽门螺旋杆菌(25)。

天,幽门螺旋杆菌在胃癌发病中的作用基本明确(图1和4),其治疗手段也更趋完善(图20),但对根除幽门螺旋杆菌所使用的关键抗生素的耐药性急剧增加,需要进行抗生素敏感性检测、耐药性监测和抗生素管理(8,72)。

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图20  幽门螺杆菌感染的治疗方法与流程

 8.    总结与困境

实上,幽门螺杆菌在微生物学发展初期就已经被观察到了,当时显微镜观察是必不可少的,但是后来被遗忘了,可能是因为有太多的细菌可以用来研究,而这些细菌很容易在培养物中生长。后来,这些细菌被认为是无菌器官的受害者,也就是说没有细菌能在如此低的 pH 值下生长,因此许多观察者认为观察到的细菌只是从口腔运输而不是住在胃里(73)。

2002年,马歇尔和沃伦共同出版了一本名为《螺旋杆菌先驱者》的书。在这本书中,他们收集了许多医生的论文,这些医生看到了在胃里的螺旋杆菌,但他们的研究成果已经消失或从科学记忆中抹去。在马歇尔和沃伦关于幽门螺杆菌的第一篇文章发表之前的一个世纪(5),研究人员的报告铺天盖地,这些报告描述了在人类和哺乳动物的胃粘膜中看到螺杆菌,甚至用抗生素治疗胃及十二指肠溃疡。这些调查人员来自法国、波兰、德国、英国、美国、希腊、中国和苏联,他们的工作既没有综合起来,有的也没有公布出来,有时还会遭到诽谤(7,10,33)。

马歇尔和沃伦成功地培养了这些以前难以捉摸的细菌,并显示它们引起了胃炎和溃疡疾病(5,16,70,74)。同时,他们设计了第一个有效的治疗方法,解决了为什么在过去200年铋剂对于胃病治疗如此有效的谜题,发现了幽门螺杆菌对铋的敏感性。

1982年9月(见第5部分:前瞻性研究与知识积累)收到所有数据的第一次评估中,马歇尔和沃伦再次检查了数据,包括细菌存在的再确认以及其他各种细节。并将修订后的数据和更具体的分析请求提交给统计部门。

歇尔和沃伦对100名患者的研究结果如图21表所示。超过一半的患者有细菌,但所有十二指肠溃疡患者都有细菌; 该关联的实际 p 值为0.00044。所以他们的发现非常非常不可能是偶然的。另一个非常有趣的数据是22个胃溃疡患者中有18个患有这种细菌。四名患者同时患有两种类型的溃疡,且均为螺杆菌阳性。所以只有77% 的患者有胃溃疡。但十二指肠溃疡,100% 有细菌(17)。.这些结果引起了马歇尔的自问,如果我们的假设是正确的,为什么十二指肠溃疡与胃细菌的联系比胃溃疡更紧密?为什么溃疡会发生在十二指肠,那里的粘膜类型是不同的(实际上是肠型) ,而且细菌没有附着在上面?溃疡类型和细菌之间的不同联系难道是是一个不寻常的发现(17)?

1982年10月,马歇尔带着初步的结果在珀斯举行的一次会议上做了一个演讲,公布了他的初始数据,在那里他得到了居高临下和消极的回应(6)。后来,马歇尔回忆道: “它让人们可以对我们的假设进行攻击。” “我当时在那里与肠胃科医生作战。”。“但是沃伦很执着,我也有点像他。如果有1000人在场边嘲笑,我们两人都不会真正在意; 那就像鸭子背上的水一样。” 事实上,只有一位医生相信我所做的事情, 沃伦写道,“我的妻子温(Win)是一位精神病医生,她鼓励我”(6)。当时的心情体现在马歇尔的字里行间(24,图21)。

门螺杆菌的发现是现代胃肠学史上最伟大的成就之一,它使我们研究胃及十二指肠溃疡的发病机制和治疗方法发生了根本性的变化。然而,接受这些螺旋细菌在上消化道某些疾病发病机制中的作用的道路是漫长的,并且标志着反复的错误解释和误解(75)。这次会议上,马歇尔公布的这些数据受到了严厉的批评。一个主要的反对意见是关于 DU 和胃炎之间的联系,因为科学界相关的胃炎只与 GU 有关。后来,马歇尔说:“内科医生习惯于在消化性溃疡治疗的临床试验中看到数百名患者的时候。通常,这些研究旨在证明两种降酸药物之间的差异。为了区分85% 的治愈率和90% 的治愈率,需要大量的患者。那么胃肠病学家是否会接受一个革命性的发现,即引起消化性溃疡的主要原因,基于来自西澳大利亚珀斯的13名患者?这是不可能的”(17)。

了反驳这一观点,马歇尔回顾了文献并发现了一篇Magnus 在1952年写的关于胃炎的论文(42,76)。Magnus研究了明尼苏达州的事故受害者,发现很多人都有胃及十二指肠溃疡。他注意到在他发现胃溃疡的地方,80% 的病例出现胃炎,但是如果他发现十二指肠溃疡,100% 的病例出现胃炎。他无法解释为什么胃炎与十二指肠溃疡的关系如此密切,而不是与胃有关。这些观察结果表明,30%例胃溃疡与胃炎无关,是由非甾体抗炎药引起的(77)。因此,除了接受非甾体抗炎药治疗的患者出现消化性溃疡外,绝大多数消化性溃疡与胃炎有关(76)。Magnus 发现的细菌和消化性溃疡之间的联系的百分比与马歇尔和沃伦发现的几乎完全相同。所以每个人都忽视了 Magnus 的发现,因为他的发现不符合当时人们认为的标准(17)。

次会议上,一位当地的胃肠病学家对马歇尔说: “你错了; 患有十二指肠溃疡的人没有胃炎。胃通常是正常的。” 马歇尔从另外的文献中知道的另一个事实是,当服用非甾体抗炎药(NSAIDs)的患者出现胃溃疡时,胃粘膜组织学通常是相当正常的,即没有胃炎。这似乎符合马歇尔和沃伦研究中的四名患有胃溃疡但组织学正常的患者。调查问卷记录了他们正在服用非甾体抗炎药(17)。

1982年底,基于沃伦的活检事实,马歇尔确信他们的数据实际上与其他一些鲜为人知的研究相当一致。

1983年2月,西澳大利亚胃肠病学会的一个学术论坛正在紧锣密鼓地筹备中。大家要从投稿的67篇论文中选出56篇。接近10选9的几率。基于众所周知的原因:光是做出结果不行,没有期刊杂志接收发表的话很难得到学界认可。他们向澳大利亚胃肠病学会提交了一份摘要,即便此处有着高达 85% 的过稿率,马歇尔关于幽门螺杆菌的论文,这篇日后改变无数人生活的论文都没被选上。

后,马歇尔收到了一封1983年3月17日的退稿信(图21),在他们的回信中,科学委员会为他们的拒绝辩护,引用他们的困难来接受所收到的67篇论文中的56篇。马歇尔和沃伦的论文缺乏科学价值,希望他们能在根据同行评审意见修改自己的工作以后再重新投稿(18)。2005年,马歇尔获得诺贝尔生理学或医学奖后,翻出22年前的那封拒绝信,并将其挂在墙上。

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图21  1983年3月17日马歇尔收到的一封退稿信

1882年Heinrich Irenaeus Quincke首次使用peptic ulcer or peptic ulcer disease (PUD)来描述术语“消化性溃疡或胃及十二指肠溃疡,” 强调了与之前的胃蛋白酶负责的假设(消化理论)相比,胃液是引起胃溃疡的原因,这也是前面强调的H2RA应用的基础。然而在1979-1982年发现幽门螺旋杆菌后的前10年,已经证明幽门螺旋杆菌占消化性溃疡的80% ,尽管科学家多年来忽视了它是由细菌引起的可能性(30,7879)。因此,马歇尔和沃伦提出的“胃溃疡是由幽门螺旋杆菌引起”的假说,遭到其他学者和医生的嘲笑,包括研究传染病研究的人员。因为以前的学说认为胃溃疡主要是由压力、刺激性食物和胃酸过多引起的,没人相信在酸性很强的胃里还会有细菌存活。2010年的时候,马歇尔说,那时每当我们向肠胃科医生展示我们的产品时,我们都会收到同样的消极情绪。我的这个发现可能会破坏一个价值30亿美元的产业,不仅仅是药物,还有整个内窥镜领域(24)。

床团体对他们的发现持怀疑态度,并提出了很多批评,这就是为什么他们的发现花了相当长的时间才被广泛接受。他们不得不越来越用力地推进所有的实验和临床证据。

                         未完待读(包括参考文献)

                                                                                                           2023-9-20于济南


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纪念幽门螺杆菌重新发现40年(2)https://blog.sciencenet.cn/blog-526326-1400522.html



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