光动力疗法用于根除治疗失败的幽门螺杆菌感染的基础研究

Antibiotics combination therapies are the recoginized key approach to prevent H. pylori infection related diseases, such as peptic ulcer, gastric cancer, et al. With the widespread prolonged use of broad-spectrum antibiotics, antibiotic resistance rate of H. pylori increased and its eradication rates decreased notablely. Alternative monotherapy drug or method to kill H. pylori are needed to be explored. Photodynamic therapy (PDT) is a new anti-tumor and antibacterial technology. It has the potential to be a new strategy for the treatment of H. pylori infection in people at high risk of gastric cancer. At present, the study on the anti-H. pylori of PDT is still in its infancy stage. This study intend to select out cationic photosensitizer which has strong combination ability with H. pylori. Then study the vitro killing effect of PDT on biofilm form H. pylori and coccoid H. pylori, as well as its short-term and long-term scavenging effect on in vivo infection. At the same time, whether PDT has the effect to induce the transformation of H. pylori from a bacillary to a coccoid form will be observed through in vitro and in vivo experiment. The carrying out of this study will provide reference for the objective evaluation of the potential and advantages of PDT toward H. pylori infection, and provide new strategy for the treatment of H. pylori infection failure to antibiotic eradication treatment.

根除幽门螺杆菌是防治消化性溃疡、胃癌等多种幽门螺杆菌相关消化道疾病的重要措施。近年来，幽门螺杆菌对抗生素耐药日益严重，临床根除率逐年下降，需探索新的单药治疗药物或方法。光动力疗法（PDT）是一种公认的抗肿瘤、抗菌新技术，有望发展成在幽门螺杆菌感染相关胃癌的高危人群中防治胃癌的新策略。目前，国内外PDT抗幽门螺杆菌的研究尚处于起步阶段。本研究拟以临床分离的耐药菌株为对象，在优选与幽门螺杆菌结合能力强的阳离子光敏剂基础上，针对临床根除治疗失败的两大主要原因（生物被膜形成和球形变），观察PDT对这两种状态耐药菌株的体外杀菌作用，以及PDT对其在体感染的短期及长期清除作用。同时，通过体外与在体实验观察PDT是否与抗生素一样会诱导幽门螺杆菌球形变，从而产生耐受。本项目的开展将为客观评价PDT抗幽门螺杆菌感染的潜力与优势提供依据，为治疗抗生素根除治疗失败的幽门螺杆菌感染提供新的方法与思路。

近年来，幽门螺杆菌（H. pylori）对抗生素耐药日益严重，临床根除率逐年下降，迫切需探索新的非抗生素治疗方法。光动力疗法(PDT)是一种公认的抗肿瘤、抗菌新技术，有望发展成在H. pylori感染相关胃癌的高危人群中防治胃癌的新策略。本研究以标准菌株和临床耐药菌株为对象，在优选与H. pylori结合能力强的阳离子光敏剂基础上，观察了PDT对H. pylori的体外杀伤作用，以及对生物被膜内菌和球形菌的体外杀菌作用；同时，观察了PDT是否会诱导幽门螺杆菌球形变；最后对PDT的在体感染效果进行了评估。主要研究结果有：（1）筛选出的三种苄叉环戊酮(BCP)光敏剂(Y1、P1、P2)介导的PDT对H. pylori均有明显的杀菌作用，当浓度为2.5μM时，可产生3个对数值的杀伤（即细菌存活数下降99.9%）。（2）P1、Y1对GES-1细胞均有明显的光动力杀伤作用，而P2在2.5至20μM对GES-1均无显著杀伤。这是因为Y1和P1可被正常胃黏膜上皮细胞（GES-1细胞）吸收，而P2不能被GES-1吸收或结合。（3）P2介导的PDT可以选择性杀死与GES-1细胞共培养的H. pylori，且在有效杀菌剂量下对胃黏膜上皮细胞的活性无显著影响。（4）采用低PDT剂量连续处理8代后，没有发现H.pylori球形变发生。（5）P2浓度为10μM时即可对生物被膜内的H.pylori达到有效杀伤作用，其对标准菌株的杀伤作用强于临床菌株。（6）20μMP2联合40mW/cm2的532nm激光照射30min，透射电镜观察可见球形H.pylori出现双层膜结构完整性被破坏、胞质均性被破坏、菌体溶解等表现。（7）动物实验验结果显示50、100、150mW/cm2的单纯激光照射30min对小鼠胃黏膜不产生组织损伤。（8）浓度为25、50μM的P2灌胃30min或1h后，在H.pylori感染小鼠胃黏膜表层中观察到P2的荧光。（9）50μMP2灌胃60min联合532nm激光照射10min使H.pylori的菌落数下降77.5%-98.3%。延长照光时间至30min，H.pylori菌落数下降99.9%，其中15.3%的小鼠胃黏膜培养结果呈阴性。本项目的完成，筛选出了有抗H. pylori潜力且对正常胃黏膜上皮细胞没有损伤的光敏剂和PDT剂量，为治疗H. pylori感提供了新的方法与思路。