免疫球蛋白的使用已成功应用于研究、诊断、医学应用和生物技术的不同领域。卵黄免疫球蛋白（IgY）可以成功地与哺乳动物血液中产生的免疫球蛋白（IgG）相竞争。最近，日本在IgY技术产业化方面取得了巨大的进步。使用IgY已被证实可以提供一种更安全、更有效和更经济的方法来管理致病病原体。幽门螺杆菌，一种螺旋形革兰氏阴性微需氧病原体，它感染了全球超过一半的人口，被认为是胃炎、消化性溃疡的病原体，并与胃腺癌和黏膜相关淋巴组织淋巴瘤的发展有关。脲酶是幽门螺杆菌中含量最高的蛋白质，是胃粘膜生物定植的重要因素。通过口服抗微生物药根除油门螺杆菌并不总能成功，这可能与不良反应有关，因此，出现了多种治愈油门螺杆菌感染的方案，已被报道的有一种预防和减少幽门螺杆菌感染的新方法，该方法基于脲酶特异性免疫球蛋白的产生，该免疫球蛋白可以通过抗幽门螺杆菌的脲酶IgY来抑制细菌定植。使用IgY对抗幽门螺杆菌的致病因子将是抑制感染的慎重方案。
1. 介绍
幽门螺杆菌是一种存在于胃中的革兰氏阴性微需氧细菌。1982年澳大利亚科学家Barry Marshall和Robin Warren发现了幽门螺杆菌，他们发现慢性胃炎和胃溃疡患者中存在这种物质，而这些疾病以前不被认为是由微生物引起的。幽门螺杆菌也与十二指肠溃疡和胃癌的发展有关，但是超过80%的个人感染这个细菌是无症状的，据推测，它可能在自然的胃部生态中发挥着重要作用。
多大85%的幽门螺杆菌感染者从未出现任何症状或并发症，急性感染可能表现为伴有腹痛（胃痛）或恶心的急性胃炎。当着发展为慢性胃炎时，症状（如果存在）通常是非溃疡性消化不良的症状：胃痛、恶心、腹胀、嗳气，有时还会出现呕吐或黑便。
感染幽门螺杆菌的人体一生中患消化性溃疡的风险为10%-20%，患胃癌的风险为1%-2%。油门窦部的炎症更容易导致十二指肠溃疡，而胃体的炎症更容易导致胃溃疡和胃癌。
然而，关于接近生物体的最佳诊断和治疗方案仍然存在许多问题。几种非抗生素方法，包括益生菌、噬菌体和植物药物，已被证明可有效治疗或预防某些传染病。蛋黄是一种廉价的抗体来源，最近研究了蛋黄免疫球蛋白（IgY）在口服被动免疫中的治疗作用。免疫显性幽门螺杆菌蛋白对幽门螺杆菌特异性IgY具有反应性于2003年已被证实。2004年，据报道成功生产抗幽门螺杆菌蛋白脲酶特异性IgY。脲酶特异性IgY的口服给药抑制了幽门螺杆菌感染沙鼠的幽门罗杆菌疾病活动，并防止其在尚未感染的沙鼠中定植。17名经C13尿素呼气试验诊断为幽门螺杆菌阳性的无症状志愿者口服尿素酶特异性IgY四周，然后呼气试验值显著降低。在一名53岁女性中，脲酶特异性IgY与抗酸剂联合使用时，减轻了胃部炎症。本篇将聚焦于开发有效、安全和天然的抗幽门螺杆菌的新方案，可以在未来根除该生物体作为重要的人类病原体。
2. 流行病学
许多研究试图评估幽门螺杆菌感染的发生率和流行率、其传播方式以及导致感染发展的任何风险因，发达国家的3项成人研究报告的年发病率为0.3%-0.5%。患病率估计差异很大，这取决于研究组的位置和研究人群的特征。一般而言，患病率随着年龄的增长而增加，并且与童年时期的地社会经济呈正相关。全世界特别是发达国家，幽门螺杆菌的感染正在下降，在儿童时期发生的幽门螺杆菌感染，最常见的是通过粪口或口口途径。
一些研究还表明了肠胃道传播途径的作用。其他因素所起的作用，包括ABO血型、酒精和烟草使用、饮食和营养影响以及感染的遗传易感性，也已被研究，但结果并不一致。有趣的是，最近的一个对来自罗马一家教学医院的655名受试者的研究发现，总体感染率为40%，护士和辅助人员的感染率高于医生。
3. 致病性和毒力因子
对该生物的最早描述将其主要分为细胞外的、革兰氏阴性的、有鞭毛的和能动的（图1）。随着生物技术的进步，有关幽门螺杆菌致病性和毒力因子的新信息不断涌现，表明幽门螺杆菌感染需要细菌和宿主因子之间复杂的相互作用。
研究人员已经确定了幽门螺杆菌在胃粘膜定植所必须的几种细菌蛋白质，包括将生物体运输到黏膜表面时具有活性的蛋白质（例如，鞭毛蛋白，由基因flaA和flaB编码）。
一旦进入胃粘膜，细菌就会通过未知机制诱导短暂的胃酸过少。细菌产生脲酶改变生物体的微环境以促进定植，然后通过细胞表面糖脂和幽门螺杆菌特异性粘附素之间的相互作用发生粘附。
由幽门螺杆菌产生并抑制竞争性生物体生长的称为天蚕素的蛋白质似乎也发挥了作用，以及有助于防止微环境过度碱化的P型三磷酸腺苷酶尿素酶。一旦附着在胃粘膜上，幽门螺杆菌就会通过一些列复杂的事件引起组织损伤，这取决于生物体和宿主。与所有革兰氏阴性细菌一样，幽门螺杆菌的细胞壁中含有脂多糖，可破坏粘膜完整性。此外，该生物体会释放几种诱导细胞损伤的致病蛋白。例如，由细胞毒性相关基因A（CagA）产生的CagA蛋白是一种高危疫原性蛋白，可能与更严重的临床综合征有关，如十二指肠溃疡和胃腺癌（尽管这个问题远未解决）。越来越多的证据表明CagA阳性与远端而非近端胃腺癌的风险增加有关。此外，已知空泡细胞毒素A基因（VacA）与上皮接触诱导的A基因（IceA）的蛋白质产物与粘膜损伤有关。
一旦发生胃黏膜定植，幽门螺杆菌的免疫原性会诱发中性粒细胞性胃炎的炎症反应，最终导致感染的临床表现（图2）。该过程由宿主因子介导，包括白介素1、2、6、8和12、干扰素γ、肿瘤坏死因子-a、T和B淋巴细胞、吞噬细胞，这些因素通过释放活性氧和炎性细胞因子介导损伤。此外，幽门螺杆菌似乎会增加粘膜程序性细胞死亡（也称细胞凋亡）的速度。
4. 一般治疗原则
确定幽门螺杆菌感染的最佳治疗方法很困难，因为该生物生活在许多药物不易接触的环境中，而且新出现的细菌耐药性提出了额外的挑战。此外，许多推荐的方案对患者来说难以接受，导致依从性问题；具体而言，必须每天至少服用两次大量药丸并应对令人不快的不良反应，这很难获得患者的合作。尽管存在这些障碍，目前的治疗方案在大多数患者人群中可以获得超过85%的治愈率。
基于抗生素的疗法，尤其是基于质子泵抑制剂的三联疗法，一直是过去20年的主要疗法。抗生素耐药性是一个众所周知的问题，据报道某些地区的甲硝唑耐药率高达60%-70%。克拉霉素最初非常有效，但随着克拉霉素的使用在过去十年变得越来越流行，它的耐药性也日益严重。即使采用最新的基于左氧氟沙星的方案，耐药病例的平均根除率也仅有80%。为了防止抗生素耐药性的出现，人们提倡对传染病的治疗进行范式转变。几种非抗生素方法，包括益生菌、噬菌体和植物药物，已被证明可有效治疗或预防某些传染病。管理幽门螺杆菌的替代方法也是必要的。
5. 使用免疫球蛋白根除幽门螺杆菌的新趋势
5.1. 蛋黄免疫球单边
蛋黄免疫球蛋白（IgY）是鸡蛋中的主要抗体。1893年，Klemperer通过证明对破伤风毒素的免疫力从母鸡转移到小鸡，首次描述了鸟类获得被动免疫的情况。三种免疫球蛋白类类似于哺乳动物免疫球蛋白类，IgA、IgM和IgG已被证明存在于鸡中。在鸡蛋中，IgA和IgM 存在于蛋清中，而 IgG存在于蛋黄中。蛋黄中的免疫球蛋白G（IgG）被称为 IgY，以区别于其哺乳动物对应物。
在卵母细胞成熟过程中，蛋黄中IgY的浓度基本恒定（10-20毫克/毫升）。大约100-400毫克IgY被包装在一个鸡蛋中。蛋黄中IgY的浓度是血清浓度是1.23倍。在母鸡血清中首次出现了特异性IgG后，观察到卵黄中特异性IgY的出现延迟了3至4天。
5.2. 禽类IgY与哺乳动物IgG的结构和特征
IgY分子的一般结构与哺乳动物IgG相同，具有2条分子量为67-70kDa的重链和两条分子量为25kDa的轻链。主要区别在于H链中恒定区（C）的数量，IgG有3个C区（Cy1-Cy3），而IgY有4个C区（Cv1-Cv4）。由于一个额外的C区与两条相应的碳水化合物链的出现，IgY的分子量（180kDa）大于哺乳动物IgG（150kDa）。由于Cy1和Cy2之间没有铰链，IgY不如哺乳动物IgG灵活。IgY中的一些区域（靠近Cv1-Cv2和Cv2-Cv3的边界）含有脯氨酸和甘氨酸残基，仅具有有限的灵活性。IgY的等电点为5.7-7.6，比IgG更疏水。
大多数生物效应子的免疫球蛋白功能是由Fc区激活的，Fc区是IgG 和IgY 之间的主要结构差异所在。
大多数生物效应子的免疫球蛋白功能是由Fc区激活的，Fc区是IgG和IgY之间的主要结构差异所在。因此，IgY的Fc依赖性功能与哺乳动物IgG的功能有本质上的不同。 首先，IgY 不激活哺乳动物补体系统，其次，IgY不与蛋白A和G结合，第三，IgY不被哺乳动物抗体识别，即类风湿因子（RF，一种与IgG的Fc部分反应的自身抗体）或HAMA（人抗鼠抗体），第四，它不与细胞表面Fc受体结合。这些分子间相互作用的差异给IgY抗体的应用带来了很大的优势。然后，IgY 已成功应用于研究、诊断和医学领域不同领域的各种方法。对于这些应用，IgY可以成功地与从哺乳动物血液中分离的抗体（IgG）竞争。
使用免疫母鸡的优点是其可以产大量的蛋，每年可以从一只母鸡的鸡蛋中收集大约40g的IgY，而从一只兔子的血液中收集的IgY为1.3g。由于大量养鸡场的可用性以及鸡蛋破碎和加工的自动化，IgY的工业规模化生产是可能的。
5.3. IgY的应用
这些发现为抗HP脲酶IgY在食品工业中预防幽门螺杆菌的应用打开了新的大门。最近，一种特别设计的含有抗HP脲酶IgY的鸡蛋在日本生产了出来，这种鸡蛋在日本市场上以“胃友好鸡蛋”的商品名出售。此外最近抗HP脲酶IgY被纳入在日本、中东和欧盟市场推出的营养制剂配方，旨在预防和减少幽门螺杆菌的感染。
基于这些事实，IgY 已被用于抑制食源性病原体的生长和繁殖。 它是由先前用特定抗原免疫过的母鸡的鸡蛋制成的。与使用传统哺乳动物抗体治疗致病病原体的方法相比，这些 IgY 治疗已被证明提供了一种更安全、更有效和更便宜的方法。
最近，日本在IgY的产业化方面取得了成功，将IgY作为生物活性成分应用于食品、保健品、化妆品等领域。
5.4. 抗幽门螺杆菌IgY
在日本，研究人员开发了两种 IgY，一种抗脲酶IgY和一种抗VacA IgY，希望能控制幽门螺杆菌问题。
5.5. 抗幽门螺杆菌脲酶IgY
为了使幽门螺杆菌在胃粘膜中定植，它会大量产生脲酶，将尿素降解为氨。该生物体使用产生的氨来中和胃粘膜中的微环境。因此，抗幽门螺杆菌脲酶IgY已被开发为治疗幽门螺杆菌感染的新方案，据报道，口服抗幽门螺杆菌脲酶IgY可以抑制细菌定植。今天，消费者更新喜欢能促进身体健康并能降低疾病风险的食物，乳制品是生产一系列复合当前消费者对功能性食品需求的产品的绝佳媒介。
越来越多的科学和临床证据证实了消费者对酸奶健康的看法，设计一种添加了可以提供被动免疫的抗幽门螺杆菌脲酶IgY，通过自然和特异性的尝试来减少幽门螺杆感染。已经进行了三项临床研究用来检验专门设计的含有抗幽门螺杆菌脲酶IgY的功能性酸奶的功效，以抑制人类中的幽门螺杆菌。含有抗幽门螺杆菌脲酶IgY的酸奶已经制备并在日本、韩国和台湾上市。
一项临床研究已被实施，以确定抗幽门螺杆菌脲酶IgY酸奶对减少人类幽门螺杆菌的影响。为了评估为重幽门螺杆菌的存在，已广泛使用UBT方法，该方法基于对幽门螺杆菌脲酶活性产生的C13标记二氧化碳的侵入性检测。
使用C13尿素呼吸实验（UBT）筛选了174名志愿者，选择并招募了重度感染的志愿者（UBT值超过30/1000,，16名受试者）。每位志愿者每天两次饮用1杯酸奶（4g/天的蛋黄，含有40mg抗幽门螺杆菌脲酶IgY），持续12周。志愿者在4、8和12周后接受了测试，在第8周和第12周获得的UBT值与在第0周获得的值显著不同（P<0.001），显示在第8周和第12周后UBT值分别降低了55.1%和57.2%（图4）。
在其他临床研究上，使用含抗幽门螺杆菌脲酶的饮用酸奶，在台湾和韩国进行的研究显示出几乎相同的结果。
这三项不同的研究表明，使用专门设计的含有来自蛋黄的高度特异性抗体的酸奶对幽门螺杆菌具有显著效果，因为它能够抑制幽门螺杆菌粘附在人体胃粘膜上。在三项临床研究的研究期间，摄入方案的耐受性良好，未观察到任何不良反应或任何并发症。
此外，由于抗幽门螺杆菌脲酶IgY仅结合脲酶，观察到的功能功效可能是通过捕获胃粘液层内的细菌相关脲酶，从而通过肠道的持续洗涤作用导致细菌聚集和清除。通过这样的机制，消耗抗幽门螺杆菌脲酶IgY酸奶可能在抑制和预防人类幽门螺杆菌方面发挥双重作用（图5）。
这些发现为抗幽门螺杆菌脲酶IgY在食品工业中用来预防幽门螺杆菌的应用打开了新的大门。最近，日本产生了一种特别设计的含有抗幽门螺杆菌脲酶IgY的鸡蛋。这种鸡蛋在日本市场上以“胃友好鸡蛋”的商品名出售，此外，最近在日本、中东和欧盟市场推出的营养食品配方中加入了抗幽门螺杆菌脲酶IgY，旨在预防和减少幽门螺杆菌感染。
另一方面，Siriya等人更关注经济观点。他们应用了一项研究，旨在建立一种从蛋鸡的鸡蛋中生产抗HP脲酶IgY的有效程序。在硫酸葡聚糖、异丙醇和水溶性部分（WSF）的三种提取方法中，WSF法是回收和纯化总蛋白质的最佳方法。此外，通过硫酸铵沉淀可以获得高纯度的IgY，他们可以找到一些简单且廉价的方法，结合WSF方法、硫酸钠沉淀和亲和色谱法，获得90%纯度的抗幽门螺杆菌IgY，通过这种方法生产的高纯度化的IgY不仅可以用于营养品，还可用于诊断用途。
5.6. 抗幽门螺杆菌Vaca IgY
幽门螺杆菌分泌许多蛋白质因子，这些因子对于初始定植和随后在宿主胃中的持续存在很重要。幽门螺杆菌分泌的主要蛋白质毒素之一是 VacA。它是幽门螺杆菌产生的最重要的毒力因子之一，尽管其作用和作用机制均未完全了解。VacA最初被认为是一种仅诱导细胞空泡形成的毒素，它通过靶向线粒体引起胃上皮细胞凋亡。关于VacA作用的一个激烈争论的问题是它与氨的关系，氨是由幽门螺杆菌尿素酶在体内产生的。
通过V型自转分泌系统从细菌分泌VacA后，88kDa VacA毒素与宿主细胞结合并被内化，导致严重的“空泡化”，其特征是具有晚期内体和早期溶酶体特征的大囊泡积聚，“液泡”的发展归因于VacA阴离子选择性通道的形成。
据报道，缺乏受体样蛋白酪氨酸磷酸酶（RPTP，VacA受体之一）的小鼠对VacA诱导的胃溃疡具有抵抗力。这表明VacA在幽门螺杆菌引起的胃病中具有重要作用。
在日本的一项研究中，研究人员开发了针对VacA的IgY，希望能控制幽门螺杆菌。研究小组报告说，抗VacA IgY降低了VacA活性、细胞空泡化（图6）和细胞凋亡（细胞死亡），从而显著提高了他们的活力。此外，来自与VacA孵育的细胞的炎性细胞因子被抗VacA IgY抑制。由于对感染幽门螺杆菌的沙鼠施用抗VacA IgY，胃的炎症得到改善。最近，在韩国，一种含有抗VacA IgY的商业酸奶上市，目的是抑制胃中由幽门螺杆菌引起的炎症。
制备了抗HP重组VacA特异性IgY，并在特异性IgY中加入适当比例的硫糖铝，以增加其对酸和胃蛋白酶的耐受性。此外，利用硫糖铝与胃粘膜表面粘液的粘附性，充分发挥特异性IgY对幽门螺杆菌感染的保护作用。通过比较硫糖铝和碳水化合物之间的稳定性，在体外和胃内评估了硫糖铝对特定 IgY 的保护作用。结果表明，硫糖铝和许多碳水化合物都可以增加酸性环境中IgY的稳定性，硫糖铝对IgY的保护作用明显优于碳水化合物，也优于脂质体包装的IgY和壳聚糖-海藻酸盐微胶囊包装的IgY。30%～50%硫糖铝在pH 2、含0.02mg/ml胃蛋白酶的模拟胃液环境中可有效保护IgY活性，提高抗冻融能力。体内实验表明0.5mg IgY加30%硫糖铝/天可有效预防幽门螺杆菌感染引起的胃黏膜损伤，效果比无硫糖铝组提高8倍。
6. 未来的研究方向
该综述表明IgY可以有效抑制幽门螺杆菌感染和炎症。因此，IgY将是替代或帮助抑制和/或预防幽门螺杆菌的重要天然食品成分。
对于上述所有情况，IgY可能是克服抗生素耐受性的良好候选者，用于治疗幽门螺杆菌介导的胃溃疡和其他病原体。
此外，还需要进一步研究以找到更简单、更便宜的IgY制备方法，并获得更纯化的成分。
翻译自：Adham M. Abdou, Manal M.E. Ahmed,Yusuke Yamashita, Mujo Kim, Immunoglobulin: A Natural Way to Suppress Helicobacterpylori in Humans