口腔微生物與食管癌關(guān)系的研究進(jìn)展

王春萌，洪麗華，王渝，張志民

1.吉林大學(xué)口腔醫(yī)院牙體牙髓病科，吉林 長(zhǎng)春（130021）；2.吉林大學(xué)第一醫(yī)院內(nèi)鏡中心，吉林 長(zhǎng)春（130021）

食管癌是常見的消化道惡性腫瘤之一，有兩種常見的病理分型，即食管鱗狀細(xì)胞癌和食管腺癌。大多數(shù)食管癌患者在就診時(shí)往往已達(dá)到末期，因此致死率很高，在大多數(shù)國(guó)家，食管癌患者5年生存率僅為15%～25%［1］。引發(fā)食管癌的風(fēng)險(xiǎn)因素有很多，包括飲食習(xí)慣、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、BMI指數(shù)、吸煙、飲酒等［2］。然而近年來(lái)，研究者們發(fā)現(xiàn)食管中微生物的情況也可能成為風(fēng)險(xiǎn)因素之一。早在20世紀(jì)八十年代早期，對(duì)食管微生物的研究已證明食管不是一個(gè)無(wú)菌的場(chǎng)所，但細(xì)菌數(shù)量較少，且種類與口腔中細(xì)菌相似，因此推斷食管細(xì)菌的來(lái)源可能是吞咽引入的短暫停留的微生物［3］。但隨后的研究又證實(shí)食管的細(xì)菌不是僅僅從口腔中吞下的臨時(shí)菌群，而是一個(gè)能夠與宿主相互作用的獨(dú)特的固有菌叢［4］。食管微生物如何與宿主進(jìn)行相互作用，口腔微生物在其中又扮演怎樣的角色，是否能夠通過(guò)檢測(cè)口腔微生物的變化來(lái)防治食管癌，研究者們的探索才剛剛開始，本文將口腔微生物與食管癌的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 口腔微生物與食管微生物

口腔是人體微生物種類最復(fù)雜，數(shù)目最多的部位之一。當(dāng)微生物群落與宿主處于平衡穩(wěn)態(tài)時(shí)，在外源性致病菌的入侵時(shí)起到生理性屏障作用；關(guān)系失衡時(shí)可誘發(fā)多種感染性疾病。更為重要的是，口腔微生物可作病灶，與全身系統(tǒng)性疾病關(guān)系密切。而食管因其在解剖結(jié)構(gòu)上便與口腔相連續(xù)，所以在微生物組成方面很大程度上受到了口腔微生物的影響。

食管與消化道其他部位不同的是，它并不能存儲(chǔ)食物，而是食物從口腔到胃的一個(gè)通道，這也就導(dǎo)致其細(xì)菌在數(shù)量和種類上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于腸道——食管和胃的內(nèi)容物每克含101個(gè)細(xì)菌，而到結(jié)腸及腸道遠(yuǎn)端每克含1 012個(gè)細(xì)菌［5］。隨著檢測(cè)技術(shù)手段的發(fā)展，Pei等［6］通過(guò)對(duì)正常食管進(jìn)行16s rDNA鑒定，鑒別出6門共95種細(xì)菌——厚壁菌門（69.6%），擬桿菌們（20.2%），放線菌門（4.3%），變形菌門（2.2%），梭桿菌門（2.2%）以及TM7門（1.4%）。雖然口腔與食管中的細(xì)菌種類與基本一致，多為鏈球菌、普氏菌、韋榮氏球菌，但由于該研究是對(duì)正常個(gè)體的食管分別進(jìn)行鑒定且每個(gè)個(gè)體的鑒定結(jié)果基本一致，說(shuō)明食管中的菌群并不僅僅口咽部細(xì)菌的定植，而是一個(gè)具有穩(wěn)定特點(diǎn)的生物群落。

食管的細(xì)菌多樣性降低與食管鱗狀異常增生有關(guān)。食管內(nèi)微生物種類更少的個(gè)體更容易發(fā)生食管鱗狀上皮異常增生。然而，Yu等［7］所進(jìn)行的橫斷面研究不能區(qū)分究竟是由于食管中微生物豐富度的降低導(dǎo)致了癌的發(fā)生還是僅只是對(duì)癌的發(fā)展有影響。食管細(xì)菌多樣性的作用，還需要大樣本的前瞻性研究證實(shí)。不僅僅是食管中微生物被證明與癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，口腔的細(xì)菌多樣性降低也與食管鱗狀細(xì)胞癌有關(guān)。Chen等［8］研究發(fā)現(xiàn)食管鱗狀細(xì)胞癌受試者唾液的細(xì)菌多樣性與對(duì)照組相比總體呈下降趨勢(shì)（P＜0.001）。這說(shuō)明在食管癌發(fā)生及發(fā)展過(guò)程中，食管中細(xì)菌多樣性受到口腔菌群影響，而菌群多樣性下降的原因以及在惡性腫瘤發(fā)生中如何作用仍需進(jìn)一步探討。

2 口腔常見微生物與食管癌關(guān)系

2.1 牙周紅色復(fù)合體

已有臨床隨訪研究表明，牙周炎與食管癌的發(fā)生存在一定關(guān)系［9］，那么，作為牙周病主要致病菌，紅色復(fù)合體，即牙齦卟啉單胞菌（Porphyromon?as gingivalis），福塞坦氏菌（Tannerella forsythia）與齒垢密螺旋體（Treponema denticola）是否對(duì)于食管癌的發(fā)生發(fā)展具有促進(jìn)作用呢？

Narikiyo等［10］在對(duì)20例食管癌組織進(jìn)行檢測(cè)，在16SrDNA特異性PCR擴(kuò)增的產(chǎn)物中，45%為齒垢密螺旋體，日本、中國(guó)、法國(guó)及意大利食管癌組織中齒垢密螺旋體檢出率為38%～46%。Peter等［11］對(duì)81例食管腺癌及25例食管鱗癌患者進(jìn)行了前瞻性研究，并設(shè)立健康對(duì)照組，通過(guò)16SrRNA基因測(cè)序鑒定口腔細(xì)菌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)福塞坦氏菌的豐度與食管腺癌的發(fā)生高度相關(guān)（95%CI：1.01～1.46），牙齦卟啉單胞菌的豐度與食管鱗狀細(xì)胞癌相關(guān)（95%CI：0.96～1.77）。且在PLCO試驗(yàn)中的患者，口腔牙齦卟啉單胞菌，福塞坦氏菌，齒垢密螺旋體的豐度與食管腺癌相關(guān)。

食管癌中牙齦卟啉單胞菌的相關(guān)檢測(cè)是近幾年來(lái)才逐漸開展的。2016年，Gao等［12］通過(guò)免疫組化實(shí)驗(yàn)以及熒光定量PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，在食管癌組織中，牙齦卟啉單胞菌的檢出率（61%）、其主要毒力因子牙齦蛋白酶（gingipains K，Kgp）的表達(dá)率（66%）以及16SrDNA的檢出率（71%），均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鄰近組織及正常組織。此外還發(fā)現(xiàn)，牙齦卟啉單胞菌在食管癌組織中的存在，與癌的分化程度、淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移以及TNM分期呈正相關(guān)關(guān)系。2018年，Gao等［13］對(duì)96例食管鱗狀細(xì)胞癌患者、50例食管炎患者以及80例健康人群的血清牙齦卟啉單胞菌lgG和lgA抗體水平進(jìn)行了測(cè)定和評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)食管癌中這兩種抗體水平明顯高于對(duì)照組，并且抗體水平的高低與食管鱗狀細(xì)胞癌的預(yù)后密切相關(guān)，兩種抗體水平均高的患者預(yù)后最好。

2.2 草綠色鏈球菌

草綠色鏈球菌是人體的重要正常菌群之一，常分布于上呼吸道、胃腸道和女性生殖道，以口腔分布為最多。草綠色鏈球菌包括5個(gè)主要菌種：變異鏈球菌（S.mutans）、血鏈球菌（S.sanguis）、唾液鏈球菌（S.salivarius）、輕型鏈球菌（S.mitis）和米勒鏈球菌（S.milleri）。大部分草綠色鏈球菌的菌種都可從口咽部檢測(cè)到。

早在1998年，Gagliardi等［14］就揭示了草綠色鏈球菌（Viridans streptococci）是正常食管最主要的細(xì)菌之一。到2013年，Norder等［15］通過(guò)對(duì)40名健康個(gè)體的口腔及食管黏膜的拭子樣本和活檢樣本進(jìn)行體外培養(yǎng)及半定量檢測(cè)，確定草綠色鏈球菌在食管中的檢出率高達(dá)95%～98%。且雖然口腔細(xì)菌數(shù)量高于食管，但在細(xì)菌種類上是高度相似的。作為厚壁菌門之一，它占據(jù)了食管細(xì)菌總量的39%［6］。

Sasaki等［16］在對(duì)15例食管癌組織中的咽峽鏈球菌進(jìn)行了Southern印跡雜交和PCR檢測(cè)，Southern印跡雜交顯示11例陽(yáng)性（73%），而PCR則檢測(cè)到14例陽(yáng)性（93%）。隨后，Morita等［17］采用實(shí)時(shí)定量PCR的方法對(duì)食管癌和口腔癌中的咽峽鏈球菌進(jìn)行檢測(cè)并設(shè)定檢測(cè)值為10 ng以測(cè)定其感染程度。18個(gè)食管癌樣本中有8個(gè)（44%）達(dá)到可檢測(cè)指標(biāo)，而38個(gè)口腔癌樣本僅有5例（13%）達(dá)到可檢測(cè)指標(biāo)，且食管癌中咽峽鏈球菌的基因水平明顯高于口腔癌，最高值達(dá)到口腔癌中咽峽鏈球菌水平的10倍。此外，他們還發(fā)現(xiàn)食管癌患者唾液中咽峽鏈球菌水平也高于健康個(gè)體［18］。Narikiyo等［10］在對(duì)20例食管癌組織進(jìn)行16SrDNA特異性PCR擴(kuò)增的產(chǎn)物中，45%為齒垢密螺旋體，25%為輕型鏈球菌，12%為咽峽鏈球菌，10%為群集鏈球菌，5%為化膿鏈球菌，而在正常組織的擴(kuò)增產(chǎn)物中，55%為輕型鏈球菌，20%為齒垢密螺旋體，13%為咽峽鏈球菌，5%為唾液鏈球菌。此外，在對(duì)中西方國(guó)家食管癌患者16SrRNA基因檢測(cè)中，食管癌患者咽峽鏈球菌的檢出率在69%～91%，證明食管癌組織中的咽峽鏈球菌并非獨(dú)立存在于某一人種。并且，它們能夠通過(guò)引發(fā)炎癥反應(yīng)和促進(jìn)腫瘤進(jìn)程發(fā)揮作用，施行根除治療有可能降低腫瘤復(fù)發(fā)率。

鏈球菌在食管癌中的作用不僅僅存在于學(xué)術(shù)研究，2017年，Nayfe等［19］首次報(bào)道了1例食管鱗狀細(xì)胞癌患者食管黏膜破裂，鱗狀細(xì)胞癌引發(fā)菌血癥，隨后發(fā)生中間鏈球菌腦膿腫的病例。這進(jìn)一步證明，草綠色鏈球菌廣泛存在于食管正常組織和病變組織中，但是否在惡性腫瘤中發(fā)生促進(jìn)作用，仍需更多分子生物學(xué)方面的研究。

2.3 具核梭桿菌

具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）是革蘭陰性專性厭氧菌，是口腔中最常見的常駐菌之一。

近幾年，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)具核梭桿菌與食管癌也有一定關(guān)系。2016年，Yusuf等［20］報(bào)告了22個(gè)具核梭桿菌感染病例，其中有17例具核梭桿菌是唯一可疑致病菌，7例為原發(fā)性惡性腫瘤，而其中3例為食管癌，1例在診斷為具核梭桿菌感染后30 d內(nèi)發(fā)生死亡。Yamamura等［21］對(duì)具核桿菌與食管癌患者預(yù)后之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。其中食管鱗狀細(xì)胞癌300例，食管腺癌12例及其他類型13例行定量PCR檢測(cè)，23%（74/325）的樣本中檢測(cè)出具核梭桿菌DNA且食管癌組織中表達(dá)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常食管黏膜。此外，具核梭桿菌DNA陽(yáng)性率與腫瘤分期明顯相關(guān)，并與癌癥特異性生存率顯著相關(guān)（HR＝2.01；95%CI：1.22～3.23；P＝0.003 9），具核梭桿菌陽(yáng)性患者比陰性患者的腫瘤特異性生存率低。因此，具核梭桿菌在一定程度上能夠作為評(píng)價(jià)食管癌預(yù)后的生物學(xué)標(biāo)志。此外，該團(tuán)隊(duì)利用DNA微陣列數(shù)據(jù)進(jìn)行的KEGG富集分析，表明以上現(xiàn)象的出現(xiàn)可能是由于具核梭桿菌的數(shù)量與趨化因子CCL20的表達(dá)相關(guān)，它可以通過(guò)激活食管癌的趨化因子，增加腫瘤的侵襲性［5］。該團(tuán)隊(duì)最近的研究是將20例食管鱗狀細(xì)胞癌組織與20例正常食管組織進(jìn)行石蠟包埋后進(jìn)行qRT-PCR檢測(cè)，其中5例食管鱗狀細(xì)胞癌和1例正常食管組織檢測(cè)到了具核梭桿菌［22］。雖然目前已有的研究還很少，但還是能夠說(shuō)明具核梭桿菌與食管鱗狀細(xì)胞癌存在一定程度的聯(lián)系。至于具核梭桿菌是否是致癌因素還是僅僅起到促進(jìn)作用，通過(guò)何種機(jī)制進(jìn)行作用的，還需要更大樣本的前瞻性研究以及相關(guān)的分子生物學(xué)研究。

3 微生物對(duì)食管癌可能的作用機(jī)制

目前，對(duì)于微生物與食管癌機(jī)制的研究較少，但學(xué)者們發(fā)現(xiàn)，食管癌的發(fā)生往往伴隨著革蘭氏陰性菌的增多，其產(chǎn)物脂多糖及內(nèi)毒素等可能參與了宿主的固有免疫過(guò)程［23］。脂多糖作為一種免疫活性成分，激活核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB經(jīng)典炎癥信號(hào)通路，引起炎癥因子白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-1β、IL-6、IL-8、TNF-α表達(dá)增加；它還可激活誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）和環(huán)氧酶（cyclooxygenase，COX），降低食管下括約肌蠕動(dòng)頻率，增加食管癌患病風(fēng)險(xiǎn)［24］。其中，誘導(dǎo)iNOS和COX-2表達(dá)的通路可能從觸發(fā)toll樣受體（toll-like receptors，TLRs）開始。TLR是一種跨膜非催化性蛋白質(zhì)，可以識(shí)別來(lái)源于微生物的具有 保 守 結(jié) 構(gòu) 的 分 子。TLRs1、TLRs2、TLRs3、TLRs4、TLRs5、TLRs6、TLRs7、TLRs9均可在食管上皮細(xì)胞中表達(dá)，這可能與食管癌的生長(zhǎng)轉(zhuǎn)移有關(guān)［23］。由于目前相關(guān)作用機(jī)制的研究并不多，對(duì)于口腔相關(guān)微生物對(duì)食管癌的研究也僅停留在相關(guān)性研究方面。因此，要想進(jìn)一步通過(guò)監(jiān)測(cè)口腔細(xì)菌來(lái)預(yù)防和治療食管癌，并通過(guò)相關(guān)機(jī)制來(lái)尋找治療靶點(diǎn)，還需要更進(jìn)一步的研究。

4 結(jié)論與展望

人類宿主和細(xì)菌之間的共生關(guān)系對(duì)人類健康至關(guān)重要，各種微生物與宿主之間形成了一個(gè)極為復(fù)雜的有機(jī)體［25］。在消化道中，平衡的細(xì)菌種群能夠健全黏膜免疫系統(tǒng)，維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。因此，在維持正常的生理環(huán)境和進(jìn)行正常的生理功能過(guò)程中，食管菌群平衡的改變可能引起食管疾病甚至食管癌。

食管癌是消化道最嚴(yán)重的惡性腫瘤之一。不同民族、不同地區(qū)的食管癌發(fā)病率有顯著差異。雖然尚不明確細(xì)菌感染和食管癌之間的聯(lián)系，但以上研究表明口腔菌種的感染可能會(huì)導(dǎo)致某些高危人群發(fā)生食管惡性病變［26］。然而，以上的研究缺乏對(duì)于二者因果關(guān)系的探討，因此要想明確某種口腔細(xì)菌對(duì)于食管癌的作用，均需要大樣本的前瞻性隊(duì)列研究追蹤病變進(jìn)展過(guò)程中微生物組的縱向變化，并且通過(guò)干預(yù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)菌群變化的監(jiān)測(cè)［27］。此外，還需要在流行病學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、免疫學(xué)和生物信息學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行多學(xué)科合作，以加深對(duì)口腔微生物組和癌癥風(fēng)險(xiǎn)關(guān)系的理解。針對(duì)口腔細(xì)菌在食管癌致病機(jī)制中作用的研究將有助于對(duì)疾病的深入認(rèn)識(shí)，通過(guò)對(duì)相關(guān)標(biāo)志細(xì)菌水平的檢測(cè)評(píng)估患者的患病風(fēng)險(xiǎn)，病變程度以及預(yù)后情況，有利于臨床策略的制定以期得到更好的食管癌臨床治療效果。