陰道菌群與宮頸癌發(fā)生發(fā)展的研究進(jìn)展

肖文媛 何俊霞 李佳琪 趙 晉

西北民族大學(xué)醫(yī)學(xué)部，甘肅蘭州 730030

宮頸癌是發(fā)展中國家婦女發(fā)病率和死亡率均居首位的惡性腫瘤[1]。 高危型人乳頭瘤病毒（high-risk human papillomavirus，HR-HPV） 持續(xù)感染是宮頸癌發(fā)生的必要條件，HR-HPV 感染絕大多數(shù)呈現(xiàn)一過性感染，可被機(jī)體清除，其導(dǎo)致的宮頸病變會(huì)自發(fā)消退， 并且持續(xù)感染后需經(jīng)過漫長(zhǎng)的癌前病變期才會(huì)進(jìn)展為宮頸癌[2]。 目前，促進(jìn)持續(xù)感染的因素以及觸發(fā)致癌途徑的因素尚不完全清楚。 既往大量研究表明， 陰道菌群可能在人乳頭瘤病毒 （human papillo mavirus，HPV）的獲得和持續(xù)感染以及隨后的宮頸癌發(fā)展中發(fā)揮保護(hù)性和有害性。本文就陰道菌群與細(xì)菌性陰道病、HPV 感染、宮頸上皮內(nèi)瘤變、宮頸癌的關(guān)系的予以梳理。

1 陰道菌群與細(xì)菌性陰道病

通過16SrRNA 基因焦磷酸測(cè)序發(fā)現(xiàn)， 女性的陰道群落聚集成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和 V5 組[3]。 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ組分別以卷曲乳酸桿菌，加氏乳酸桿菌，惰性乳酸桿菌，詹氏乳酸桿菌組成為主；IV 組則相反，是一個(gè)以較高比例的專性厭氧細(xì)菌為代表的菌群，包括加德納菌屬、普雷沃菌屬、阿托波菌屬、巨型球菌屬和纖毛菌屬。Nugent 評(píng)分是一種常用于鑒別細(xì)菌性陰道病的診斷因素[4]。研究表明，Nugent 評(píng)分高度正相關(guān)的是Ⅳ組中的相關(guān)菌屬，而細(xì)菌性陰道?。╞acterial vaginosis，BV）是育齡婦女中最常見的陰道疾病，該疾病的特征是以乳酸桿菌為主的健康陰道微生物群被厭氧菌所取代。雖然BV 患者陰道中細(xì)菌的組成因人而異， 但是陰道加德納菌、普雷沃氏菌、陰道阿托波菌是最常見的。

1.1 陰道加德納菌

在90%BV 患者的陰道活檢標(biāo)本內(nèi)，至少有50%的完整上皮表面有由融合層或斑片狀層組成的特征性致密生物膜附著。陰道加德納菌是這些生物膜中的主要細(xì)菌，它存在于80%的生物膜中且占生物膜中細(xì)菌的40%[5]。 生物膜的形成是BV 發(fā)展的關(guān)鍵，因?yàn)樗鰪?qiáng)了對(duì)抗生素耐受性和對(duì)宿主免疫防御的抵抗力，使BV 慢性化和或復(fù)發(fā)。 陰道加德納菌相較于其他與BV 相關(guān)的厭氧菌，表現(xiàn)出較高的細(xì)胞毒性、以及對(duì)陰道黏膜細(xì)胞的強(qiáng)粘附性和形成致密生物膜的傾向[6]。該菌可產(chǎn)生陰道溶解素（vaginolysin，VLY），VLY 是膽固醇依賴性細(xì)胞溶解素家族的成員，依賴于補(bǔ)體調(diào)節(jié)分子CD59[7]，以種特異性方式溶解靶細(xì)胞。 除了引起靶細(xì)胞溶解外，VLY 還通過激活上皮p38 絲裂原活化蛋白激酶途徑，誘導(dǎo)人上皮細(xì)胞產(chǎn)生白細(xì)胞介素（interleukins，IL）8，IL-8 是主要的中性粒細(xì)胞趨化因子，將人CD59 轉(zhuǎn)染入不敏感細(xì)胞， 使其對(duì)VLY 介導(dǎo)的裂解反應(yīng)敏感[8]。 體內(nèi)陰道溶解素的細(xì)胞溶解活性被認(rèn)為增加了給陰道加德納菌營養(yǎng)的有效性。 陰道加德納菌還產(chǎn)生唾液酸酶、脯氨酸肽酶和腐胺，它們可能在降解粘膜保護(hù)因子如粘蛋白中起作用， 并可能導(dǎo)致陰道上皮細(xì)胞脫落[9]。 總的來說，陰道加德納菌通過形成生物膜、產(chǎn)生陰道溶解素、唾液酸酶、誘導(dǎo)上皮脫落，直接參與了BV 的發(fā)病機(jī)制及其相關(guān)癥狀和結(jié)局。

1.2 普雷沃菌

近來研究發(fā)現(xiàn)[10-11]，普雷沃菌豐度隨著BV 的嚴(yán)重程度而增加，而BV 的嚴(yán)重程度則與乳酸桿菌的存在相反。 普雷沃菌和BV 相關(guān)細(xì)菌陰道加德納菌之間存在共生關(guān)系： 普雷沃菌的生長(zhǎng)伴隨著凈氨的產(chǎn)生，陰道加德納菌的生長(zhǎng)導(dǎo)致了凈氨的利用，且在添加了蛋白胨的陰道合成培養(yǎng)基中，普雷沃菌生長(zhǎng)得到的富含氨的上清液對(duì)陰道加德納菌的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。Gilbert 等[12]通過小鼠陰道感染的細(xì)菌模型發(fā)現(xiàn)陰道加德納菌可增強(qiáng)普雷沃菌的侵襲潛力，促進(jìn)其進(jìn)入子宮。 Machado 等[13]通過定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)量化陰道加德納菌生物膜對(duì)其他BV 相關(guān)物種粘附和生長(zhǎng)的影響， 發(fā)現(xiàn)陰道加德納菌生物膜促進(jìn)了普雷沃菌的生長(zhǎng)，并促進(jìn)了具核梭桿菌的生長(zhǎng)。 普雷沃菌還可產(chǎn)生高濃度的脂多糖[14]， 這可能會(huì)造成有毒的陰道環(huán)境，是導(dǎo)致BV 發(fā)病及后續(xù)并發(fā)癥的重要因素。此外，普雷沃菌還是BV 發(fā)病前第一個(gè)升高至基線以上的BV 相關(guān)菌株[15]，與其作為該疾病驅(qū)動(dòng)因素的潛在作用一致。

1.3 陰道阿托波菌

宿主對(duì)BV 的反應(yīng)是多因素觸發(fā)的，陰道阿托波菌是其中致病因素之一，相比目前診斷BV 金標(biāo)準(zhǔn)的陰道加德納菌的數(shù)量，Bradshaw 等[16]研究發(fā)現(xiàn)陰道阿托波菌的特異性存在，且其數(shù)量是陰道加德納菌兩倍以上。在同時(shí)檢測(cè)出兩種微生物的婦女中，復(fù)發(fā)性BV的發(fā)生率高于僅單一感染陰道加德納菌的婦女，這表明陰道阿托波菌對(duì)BV 有顯著影響。 陰道上皮細(xì)胞對(duì)陰道阿托波菌的識(shí)別和反應(yīng)是陰道炎性細(xì)胞因子水平升高的來源，研究發(fā)現(xiàn)在BV 的體外模型中，陰道阿托波菌通過TLR2-NFkB 信號(hào)通路介導(dǎo)刺激刺激陰道上皮細(xì)胞的先天免疫反應(yīng)，導(dǎo)致IL-6、IL-8 和β-防御素4 的產(chǎn)生，并可能有助于細(xì)菌性陰道病發(fā)生[17]。因此，陰道阿托波菌不僅成為BV 診斷的重要微生物指標(biāo)，其可能也參與了BV 的發(fā)病機(jī)制。

2 陰道菌群與HPV 感染

流行病學(xué)研究表明[18]，宮頸HPV 感染與BV 相關(guān)陰道微生物群之間存在重要關(guān)聯(lián)。 Brotman 等[19]通過多次的縱向取樣， 評(píng)估了HPV 檢測(cè)和動(dòng)態(tài)微生物群之間的相關(guān)性， 發(fā)現(xiàn)陰道群落狀態(tài)類型（community status type，CST）與 HPV 狀態(tài)的改變有關(guān)：以加氏乳酸桿菌為主的陰道微生物群與可檢測(cè)HPV 的清除率增加有關(guān);乳桿菌屬相對(duì)豐度較低的樣本（如CST Ⅳ）或以惰性乳酸桿菌為主（CST Ⅲ）的HPV 陽性樣本的相對(duì)比例最大，說明這兩種狀態(tài)可能代表了一種增加HPV 獲得和/或持續(xù)風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境； 研究還發(fā)現(xiàn)由多種厭氧菌（包括鏈球菌和普雷沃氏菌）組成的CST Ⅳ-A可能與轉(zhuǎn)變?yōu)镠PV 陽性狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。 Chao等[20]發(fā)現(xiàn)在HPV 陽性的女性中厭氧菌如類桿菌、不動(dòng)桿菌和頰普雷沃菌的發(fā)現(xiàn)頻率明顯更高； 惰性乳桿菌、 陰道阿托波菌和陰道加德納菌的豐度高于HPV陰性組，加氏乳桿菌豐度低于HPV 陰性組。研究還發(fā)現(xiàn)， 宮頸高危型HPV 持續(xù)感染與陰道微生態(tài)紊亂程度及宮頸局部調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞免疫功能緊密相關(guān)，并可能增加宮頸癌發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[21]。 畢慶慶等[22]通過基因型分析和16SrRNA 測(cè)序，發(fā)現(xiàn)HPV 持續(xù)感染女性與HPV一過性感染女性的陰道菌群相比，不動(dòng)桿菌屬、普雷沃菌屬、假單胞菌屬和鞘氨醇單胞菌屬等具有顯著差異性，提示其與HPV 持續(xù)感染有關(guān)。

3 陰道菌群與宮頸上皮內(nèi)瘤變

宮頸上皮內(nèi)瘤變（Cervical Intraepithelial Neoplasia，CIN） 是與子宮頸浸潤癌密切相關(guān)的一組子宮頸病變，其特征是子宮頸表面細(xì)胞的異常生長(zhǎng)并具有癌前轉(zhuǎn)化的潛力。 CIN 分為 CINI、CINⅡ、CINⅢ3 級(jí)，等級(jí)越高病變?cè)絿?yán)重，高級(jí)別CIN 屬于癌前病變[23-24]。陳欣等[25]將健康女性組、CINⅠ組和CINⅡ/Ⅲ組的陰道乳酸桿菌屬、加德納菌屬、奇異菌屬及其他菌屬構(gòu)成比比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 其中CINⅠ組乳酸桿菌屬豐度低于健康女性組和CINⅡ/Ⅲ組， 加德納菌屬、奇異菌屬豐度高于健康女性組和CINⅡ/Ⅲ組。 合并HPV 感染的CIN 患者陰道微生態(tài)失調(diào)較為普遍，其中以BV 感染最為常見[26]；同樣有研究[27]發(fā)現(xiàn)、HPV陽性CIN 或?qū)m頸癌患者BV 檢出率隨CINⅠ級(jí)、CINⅡ級(jí)、CINⅢ級(jí)、宮頸癌順序呈逐漸遞增趨勢(shì)，且顯著高于HPV 陰性宮頸正常者， 說明隨著疾病嚴(yán)重程度增加，HPV 感染患者中BV 的水平也隨之改變，BV 相關(guān)細(xì)菌在其中發(fā)揮著重要作用。 在Audirac 等[28]的研究中，發(fā)現(xiàn)纖毛菌屬在患有CIN 婦女的子宮頸中是最豐富的物種。一項(xiàng)對(duì)患有和未患有CIN 的韓國女性進(jìn)行的研究[29]表明，以陰道阿托波菌、陰道加德納菌和惰性乳桿菌為主，伴有卷曲乳桿菌缺乏的宮頸微生物組成與CIN 的高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)且陰道阿托波菌的優(yōu)勢(shì)是這種風(fēng)險(xiǎn)的主要因素。 研究還顯示，這種微生物模式和致癌的HPV 感染對(duì)CIN 的極高風(fēng)險(xiǎn)（OR=34.1）有協(xié)同作用， 表明菌群失調(diào)及其與致癌HPV 的結(jié)合可能是宮頸腫瘤形成的風(fēng)險(xiǎn)因素。分析其原因可能為菌群失調(diào)誘發(fā)炎癥， 而炎癥浸潤刺激病變細(xì)胞增殖，同時(shí)誘導(dǎo)氧化應(yīng)激物質(zhì)生成， 繼而促進(jìn)病變細(xì)胞惡化，增加癌變風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致CIN 病變進(jìn)展[30-31]。

4 陰道菌群與宮頸癌

體外研究表明[32]，乳桿菌屬對(duì)正常宮頸細(xì)胞無毒性作用而對(duì)宮頸癌細(xì)胞產(chǎn)生強(qiáng)效抑制細(xì)胞增殖和誘導(dǎo)細(xì)胞死亡作用， 且這種細(xì)胞毒性與pH 和乳酸無關(guān)。另有研究在控制混雜因素后，發(fā)現(xiàn)HPV 陽性婦女的 BV（OR=3.90，95%CI=1.64～9.29）和炎癥反應(yīng)（OR=6.43，95%CI=2.92～14.15）與宮頸癌的嚴(yán)重程度獨(dú)立相關(guān)，這表明微環(huán)境與宮頸癌的自然病程有關(guān)[33]。 無宮頸病變且HPV 陰性女性的陰道微生物群主要為卷曲和惰性乳桿菌，而宮頸癌患者的陰道微生物群主要為梭桿菌屬[28]。 研究還發(fā)現(xiàn)在以梭桿菌屬為主的陰道微生物群中，IL-4 和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（transforming growth factor，TGF）β1蛋白 mRNA 的水平較高。 在宮頸癌微環(huán)境中，免疫抑制細(xì)胞因子TGF-1、IL-10 的存在有利于HPV 感染的持續(xù)。因此，梭桿菌感染可能在子宮頸HPV 轉(zhuǎn)化細(xì)胞中形成以抗炎細(xì)胞因子[輔助型T 細(xì)胞2（helper T cell 2，Th2）細(xì)胞因子譜，如 IL-4 和 TGF-β1]為特征的免疫抑制微環(huán)境中起關(guān)鍵作用。 So 等[34]觀察到在患有CIN 和宮頸癌的女性中，卷曲乳桿菌的耗竭以及厭氧菌（如陰道加德納菌、厭氧菌消化球菌）的豐度增加明顯更為常見，其中陰道加德納菌是發(fā)生CIN 2 或CIN 3 及宮頸癌的高危因素。 在長(zhǎng)期的炎癥中，細(xì)胞因子和低氧刺激下，可使NF-κB 蛋白持續(xù)性異常激活而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生[35]，另一方面，厭氧菌生成大量胺類物質(zhì)，長(zhǎng)期直接作用于宮頸，可能誘導(dǎo)其發(fā)生癌變[9]。

5 小結(jié)和展望

綜上所述，在各種危險(xiǎn)因素的作用下，當(dāng)陰道菌群中乳酸桿菌減少時(shí)，降低了陰道的免疫能力導(dǎo)致條件致病菌增多，其中陰道加德納菌逐漸取代乳酸桿菌成為優(yōu)勢(shì)菌群，聚集其他厭氧菌，其中普雷沃氏菌為陰道加德納菌提供營養(yǎng)，陰道阿托波菌引起陰道的先天免疫反應(yīng)，參與了BV 的發(fā)生發(fā)展；菌群失調(diào)可能誘發(fā)炎癥， 同時(shí)也使HPV 病毒的感染風(fēng)險(xiǎn)和表達(dá)增加，清除能力降低，引起宮頸細(xì)胞學(xué)變化及CIN，最終導(dǎo)致宮頸癌的發(fā)生[29]。 越來越多的研究證明陰道菌群在宮頸癌發(fā)生發(fā)展的過程中始終發(fā)揮著重要作用，陰道菌群在其中的機(jī)制有待進(jìn)一步研究，而未來是否可通過干預(yù)和修復(fù)陰道微生態(tài)的組成來抑制宮頸癌的發(fā)展，這對(duì)宮頸癌的治療和預(yù)防具有重要意義。