具核梭桿菌誘發(fā)胃癌相關(guān)機(jī)制的研究進(jìn)展

王晨曦，王子瑞，金美四，楊書珩，傅思武

1.西北民族大學(xué)醫(yī)學(xué)部，甘肅 蘭州 730000；2.大理州人民醫(yī)院，云南 大理 671000；3.深圳大學(xué)醫(yī)學(xué)部，廣東 深圳 518000

具核梭桿菌(Fusobacterium nucleatum，F(xiàn).nucleatum)是臨床常見的革蘭陰性無芽胞厭氧桿菌，正常寄生于人或動物的口腔、上消化道、腸道及泌尿生殖道和土壤中，以口腔牙垢中最為多見[1]。其可通過黏附寄生在口腔，通過正常飲食吞咽等進(jìn)入消化道，最后在腸道中定植，其破壞作用包括影響宿主正常的免疫應(yīng)答，在定植的部位建立消化道炎癥微環(huán)境，從而造成正常細(xì)胞能量代謝，導(dǎo)致其增殖能力出現(xiàn)異常。具核梭桿菌雖侵襲能力強，但梭菌屬對青霉素、利福平、多黏菌素E、卡那霉素與新霉素敏感，可被膽汁或牛黃膽酸鈉所抑制[2-3]，目前發(fā)現(xiàn)臨床上該菌在結(jié)直腸癌患者檢出率較高，在胃癌患者中的檢出率稍低，因此認(rèn)為具核梭桿菌在結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，其中由于菌群失調(diào)以及結(jié)直腸癌后期具核梭桿菌的分布和豐度對患者的預(yù)后有一定的影響，具體該菌在誘發(fā)胃癌的相關(guān)機(jī)制不明確。本文便從生物學(xué)相關(guān)性、發(fā)病微環(huán)境、細(xì)胞的基因調(diào)控和胃癌組織的侵襲轉(zhuǎn)移著手，對具核梭桿菌與胃癌疾病的關(guān)系進(jìn)行綜述，旨在為研究具核梭桿菌誘發(fā)胃癌的作用特點以及對早期胃癌的診斷和篩查提供參考。

1 具核梭桿菌與胃癌疾病發(fā)生密切相關(guān)

1.1 具核梭桿菌的生物學(xué)致病相關(guān)性 具核梭桿菌屬于梭桿菌科，革蘭陰性厭氧桿菌，無芽孢，因其體態(tài)較為細(xì)長，兩端稍尖細(xì)而中間膨大形如梭狀而得名。具核梭桿菌是口腔中的常見共生菌，能夠通過接觸、整合、鏈接等作用與其他正常菌群在口腔中形成一層微生物生態(tài)膜，同時它也是條件致病菌，能夠引起口咽部和口腔外的多種感染性疾病；在近年來諸多研究中發(fā)現(xiàn)具核梭桿菌能夠在消化道腫瘤組織中富集，可影響癌腫浸潤轉(zhuǎn)移中的多個階段；臨床中它還可作為潛在的標(biāo)志物用于結(jié)直腸癌診斷和預(yù)后評估[4]。

1.2 具核梭桿菌是構(gòu)成胃癌發(fā)生微環(huán)境中不容忽視的微生物 胃癌是起源于胃黏膜上皮的惡性腫瘤，在我國各種惡性腫瘤發(fā)病率中居首位。絕大多數(shù)屬于腺癌，早期癥狀不明顯，或僅僅出現(xiàn)上腹不適、噯氣等非特異性癥狀，不易被患者察覺尤其是老年人癥狀不典型，而且常伴發(fā)胃炎、胃潰瘍等胃慢性疾病癥狀，早期診斷率低，患者確診時多為中晚期不可逆，治療和預(yù)后的生活質(zhì)量極差。目前幽門螺桿菌(Helicobacter pylori，Hp)作為一種最重要的胃癌致癌因子，通過釋放相關(guān)毒性因子、破壞宿主DNA正常修復(fù)等導(dǎo)致胃黏膜萎縮和腸化生而誘發(fā)癌變[5-6]。與Hp的致病性不同，具核梭桿菌致癌性主要有以下幾點：(1)具核梭桿菌產(chǎn)生一種黏附素，既有利于其他細(xì)菌參與病灶組織侵襲而增加感染的可能性，又能介導(dǎo)生物膜鏈接識別蛋白的作用而使得定植于胃內(nèi)的病原菌相對牢固，不利于藥物治療[7-8]；(2)具核梭桿菌能夠破壞胃和周圍器官的免疫功能，通過激活NF-κB 通路引起TNF-α大量產(chǎn)生造成機(jī)體不必要的損傷，其次它也能夠與NK細(xì)胞和其他腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞上的相關(guān)受體進(jìn)行結(jié)合，使得腫瘤基因相關(guān)蛋白大量表達(dá)[9]；(3)具核梭桿菌可以逃避監(jiān)視系統(tǒng)誘發(fā)基因突變，造成胃上皮細(xì)胞異常增殖，最終引起胃癌的發(fā)生[10]。

2 具核梭桿菌參與胃癌細(xì)胞的基因調(diào)控

2.1 菌群黏附和定位的基因調(diào)控 具核梭桿菌本身表面能產(chǎn)生黏附素A與黏附素Fap2，二者能特異性識別胃腺細(xì)胞，黏附素Fap2 通過與Gal-GalNAc 結(jié)合富集具核梭桿菌的豐度定植于病變部位，F(xiàn)adA與上皮細(xì)胞產(chǎn)生的E-鈣黏蛋白結(jié)合，激活β-catenin 信號通路進(jìn)而調(diào)控原癌基因的表達(dá)[11]。ABED 等[12]通過臨床中獲取的胃癌組織樣本，分析具核梭桿菌在組織中的DNA 豐度以及Gal-GalNAc 抗原表達(dá)水平，說明具核梭桿菌富集與胃癌的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。KOSTIC等[13]的研究基因擴(kuò)增和免疫組化法探究了具核梭桿菌上調(diào)原癌基因K-ras、C-erbB2以及C-met的信號途徑，揭示了具核梭桿菌與胃癌基因相關(guān)性的關(guān)系。NIE等[14]通過基因測序的方法研究梭桿菌感染與否對胃癌臨床病理參數(shù)、預(yù)后、微生態(tài)環(huán)境及代謝功能的影響時發(fā)現(xiàn)，胃癌組織中具核梭桿菌感染率為52.46%，老年胃癌患者更易感染具核梭桿菌，并且感染梭桿菌的胃癌患者更易出現(xiàn)腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞和原癌基因表達(dá)失控，此研究也說明了具核梭桿菌感染可影響胃癌組織表型特征、微生態(tài)環(huán)境和代謝功能。但是，該研究方向難度較大，臨床樣本量研究相對較少，而且易受到其他腸道細(xì)菌特別是幽門螺旋桿菌的影響，解釋具核梭桿菌在胃癌發(fā)生發(fā)展過程的特異性證據(jù)不足[15-16]。

2.2 癌細(xì)胞增殖和凋亡的基因調(diào)控 具核梭桿菌定植于胃內(nèi)，能夠抑制凋亡相關(guān)蛋白Caspase 家族中重要因子Caspase-3 及Caspase-9，通過磷酸化其196位絲氨酸位點阻止其活化并產(chǎn)生細(xì)胞凋亡級聯(lián)反應(yīng)[17]。其次，具核梭桿菌能夠抑制凋亡相關(guān)基因Bcl-2，通過AKT 途徑磷酸化Bcl-2 家族成員BAD 以及磷酸化P53結(jié)合蛋白MDM2，影響p53的活性，進(jìn)而影響細(xì)胞存活[18]。以上兩種機(jī)制皆為PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，VIVANCOI 等[19]也通過對胃癌外顯子測序驗證具核梭桿菌誘發(fā)胃癌為上述機(jī)制的可能性，并且他們進(jìn)一步利用PI3K抑制劑探究了胃癌細(xì)胞增殖和凋亡一系列的機(jī)制，側(cè)面驗證了具核梭桿菌促進(jìn)胃腺癌細(xì)胞增殖，抑制凋亡的機(jī)制與PI3K/AKT 途徑密切相關(guān)。SUN 等[20]通過對具核梭桿菌等相關(guān)口腔厭氧菌研究發(fā)現(xiàn)，具核梭桿菌微生物群失調(diào)、定植和異位是胃腺細(xì)胞實現(xiàn)致癌能力的必要條件，其中最重要的機(jī)制便是抗凋亡活性顯著增高以及促進(jìn)惡性轉(zhuǎn)化，此研究也為有效預(yù)防腫瘤提供新的思路。

3 具核梭桿菌與胃癌組織侵襲轉(zhuǎn)移的關(guān)系

WOODHUOSE 等[21]認(rèn)為癌細(xì)胞浸潤轉(zhuǎn)移可分為3個階段：(1)腫瘤細(xì)胞之間解除黏連，分散腫瘤細(xì)胞靠細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)建立起新的更強的粘附關(guān)系；(2)腫瘤細(xì)胞與正常的細(xì)胞相接觸，分泌出降解周圍基質(zhì)蛋白水解酶；(3)腫瘤細(xì)胞松散游離，與新的細(xì)胞基質(zhì)發(fā)生結(jié)合，其余大量腫瘤細(xì)胞開始聚集，即腫瘤細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移完成，形成新的轉(zhuǎn)移灶。JOANA 等[22]研究發(fā)現(xiàn)胃癌組織結(jié)構(gòu)的破壞程度、去分化程度均與上述中具核梭桿菌調(diào)控胃上皮細(xì)胞E-鈣黏蛋白的表達(dá)存在關(guān)聯(lián)。謝靜等[23]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)E-鈣黏蛋白出現(xiàn)低表達(dá)的情況下，胃癌細(xì)胞更容易侵襲深層的胃壁，進(jìn)而造成腹膜或淋巴結(jié)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移。更重要的是此時的具核梭桿菌并不活躍，偽裝成休眠狀態(tài)隱藏于胞內(nèi)，達(dá)到逃避機(jī)體的特異性免疫監(jiān)控系統(tǒng)，也就是成為一個持續(xù)性的感染病灶，即具核梭桿菌通過此機(jī)制誘發(fā)基因突變，造成胃上皮細(xì)胞異常增殖，誘發(fā)胃癌的發(fā)生和侵襲轉(zhuǎn)移。

4 展望

具核梭桿菌作為一種人體共生菌，在多種感染性疾病和消化道腫瘤進(jìn)程中扮演了重要角色，目前微生物組學(xué)研究熱點集中于具核梭桿菌可誘導(dǎo)消化道腫瘤的發(fā)生，影響患者腫瘤的分期和預(yù)后，以及聚焦于胃腸道腫瘤的化療耐藥等有關(guān)方面[24]。因此，在探討未來具核梭桿菌誘發(fā)胃癌相關(guān)機(jī)制時應(yīng)注意這幾個方面：(1)重視具核梭桿菌感染所致疾病的流行病學(xué)調(diào)查，分析具核梭桿菌在快速精準(zhǔn)地篩查胃癌高風(fēng)險人群的應(yīng)用價值；(2)進(jìn)行腸道微生物組學(xué)的分析歸類，以及其協(xié)同因素導(dǎo)致疾病演變的總結(jié)研究；(3)開展具核梭桿菌誘發(fā)胃癌的基因分子學(xué)的研究，弄清楚具體的致病機(jī)制，可為胃癌的防治提供參考依據(jù)。