女性生殖道和腸道微生物在卵巢癌中的研究進(jìn)展

郭文迪，平毅

人類(lèi)微生物組與宿主以互利共生的關(guān)系存在。微生物組動(dòng)態(tài)變化影響?zhàn)つし€(wěn)態(tài)、代謝、炎癥及宿主免疫，其失調(diào)是多種腫瘤發(fā)生的重要潛在機(jī)制。2020年全球卵巢癌新發(fā)病例313 959 例，死亡人數(shù)207 252例，在婦科腫瘤中致死率持續(xù)居首位[1]，5 年生存率在30%～40%。子宮內(nèi)膜異位癥惡變及輸卵管起源是Ⅰ、Ⅱ型卵巢上皮性腫瘤發(fā)病的主流學(xué)說(shuō)，但缺乏對(duì)病因的進(jìn)一步探索。有效的篩查治療手段和抗化療耐藥復(fù)發(fā)方面仍面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。近年研究相繼發(fā)現(xiàn)女性生殖道及腸道微生物參與卵巢癌的進(jìn)展并影響預(yù)后[2]?，F(xiàn)對(duì)卵巢癌患者生殖道及腸道微生物群的結(jié)構(gòu)變化，及其可能誘發(fā)卵巢癌及影響治療的潛在機(jī)制進(jìn)行綜述，為尋求癌癥標(biāo)志物、優(yōu)化目前治療及預(yù)防卵巢癌提供新的方向和依據(jù)。

1 卵巢癌相關(guān)微生物群概況

1.1 下生殖道微生物組成高通量測(cè)序?qū)㈥幍牢⑸锶悍譃? 種群落類(lèi)型（community state types，CST）。健康女性陰道微生物多樣性低，通常由厚壁桿菌組成，富含不同種類(lèi)的乳桿菌，主要是卷曲桿菌（Lactobacillus crispatus，CST-Ⅰ）、加氏乳桿菌（Lactobacillus gasseri，CST -Ⅱ）、惰性乳桿菌（Lactobacillus iners，CST -Ⅲ）和詹氏乳桿 菌（Lactobacillus jensenii，CST-Ⅴ）。這些乳桿菌通過(guò)產(chǎn)生乳酸、細(xì)菌素和過(guò)氧化氫（hydrogen peroxide，H2O2）與宿主互利，減少病原菌的定植。

臨床常見(jiàn)的陰道微生物失調(diào)為細(xì)菌性陰道病，以乳桿菌豐度降低、厭氧菌豐度增加為特征。病原微生物包括加德納菌、普雷沃菌、阿托波菌、支原體和衣原體等。在上皮性卵巢癌患者中，超過(guò)60%的樣本檢測(cè)到布魯氏菌、衣原體及支原體，10%的樣本檢測(cè)到人乳頭瘤病毒，這些微生物感染均是卵巢癌患病的風(fēng)險(xiǎn)因素，有助于卵巢非典型上皮細(xì)胞的進(jìn)展[3]。一項(xiàng)由176 例卵巢癌患者、109 例乳腺癌易感基因1（breast cancer susceptibility gene 1，BRCA1）突變攜帶者和295 例健康對(duì)照者組成的多中心研究發(fā)現(xiàn)，罹患卵巢癌（OR=2.80，P=0.020）、BRCA1 突變（OR=2.79，P=0.012）與宮頸陰道微生物乳桿菌占比小于50%相關(guān)[4]，這表明宮頸陰道微生物群失調(diào)可能對(duì)卵巢癌的發(fā)生起重要作用，且陰道乳桿菌是卵巢癌的保護(hù)物種。

1.2 上生殖道微生物組成微生物存在于健康人群的上生殖道（子宮、輸卵管和卵巢）中，健康的輸卵管、卵巢微生物是卵巢癌的抑制因素[5]。同一個(gè)體，與下生殖道相比，上生殖道乳桿菌的豐度降低，不動(dòng)桿菌、假單胞菌的占比升高。當(dāng)致病菌通過(guò)宮頸或淋巴途徑進(jìn)入子宮、輸卵管、卵巢造成上生殖道微生物失調(diào)時(shí)，將導(dǎo)致盆腔炎。女性盆腔炎患者發(fā)生上皮性卵巢癌的風(fēng)險(xiǎn)增加[6]。衣原體作為盆腔炎中最常見(jiàn)的致病微生物通過(guò)激活旁分泌Wnt 通路，阻斷線粒體半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（caspase-3）和細(xì)胞色素C的釋放，逃避CD8+T 細(xì)胞的攻擊抑制凋亡，導(dǎo)致輸卵管上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的破壞。衣原體質(zhì)粒蛋白抗體3（chlamydial plasmid-encoded protein 3，Pgp3）陽(yáng)性會(huì)增加卵巢癌患病風(fēng)險(xiǎn)[7]。

在卵巢癌患者中，微生物結(jié)構(gòu)及其占比常發(fā)生特異性改變。近年研究者分別在卵巢癌患者陰道、宮頸陰道部、腫瘤組織、腹膜、血清及糞便中鑒定出微生物，發(fā)現(xiàn)上生殖道、腫瘤組織及腹膜中微生物α 多樣性下降。Wang 等[8]研究顯示，與癌旁組織相比，癌灶內(nèi)擬桿菌數(shù)量增多，不動(dòng)桿菌、乳球菌缺乏，變形桿菌豐度增加，變形桿菌/厚壁菌比值增大，這將有助于卵巢癌的診斷。

1.3 腸道微生物組成正常腸道微生物群是動(dòng)態(tài)復(fù)雜的，受宿主特征（種族、性別、年齡、激素水平、免疫反應(yīng)）和環(huán)境影響（飲食、吸煙、藥物）而改變。健康的腸道微生物群主要由5 種細(xì)菌門(mén)類(lèi)組成：革蘭陽(yáng)性厚壁菌門(mén)、革蘭陰性擬桿菌門(mén)、放線菌門(mén)、變形菌門(mén)和梭桿菌門(mén)，約占腸道總微生物群的90%。

動(dòng)物模型研究表明，使用抗生素耗盡人卵巢腺癌細(xì)胞SKOV-3 細(xì)胞荷瘤裸鼠的腸道菌群后，卵巢癌腫瘤生長(zhǎng)速度明顯加快，證實(shí)腸道微生物群的失調(diào)促進(jìn)卵巢癌進(jìn)展[9]。此外，Miao 等[10]對(duì)10 例卵巢癌患者和20 例良性卵巢腫瘤患者的腹腔液進(jìn)行16S核糖體核糖核酸（16S ribosomal ribonucleic acid，16S rRNA）高通量測(cè)序，發(fā)現(xiàn)卵巢癌患者的腹腔積液富含腸道來(lái)源的革蘭陰性菌，并鑒定出18 種微生物可作為卵巢癌新標(biāo)志物。其聯(lián)合血清標(biāo)志物糖類(lèi)抗原125（carbohydrate antigen 125，CA125）、人附睪蛋白4（human epididymis protein 4，HE4）可提高卵巢癌診斷的準(zhǔn)確性。

2 卵巢癌相關(guān)微生物群的功能

2.1 自身成分及代謝產(chǎn)物脂多糖（lipopolysaccharides，LPS）、溶血磷脂、色氨酸及其衍生物在卵巢癌中有明確作用，其他代謝產(chǎn)物如短鏈脂肪酸、生物胺及次級(jí)膽汁酸在卵巢癌中的作用尚未統(tǒng)一。卵巢癌患者腫瘤組織中革蘭陰性菌的比例增加，自身促炎成分上調(diào)[8]。LPS 可以刺激Toll 樣受體2（Toll-like receptor 2，TLR2）、TLR4 和TLR5，激活磷脂酰肌醇3 激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）信號(hào)傳導(dǎo)、基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMP）相關(guān)家族表達(dá)，激活腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞并誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（epithelial-mesenchymal transition，EMT）[11]。溶血磷脂酸及溶血磷脂酰絲氨酸被證實(shí)能夠誘導(dǎo)蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）、絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）和Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)，上調(diào)血管生成因子表達(dá)，誘導(dǎo)卵巢癌細(xì)胞增殖、遷移及侵襲。腸道中小營(yíng)養(yǎng)分子也具有重要作用，Xie 等[12]發(fā)現(xiàn)卵巢癌患者血清色氨酸和吲哚丙酸減少，且水平越低預(yù)后越差。色氨酸作為能量來(lái)源支持乳桿菌的生長(zhǎng)，抑制病原菌擴(kuò)張，通過(guò)激活芳香烴受體（aryl hydrocarbon receptor，AHR）、孕烷X 受體（pregnane X receptor，PXR）調(diào)節(jié)黏膜免疫[13]。此外，部分細(xì)菌還可以穿過(guò)上皮屏障直接將毒素插入宿主細(xì)胞，如大腸桿菌素直接損傷DNA 引起致癌反應(yīng)[14]。

2.2 影響雌激素調(diào)控高雌激素水平是卵巢癌的風(fēng)險(xiǎn)因素，一項(xiàng)巢式病例對(duì)照研究表明，高水平循環(huán)雌二醇（estradiol，E2）的女性患非漿液性卵巢癌的風(fēng)險(xiǎn)是低水平E2婦女的3 倍[OR（五分位數(shù)5:五分位數(shù)1）=3.01，95%CI：1.17～7.73，P-trend=0.03；P-het＜0.01][15]。在圍絕經(jīng)期使用激素替代療法的人群，卵巢癌患病風(fēng)險(xiǎn)至少在5 年內(nèi)增加。高雌激素促癌主要通過(guò)直接與受體結(jié)合促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄，間接激活其他轉(zhuǎn)錄因子參與炎癥反應(yīng)，控制細(xì)胞增殖、分化及凋亡。

近年研究證實(shí)雌激素與腸道微生物群相互影響促進(jìn)卵巢癌的發(fā)生及進(jìn)展。絕經(jīng)后女性腸道微生物的多樣性隨尿雌激素代謝物比例的增高而增加[16]。腸道微生物中厚壁菌和擬桿菌分泌β-葡萄糖醛酸酶及β-葡萄糖苷酶，參與雌激素腸肝循環(huán)，增加致癌潛力[17]。

2.3 介導(dǎo)炎癥及免疫調(diào)節(jié)卵巢癌組織中微生物的含量與促炎因子上調(diào)、免疫抑制途徑下調(diào)一致。樹(shù)突狀細(xì)胞識(shí)別微生物后，激活TLR 產(chǎn)生不同的細(xì)胞因子，調(diào)控T 細(xì)胞分化以實(shí)現(xiàn)細(xì)菌耐受性和免疫功能的平衡。如果持續(xù)微生物失調(diào)，相關(guān)信號(hào)將募集免疫細(xì)胞，刺激炎癥因子釋放，進(jìn)而導(dǎo)致DNA 損傷和突變累積[18]。

其中，TLR4 和TLR5 在致癌過(guò)程中具有重要作用。有研究發(fā)現(xiàn)，乳桿菌通過(guò)調(diào)控微小RNA-21（microRNA-21，miR-21）和miR-200b，調(diào)節(jié)人上皮性卵巢腺癌細(xì)胞CAOV-4 中TLR4 的反應(yīng)性，可達(dá)到治療卵巢癌的目的[19]。TLR4 和LPS 結(jié)合后，募集髓樣分化因子88（myeloid differentiation factor 88，MyD88）和MyD88 配體樣（MyD88 adapter-like，MAL）蛋白，啟動(dòng)炎癥反應(yīng)，激活核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）、白細(xì)胞介素6（interleukin-6，IL-6）和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等因子，促進(jìn)癌細(xì)胞生長(zhǎng)并獲得腫瘤耐藥性[20]。卵巢癌中，IL-6 是重要的致癌因子，正反饋增強(qiáng)Janus 激酶（Janus kinase，JAK）/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription，STAT3）通路，增加MMP 表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞增殖及EMT，誘導(dǎo)腫瘤耐藥[21]。同樣，TLR5 與菌群介導(dǎo)的免疫抑制、腫瘤炎癥及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。其與細(xì)菌鞭毛蛋白結(jié)合后激活MyD88/腫瘤壞死因子受體相關(guān)分子 6（tumor necrosis factor receptor associated factor 6，TRAF6）/NF-κB 通路，上調(diào)IL-6等因子，加速腫瘤生長(zhǎng)[22]。這種促癌作用依賴腸道菌群，去除腸道細(xì)菌后其促瘤生長(zhǎng)的影響消失[23]。

3 微生物群與卵巢癌治療

3.1 參與耐藥及影響療效有研究報(bào)道，70%～80%晚期卵巢癌患者在2 年內(nèi)復(fù)發(fā)，并出現(xiàn)化療耐藥[24]。近年研究表明，微生物群在腫瘤化療和靶向治療中具有雙向作用，一方面介導(dǎo)化療耐藥，另一方面增強(qiáng)抗瘤活性。卵巢癌組織中革蘭陰性菌的特異定植，激活固有免疫細(xì)胞表面的模式識(shí)別受體與下游的級(jí)聯(lián)信號(hào)，增強(qiáng)卵巢癌的轉(zhuǎn)移及耐藥性，其中C 型凝集素受體（C-type lectin receptor，CLR）可誘導(dǎo)卵巢癌組織中的腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞參與免疫逃逸[25]。研究發(fā)現(xiàn)，參與紫杉醇耐藥的多藥耐藥性蛋白在TLR4 失活后下調(diào)[26]，進(jìn)一步證實(shí)了微生物群對(duì)卵巢癌化療耐藥的潛在影響。

同時(shí)，微生物群影響卵巢癌常用藥物的療效，在增強(qiáng)免疫治療反應(yīng)方面具有巨大潛力。在非婦科癌癥的動(dòng)物模型中，萬(wàn)古霉素、亞胺培南和新霉素聯(lián)合給藥組與無(wú)抗生素干預(yù)的荷瘤鼠同期順鉑治療后，聯(lián)合給藥組降低了化療應(yīng)答率及小鼠總生存期[27]。蒽環(huán)類(lèi)及環(huán)磷酰胺藥物可以促進(jìn)腸屏障的喪失和細(xì)菌移位，進(jìn)而刺激輔助及記憶T 細(xì)胞，激活免疫反應(yīng)，促進(jìn)抗瘤作用。Routy 等[28]將對(duì)程序性死亡蛋白-1（programmed death-1，PD-1）抑制劑敏感的非小細(xì)胞肺癌患者的糞便微生物群移植到抗生素干預(yù)后的荷瘤鼠中，小鼠PD-1 阻斷的抗瘤效果得以增強(qiáng)，證實(shí)PD-1 抑制劑療效與腸道微生物群結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

3.2 微生物相關(guān)治療目前，糞菌移植和益生菌補(bǔ)充已普遍用于非惡性疾病的治療。研究發(fā)現(xiàn)，改變微生物群結(jié)構(gòu)有望減輕卵巢癌化療的不良反應(yīng)，并為其治療提供新機(jī)遇。Perales-Puchalt 等[29]發(fā)現(xiàn)，順鉑處理后小鼠腸道微生物的重建加速了腸道愈合。同樣，大腸桿菌Nissle1917 能夠改善拓?fù)洚悩?gòu)酶抑制劑導(dǎo)致的黏膜炎[30]。此外，在鉑類(lèi)[31]、抗PD-1 單抗治療中，聯(lián)合益生菌可顯著改善卵巢癌的療效，補(bǔ)充阿克曼菌[28]或植入藥物反應(yīng)性良好的供體糞菌[32]可以逆轉(zhuǎn)抗PD-1 治療的耐藥。

抗生素治療卵巢癌可能具有潛力，但相關(guān)研究的結(jié)論尚不一致。氯霉素[33]、鹽霉素[34]與順鉑聯(lián)合使用抑制腫瘤生長(zhǎng)。與之相反，氨芐青霉素、萬(wàn)古霉素、新霉素和甲硝唑聯(lián)合治療促進(jìn)裸鼠移植瘤的生長(zhǎng)與侵襲[9]。Cheng 等[5]研究表明抗生素治療會(huì)影響腸道微生物群，從而調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的極化，并通過(guò)炎癥促進(jìn)卵巢癌進(jìn)展。在一項(xiàng)對(duì)402 例接受手術(shù)和鉑類(lèi)化療的Ⅲ/Ⅳ期上皮性卵巢癌患者的回顧性研究中，化療期間使用抗生素治療超過(guò)48 h 的患者與未使用抗生素治療的患者相比，無(wú)進(jìn)展生存期（17.4 個(gè)月vs.23.1 個(gè)月，HR=1.50，P＜0.001）和總生存期（45.6個(gè)月vs.62.4 個(gè)月，HR=1.50，P＜0.001）均縮短，使用抗革蘭陽(yáng)性菌抗生素治療的患者無(wú)進(jìn)展生存期（16.5 個(gè)月vs.23.1 個(gè)月，HR=1.85，P＜0.001）和總生存期（35.0 個(gè)月vs.62.4 個(gè)月，HR=2.12，P＜0.001）縮短更顯著[35]。因此需進(jìn)一步研究證實(shí)抗生素治療卵巢癌的利弊。

鑒于免疫相關(guān)因素在卵巢癌中的重要作用，過(guò)度應(yīng)激及反應(yīng)不足均會(huì)導(dǎo)致卵巢癌進(jìn)展。減弱卵巢癌的炎癥風(fēng)暴、靶向免疫相關(guān)受體及細(xì)胞可能成為一種有效的癌癥治療策略。Curiel 等[36]證實(shí)阻斷調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的遷移或功能同樣有助于卵巢癌的治療。同時(shí)，抑制TRL4 可以降低MMP 相關(guān)酶活性，并阻斷EMT 過(guò)程，起到抗瘤作用[26]。此外，免疫系統(tǒng)激活療法的有效性取決于微生物的組成和免疫原性。在細(xì)胞過(guò)繼免疫治療（adoptive T cell transfer，ACT）的新方案中，嵌合抗原受體T 細(xì)胞免疫療法（chimeric antigen receptor T-cell immunotherapy，CAR-T）[37]及樹(shù)突狀細(xì)胞疫苗[38]旨在增強(qiáng)免疫檢查點(diǎn)阻斷，加強(qiáng)機(jī)體免疫功能，重新殺死癌細(xì)胞，目前已注冊(cè)Ⅲ期臨床試驗(yàn)，但個(gè)性化免疫治療卵巢癌仍面臨挑戰(zhàn)。

4 微生物群與卵巢癌的預(yù)防

飲食搭配可以調(diào)節(jié)女性生殖道及腸道微生物群的組成，并通過(guò)遺傳及表觀遺傳改變基因表達(dá)、影響疾病易感性。生酮飲食、地中海飲食及素食均已證實(shí)有利于卵巢癌預(yù)后。經(jīng)典的生酮飲食脂肪比例高、碳水化合物及蛋白質(zhì)比例低?；颊呓邮苌嬍澈螅瑥膫鹘y(tǒng)的葡萄糖代謝轉(zhuǎn)變?yōu)橥w代謝，此種代謝模式改變可減少炎癥及腫瘤血管生成，增強(qiáng)細(xì)胞凋亡[39]。研究表明大量攝入動(dòng)物脂肪、飽和脂肪酸和反式脂肪酸會(huì)增加卵巢癌患病風(fēng)險(xiǎn)，攝入蔬菜、水果、纖維、維生素C 和多不飽和脂肪酸為其保護(hù)因素[40]。地中海飲食恰以水果、蔬菜、豆類(lèi)、全谷物和堅(jiān)果為特色，控制紅肉攝入，脂肪來(lái)源于初榨橄欖油。與地中海飲食相似，素食富含纖維及植物雌激素，可增加腸道微生物群的多樣性及豐度，具有抗癌作用[40]。

5 結(jié)語(yǔ)

在卵巢癌中，微生物群可以通過(guò)宿主環(huán)境、生活方式及免疫系統(tǒng)，改變其組成結(jié)構(gòu)及代謝產(chǎn)物，進(jìn)而影響癌癥發(fā)生、進(jìn)展及治療效果。卵巢癌患者腫瘤組織、生殖道、腸道和腹膜中獨(dú)特的微生物群及其代謝產(chǎn)物可作為早期診斷的生物學(xué)標(biāo)志物，為篩查、治療分層及預(yù)后提供新的思路。目前卵巢癌與微生物間引起復(fù)雜相互作用的因果關(guān)系尚未完全闡明，特定的微生物未具體明確，其臨床價(jià)值和可行性暫未得到充分肯定，微生物相關(guān)治療方式的適用性及可靠性仍需探索。今后應(yīng)進(jìn)一步結(jié)合宿主遺傳、表觀遺傳、微生物群、生活方式和其他環(huán)境因素綜合挖掘卵巢癌的發(fā)生機(jī)制，深入探討利用微生物組進(jìn)行預(yù)防、篩查及治療干預(yù)的價(jià)值。