李東航 江文洋 汪 巍 耿 慶
武漢大學(xué)人民醫(yī)院胸外科 湖北 武漢 430060
據(jù)全球癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)報(bào)道,消化系統(tǒng)惡性腫瘤發(fā)病率占據(jù)各系統(tǒng)腫瘤的首位,死亡病例數(shù)約占癌癥總致死量的25%[1]。其病因眾多且相互作用,通常被認(rèn)為是由宿主遺傳和環(huán)境因素引起,但有證據(jù)表明約20%的惡性腫瘤與人體微生物有關(guān)[2]。作為體內(nèi)微生物菌群的巨大儲(chǔ)存庫(kù),消化道微生物菌群在維持消化道黏膜屏障結(jié)構(gòu)完整性、宿主營(yíng)養(yǎng)與藥物代謝、免疫調(diào)節(jié)及防御等方面發(fā)揮著獨(dú)特的作用,影響著人體正常生理功能和疾病狀態(tài)[3]。而存在于消化道黏膜部位的微生物菌群更是直接成為腫瘤微環(huán)境的一部分,此外瘤內(nèi)的微生物還通過(guò)改變宿主細(xì)胞的增殖與死亡、抑制免疫系統(tǒng)功能、誘導(dǎo)產(chǎn)生炎性與癌癥因子、改變宿主食物藥物代謝等多種方式影響著腫瘤的生長(zhǎng)和擴(kuò)散[4]。最近的研究發(fā)現(xiàn)具核梭桿菌(Fusobacterium nucleatum,F. n)在多種消化道惡性腫瘤中被檢測(cè)到,并與不良預(yù)后相關(guān),更是作為一種加速結(jié)直腸癌進(jìn)展和嚴(yán)重程度的“腫瘤細(xì)菌”而引起廣泛關(guān)注[5,6]。在此,本文就F. n在消化系統(tǒng)惡性腫瘤的生長(zhǎng)、發(fā)展、轉(zhuǎn)移及治療反應(yīng)中的作用和可能機(jī)制進(jìn)行綜述。
具核梭桿菌是擬桿菌科梭桿菌屬的一種,呈棒狀,末端為梭形,不活動(dòng),屬革蘭陰性無(wú)芽孢專性厭氧菌,可與宿主共生,常駐于口腔、陰道和胃腸道黏膜,可導(dǎo)致機(jī)會(huì)性感染,并與人體和高等哺乳動(dòng)物的多種疾病相關(guān)[7]。自1992年Korr 首次將F. n定義為梭桿菌屬以來(lái),先后不少研究發(fā)現(xiàn)F. n對(duì)宿主細(xì)胞有很強(qiáng)的黏附性和侵襲性,并構(gòu)成其毒力的重要組成部分。F. n表面存在FadA、Fap2、RadD 等多種黏附素,可以黏附于上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、多形核白細(xì)胞、T 細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等宿主細(xì)胞表面,也可黏附于唾液大分子和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白,F(xiàn). n表達(dá)的外膜蛋白(outer membrane proteins,OMPs)也參與細(xì)菌共聚集和生物膜的形成,通過(guò)黏附定植宿主細(xì)胞后可誘發(fā)機(jī)體一系列免疫反應(yīng)[8,9]。作為革蘭陰性菌的一員,F(xiàn).n同樣可以分泌外膜囊泡(outer?membrane vesicles,OMVs),用于含有FadA、MORN2 和YadA 等毒力因子的傳遞[10]。此外,F(xiàn). n通過(guò)黏附血管內(nèi)皮細(xì)胞經(jīng)血液傳播至全身[11]。在代謝途徑上,經(jīng)蛋白組學(xué)分析證實(shí),F(xiàn). n通過(guò)氨基酸和葡萄糖酵解,引起局部丁酸聚集,并通過(guò)分泌細(xì)菌素等產(chǎn)物,抑制其他微生物的生長(zhǎng),從而形成優(yōu)勢(shì)菌群[12]。F.n具有基本的電子傳輸鏈,能夠在腫瘤低氧微環(huán)境中持續(xù)緩慢復(fù)制,加之細(xì)菌共聚集和生物膜的形成,增強(qiáng)了其氧耐受性,有利于其在腫瘤厭氧微環(huán)境中的生存[13]。
近年來(lái),已有許多研究發(fā)現(xiàn)在消化系統(tǒng)惡性腫瘤患者中檢測(cè)到F. n的存在,包括消化道和消化腺惡性腫瘤。盡管早期研究發(fā)現(xiàn)F.n主要定植于口腔黏膜,但整個(gè)消化道具有多種類似的黏膜結(jié)構(gòu),為F. n的遷徙定植提供了前提條件,同時(shí)腫瘤組織的厭氧微環(huán)境適于F. n的生長(zhǎng)繁殖[14]。此外,腫瘤患者的淋巴組織中可檢測(cè)到該菌,血液樣本中可檢測(cè)到該菌抗體,這表明F. n可通過(guò)淋巴和血液途徑到達(dá)遠(yuǎn)處病變部位,并可能參與到腫瘤的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[15]。本文通過(guò)以下兩部分闡述F. n與消化系統(tǒng)惡性腫瘤的關(guān)系。
2.1 具核梭桿菌與消化道惡性腫瘤
2.1.1 具核梭桿菌與口腔鱗狀細(xì)胞癌(oral squa?mous cell carcinoma, OSCC) 研究發(fā)現(xiàn)在牙周炎及OSCC 患者的唾液、牙菌斑、腫瘤黏膜中,與相應(yīng)的正常樣本相比,前者均檢測(cè)到F.n的顯著富集,且檢出量與OSCC 的高發(fā)生率、高級(jí)別腫瘤分期及不良預(yù)后有關(guān)[16]。在健康的口腔環(huán)境內(nèi),F(xiàn). n可在牙齒表面形成口腔生物膜,并與其他微生物形成共生。在某些致病因素下,F(xiàn). n可直接激發(fā)宿主發(fā)生免疫反應(yīng),也可與其他病原體形成共聚橋,增加牙周炎易感性,而牙周炎可增加OSCC 的發(fā)生率[16]。具體而言,F(xiàn). n通過(guò)促進(jìn)炎癥的發(fā)生和下調(diào)免疫應(yīng)答,參與到OSCC 的發(fā)生發(fā)展。一方面,F(xiàn).n可通過(guò)上調(diào)G 蛋白偶聯(lián)受體和Toll 樣受體(Toll?like recep?tors, TLR)促進(jìn)炎性因子(包括TNF、IL?6 和IL?8)的分泌,而IL?6 已被證實(shí)為癌癥預(yù)后不良標(biāo)志物,在抗腫瘤細(xì)胞凋亡、促腫瘤血管生成和侵襲方面,IL?8 與其有著類似作用,二者共同推動(dòng)著腫瘤的發(fā)生和進(jìn)展[17]。另一方面,F(xiàn). n促使骨髓源性細(xì)胞聚集,誘導(dǎo)產(chǎn)生IL?10 和ROS,經(jīng)Th1 炎性反應(yīng)自我限制途徑介導(dǎo)T 細(xì)胞凋亡、抑制T 細(xì)胞增殖和免疫應(yīng)答,及抑制樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cells,DCs)的抗原提呈來(lái)降低機(jī)體的適應(yīng)性免疫。除此之外,F(xiàn). n可與牙齦卟啉單胞菌協(xié)同作用加重牙周局部炎性反應(yīng),抑制免疫防御,促進(jìn)OSCC 的進(jìn)展[18]。
2.1.2 具核梭桿菌與食管癌 盡管微生態(tài)在食管癌發(fā)生發(fā)展中的機(jī)制研究相對(duì)不多,但近年來(lái),已有一些研究顯示,F(xiàn). n參與到食管癌的發(fā)生發(fā)展[19,20]。運(yùn)用高通量16S rRNA 基因擴(kuò)增子對(duì)86例食管黏膜組織測(cè)序,Elliott 等[19]發(fā)現(xiàn),與正常食管黏膜組織相比,食管癌患者腫瘤黏膜組織中F. n明顯富集,這與我們前期在電子胃鏡下取樣食管黏膜組織得出的結(jié)論一致。同樣地,對(duì)于食管癌手術(shù)切除的癌組織黏膜,Yamamura 等[20]采用qRCR 法檢測(cè)了325例,結(jié)果顯示F. nDNA 含量明顯高于正常食管黏膜,且F. nDNA 陽(yáng)性與患者不良預(yù)后顯著相關(guān),這一作用是趨化因子CCL20 促進(jìn)腫瘤侵襲所導(dǎo)致的,同時(shí)指出其可作為預(yù)后生物標(biāo)志物[21]。在我國(guó)食管癌高發(fā)地區(qū),Shao 等[22]對(duì)67例食管癌患者的腫瘤與非腫瘤黏膜組織匹配樣本行16S rRNA 測(cè)序,結(jié)果發(fā)現(xiàn)癌組織中F. n的相對(duì)豐度與腫瘤分期呈正相關(guān)。不論是何種取樣方式、樣本類型、檢測(cè)方法,均表明在食管癌黏膜組織中F.n的顯著富集,其具體參與腫瘤發(fā)生發(fā)展的機(jī)制仍需深入探討。
2.1.3 具核梭桿菌與胃癌(pancreatic carcinoma)幽門(mén)螺桿菌(Helicobacter pylori,H. p)已被公認(rèn)為胃癌發(fā)生的主要病因之一,然而仍有約30%的H. p陰性的胃癌患者,對(duì)于這部分患者已不能用H. p感染加以解釋,這表明其他微生物菌群可能也參與了胃癌的發(fā)生發(fā)展[23]。盡管在胃癌患者中F. n的檢出率不高(約10%),但這部分患者仍不容忽視[24]。在一個(gè)胃癌高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū),Castano?Rodriguez 等[25]對(duì)胃癌患者和對(duì)照組正常人群的胃微生物群分別行16S rRNA 測(cè)序,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在胃癌中F. n出現(xiàn)富集;Hsieh 等[26]進(jìn)一步將其被認(rèn)定為胃癌特征細(xì)菌,并提出聯(lián)合梭狀芽孢桿菌可作為胃癌診斷的生物標(biāo)志物,其診斷敏感度高達(dá)100%,特異度約70%。在后續(xù)的研究中應(yīng)重視F. n在胃癌發(fā)生發(fā)展中的作用,并進(jìn)一步證實(shí)聯(lián)合其他致病菌診斷并提示胃癌不良預(yù)后的可能性。
2.1.4 具核梭桿菌與結(jié)直腸癌(colorectal cancer,CRC) 鑒于結(jié)直腸長(zhǎng)期暴露于腸道微生物的環(huán)境下,腸道微生物菌群失調(diào)與CRC 的發(fā)生發(fā)展密不可分,甚至是其病因之一。作為口腔及腸道的常見(jiàn)菌群,已有研究表明,CRC 患者的口腔與結(jié)腸直腸黏膜內(nèi)有同源的F. n菌株[15],并在整個(gè)大腸中均有分布[27],其豐度與結(jié)直腸腺瘤?癌癥步驟模型高度一致,表明F. n的高富集可作為直腸癌高風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)標(biāo)志物[28]。F. n在CRC 組織中的富集已通過(guò)DNA測(cè)序、RNA 測(cè)序、16S rRNA、基因擴(kuò)增子等全基因組測(cè)序及定量PCR 和熒光原位雜交的全面驗(yàn)證[7]。多項(xiàng)研究表明結(jié)直腸腫瘤中F.n的豐度顯著高于正常對(duì)照樣本[13,29],有學(xué)者發(fā)現(xiàn)其含量與腫瘤的大小、臨床分期、KRAS 突變相關(guān)[6,30,31],并可促進(jìn)結(jié)直腸癌 的 轉(zhuǎn) 移[10,32,33],同時(shí)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)[14]。日本學(xué)者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),F(xiàn). n豐度與CRC 患者較短的總 生存期亦相關(guān)[5,34,35]。同樣地,在CRC 患者的糞便中富集的F. n也具有潛在的預(yù)測(cè)和診斷價(jià)值,這一發(fā)現(xiàn)有力地支持糞便微生物因子作為CRC 檢測(cè)無(wú)創(chuàng)性生物標(biāo)志物的可能性[28,36],聯(lián)合血清中抗F. n的IgA 或IgG 抗體也有助于診斷[33]。此外,F(xiàn). n的富集還會(huì)影響CRC 的治療反應(yīng),主要表現(xiàn)為增強(qiáng)化療耐藥。Zhang 等[37]的研究表明在根治性手術(shù)后予以標(biāo)準(zhǔn)5?FU 輔助化療的晚期CRC 患者中,其高豐度的F.n與化療耐藥性相關(guān);另有學(xué)者[38]發(fā)現(xiàn)F.n的高豐度改變了CRC 的化療反應(yīng);Ramos 等[39]進(jìn)一步指出根除F.n將可能改善化療效果。一些研究還表明,F(xiàn). n還與包含BRAF、KRAS、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(microsatellite instability,MSI)、CpG 島甲基化表型(CpG island methylator phenotype,CIMP)等在內(nèi)的結(jié)直腸體細(xì)胞突變和表觀遺傳異常有關(guān)[5,34]。
2.2 具核梭桿菌與消化腺惡性腫瘤的關(guān)系
2.2.1 具核梭桿菌與肝癌F. n在原發(fā)性肝癌的癌組織中檢出率很低,Bullman 等[40]與Yamamura等[24]的兩項(xiàng)測(cè)序研究中,在肝癌組織中均沒(méi)有明顯檢測(cè)到F.n的存在。但在肥胖誘導(dǎo)的肝癌小鼠模型中,腸道微生物菌群中F.n明顯富集,這一機(jī)制主要與膽汁酸、腸道菌群的失調(diào)有關(guān),而F.n在其中也發(fā)揮了一定的作用[41]。
2.2.2 具核梭桿菌與胰腺癌 在胰腺癌組織中,F(xiàn). n的檢出率較低。Mitsuhashi 等[42]利用283例胰腺導(dǎo)管腺癌患者的數(shù)據(jù)庫(kù),分析出癌組織中梭桿菌檢出率僅為8.8%,且腫瘤中的梭菌狀態(tài)與臨床分期和分子特征均無(wú)明顯相關(guān),但與胰腺癌預(yù)后不良獨(dú)立相關(guān),提示梭桿菌屬可能是胰腺癌預(yù)后生物標(biāo)志物。然而,Yamamura 等[24]在胰腺癌組織中沒(méi)有檢測(cè)到F. n。即便如此,但Alkharaan 等[41]發(fā)現(xiàn),在血液和唾液樣本中抗F. n抗體與胰腺囊性腫瘤(胰腺癌的癌前病變)顯著相關(guān),并表明口腔微生物的體液免疫程度可反映胰腺囊性腫瘤的嚴(yán)重程度。然而,在目前的研究中,尚無(wú)有明確的證據(jù)表明F.n在胰腺癌發(fā)生發(fā)展中起到確切作用,其具體機(jī)制仍需深入探討。
F.n在包含口腔鱗癌、食管癌、結(jié)直腸癌等消化道系統(tǒng)多種惡性腫瘤中均有檢出,且不同程度地與其中一些惡性腫瘤的臨床分期、診斷識(shí)別、治療反應(yīng)及不良預(yù)后相關(guān)。目前關(guān)于F.n對(duì)消化道惡性腫瘤的作用機(jī)制研究取得了一定進(jìn)展,已有的文獻(xiàn)表明,黏附分子、毒力蛋白、外膜囊泡、細(xì)菌代謝物等通過(guò)黏附侵襲、促炎反應(yīng)、免疫抑制和免疫逃逸等方式塑造了有利于腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移的微環(huán)境,從而參與到腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程。本文對(duì)F.n在消化系統(tǒng)惡性腫瘤發(fā)生中的潛在機(jī)制進(jìn)行探討和總結(jié)。
3.1 具核梭桿菌毒力因子與黏附定植F. n表面存在FadA、Fap2、RadD 等多種黏附素、與其分泌的外膜囊泡和蛋白一道構(gòu)成其主要的毒力成分。Fap2 是一種半乳糖抑制黏附素,可參與細(xì)菌共聚集及黏附[43]。盡管F. n主要存在于口腔,但在胃腸道中檢出其同源菌群并影響胃腸道腫瘤的發(fā)生,除了經(jīng)口進(jìn)入胃腸道,血源性遷移也是其遷徙到胃腸道腫瘤中定植的理想途徑[15]。在分別予以APCMin/+小鼠口服、靜脈內(nèi)注射細(xì)菌F.n后,其在小鼠結(jié)直腸腫瘤組織中的定位表達(dá)增加,并促進(jìn)小鼠結(jié)直腸腫瘤的進(jìn)展[44],后者是通過(guò)F.n的Fap2 結(jié)合腫瘤組織過(guò)表達(dá)特定的糖殘基Gal?GalNAc,經(jīng)血液循環(huán)富集于腫瘤組織[9],此外,F(xiàn)adA 是F. n中高度保守的黏附蛋白和毒力致癌因子,可與血管內(nèi)皮鈣黏蛋白結(jié)合,使其在細(xì)胞中的分布位置發(fā)生改變,致內(nèi)皮細(xì)胞間連接破壞,通透性增加,從而介導(dǎo)F.n的血管侵入與循環(huán)播散[11]。而F. n這一入血過(guò)程可能與牙周炎相關(guān)性牙齦出血或牙科手術(shù)導(dǎo)致的一過(guò)性菌血癥有關(guān)。在口腔腫瘤中,F(xiàn). n表達(dá)的外膜蛋白FomA,可在細(xì)菌共聚集和生物膜形成中發(fā)揮作用,有利于牙齦卟啉單胞菌等其他致病菌的共生,協(xié)同發(fā)揮促腫瘤作用。
3.2 具核梭桿菌促腫瘤炎性環(huán)境與腫瘤細(xì)胞增殖、轉(zhuǎn)移F. n通過(guò)自身的表面蛋白黏附于宿主細(xì)胞,借助其自身的毒力因子,激活一系列炎性反應(yīng),為腫瘤細(xì)胞的增殖、轉(zhuǎn)移提供適宜的微環(huán)境。一方面,F(xiàn)adA 與宿主細(xì)胞E?鈣黏著蛋白結(jié)合,通過(guò)膜蛋白A1 的表達(dá)上調(diào),激活β?catenin 信號(hào)通路,進(jìn)而誘導(dǎo)NF?κB、Wnt7b 和癌基因Myc(C?Myc)和細(xì)胞周期蛋白D1(Cyclin D1)的表達(dá)[45],其中,膜聯(lián)蛋白A1是CRC 的關(guān)鍵生長(zhǎng)刺激因子[46]。另一方面,F(xiàn). n表面脂多糖可被Toll 樣受體4(TLR4)所識(shí)別,通過(guò)TLR4/P?PAK1/β?catenin 途徑激活β?catenin 信號(hào)通路,上調(diào)NF?κB、C?Myc 和Cyclin D1 的表達(dá),NF?κB激活COX?2、IL?8、IL?6 和基質(zhì)金屬蛋白酶?3 和9(MMP3 和MMP9)等一系列促炎因子,形成局部持續(xù)的慢性炎性環(huán)境,并可通過(guò)IKK?β 依賴性激活通路抑制腸道上皮細(xì)胞的凋亡,而Myc、Cyclin D1 也可分別通過(guò)抗細(xì)胞凋亡、影響細(xì)胞周期來(lái)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖,并影響總體生存和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[47]。
同樣具有革蘭陰性菌的特性——分泌OMVs,F(xiàn). n的OMVs 可傳遞毒性因子,在表面蛋白和黏附分子與宿主細(xì)胞結(jié)合后,OMVs 內(nèi)的蛋白酶通過(guò)降解緊密連接蛋白β?catenin,促進(jìn)細(xì)菌入侵后釋放毒力因子,誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)[48]。此外,F(xiàn). n的OMVs 可誘導(dǎo)上皮?間質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial to mesenchy?mal tran?sition,EMT),促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移[35]。除了促進(jìn)EMT外,Chen 等[32]發(fā)現(xiàn)通過(guò)特異性靶向CARD3,F(xiàn). n可以誘導(dǎo)自噬流、自噬小體生成,刺激產(chǎn)生自噬相關(guān)蛋白(如p62、Beclin1、ATG5 和ATG7),進(jìn)而激活自噬來(lái)促進(jìn)結(jié)直腸癌的轉(zhuǎn)移。
3.3 具核梭桿菌與免疫抑制F. n可通過(guò)抑制自然殺傷(natural killer cell,NK)細(xì)胞、細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用介導(dǎo)免疫逃逸[8]。NK、CTL、T 輔助細(xì)胞(helper T cell,Th)等浸潤(rùn)性淋巴細(xì)胞可表達(dá)T 細(xì)胞免疫球蛋白和ITIM 結(jié)構(gòu)域蛋白(TIGIT)受體,而F. n的Fap2 通過(guò)與TIGIT 相關(guān)作用并引發(fā)抑制性級(jí)聯(lián)反應(yīng)、下調(diào)TNF 的表達(dá),進(jìn)而抑制這些細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用,保護(hù)F. n和鄰近腫瘤細(xì)胞免于細(xì)胞殺傷[8]。Gur 等[49]研究發(fā)現(xiàn)F. n還可結(jié)合并激活人體NK 細(xì)胞表達(dá)的抑制性受體CEACAM1,調(diào)節(jié)T 細(xì)胞衰竭和抑制NK 細(xì)胞活性介導(dǎo)免疫逃逸。此外,F(xiàn). n還能夠誘導(dǎo)Jurkat T 細(xì)胞和外周血單核細(xì)胞的凋亡、介導(dǎo)增殖中的T 細(xì)胞停滯于細(xì)胞周期的G1期,以影響T 細(xì)胞的增殖,進(jìn)而抑制T 細(xì)胞的殺傷效應(yīng)[50]。髓源性抑制細(xì)胞(myeloid?derived sup?pressor cells,MDSCs),是DCs 細(xì) 胞、巨 噬 細(xì) 胞 和(或)粒細(xì)胞的前體,具有顯著抑制免疫細(xì)胞應(yīng)答的能力,已證實(shí)可抑制T 細(xì)胞的功能,在癌癥中發(fā)揮著 免 疫 抑 制 作 用[51]。Toor 等[52]發(fā) 現(xiàn) 感 染F. n的CRC 患者,其腫瘤組織和外周血中MDSCs 顯著增加,其表達(dá)高水平的一氧化氮合酶和精氨酸酶1 可抑制T 細(xì)胞而逃避免疫殺傷。MDSCs 還可與巨噬細(xì)胞發(fā)生作用,使其從腫瘤殺傷細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槔谀[瘤生長(zhǎng)細(xì)胞[53]。此外,在飼喂F. n的小鼠腸道內(nèi),CD103+調(diào)節(jié)性DC 細(xì)胞顯著增加,通過(guò)增強(qiáng)Foxp3+調(diào)節(jié)T 細(xì)胞的表達(dá),減弱抗腫瘤免疫[13]。
F. n還可影響腫瘤局部免疫微環(huán)境,使腫瘤細(xì)胞更易生長(zhǎng)。Kostic 等[13]發(fā)現(xiàn)飼喂F. n的小鼠體內(nèi)腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞(tumor?associated macrophages,TAMs)數(shù)量顯著增加,引起CD4+T 細(xì)胞抑制,TAMs 還可通過(guò)產(chǎn)生表皮生長(zhǎng)和促血管生存的介質(zhì)等,介導(dǎo)血管生長(zhǎng),為腫瘤細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)[54]。此外,缺氧條件下,缺氧誘導(dǎo)因子?1(hypoxia inducible factor?1,HIF?1)可增加血管生成因子的表達(dá),包括血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth fac?tor,VEGF)及其受體(VEGFR)[55],據(jù)此,Mendes等[56]發(fā)現(xiàn)感染了F. n的上皮細(xì)胞可通過(guò)VEGF1 和VEGF2 增加血管生成。此外,F(xiàn). n可引起骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的表達(dá),而后者可減少T 細(xì)胞向腫瘤的浸潤(rùn),并上調(diào)MMP9,從而促進(jìn)血管生成,同時(shí)還可繼續(xù)保持干細(xì)胞特性[57]。
3.4 具核梭桿菌相關(guān)性microRNA 和代謝物F. n相關(guān)性微小核糖核酸(miRNAs)通過(guò)誘發(fā)炎性環(huán)境、促進(jìn)腫瘤增殖和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞對(duì)病原體反應(yīng)等方式,在胃腸道惡性腫瘤進(jìn)程中發(fā)揮了一定作用,且血清中特異性高microRNA 水平具有作為不良預(yù)后和預(yù)測(cè)腫瘤轉(zhuǎn)移生物標(biāo)志物的可能[31,58,59]。已有研究表明,miR?21 可以促進(jìn)腸道慢性炎癥和結(jié)腸炎相關(guān)性結(jié)直腸癌的發(fā)生,并被認(rèn)為是細(xì)菌的直接靶標(biāo)[47,59]。Yang 等[47]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn). n可激活結(jié)直腸癌細(xì)胞中TLR4/MYD88/NFκB 信號(hào)通路,上調(diào)miR?21 的表達(dá),進(jìn)而下調(diào)其靶標(biāo)RASA1,抑制RASA1 與RAS 癌蛋白結(jié)合并使其失活這一效應(yīng),進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。通過(guò)mi?croRNA 相互作用網(wǎng)絡(luò),Proen?a 等[60]發(fā)現(xiàn)通過(guò)F. n的TLR?2/TLR?4 依賴性反應(yīng),結(jié)直腸癌患者中miR?34a 表達(dá)上調(diào),通過(guò)作用于NFκB 激活I(lǐng)L?1β、IL?6、IL?8 等炎性因子,加重腫瘤局部炎性反應(yīng)。Guo等[10]發(fā)現(xiàn)在感染F. n的結(jié)直腸癌患者中,腫瘤細(xì)胞來(lái)源的外泌體通過(guò)選擇性攜帶miR?1246/92b?3p/27a?3p 和CXCL16/RhoA/IL?8,從感染F. n的細(xì)胞轉(zhuǎn)移到非感染細(xì)胞中,以增加腫瘤細(xì)胞的遷移能力并促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移,臨床樣本證實(shí)血液循環(huán)中外泌體攜帶的miR?1246/92b?3p/27a?3p 和CXCL16 水平與結(jié)直腸癌患者的F.n豐度和腫瘤分期密切相關(guān)。在巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)期間,microRNA?21 可被F. n誘導(dǎo),通過(guò)增加IL?10 和前列腺素E2的水平,降低DC細(xì)胞的抗原呈遞能力和T 細(xì)胞增殖以抑制抗腫瘤T細(xì)胞介導(dǎo)的適應(yīng)性免疫[58]。有研究[36]發(fā)現(xiàn)microR?NA?21 與CRC 中的F. n的豐度呈正相關(guān),通過(guò)抑制p38 基因的表達(dá),減少DC 細(xì)胞的產(chǎn)生,抑制其在TLR 介導(dǎo)的微生物識(shí)別,從而有利于F. n等致病菌的增殖。此外,部分microRNA 也促進(jìn)了腸道腫瘤的化療耐藥和復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn),F(xiàn). n通過(guò)靶向TLR4/MYD88 先天性免疫信號(hào)傳導(dǎo)和特定的microRNA,激活自噬途徑,從而影響化學(xué)治療反應(yīng)[37]。
F.n利用腫瘤微環(huán)境中的肽和氨基酸作為營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,其氨基酸代謝產(chǎn)物主要為短鏈脂肪酸(SCFA)和甲?;?甲硫?;?亮氨酰?苯丙氨酸,二者是髓樣細(xì)胞的趨化劑,可誘導(dǎo)髓樣細(xì)胞的聚集。同時(shí)F.n的特異性電子傳遞鏈可使其能夠在低氧條件的腫瘤微環(huán)境中逐漸復(fù)制,維持其富集狀態(tài),進(jìn)而通過(guò)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、血管生長(zhǎng)或免疫細(xì)胞浸潤(rùn),使腫瘤微環(huán)境隨著時(shí)間的推移變得更易容瘤[13]。
越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)識(shí)到,人體微生物菌群與惡性腫瘤有著廣泛而復(fù)雜的聯(lián)系,尤其是具核梭桿菌,與人體共生還是對(duì)人體致病取決于微生態(tài)的平衡狀況。盡管在消化系統(tǒng)不同部位的惡性腫瘤中檢出率存在差異,但F. n仍通過(guò)多種機(jī)制不同程度地參與到惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展。后續(xù)的研究方向包括:利用多組學(xué)和生物信息分析深入探討F. n與宿主的相互作用,包括基因、RNA、蛋白等水平的交互;繼續(xù)揭示F. n在不同部位、不同時(shí)期、不同類型的消化系統(tǒng)惡性腫瘤中的潛在機(jī)制;探討F. n的特性用以惡性腫瘤的早期預(yù)測(cè)、診斷識(shí)別、預(yù)后判斷等;有望開(kāi)發(fā)出微生態(tài)制劑、益生菌移植、菌群疫苗等靶向微生態(tài)療法維持機(jī)體的菌群穩(wěn)態(tài),制定出菌群相關(guān)惡性腫瘤的精準(zhǔn)化防治策略。
武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2022年3期