具核梭桿菌誘發胃癌相關機制的研究進展

王晨曦，王子瑞，金美四，楊書珩，傅思武

1.西北民族大學醫學部，甘肅 蘭州 730000；2.大理州人民醫院，云南 大理 671000；3.深圳大學醫學部，廣東 深圳 518000

具核梭桿菌(Fusobacterium nucleatum，F.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答，在定植的部位建立消化道炎癥微環境，從而造成正常細胞能量代謝，導致其增殖能力出現異常。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]，目前發現臨床上該菌在結直腸癌患者檢出率較高，在胃癌患者中的檢出率稍低，因此認為具核梭桿菌在結直腸癌的發生發展中起重要作用，其中由于菌群失調以及結直腸癌后期具核梭桿菌的分布和豐度對患者的預后有一定的影響，具體該菌在誘發胃癌的相關機制不明確。本文便從生物學相關性、發病微環境、細胞的基因調控和胃癌組織的侵襲轉移著手，對具核梭桿菌與胃癌疾病的關系進行綜述，旨在為研究具核梭桿菌誘發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生密切相關

1.1 具核梭桿菌的生物學致病相關性 具核梭桿菌屬于梭桿菌科，革蘭陰性厭氧桿菌，無芽孢，因其體態較為細長，兩端稍尖細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現具核梭桿菌能夠在消化道腫瘤組織中富集，可影響癌腫浸潤轉移中的多個階段；臨床中它還可作為潛在的標志物用于結直腸癌診斷和預后評估[4]。

1.2 具核梭桿菌是構成胃癌發生微環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病率中居首位。絕大多數屬于腺癌，早期癥狀不明顯，或僅僅出現上腹不適、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，治療和預后的生活質量極差。目前幽門螺桿菌(Helicobacter pylori，Hp)作為一種最重要的胃癌致癌因子，通過釋放相關毒性因子、破壞宿主DNA正常修復等導致胃黏膜萎縮和腸化生而誘發癌變[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)具核梭桿菌產生一種黏附素，既有利于其他細菌參與病灶組織侵襲而增加感染的可能性，又能介導生物膜鏈接識別蛋白的作用而使得定植于胃內的病原菌相對牢固，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大量產生造成機體不必要的損傷，其次它也能夠與NK細胞和其他腫瘤浸潤淋巴細胞上的相關受體進行結合，使得腫瘤基因相關蛋白大量表達[9]；(3)具核梭桿菌可以逃避監視系統誘發基因突變，造成胃上皮細胞異常增殖，最終引起胃癌的發生[10]。

2 具核梭桿菌參與胃癌細胞的基因調控

2.1 菌群黏附和定位的基因調控 具核梭桿菌本身表面能產生黏附素A與黏附素Fap2，二者能特異性識別胃腺細胞，黏附素Fap2 通過與Gal-GalNAc 結合富集具核梭桿菌的豐度定植于病變部位，FadA與上皮細胞產生的E-鈣黏蛋白結合，激活β-catenin 信號通路進而調控原癌基因的表達[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 抗原表達水平，說明具核梭桿菌富集與胃癌的發生和發展密切相關。KOSTIC等[13]的研究基因擴增和免疫組化法探究了具核梭桿菌上調原癌基因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性的關系。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、預后、微生態環境及代謝功能的影響時發現，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腫瘤浸潤淋巴細胞和原癌基因表達失控，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、微生態環境和代謝功能。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菌特別是幽門螺旋桿菌的影響，解釋具核梭桿菌在胃癌發生發展過程的特異性證據不足[15-16]。

2.2 癌細胞增殖和凋亡的基因調控 具核梭桿菌定植于胃內，能夠抑制凋亡相關蛋白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生細胞凋亡級聯反應[17]。其次，具核梭桿菌能夠抑制凋亡相關基因Bcl-2，通過AKT 途徑磷酸化Bcl-2 家族成員BAD 以及磷酸化P53結合蛋白MDM2，影響p53的活性，進而影響細胞存活[18]。以上兩種機制皆為PI3K/AKT信號轉導途徑，VIVANCOI 等[19]也通過對胃癌外顯子測序驗證具核梭桿菌誘發胃癌為上述機制的可能性，并且他們進一步利用PI3K抑制劑探究了胃癌細胞增殖和凋亡一系列的機制，側面驗證了具核梭桿菌促進胃腺癌細胞增殖，抑制凋亡的機制與PI3K/AKT 途徑密切相關。SUN 等[20]通過對具核梭桿菌等相關口腔厭氧菌研究發現，具核梭桿菌微生物群失調、定植和異位是胃腺細胞實現致癌能力的必要條件，其中最重要的機制便是抗凋亡活性顯著增高以及促進惡性轉化，此研究也為有效預防腫瘤提供新的思路。

3 具核梭桿菌與胃癌組織侵襲轉移的關系

WOODHUOSE 等[21]認為癌細胞浸潤轉移可分為3個階段：(1)腫瘤細胞之間解除黏連，分散腫瘤細胞靠細胞外基質(extracellular matrix，ECM)建立起新的更強的粘附關系；(2)腫瘤細胞與正常的細胞相接觸，分泌出降解周圍基質蛋白水解酶；(3)腫瘤細胞松散游離，與新的細胞基質發生結合，其余大量腫瘤細胞開始聚集，即腫瘤細胞的侵襲和轉移完成，形成新的轉移灶。JOANA 等[22]研究發現胃癌組織結構的破壞程度、去分化程度均與上述中具核梭桿菌調控胃上皮細胞E-鈣黏蛋白的表達存在關聯。謝靜等[23]研究發現當E-鈣黏蛋白出現低表達的情況下，胃癌細胞更容易侵襲深層的胃壁，進而造成腹膜或淋巴結出現轉移。更重要的是此時的具核梭桿菌并不活躍，偽裝成休眠狀態隱藏于胞內，達到逃避機體的特異性免疫監控系統，也就是成為一個持續性的感染病灶，即具核梭桿菌通過此機制誘發基因突變，造成胃上皮細胞異常增殖，誘發胃癌的發生和侵襲轉移。

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程中扮演了重要角色，目前微生物組學研究熱點集中于具核梭桿菌可誘導消化道腫瘤的發生，影響患者腫瘤的分期和預后，以及聚焦于胃腸道腫瘤的化療耐藥等有關方面[24]。因此，在探討未來具核梭桿菌誘發胃癌相關機制時應注意這幾個方面：(1)重視具核梭桿菌感染所致疾病的流行病學調查，分析具核梭桿菌在快速精準地篩查胃癌高風險人群的應用價值；(2)進行腸道微生物組學的分析歸類，以及其協同因素導致疾病演變的總結研究；(3)開展具核梭桿菌誘發胃癌的基因分子學的研究，弄清楚具體的致病機制，可為胃癌的防治提供參考依據。