G-CSF在結(jié)直腸癌患者血清中的表達及與腸道菌群失調(diào)、臨床特征的關(guān)系

梁 哲,李 康

陜西省寶雞市中心醫(yī)院:1.急診科;2.腫瘤內(nèi)科,陜西寶雞 721000

結(jié)直腸癌是全世界范圍內(nèi)發(fā)病率較高的胃腸道惡性腫瘤。隨著飲食結(jié)構(gòu)的改變及人口老齡化程度的加重,結(jié)直腸癌發(fā)病人數(shù)逐年升高,該病已成為嚴重威脅人們生命健康的公共衛(wèi)生問題[1]。相比遺傳因素,不當飲食、壓力過大、過度使用抗菌藥物等環(huán)境因素的影響更加明顯,而這些環(huán)境因素主要通過改變腸道菌群結(jié)構(gòu)導(dǎo)致腸道微生態(tài)失調(diào),推動結(jié)直腸癌的發(fā)生、發(fā)展。有學(xué)者指出,20%左右的結(jié)直腸癌是由已知的腸道傳染源引起的,腸道菌群參與腸黏膜內(nèi)穩(wěn)態(tài)維持,腸道菌群紊亂時可損傷腸道屏障,增加細菌產(chǎn)物的滲透,誘發(fā)炎癥反應(yīng),最終導(dǎo)致結(jié)直腸癌的發(fā)生。分析腸道菌群與結(jié)直腸癌發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系有助于早期預(yù)防結(jié)直腸癌的發(fā)生及延緩結(jié)直腸癌的發(fā)展[2]。腸道細菌及其代謝物的失調(diào)與結(jié)直腸癌密切相關(guān),也意味著調(diào)節(jié)腸道菌群、改善腸道微生態(tài)在一定程度上能幫助預(yù)防或治療結(jié)直腸癌。粒細胞集落刺激因子(G-CSF)是造血因子家族成員之一,參與炎癥細胞的增殖、分化過程,在機體免疫微環(huán)境調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用[3]。楊建華等[4]研究發(fā)現(xiàn),G-CSF在結(jié)直腸癌患者血清中異常表達,可能與結(jié)直腸癌臨床病理特征存在一定聯(lián)系。本研究旨在分析G-CSF在結(jié)直腸癌患者血清中表達,以及與腸道菌群結(jié)構(gòu)改變和臨床特征的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2022年1-8月陜西省寶雞市中心醫(yī)院收治的結(jié)直腸癌患者85例為觀察組。納入標準:(1)病理檢查確診為結(jié)直腸癌;(2)首次就診,未進行相關(guān)治療;(3)臨床資料完整。排除標準:(1)合并其他胃腸道疾病或既往胃腸道手術(shù);(2)近期應(yīng)用抗菌藥物;(3)合并其他惡性腫瘤;(4)處于哺乳期或妊娠期。同期選擇健康人群85例作為對照組,納入標準:(1)無其他胃腸道疾病;(2)無胃腸道手術(shù)。觀察組中男51例,女34例,平均年齡為(62.38±7.10)歲。對照組中男48例,女37例,平均年齡為(61.78±8.56)歲。各組患者在年齡、性別等一般資料方面比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準同意,患者及家屬依從性良好,可配合檢查及治療,并簽署知情同意書。

1.2方法 (1)腸道菌群檢測:采集兩組受檢者糞便標本0.5 mg,3 000 r/min離心10 min,小心采集腸道細菌混懸液,分別取100 μL接種于特定培養(yǎng)基中。細菌培養(yǎng)統(tǒng)計雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌、大腸埃希菌、糞腸球菌、具核梭桿菌水平。(2)血清指標檢測:采集兩組受檢者清晨空腹靜脈血5 mL,2 000 r/min離心10 min,小心采集血清,于-70 ℃環(huán)境中低溫保存,避免反復(fù)凍融,采用酶聯(lián)免疫吸附試驗檢測血清G-CSF水平。(3)臨床資料收集:收集觀察組患者臨床病理資料,包括年齡、性別、腫瘤最大徑、腫瘤類型、腫瘤部位、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況、遠處轉(zhuǎn)移、TNM分期、分化程度、浸潤深度等。

1.3觀察指標 (1)比較兩組受檢者益生菌、有害菌菌落水平,比較兩組受檢者無菌群失調(diào)(視野下細菌數(shù)量無明顯增多或減少,革蘭陽性桿菌多于革蘭陰性桿菌,革蘭陽性球菌及革蘭陰性球菌稍低于正常范圍)、菌群失調(diào)Ⅰ度(視野下細菌數(shù)量稍低于正常水平,革蘭陽性桿菌減少,革蘭陰性桿菌及革蘭陽性球菌增加)、菌群失調(diào)Ⅱ度(視野下細菌數(shù)量明顯低于正常值,革蘭陽性桿菌明顯減少,革蘭陰性桿菌可達90%,革蘭陽性球菌增多)比例。(2)比較兩組受檢者血清G-CSF水平。(3)觀察組根據(jù)臨床病理資料分組,比較不同臨床病理特征患者G-CSF水平。

2 結(jié) 果

2.1兩組受檢者腸道菌群紊亂情況比較 觀察組無菌群失調(diào)比例為16.47%,明顯低于對照組的68.24%,觀察組菌群失調(diào)Ⅱ度比例為54.12%,明顯高于對照組的7.06%,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組受檢者腸道菌群紊亂情況比較[n(%)]

2.2兩組受檢者腸道菌群菌落水平比較 觀察組雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌菌落水平明顯低于對照組,大腸埃希菌、糞腸球菌、具核梭桿菌菌落水平明顯高于對照組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表2、3。

表2 兩組受檢者益生菌菌落水平比較

表3 兩組受檢者有害菌菌落水平比較

2.3兩組受檢者G-CSF水平比較 觀察組G-CSF水平為(1 653.45±415.28)ng/L,明顯高于對照組的(572.63±251.03)ng/L,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

2.4G-CSF表達與臨床病理特征的關(guān)系分析 腫瘤最大徑≥5 cm、腫瘤部位為直腸、有遠處轉(zhuǎn)移、TNM分期Ⅲ+Ⅳ期、低分化患者G-CSF水平明顯高于腫瘤最大徑<5 cm、腫瘤部位為結(jié)腸、無遠處轉(zhuǎn)移、TNM分期Ⅰ+Ⅱ期、中高分化的患者,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表4 G-CSF表達與臨床病理特征的關(guān)系分析

2.5G-CSF水平與腸道菌群的相關(guān)性分析 Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示,血清G-CSF水平與患者雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌菌群水平均呈明顯負相關(guān)(r=-0.665、-0.616、-0.674,P<0.001);血清G-CSF水平與患者大腸埃希菌、糞腸球菌、具核梭桿菌菌群水平均呈明顯正相關(guān)(r=0.736、0.741、0.774,P<0.001)。

3 討 論

近年研究認為,腸道菌群變化參與結(jié)直腸癌的發(fā)生及發(fā)展[5],腸道菌群結(jié)構(gòu)的變化主要表現(xiàn)為益生菌(雙歧桿菌、乳酸桿菌、產(chǎn)丁酸細菌)減少,有害菌(具核梭桿菌、大腸埃希菌、脆弱擬桿菌和硫代謝菌)增加等。益生菌數(shù)量減少,使得腸道抗氧化能力降低,黏膜層損傷加重;有害菌持續(xù)增加,會提高癌細胞的增殖能力,對結(jié)直腸癌起到了促進的作用。因此,早期分析腸道菌群變化并給予干預(yù)可能有助于降低結(jié)直腸癌發(fā)生風(fēng)險。

正常情況下,腸道菌群可組成免疫屏障,調(diào)節(jié)機體免疫系統(tǒng)發(fā)育及細胞免疫,同時腸道菌群還可減少致病微生物的入侵。另外,腸道菌群還可分解腸道中碳水化合物、蛋白質(zhì)及脂肪,參與機體營養(yǎng)代謝[6]。而當腸道菌群結(jié)構(gòu)失衡時可產(chǎn)生乙醛、次級膽汁酸等有害代謝物,加重腸道菌群變化、損傷腸道上皮細胞,最終導(dǎo)致結(jié)直腸癌[7]。本研究發(fā)現(xiàn),觀察組無菌群失調(diào)比例明顯低于對照組,菌群失調(diào)Ⅱ度比例明顯高于對照組,說明結(jié)直腸癌患者存在腸道菌群失調(diào)情況,與徐蓉等[8]研究結(jié)果相近,該研究認為,正常腸黏膜組織與癌組織定植菌群的結(jié)構(gòu)存在顯著差異,鑒定腸黏膜組織定植菌群結(jié)構(gòu)可能成為一種準確、低成本的結(jié)直腸癌早期診斷指標。多數(shù)結(jié)直腸癌患者存在腸道菌群紊亂情況,SONG等[9]研究認為,腸道微生物組(包括特定微生物、信號通路和微生物群相關(guān)代謝物)與結(jié)直腸癌發(fā)生風(fēng)險存在一定關(guān)聯(lián),但尚不明確腸道微生物組的變化是否誘發(fā)或促進散發(fā)性結(jié)直腸癌的發(fā)展,超重、肥胖、體力活動減少以及膳食纖維、全谷物、紅肉和加工肉類的攝入量減少等因素均可改變腸道微生態(tài)的結(jié)構(gòu)和功能。糞腸球菌可通過產(chǎn)生毒素及活性氧誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)的發(fā)生和上皮細胞屏障損傷。大腸埃希菌可通過氧化磷酸化和核糖體途徑誘導(dǎo)腸道損傷和炎癥反應(yīng)。有研究認為,各種腸道微生物群與結(jié)直腸癌的發(fā)展有關(guān),大腸埃希菌可攜帶致病島表達聚酮合酶(pks),攜帶pks的細菌長期暴露可導(dǎo)致結(jié)直腸癌出現(xiàn)獨特的突變特征,因此認為結(jié)直腸癌的發(fā)生可能與pks有關(guān)[10]。具核梭桿菌可產(chǎn)生內(nèi)毒素,具有誘導(dǎo)組織出血性壞死、抑制細胞生長的作用,可通過破壞腸黏膜屏障及誘發(fā)炎癥反應(yīng)引起腸道疾病[11]。本研究中觀察組雙歧桿菌、乳酸桿菌、擬桿菌菌群水平明顯低于對照組,大腸埃希菌、糞腸球菌、具核梭桿菌菌群水平明顯高于對照組。這說明結(jié)直腸癌的發(fā)生與腸道菌群結(jié)構(gòu)變化密切相關(guān),早期監(jiān)測腸道菌群結(jié)構(gòu)變化并給予干預(yù)措施有助于降低結(jié)直腸癌發(fā)生風(fēng)險。

G-CSF是一種促進中性粒細胞生長的因子,其重要作用在于:(1)支持粒系造血干細胞的生存,刺激其分化為成熟的中性粒細胞。(2)促進骨髓釋放出中性粒細胞,增強中性粒細胞吞噬抗原和形成氧自由基的能力,進而有利于消滅細菌[12]。既往研究表明,慢性炎癥反應(yīng)是結(jié)直腸癌發(fā)生、發(fā)展的危險因素[13],因此本研究推測G-CSF可能通過介導(dǎo)炎癥反應(yīng)參與結(jié)直腸癌的發(fā)生、發(fā)展過程。LIU等[14]研究發(fā)現(xiàn),G-CSF是外周血干細胞的強大動員劑,G-CSF在不同類型的癌細胞中水平升高,例如肺癌、胃癌、結(jié)直腸癌、浸潤性膀胱癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤和乳腺癌。ZHANG等[15]研究認為,G-CSF在多種癌癥中水平升高,并與胃腸道癌癥的轉(zhuǎn)移直接相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn),觀察組G-CSF水平明顯高于對照組,說明G-CSF可能通過介導(dǎo)炎癥反應(yīng)參與結(jié)直腸癌的發(fā)生及發(fā)展過程。另外,本研究還發(fā)現(xiàn),腫瘤最大徑≥5 cm、腫瘤部位為直腸、有遠處轉(zhuǎn)移、TNM分期Ⅲ+Ⅳ期、分化程度低分化患者G-CSF水平明顯高于腫瘤最大徑<5 cm、腫瘤部位為結(jié)腸、無遠處轉(zhuǎn)移、TNM分期Ⅰ+Ⅱ期、分化程度中高分化患者,進一步說明G-CSF參與結(jié)直腸癌的發(fā)生及發(fā)展,與結(jié)直腸癌臨床病理特征存在密切聯(lián)系,可能作為診斷結(jié)直腸癌及評估病情發(fā)展的分子標志物。Pearson相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),血清G-CSF水平與結(jié)直腸癌患者益生菌菌落水平呈負相關(guān),與有害菌菌落水平呈正相關(guān),由此可見腸道菌群的變化一定程度上影響了結(jié)直腸癌患者的炎癥反應(yīng),腸道菌群失調(diào)可破壞免疫平衡狀態(tài),進而引發(fā)機體炎癥反應(yīng),促進腫瘤進展。周帥等[16]研究發(fā)現(xiàn),結(jié)直腸癌術(shù)后化療可明顯降低血清G-CSF水平,且降低程度與腸道菌群失調(diào)密切相關(guān),可將調(diào)節(jié)結(jié)直腸癌腸道菌群作為化療后控制炎癥反應(yīng)的措施之一。

綜上所述,結(jié)直腸癌患者存在腸道菌群失調(diào)情況,維持腸道菌群平衡有助于降低結(jié)直腸癌發(fā)病風(fēng)險。G-CSF有可能成為診斷結(jié)直腸癌及評估病情變化的血清學(xué)指標。