普雷沃氏菌在細菌性陰道病和人乳頭瘤病毒持續感染中的研究進展

張琦，李修身，吳雪清，

1.深圳大學 醫學部，廣東 深圳 518000；2.深圳大學總醫院 婦產科，廣東 深圳 518000

微生物群廣泛分布在人體皮膚、呼吸道黏膜、口腔、胃腸道、泌尿和生殖道，對人類發育、生理和免疫有很大的影響，并與宿主形成一個穩定的生態系統，這種共生關系形成了人體第一道防線。近年來，陰道微生物群引起了醫學研究人員的廣泛關注，國內外研究表明女性生殖道微生物群在促進體內環境穩定和防止病原微生物定居陰道起著重要作用。與其他部位相比，陰道似乎有特別簡單的微生物群落，物種多樣性很低[2]。隨著基因測序工程的進步，研究者們發現了陰道微生物群可以分為五種群落狀態類型（community state types, CST）—CST I-L.crispatus、CST II-L.gasseri、CST III-L.iners、CST IV、CST V-L.jensenii，其中CST IV是以兼性和專性厭氧菌為主，常包括：加德納菌、阿托波菌普雷沃氏菌（以下簡稱普氏菌）[3]。乳酸菌通過產生乳酸和過氧化氫，使陰道保持較低pH值環境，來防止陰道致病菌的定植，如沙眼衣原體、淋病奈瑟菌、加德納菌等[4]。

陰道微生物群組成發生變化容易引起生態平衡失調，可能引發細菌性陰道?。╞acterial vaginosis, BV），此時的陰道菌群具有更高的多樣性，且以CST IV最為常見，它的特點是以兼性和專性厭氧菌為主，如加德納菌屬和普氏菌屬等厭氧菌豐度都會增加[5-6]。很多研究人員為了明確人類陰道存在的具體的微生物，通過使用16SrRNA序列的測序、特異引物和宏基因組學進行研究，發現普氏菌屬是優勢屬之一，此前對普氏菌關注過少，但近幾年在BV、人乳頭瘤病毒（human papilloma virus, HPV）感染這一方面，普氏菌的多樣性和重要性變得越來越明顯[7-8]。

普氏菌屬與多種疾病有關，如BV[9]、哮喘和慢性阻塞性肺病[9]以及類風濕性關節炎[10]。普氏菌屬成員在陰道微生物群中的作用及其對宿主的影響不完全清楚。P.bivia是報道較多的陰道普氏菌菌株，是陰道常見共生菌，已有研究證明P.bivia不會產生明顯的炎癥，但是可以改變陰道微環境，為其他微生物定植陰道提供有利的微環境[7]。普氏菌和陰道加德納菌具有協同作用，可以產生唾液酸酶，破壞陰道上皮黏蛋白層[11]；普氏菌還是氨來源之一，可使陰道pH值增高[12]；這些都是宮頸陰道上皮屏障受損的因素，進而可促進HPV持續感染[13]。普氏菌的免疫調節機制與菌株多樣性有關，且缺乏對從人體內中分離出的陰道普氏菌的研究，因此筆者推測普氏菌可能不是致病原因，而是促進炎癥不同狀態的一種生物標志物。這些觀察引起了筆者對普氏菌的興趣，以及它對陰道微生態系統和宿主的影響。在這篇綜述中，筆者總結了近年來一些對普氏菌特點的研究，以及它與BV、HPV持續感染相關聯的文獻，有助于進一步認識普氏菌，為評估陰道微生物與這些婦科疾病之間的關系提供一個新的思路。

1 普氏菌屬的特點及分布

普氏菌屬于革蘭氏陰性厭氧菌，1990年由SHAH和COLLINS[14]首次描述，包括一些具有特定表型特征如膽鹽敏感性，普氏菌屬是一種不形成孢子、不移動的短桿菌，具有糖酵解或中度糖酵解作用，被歸入擬桿菌屬，且主要分布在以高纖維飲食的人群中。普氏菌對氧氣高度敏感，故難以分離和培養[15]。但是隨著16sRNA測序技術的發展，我們發現普氏菌屬是比較常見的與哺乳動物相關的微生物群，并且存在于人類多個身體部位。不同身體部位的普氏菌基因組明顯不同，普氏菌屬成員的遺傳結構會受到宿主特定環境的影響[16]?，F在已經發現了57種普氏菌菌株，已知與人類宿主相關的分離菌株數量最多，但普氏菌菌株的致病潛力并不明確，它可能是一種機會性病原體，單獨或者與其他微生物起協同作用。

普氏菌大量流行，但是它們在微生物組中的作用以及它們與宿主之間的關系并不清楚，同時也并未報道專門致病的普氏菌種。人體宿主中普氏菌的分布和流行受多種因素的影響，包括身體部位、生活方式、性別、年齡和性激素水平。有研究發現牙齦炎、牙周炎與P.gingivalis和P.nigrescens有關，其機制與Th17表型誘導IL-1、IL-6和角質形成細胞衍生的趨化因子引發炎癥有關，兩種細菌對Th17的誘導高度依賴于抗原遞呈細胞上TLR2表達，此外牙周炎的存在會加重體內并發的T細胞依賴性關節 炎[17]?？谇坏钠帐暇材茉谀c道發現，人類腸道微生物群以兩種細菌門為主，厚壁菌門和擬桿菌門，后者主要以擬桿菌或普氏菌為主，它們往往相互排斥[18]。人類腸道普氏菌屬中，最值得關注的是P.copri復合物，有研究發現P.copri與胰島素抵抗和葡萄糖耐受不良有關[19]。CLAUS[18]研究發現P.copri細菌能促進李斯特菌的生長，李斯特細菌會產生一種細菌素—Lmo2776選擇性消耗腸道普氏菌，可以靶向治療普氏菌相關疾病，以減少腸道中P.copri的豐度而不影響剩余的共生微生物群，這種細菌素只針對P.copri[20]。

在女性會陰部，與肛門最接近的是女性生殖道，陰道首當其沖最容易受到感染。在人類陰道菌群中以厚壁菌門為主，其次是變形菌門，然后是放線菌門和擬桿菌門。擬桿菌門中以普氏菌科為主，普氏菌是最容易遺傳的陰道細菌[21]。陰道的普氏菌屬中以P.bivia、P.timonensis、P.buccalis、P.disiens和P.corporis最常見，它們并不全部只存在于陰道，還可見于口腔、腸道。它們可以與其他感染同時發生，如沙眼衣原體感染、BV、宮頸上皮內瘤變（cervical intraepithelial neoplasia,CIN）的存在和消退，還可能與陰道樹突狀細胞相互作用，參與黏膜炎癥的發生[7]；普氏菌還能誘導陰道朗格漢斯細胞大量攝取人類免疫缺陷病毒-1（human immunodeficiency virus type 1, HIV-1），在陰道微生態失調期間能增加HIV-1的易感性[22]；同時普氏菌能引起早產，但是當它與乳酸桿菌共存時，可改變不良妊娠結局[23]。由于普氏菌能促進糖代謝，主要是植物性多糖，可能對人體有益。有研究發現P.histicola通過對腸道通透性的調節以及對破骨細胞活性的抑制作用，對絕經后雌激素缺乏引起的骨質疏松癥具有潛在的骨保護作用[24]。綜上所述，普氏菌的致病能力有限，常與機會性感染有關，它們與多種疾病有關，其影響機制并不清楚，我們需要做更多的研究去闡述普氏菌菌株的多樣性與宿主相互作用之間的關系。

2 普氏菌在BV中的作用

BV是一種多微生物疾病，主要表現為陰道異常分泌物增多，外陰瘙癢灼熱，但缺乏白細胞滲出，陰道黏膜無明顯充血腫脹等炎癥表現，因此它不同于經典陰道炎。大部分BV無癥狀，但容易復發。BV發生與乳桿菌（Lactobacillus）的喪失以及專性厭氧菌增加有關，包括陰道加德納菌和普氏菌[25]。普氏菌屬是常見的陰道共生菌，尤其是P.bivia，已得到充分證實，同時它也是陰道黏液中脂多糖和氨的重要來源。普氏菌也是多胺的主要生產者之一，直接影響陰道pH值，減慢陰道乳酸桿菌的生長速度，但需要注意的是加德納菌并不會改變多胺水平[26]。早在1997年在體外驗證了P.bivia與加德納菌的共生關系，P.bivia可能更早存在于陰道，它能在酸性環境下大量繁殖，利用天冬酰胺產生氨，隨后被加德納菌利用，產生氨基酸，供P.bivia生長，進而形成氨基酸-氨的循環[27]。

有研究表明不論P.bivia與加德納菌是否共同定植，局部炎癥無明顯差異，它們逃避了宿主免疫系統的監測，從而定植在女性生殖道中，成為進一步感染HPV還有其他陰道炎的危險因素，誘導宿主的免疫反應[28]。陰道普氏菌通過抗原提呈細胞激活了Th17免疫應答，導致陰道黏膜Th細胞的募集和激活，改變宿主免疫，進而導致各種細菌病毒的易感性，引起局部或多部位疾病[2]。此外，黏蛋白和基質金屬蛋白酶在維持和改變陰道上皮屏障中起重要作用，P.bivia顯著降低了基質金屬蛋白酶的C末端片段水平，黏蛋白分解代謝產物水平也升高；同時P.bivia可以產生唾液酸酶，但它的主要作用是介導唾液酸酶活性給BV相關微生物提供唾液酸[29]，加德納菌能利用唾液酸作為能量來源，產生唾液酸酶來降解黏蛋白。唾液酸可能是加德納菌致病的重要驅動因素，在體外研究發現添加唾液酸酶抑制劑減少了陰道加德納菌對宮頸上皮細胞的附著和侵 襲[30]。由此可見，P.bivia在由陰道加德納菌引起BV的過程中起著重要的作用。

此外，有研究發現，BV發病前3～4 d加德納菌和P.bivia大量存在，P.bivia和加德納菌的相對豐度依次增加，且在BV發生當天，陰道阿托波菌豐度明顯增加[31]。陰道阿托波菌可以誘導促炎因子和趨化因子，同時還能誘導宮頸上皮細胞產生一氧化氮，進而表現出強大的促炎潛力，同時陰道阿托波菌對BV具有高度特異性，在沒有加德納菌的情況下很少發生，且兩種細菌同時存在的情況下BV容易復發[28]。有研究表明陰道加德納菌、陰道阿托波菌、P.bivia同時存在的Nugent評分比其單獨或成對存在高[32]。在2019年，MUZNY等[28]提出了一個概念模型，該模型涉及三種主要細菌及其在BV發病機制中的相互作用：陰道加德納菌、陰道阿托波菌和普氏菌，該模型假設通過性傳播使陰道加德納菌定植在陰道，隨后黏附在宿主陰道上皮細胞上，取代乳酸桿菌并形成生物膜，P.bivia和陰道加德納菌的協同作用促進了兩種細菌的生長，同時可以產生唾液酸酶，破壞陰道上皮保護性黏蛋白層，使得多種BV相關微生物粘附在生物膜上，影響BV的復發和治療失敗。另外，它們的共同定植以及宮頸陰道上皮屏障的受損，均能增加P.bivia還有其他細菌向宮腔和輸卵管上升的機會[7，9]。因此我們可以推測P.bivia和毒性較低的加德納菌可能在女性生殖道中形成生物膜充當早期定殖者，并增強其他BV相關細菌（包括毒性高的陰道加德納菌）的生長，進而為其他細菌、病毒入侵陰道奠定了基礎。

綜上所述，普氏菌是陰道常見的共生菌，但我們無法確認人類體內是否存在這種共生模式，如果這種相互關系在體內存在，這可能是BV期間這兩種細菌高濃度存在的原因。然后我們可以進一步思考這兩種細菌之間是否存在某種因素，通過干預這個因素，阻斷它們之間的協同關系，減輕加德納菌對陰道黏膜的破壞，從源頭減少BV的產生和復發。例如SCHLEICHER等[33]研究P.bivia代謝，發現它存在一種膜結合NADH-醌氧化還原酶（ubiquinone oxidoreductase, NQR），它廣泛存在于普氏菌屬中，并且構成了厭氧菌呼吸鏈的重要組成部分，有利于在陰道微環境中生存，是細菌能量代謝的關鍵，因此NQR在未來有希望成為抗菌化合物開發的一個新型靶點[33-34]。此外，目前沒有活體研究檢測P.bivia是否摻入加德納菌所形成的生物膜中，但有研究[28]發現在體外發現P.bivia與加德納菌聚集，并可以摻入多種BV生物膜。未來的研究可以探索P.bivia是否在體內融入BV生物膜，同時可以開發一種針對P.bivia的特異性探針，如肽核酸探針，來確定體內BV生物膜中是否存在P.bivia，這些對BV的診斷，治療具有一定的參考價值。

3 普氏菌對HPV發展和清除的影響

HPV感染是導致宮頸癌的主要病因之一。HPV感染會引發一系列反應，抑制細胞介導的免疫反應、阻礙感染的清除和異常細胞的破壞等，持續感染 HPV的患者發生浸潤性宮頸癌的概率較大。有研究開始闡明微生物組相關的宮頸陰道微環境中的分子和代謝變化對HPV發展的影響[35]。有研究報道陰道微生物群的變化促進了HPV的感染，并可能參與病毒的持續存在和癌癥的發展[36]。HPV感染是一個動態的過程，它既可以引起CIN，也可以自動消退，其機制并不清楚[37]。流行病學研究表明，宮頸HPV感染與BV相關的陰道微生物群之間存在關聯。HPV陽性患者中與BV相關的微生物特別豐富，特別是陰道加德納菌和普氏菌[38]。BV陽性的女性HPV感染持續時間明顯更長，相反，HPV感染時BV不一定發生，但是可以在患者的宮頸陰道微生物群中檢測到生物膜的形成[39]。陰道微生物失調引起的氧化應激促進了HPV感染后宮頸病變的后續進展，陰道微生物組的成分與HPV的消退率也有關系。在2019年ILHAN等[35]評估了宮頸陰道代謝物的來源，普氏菌是產生代謝物最多的屬。

HPV持續感染多與高危型HPV陽性有關，特別是在持續感染HPV16、HPV18時，普氏菌和加德納菌的豐度明顯高于其暫時性感染[40]，其機制可能與宮頸陰道區細菌的過度生長激活了核苷酸結合寡聚化結構域樣受體信號傳導和p53信號傳導通路有關。同時還發現持續感染高危型HPV的婦女TLR4、NF-κB、 c-myc和hTERT表達水平明顯增加，研究表明NF-κB過度表達與宮頸癌的發病以及宮頸癌預后不良有關，CIN2+的患者c-myc和hTERT的表達水平也比正常人或者CIN1的患者高，而經研究發現普氏菌與這些基因的表達水平又呈正比[40]，如先前所述，普氏菌能改變陰道pH值，影響局部微環境變化，因此可推測，普氏菌可能導致高危型HPV持續感染并可進展為相關的宮頸病變，甚至癌變[41]。然而我們并不清楚普氏菌激活這些通路的機制，不同普氏菌菌株致病能力不一，未來我們可以進一步研究女性生殖道普氏菌類型與HPV發展與消除的關系及其影響機制。

綜上所述，女性生殖道的普氏菌是婦科疾病參與者，了解普氏菌的多樣性，對于疾病的轉化具有重要意義，如BV的發生和復發，HPV感染與清除，CIN與宮頸癌病情的演變等。同時普氏菌與飲食習慣有關，在素食主義者可見普氏菌豐度增高，飲食變化能影響宿主與普氏菌的共生關系，進而導致宿主與微生物的相互作用受損，這可能使宿主更容易患病。未來我們可以探討個體飲食和生活方式引起的微生物組改變是否可以恢復微生物與宿主之間的穩態，從而達到對某些疾病的預防。同時了解普氏菌在人體新陳代謝和營養中的作用可能會有巨大的臨床應用，例如開發先進的益生菌和益生元等。因此對普氏菌進行更多的研究，分離普氏菌菌株是我們需要努力的方向，對未來指導臨床工作具有重要意義。