具核梭杆菌诱发胃癌相关机制的研究进展

王晨曦，王子瑞，金美四，杨书珩，傅思武

1.西北民族大学医学部，甘肃 兰州 730000；2.大理州人民医院，云南 大理 671000；3.深圳大学医学部，广东 深圳 518000

具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum，F.nucleatum)是临床常见的革兰阴性无芽胞厌氧杆菌，正常寄生于人或动物的口腔、上消化道、肠道及泌尿生殖道和土壤中，以口腔牙垢中最为多见[1]。其可通过黏附寄生在口腔，通过正常饮食吞咽等进入消化道，最后在肠道中定植，其破坏作用包括影响宿主正常的免疫应答，在定植的部位建立消化道炎症微环境，从而造成正常细胞能量代谢，导致其增殖能力出现异常。具核梭杆菌虽侵袭能力强，但梭菌属对青霉素、利福平、多黏菌素E、卡那霉素与新霉素敏感，可被胆汁或牛黄胆酸钠所抑制[2-3]，目前发现临床上该菌在结直肠癌患者检出率较高，在胃癌患者中的检出率稍低，因此认为具核梭杆菌在结直肠癌的发生发展中起重要作用，其中由于菌群失调以及结直肠癌后期具核梭杆菌的分布和丰度对患者的预后有一定的影响，具体该菌在诱发胃癌的相关机制不明确。本文便从生物学相关性、发病微环境、细胞的基因调控和胃癌组织的侵袭转移着手，对具核梭杆菌与胃癌疾病的关系进行综述，旨在为研究具核梭杆菌诱发胃癌的作用特点以及对早期胃癌的诊断和筛查提供参考。

1 具核梭杆菌与胃癌疾病发生密切相关

1.1 具核梭杆菌的生物学致病相关性 具核梭杆菌属于梭杆菌科，革兰阴性厌氧杆菌，无芽孢，因其体态较为细长，两端稍尖细而中间膨大形如梭状而得名。具核梭杆菌是口腔中的常见共生菌，能够通过接触、整合、链接等作用与其他正常菌群在口腔中形成一层微生物生态膜，同时它也是条件致病菌，能够引起口咽部和口腔外的多种感染性疾病；在近年来诸多研究中发现具核梭杆菌能够在消化道肿瘤组织中富集，可影响癌肿浸润转移中的多个阶段；临床中它还可作为潜在的标志物用于结直肠癌诊断和预后评估[4]。

1.2 具核梭杆菌是构成胃癌发生微环境中不容忽视的微生物 胃癌是起源于胃黏膜上皮的恶性肿瘤，在我国各种恶性肿瘤发病率中居首位。绝大多数属于腺癌，早期症状不明显，或仅仅出现上腹不适、嗳气等非特异性症状，不易被患者察觉尤其是老年人症状不典型，而且常伴发胃炎、胃溃疡等胃慢性疾病症状，早期诊断率低，患者确诊时多为中晚期不可逆，治疗和预后的生活质量极差。目前幽门螺杆菌(Helicobacter pylori，Hp)作为一种最重要的胃癌致癌因子，通过释放相关毒性因子、破坏宿主DNA正常修复等导致胃黏膜萎缩和肠化生而诱发癌变[5-6]。与Hp的致病性不同，具核梭杆菌致癌性主要有以下几点：(1)具核梭杆菌产生一种黏附素，既有利于其他细菌参与病灶组织侵袭而增加感染的可能性，又能介导生物膜链接识别蛋白的作用而使得定植于胃内的病原菌相对牢固，不利于药物治疗[7-8]；(2)具核梭杆菌能够破坏胃和周围器官的免疫功能，通过激活NF-κB 通路引起TNF-α大量产生造成机体不必要的损伤，其次它也能够与NK细胞和其他肿瘤浸润淋巴细胞上的相关受体进行结合，使得肿瘤基因相关蛋白大量表达[9]；(3)具核梭杆菌可以逃避监视系统诱发基因突变，造成胃上皮细胞异常增殖，最终引起胃癌的发生[10]。

2 具核梭杆菌参与胃癌细胞的基因调控

2.1 菌群黏附和定位的基因调控 具核梭杆菌本身表面能产生黏附素A与黏附素Fap2，二者能特异性识别胃腺细胞，黏附素Fap2 通过与Gal-GalNAc 结合富集具核梭杆菌的丰度定植于病变部位，FadA与上皮细胞产生的E-钙黏蛋白结合，激活β-catenin 信号通路进而调控原癌基因的表达[11]。ABED 等[12]通过临床中获取的胃癌组织样本，分析具核梭杆菌在组织中的DNA 丰度以及Gal-GalNAc 抗原表达水平，说明具核梭杆菌富集与胃癌的发生和发展密切相关。KOSTIC等[13]的研究基因扩增和免疫组化法探究了具核梭杆菌上调原癌基因K-ras、C-erbB2以及C-met的信号途径，揭示了具核梭杆菌与胃癌基因相关性的关系。NIE等[14]通过基因测序的方法研究梭杆菌感染与否对胃癌临床病理参数、预后、微生态环境及代谢功能的影响时发现，胃癌组织中具核梭杆菌感染率为52.46%，老年胃癌患者更易感染具核梭杆菌，并且感染梭杆菌的胃癌患者更易出现肿瘤浸润淋巴细胞和原癌基因表达失控，此研究也说明了具核梭杆菌感染可影响胃癌组织表型特征、微生态环境和代谢功能。但是，该研究方向难度较大，临床样本量研究相对较少，而且易受到其他肠道细菌特别是幽门螺旋杆菌的影响，解释具核梭杆菌在胃癌发生发展过程的特异性证据不足[15-16]。

2.2 癌细胞增殖和凋亡的基因调控 具核梭杆菌定植于胃内，能够抑制凋亡相关蛋白Caspase 家族中重要因子Caspase-3 及Caspase-9，通过磷酸化其196位丝氨酸位点阻止其活化并产生细胞凋亡级联反应[17]。其次，具核梭杆菌能够抑制凋亡相关基因Bcl-2，通过AKT 途径磷酸化Bcl-2 家族成员BAD 以及磷酸化P53结合蛋白MDM2，影响p53的活性，进而影响细胞存活[18]。以上两种机制皆为PI3K/AKT信号转导途径，VIVANCOI 等[19]也通过对胃癌外显子测序验证具核梭杆菌诱发胃癌为上述机制的可能性，并且他们进一步利用PI3K抑制剂探究了胃癌细胞增殖和凋亡一系列的机制，侧面验证了具核梭杆菌促进胃腺癌细胞增殖，抑制凋亡的机制与PI3K/AKT 途径密切相关。SUN 等[20]通过对具核梭杆菌等相关口腔厌氧菌研究发现，具核梭杆菌微生物群失调、定植和异位是胃腺细胞实现致癌能力的必要条件，其中最重要的机制便是抗凋亡活性显著增高以及促进恶性转化，此研究也为有效预防肿瘤提供新的思路。

3 具核梭杆菌与胃癌组织侵袭转移的关系

WOODHUOSE 等[21]认为癌细胞浸润转移可分为3个阶段：(1)肿瘤细胞之间解除黏连，分散肿瘤细胞靠细胞外基质(extracellular matrix，ECM)建立起新的更强的粘附关系；(2)肿瘤细胞与正常的细胞相接触，分泌出降解周围基质蛋白水解酶；(3)肿瘤细胞松散游离，与新的细胞基质发生结合，其余大量肿瘤细胞开始聚集，即肿瘤细胞的侵袭和转移完成，形成新的转移灶。JOANA 等[22]研究发现胃癌组织结构的破坏程度、去分化程度均与上述中具核梭杆菌调控胃上皮细胞E-钙黏蛋白的表达存在关联。谢静等[23]研究发现当E-钙黏蛋白出现低表达的情况下，胃癌细胞更容易侵袭深层的胃壁，进而造成腹膜或淋巴结出现转移。更重要的是此时的具核梭杆菌并不活跃，伪装成休眠状态隐藏于胞内，达到逃避机体的特异性免疫监控系统，也就是成为一个持续性的感染病灶，即具核梭杆菌通过此机制诱发基因突变，造成胃上皮细胞异常增殖，诱发胃癌的发生和侵袭转移。

4 展望

具核梭杆菌作为一种人体共生菌，在多种感染性疾病和消化道肿瘤进程中扮演了重要角色，目前微生物组学研究热点集中于具核梭杆菌可诱导消化道肿瘤的发生，影响患者肿瘤的分期和预后，以及聚焦于胃肠道肿瘤的化疗耐药等有关方面[24]。因此，在探讨未来具核梭杆菌诱发胃癌相关机制时应注意这几个方面：(1)重视具核梭杆菌感染所致疾病的流行病学调查，分析具核梭杆菌在快速精准地筛查胃癌高风险人群的应用价值；(2)进行肠道微生物组学的分析归类，以及其协同因素导致疾病演变的总结研究；(3)开展具核梭杆菌诱发胃癌的基因分子学的研究，弄清楚具体的致病机制，可为胃癌的防治提供参考依据。