張義拼,劉昭函,楊朝陽(yáng),2*

(1.福建中醫(yī)藥大學(xué),福建 福州 350122;2.福建中醫(yī)藥大學(xué) 中醫(yī)證研究基地,福建 福州 350122)

胃癌(Gastric cancer,GC)在全球癌癥中發(fā)病率排名第五,癌癥死亡人數(shù)排名前三。既往普遍認(rèn)為幽門螺桿菌(Hp)是導(dǎo)致胃癌的主要微生物因素,隨著研究深入,有報(bào)道指出即便根治Hp,也不能完全避免萎縮性胃炎、腸上皮化等癌前病變的發(fā)生及進(jìn)展。非賁門癌患者中,幽門螺桿菌感染的匯總優(yōu)勢(shì)比(OR)為2.97(95%CI2.34～3.77),賁門癌組沒有顯示兩者統(tǒng)計(jì)學(xué)上關(guān)聯(lián)性[1],可見Hp感染不完全是導(dǎo)致胃癌發(fā)生的直接因素。

口腔和胃解剖結(jié)構(gòu)相鄰,擁有復(fù)雜且相對(duì)穩(wěn)定的菌群,基于16rRNA基因技術(shù)從口腔中檢測(cè)到超過700種細(xì)菌或種系[2],其微生物菌群具有向遠(yuǎn)處傳播的能力,這意味著消化道內(nèi)不僅有常駐菌群,還有大量從口腔進(jìn)入胃腸道內(nèi)的過客菌群,如KOMIYA Y等[3]在結(jié)直腸癌患者中發(fā)現(xiàn)的具核梭桿菌菌株就與口腔內(nèi)的菌株相同。此外口腔菌群還具有廣泛的致病性,如牙齦卟啉單胞菌不僅是導(dǎo)致牙周炎的主要病原體,甚至與胃癌、糖尿病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等疾病相關(guān)[4]。血清牙齦卟啉單胞菌IgG水平與口腔消化道癌癥死亡率呈正相關(guān)[5]?？梢娍谇晃⑸锞号c消化道疾病聯(lián)系緊密,研究口腔相關(guān)菌群對(duì)胃癌的早期發(fā)現(xiàn)、預(yù)防具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。此外舌苔是菌群聚集的場(chǎng)所之一,菌群、舌苔兩者間存在相互影響,可利用傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)舌診與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),探求菌群、舌苔、胃癌三者間的相互關(guān)系。

1 菌群概述

口腔微生物寄生于牙齒、牙齦、舌頭等部位,實(shí)驗(yàn)采集標(biāo)本主要來(lái)自唾液、牙菌斑。研究發(fā)現(xiàn)健康人群和胃癌患者中,菌群門級(jí)別水平以擬桿菌門、變形桿菌門、厚壁菌門、梭桿菌門和放射菌門為優(yōu)勢(shì)菌門;菌群屬水平方面,普氏菌屬、奈瑟菌屬、韋榮氏菌屬、嗜血桿菌屬、卟啉單胞菌屬、鏈球菌屬、梭桿菌屬和羅氏菌屬在胃癌的每個(gè)組織學(xué)階段,唾液微生物群占70% 以上[6]。隨著人體健康情況改變,菌群隨之發(fā)生變化,兩者關(guān)系也可能表現(xiàn)為菌群變化導(dǎo)致健康狀況發(fā)生改變。相較于健康人群,放線菌是胃癌人群的優(yōu)勢(shì)菌門,而胃癌患者菌群失衡后,出現(xiàn)特定集菌目聚集情況,其中包括紅環(huán)菌目、梭菌目、腸桿菌目、假單胞菌目等,胃癌患者唾液和牙菌斑的假單胞菌聚集度分別為正常人群的10倍、20倍[7]。此外引起牙周病的病原體如牙齦卟啉單胞菌、放射菌,細(xì)菌負(fù)荷和口腔細(xì)菌多樣性與胃癌之間存在更強(qiáng)的相關(guān)性[8]。相較于菌群豐度、種類,研究人員還發(fā)現(xiàn)不同部位的癌癥與優(yōu)勢(shì)菌群間存在差異。賁門癌旁組織以普氏菌群為優(yōu)勢(shì)菌種,并且豐度與腫瘤級(jí)別呈正相關(guān);食管癌旁組織中梭桿菌相對(duì)豐度較大,與腫瘤級(jí)別進(jìn)展有關(guān);羅氏菌屬在口腔唾液相對(duì)豐度增高,與賁門組織腸上皮化生存在正相關(guān)[9]?？谇痪旱亩鄻有?、菌群相對(duì)豐度、定植部位對(duì)消化道癌癥的影響有所區(qū)別,微生物菌群間與胃癌的相關(guān)性較強(qiáng),存在潛在診斷、預(yù)防價(jià)值。

2 菌群與胃癌

2.1 牙齦卟啉單胞菌

牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonas gingivalis)屬革蘭氏陰性厭氧菌,主要從人類口腔分離得到,不僅能導(dǎo)致慢性牙周炎,還和口腔磷狀細(xì)胞癌之間有密切關(guān)系。其致癌途徑可能與影響防御基因表達(dá),甚至激活腫瘤增殖速度,產(chǎn)生肽基精氨酸脫亞胺酶(PAD)誘導(dǎo)癌癥進(jìn)展,誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)等有關(guān)[10]。

慢性炎癥是癌癥的常見誘因,炎癥介質(zhì)長(zhǎng)期刺激作用于正常組織,機(jī)體被迫發(fā)生適應(yīng)性病變,由此進(jìn)展為癌前病變,甚至轉(zhuǎn)為癌變。炎癥細(xì)胞及介質(zhì)存在于每個(gè)腫瘤細(xì)胞中,腫瘤進(jìn)展與周圍炎癥環(huán)境的驅(qū)動(dòng)密不可分,細(xì)菌感染通過誘導(dǎo)全身性或胃部慢性炎癥,該過程與胃癌有關(guān)[11]。一方面,長(zhǎng)期反復(fù)接觸P.gingivalis能夠誘導(dǎo)CD44、CD133(癌癥干細(xì)胞標(biāo)志物)表達(dá)增加,促進(jìn)感染細(xì)胞的致瘤性[12];另一方面,炎癥有助于癌癥干細(xì)胞(CSC)形成、維持和擴(kuò)增,癌癥干細(xì)胞能夠形成腫瘤、導(dǎo)致癌癥發(fā)展、促進(jìn)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移,并且具有數(shù)量少、不易被發(fā)現(xiàn)的特點(diǎn),常是導(dǎo)致癌癥復(fù)發(fā)的原因[13]。CSC 擴(kuò)張和炎癥介質(zhì)前列腺素E2通過激活NF-κB誘導(dǎo)CSC擴(kuò)張并加速小鼠肝轉(zhuǎn)移瘤的形成[14-15]。胃腸道腫瘤患者常出現(xiàn)IL-1β上升,一方面誘導(dǎo)球體表現(xiàn)出干細(xì)胞因子基因上調(diào)成為CSC的標(biāo)志;另一方面EMT(上皮間質(zhì)化)所需激活劑 Zeb1依賴于IL-1β 誘導(dǎo)的球體表達(dá)增加。由此說明上皮間質(zhì)化與IL-1β誘導(dǎo)的CSC之間存在緊密關(guān)系[13,16]。由此推測(cè),來(lái)自菌群微環(huán)境介導(dǎo)的炎癥誘導(dǎo)癌癥干細(xì)胞刺激腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、繁殖、轉(zhuǎn)移。

P.gingivalis是目前已知唯一表達(dá)肽基精氨酸脫亞胺酶(PAD)的細(xì)菌[17]。PAD可在惡性腫瘤組織中大量表達(dá),通過蛋白印記法定量分析胃癌組織中PAD陽(yáng)性率達(dá)80%[18]。PAD將精氨酸轉(zhuǎn)化為瓜氨酸,其中PAD4對(duì)細(xì)胞核中的組蛋白瓜氨酸化,是觸發(fā)中性粒細(xì)胞外陷阱(NET)形成的因素,NET細(xì)胞毒性無(wú)自體、外區(qū)分,殺死病原體同時(shí)也可能損傷正常細(xì)胞。鈣激活PAD4形成白細(xì)胞毒性高瓜氨酸,這可能與癌癥、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等的進(jìn)展有關(guān)[19]。P.gingivalis在癌癥中發(fā)揮的具體作用,目前仍缺乏準(zhǔn)確有力的實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)支持,其詳細(xì)致病機(jī)制仍有待進(jìn)一步探究發(fā)現(xiàn)。

2.2 具核梭桿菌

具核梭桿菌(Fusobacterium nucleatum)屬梭桿菌門,為厭氧型革蘭陰性菌,是導(dǎo)致牙周病的常見病原體,F.nucleatum與直腸癌間的作用機(jī)制相關(guān)研究較為完善,不少新證據(jù)表明其與胃癌發(fā)生有所聯(lián)系。

幽門螺桿菌并非導(dǎo)致胃炎、胃癌的唯一病原體,部分患者癌癥組織中Hp豐度較低。從口腔到胃腸道的過客微生物中,F.nucleatum在癌癥組織中豐度較正常組織高[20-21],并且影響彌漫型腫瘤的總體存活率[22],使胃癌的患病率提高至11倍[23]。由此可見該菌對(duì)胃癌的進(jìn)展、預(yù)后等有負(fù)面影響。另一份研究表明,具核梭桿菌是一種機(jī)會(huì)致病菌,主要存在于口腔中,以往認(rèn)為該菌在胃內(nèi)微環(huán)境中無(wú)法定植,但有報(bào)道指出幽門螺桿菌定植的癌細(xì)胞可以為具核梭桿菌提供合適的生長(zhǎng)定植環(huán)境,并且經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)兩者同時(shí)感染會(huì)導(dǎo)致患者存活率降低[21,24],可見具核梭桿菌、Hp陽(yáng)性的胃癌患者預(yù)后不佳。

體外研究將胃癌細(xì)胞和具核梭桿菌一起培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)感染影響細(xì)胞骨架及細(xì)胞黏附基因的激活,該過程與感染劑量無(wú)關(guān),與感染時(shí)間相關(guān),由此研究人員推測(cè)具核梭桿菌感染可能對(duì)細(xì)胞骨架動(dòng)力學(xué)、細(xì)胞流動(dòng)性產(chǎn)生影響,由此表明感染在影響細(xì)胞遷移率的同時(shí),可增加癌癥組織的侵襲和轉(zhuǎn)移[24]。另一項(xiàng)研究論述F.nucleatum分泌淀粉樣特性的黏附素(FadA),通過以劑量和時(shí)間方式促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖[25]?？梢娫摼鷮?duì)癌癥細(xì)胞有擴(kuò)散作用,但其具體作用方式尚存在爭(zhēng)議,仍有待進(jìn)一步研究。

F.nucleatum不僅促進(jìn)腫瘤散播,還能夠抑制機(jī)體免疫反應(yīng)。小鼠實(shí)驗(yàn)中F.nucleatum感染導(dǎo)致炎癥、免疫相關(guān)反應(yīng);腫瘤巨噬細(xì)胞(TAM)并沒有發(fā)揮抗腫瘤的作用,相反參與的是腫瘤發(fā)展、刺激腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移等過程。感染導(dǎo)致腫瘤巨噬細(xì)胞的擴(kuò)增,由此促進(jìn)腫瘤進(jìn)展和血管生成,并且損害嗜中性粒細(xì)胞及抑制T細(xì)胞的活性,導(dǎo)致抗腫瘤的免疫能力較對(duì)照組下降[26]。定植于腫瘤的F.nucleatum會(huì)影響腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞募集,微生物豐度與T細(xì)胞密度間屬負(fù)相關(guān),由于T細(xì)胞的水平降低,導(dǎo)致腫瘤生長(zhǎng)加劇,該過程在人體的作用較動(dòng)物實(shí)驗(yàn)明顯[27],但其作用于免疫細(xì)胞及作用過程仍需進(jìn)一步探究。

2.3 其他相關(guān)致病菌群

近年來(lái)隨著研究的深入,與胃癌發(fā)生有關(guān)的菌群不斷被發(fā)現(xiàn),如放線菌、韋榮球菌、鏈球菌等,口腔放射菌不僅能夠引起牙周病變,其水平升高可導(dǎo)致胃癌癌前病變潛在風(fēng)險(xiǎn)增加[28]。Hp陽(yáng)性患者胃癌胃內(nèi)黏膜中放線菌較Hp陰性患者增多,不排除Hp與放線菌相互作用引發(fā)胃癌相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)增大的可能[29]。哥倫比亞高胃癌風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)人群中,韋榮氏球菌是低風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)的25倍[30]。國(guó)內(nèi)報(bào)道提到57例診斷為胃腺癌患者中,賁門組韋榮氏球菌豐度高于對(duì)照組(P=0.02),研究人員認(rèn)為該菌具有較高的賁門癌風(fēng)險(xiǎn)趨勢(shì)[31]。GC 患者胃黏膜樣本中鏈球菌DNA的豐度增加,并且參與了硫酸鹽還原誘發(fā)癌變[32]。鏈球菌在酸性環(huán)境中通常不能存活,但由于腫瘤和微生物環(huán)境改變可引起微環(huán)境改變,導(dǎo)致其他菌群如鏈球菌、普氏菌的存活和增殖,最終誘發(fā)胃癌的發(fā)生[33]。另外有研究報(bào)道普氏菌、奈瑟氏菌等菌群豐度與胃癌間存在正相關(guān),研究報(bào)道大多從菌屬豐度深入探討兩者間關(guān)系,但不同研究結(jié)論并不完全一致,對(duì)于菌群參與的代謝及作用機(jī)制尚缺乏完善且相對(duì)有力的證據(jù)。

3 舌苔與菌群

3.1 關(guān)于舌苔的中西醫(yī)概述

中醫(yī)學(xué)認(rèn)為舌苔是胃氣熏蒸胃中谷氣、食濁,向上凝聚于舌面所形成。望診尤以舌診為最要,徐靈胎曰:“舌為心之外候,苔乃胃之明征?！薄侗嫔嘀改稀费?“苔乃胃氣之所熏蒸,五臟皆稟氣于胃,故可籍以診五臟六腑之虛實(shí)。”故人之有病與否,但觀苔色如何,即可知其大略。思外揣內(nèi)作為中醫(yī)診斷的基本原理,在中醫(yī)學(xué)的形成發(fā)展過程中,受傳統(tǒng)哲學(xué)思想的影響,形成了“有諸內(nèi)者,必形諸外”的思想,《靈樞》云:“視其外應(yīng),以知其內(nèi)臟,則知所病矣?！笨梢娚嘣\反映了五臟六腑之精氣情況,臟腑病變可在舌象中觀察到,而舌苔與脾胃關(guān)系最為密切,推測(cè)舌苔能夠反映胃癌的相關(guān)信息。通過在胃鏡下觀察胃癌患者黏膜,發(fā)現(xiàn)病灶與舌苔間存在相關(guān)性,病灶無(wú)覆蓋以薄白苔多見,覆蓋黃苔或污穢者以黃膩苔多見[34],這一現(xiàn)象從另一方面證實(shí)舌診能夠反映胃內(nèi)情況。

現(xiàn)代解剖學(xué)認(rèn)為舌苔是由細(xì)菌、滲出的白細(xì)胞等組成,不同個(gè)體舌苔、菌群間存在差異,舌苔作為菌群集聚地之一,能夠反映口腔微生物聚集情況。當(dāng)機(jī)體處于不同狀態(tài)下,舌苔的苔質(zhì)、苔色也會(huì)隨之改變,將傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)望舌苔與現(xiàn)代16rRNA基因技術(shù)相結(jié)合,探討舌苔、菌群、胃癌三者間可能存在的相關(guān)性具有一定現(xiàn)實(shí)意義,甚者能夠?yàn)榕R床早期預(yù)防胃癌提供幫助,契合當(dāng)下中醫(yī)治未病的思想。

3.2 舌苔與菌群

通過先進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)中醫(yī)舌苔相結(jié)合,探究口腔菌群、胃內(nèi)菌群、舌苔間的相互關(guān)系,吳震峰[35]對(duì)比了胃黏膜及舌苔菌群,發(fā)現(xiàn)異位定植口腔菌群與胃黏膜菌群的結(jié)構(gòu)有密切相關(guān)。過客菌群可能是導(dǎo)致胃癌患者胃黏膜菌群結(jié)構(gòu)改變的關(guān)鍵因素,Hp感染對(duì)舌苔及胃黏膜的菌群影響主要體現(xiàn)在菌群豐度,對(duì)結(jié)構(gòu)組成無(wú)顯著影響,表明胃內(nèi)黏膜與舌苔菌群間關(guān)系緊密。

中醫(yī)辨證論治更注重舌苔的苔色、苔質(zhì),診舌苔而知胃中之生氣,通過舌苔菌落考察胃中疾病情況,這或許是另一種司外揣內(nèi)的體現(xiàn)。胡捷[36]通過舌象采集儀收集了74例胃癌患者與72例健康患者的舌象,并對(duì)舌面菌落進(jìn)行了高通量測(cè)序,發(fā)現(xiàn)胃癌患者舌苔厚于健康人群,并且舌苔較厚者微生物群落多樣性低于薄苔者。成穎等[37]對(duì)舌苔顏色與菌群多樣性進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)黃苔、白苔的菌群豐度及多樣性差異并不明顯,不論是胃癌患者還是健康人群,均表現(xiàn)出黃苔菌群相對(duì)豐度較健康人群多,其中發(fā)現(xiàn)一類豐度較高的需氧革蘭氏陰性桿菌,并且是常見機(jī)會(huì)致病菌。

人體狀態(tài)有陰陽(yáng)、寒熱、虛實(shí)等區(qū)分,苔質(zhì)、苔色隨之變化,相應(yīng)的舌苔菌群結(jié)構(gòu)也有所改變。在慢性胃炎患者中寒證、熱證相對(duì)優(yōu)勢(shì)微生物存在差異。寒證組中變形桿菌門、奈瑟氏菌屬、嗜血桿菌屬高于熱證組,熱證組普氏菌屬高于寒證組[38]。寒熱不同導(dǎo)致菌群的居住環(huán)境發(fā)生改變,進(jìn)而微生物結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。脾胃虛弱的胃癌患者,舌苔中芽孢桿菌豐度相較健康人群明顯上升,糜爛性胃炎作為癌前病變的一種,其黃苔人群的芽孢桿菌水平也有所升高,作為胃癌患者口腔微生物豐度較高的菌群,可能隨著胃黏膜的損傷,導(dǎo)致胃癌的發(fā)病率升高[39]。另一份研究以13個(gè)癌癥患者作為研究對(duì)象,研究發(fā)現(xiàn)氣陰兩虛胃癌患者的梭桿菌門相對(duì)豐度降低,真菌接合菌門相對(duì)豐度升高。柄細(xì)菌屬、巨單胞菌屬為氣陰兩虛的標(biāo)志細(xì)菌,裂殼為標(biāo)志真菌[40],由此可推測(cè)苔色、苔質(zhì)與菌群、胃癌、證素間存在潛在關(guān)聯(lián)。

目前胃癌的治療方式主要包括根治性切除術(shù)和化療,舌苔微生物菌群在治療前后優(yōu)勢(shì)菌群發(fā)生了動(dòng)態(tài)變化。胃癌術(shù)后脾胃虛弱患者,用參苓白術(shù)散加減對(duì)癥處理,除泄瀉、納差、乏力等脾胃虛弱癥狀明顯改善外,干預(yù)后的舌苔菌群豐度、多樣性與干預(yù)前有明顯差異,但與健康人群無(wú)明顯差異,其中梭桿菌門、奇異菌屬較干預(yù)前明顯降低[41]?；熕幬锱c中藥的聯(lián)合治療,同樣能夠改變菌群結(jié)構(gòu)、數(shù)量情況,徐碩等[42]用中藥健脾養(yǎng)胃法聯(lián)合化療藥物治療胃癌,結(jié)果與單純的化療組相比,舌苔中的念珠菌相對(duì)豐度下降,小皮傘屬豐度較高,有助于改善患者生活質(zhì)量。由此可見,舌苔真菌可作為評(píng)價(jià)胃癌化療情況的生物標(biāo)志。中醫(yī)研究人員通過將中醫(yī)舌診與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合,深入了解胃癌、舌苔、微生物菌群間的相互關(guān)系,給中醫(yī)舌診預(yù)防、胃癌篩查提供了幫助。在辨證論治理論指導(dǎo)下采用中醫(yī)藥治療,可有效干預(yù)菌群結(jié)構(gòu)、數(shù)量。

4 結(jié)語(yǔ)

目前胃鏡、活檢作為胃癌的主要篩查、診斷依據(jù),雖已廣泛普及,但仍存在禁忌人群、內(nèi)鏡下傳染病傳播、操作受限、價(jià)格較高等問題。秉持傳統(tǒng)中醫(yī)學(xué)治未病的原則,研究口腔相關(guān)微生物與胃癌間的潛在聯(lián)系,深入了解舌苔、證型、優(yōu)勢(shì)菌株與胃癌間的相關(guān)度,以便后期直觀通過舌診判斷優(yōu)勢(shì)菌群及其致病可能。在后續(xù)的研究中深入了解中醫(yī)藥治療前后菌群變化,脫落菌落與療效間是否存在聯(lián)系,甚至以口腔菌落判斷胃癌控制情況,通過這一非侵入的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)手段,給胃癌前病變提供了一定診療價(jià)值。

但目前諸多研究尚處于起步階段,部分研究結(jié)論還存在相互矛盾、樣本容量不足、舌診結(jié)果未能標(biāo)準(zhǔn)化等問題,相關(guān)菌株與胃癌的發(fā)病原因及其作用機(jī)制仍有待完善,具有明顯特異性的菌群尚未明確,有待未來(lái)進(jìn)一步深入研究。另外菌群與疾病發(fā)生的先后關(guān)系仍缺乏完善的研究報(bào)告,隨著目前科學(xué)儀器、樣本容量、研究方式等的改善及進(jìn)步,希望未來(lái)能夠完全明確口腔微生物對(duì)胃癌的作用機(jī)制,通過舌診及相關(guān)標(biāo)志性微生物給患者提供個(gè)性化的癌前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警,完成早期阻斷微生物的致癌過程,及時(shí)糾正菌群結(jié)構(gòu)以改變疾病轉(zhuǎn)歸。