念珠菌與消化道腫瘤關(guān)系的相關(guān)研究進(jìn)展

孫耀華 白辰光

(1.海軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院病理科，上海 200433;2.上海市嘉定區(qū)南翔醫(yī)院病理科，上海 201802)

念珠菌是寄生在人體皮膚表面、消化道、呼吸道及陰道等多處的一種常見的微生物，在一般情況下，念珠菌并不會(huì)引發(fā)疾病，但當(dāng)宿主免疫力減弱時(shí)，如患有惡性腫瘤、自身免疫性疾病、長期使用抗生素、接受造血干細(xì)胞移植等等，則很可能引發(fā)機(jī)體感染，而感染引起的炎癥可驅(qū)動(dòng)一部分惡性腫瘤[1]。近年研究發(fā)現(xiàn)，念珠菌除了參與誘導(dǎo)免疫、促進(jìn)炎癥感染等生理病理活動(dòng)以外，對(duì)消化道腫瘤的發(fā)生發(fā)展也具有一定影響，探討其與消化道腫瘤的關(guān)系可為消化道腫瘤的診斷及治療尋找新的思路。

1 概 述

真菌在人體消化系統(tǒng)的定植可發(fā)生在消化道的各個(gè)節(jié)段，目前已知的有66個(gè)菌屬，184種菌，主要為念珠菌屬，約占80%，其他還包括曲霉、毛霉、隱球菌等常見菌屬，其中最常見的是白念珠菌(Candidaalbicans，C.albicans)[2]。念珠菌進(jìn)入口腔后，可通過唾液下咽遷移至下游消化道或者直接定植到消化道的各個(gè)節(jié)段，念珠菌本身及其代謝產(chǎn)物也可在口腔黏膜破損或炎癥感染時(shí)直接進(jìn)入血液循環(huán)[3]，從而對(duì)各個(gè)節(jié)段消化道腫瘤的發(fā)生發(fā)展產(chǎn)生影響。

2 念珠菌與消化道腫瘤的關(guān)系

2.1 念珠菌與口腔癌的關(guān)系

多年來大量研究顯示，白念珠菌與口腔腫瘤中最常見的口腔鱗狀細(xì)胞癌(oral squamous cell carcinoma, OSCC)存在著密切關(guān)聯(lián)。在對(duì)OSCC患者人群的研究發(fā)現(xiàn)，74%的患者唾液樣本中檢出念珠菌，主要是白念珠菌[4]，OSCC患者及口腔潛在惡性疾病患者的口腔念珠菌攜帶量明顯高出健康人群，表明了念珠菌感染是OSCC的危險(xiǎn)因素[5]。有研究發(fā)現(xiàn)，念珠菌在復(fù)雜的多因素共同作用的前提下促進(jìn)了口腔黏膜上皮細(xì)胞的不典型增生[6]，口腔中感染了念珠菌的黏膜白斑比未感染的黏膜白斑具有更高的惡性轉(zhuǎn)變傾向，顯示出更嚴(yán)重的不典型增生[7]。這些研究提示了念珠菌與OSCC的高度相關(guān)性。

2.2 念珠菌與食管腫瘤的關(guān)系

食管在生理結(jié)構(gòu)上處于口腔的下游，與口腔具有連續(xù)性, 念珠菌可通過口腔直接進(jìn)入到食管，食管內(nèi)念珠菌的感染也是食管感染性炎癥的常見原因之一。食管念珠菌病通常情況下屬于自限性的機(jī)會(huì)性感染，食管被覆黏膜是與口腔黏膜相同的鱗狀上皮細(xì)胞，因此長期感染念珠菌也同樣是食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell carcinoma, ESCC)的危險(xiǎn)因素之一[8]。有研究發(fā)現(xiàn)慢性黏膜皮膚念珠菌病是發(fā)生ESCC的高風(fēng)險(xiǎn)因素之一[9]。臺(tái)灣及丹麥的兩項(xiàng)隊(duì)列研究顯示，在念珠菌感染的個(gè)體中，罹患ESCC的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加[10,11]，這也同樣提示了念珠菌與ESCC的發(fā)生有密切聯(lián)系。

2.3 念珠菌與結(jié)、直腸腫瘤的關(guān)系

念珠菌在人的腸道菌群中也是最常見的真菌，尤其是白念珠菌，其他包括釀酒酵母、青霉、曲霉、隱球菌、馬拉色菌等[12]。念珠菌能從口腔到達(dá)并定植于結(jié)、直腸黏膜，然后與其他微生物共同作用，改變腸道微生物環(huán)境[13]。有研究在對(duì)結(jié)直腸腺瘤(colorectal adenoma，CRA)配對(duì)活檢樣本的黏膜菌群分析中發(fā)現(xiàn)，念珠菌可能是參與腺瘤形成的關(guān)鍵真菌菌屬之一[14]。炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD) 作為結(jié)直腸癌的高風(fēng)險(xiǎn)因素之一，也有研究發(fā)現(xiàn)，其患者人群發(fā)生的腸道菌群失調(diào)中，念珠菌尤其是白念珠菌菌群占比明顯上調(diào)[15]，提示念珠菌可能與結(jié)直腸癌存在關(guān)聯(lián)。近期的相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，熱帶念珠菌的增加可導(dǎo)致腫瘤組織中骨髓源性抑制細(xì)胞積累，從而有助于結(jié)直腸癌的發(fā)展，證明了念珠菌在腸道中作為共生真菌對(duì)結(jié)直腸腫瘤有明確促進(jìn)作用[16]。

2.4 念珠菌與胰腺腫瘤的關(guān)系

在臺(tái)灣及瑞典進(jìn)行的隊(duì)列研究中顯示，念珠菌感染的個(gè)體具有更高罹患胰腺癌的風(fēng)險(xiǎn)[10,17]，患有念珠菌相關(guān)黏膜病變的個(gè)體，其罹患胰腺癌的風(fēng)險(xiǎn)有明顯增加[17]，提示念珠菌感染與胰腺癌的發(fā)生有關(guān)。最近一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，使用熒光原位雜交和定量PCR技術(shù)對(duì)胰腺癌中真菌含量和真菌DNA含量與正常胰腺組織進(jìn)行了比較分析，發(fā)現(xiàn)胰腺癌患者和小鼠模型中的真菌比正常胰腺組織增加了約3000倍，用綠色熒光蛋白標(biāo)記顯示這些真菌是自腸道遷移而來[18]。該研究確認(rèn)甘露糖結(jié)合凝集素(mannose binding lectin，MBL)與馬拉色菌結(jié)合后能激活補(bǔ)體級(jí)聯(lián)以激活免疫細(xì)胞，攝取、殺死真菌及其他病原體，它的促炎途徑刺激了胰腺癌細(xì)胞的生長[18]。而既往研究中，發(fā)現(xiàn)MBL也可與念珠菌牢固結(jié)合，并驅(qū)動(dòng)補(bǔ)體系統(tǒng)觸發(fā)補(bǔ)體激活[19]，但念珠菌對(duì)胰腺癌的作用尚不明確，有待更進(jìn)一步的研究。

2.5 念珠菌與其他腫瘤的關(guān)系

念珠菌通過血行傳播進(jìn)入肝臟后，黏附于肝竇內(nèi)皮上，念珠菌與其甘露糖受體可通過刺激肝竇內(nèi)皮細(xì)胞來觸發(fā)促炎性細(xì)胞因子介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附，因此也屬于癌癥患者中發(fā)生肝轉(zhuǎn)移的高危因素[20,21]。此外，念珠菌感染患者還在頭頸部惡性腫瘤、皮膚癌、血液系統(tǒng)惡性腫瘤等[10]病變中提示患病風(fēng)險(xiǎn)提升。

3 念珠菌在消化道腫瘤中的作用機(jī)制

念珠菌參與消化道及其他系統(tǒng)惡性腫瘤發(fā)生過程的機(jī)制，主要集中在其致癌代謝產(chǎn)物、促炎癥反應(yīng)、激活機(jī)體免疫等幾個(gè)方面。

3.1 產(chǎn)生致癌產(chǎn)物

念珠菌可代謝產(chǎn)生明確的致癌物N-亞硝基芐基甲胺(N-nitrosobenzylmethylamine，NBMA)及乙醛等副產(chǎn)物[22]。其中NBMA能導(dǎo)致DNA復(fù)制的錯(cuò)誤或不規(guī)則，誘導(dǎo)其點(diǎn)突變后激活特定的癌基因，起到促進(jìn)致癌的作用[23]。而乙醛可與抗氧化肽谷胱甘肽結(jié)合，并降低谷胱甘肽的抗氧化活性，增加活性氧細(xì)胞，并且可合成DNA加合物，對(duì)DNA復(fù)制進(jìn)行干擾和破壞，誘導(dǎo)點(diǎn)突變和染色體畸變，促進(jìn)原癌基因的活化和細(xì)胞周期的紊亂，促進(jìn)腫瘤發(fā)展[24]。

3.2 促炎癥反應(yīng)

念珠菌被發(fā)現(xiàn)能分泌一種溶細(xì)胞肽毒素，稱為念珠菌溶素(candidalysin)，能夠通過與基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)和表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)配體相關(guān)的復(fù)雜機(jī)制，間接誘導(dǎo)上皮細(xì)胞中的EGFR磷酸化[25]。EGFR也可被念珠菌細(xì)胞表面凝集素樣序列3蛋白(Als3p) 激活，EGFR的激活和信號(hào)傳導(dǎo)的機(jī)制啟動(dòng)了在白念珠菌感染早期的上皮細(xì)胞反應(yīng)[25]。同時(shí)在上皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)念珠菌溶素促使乳酸脫氫酶(LDH)的釋放，誘導(dǎo)細(xì)胞損傷和膜去穩(wěn)定化[25]。念珠菌對(duì)上皮細(xì)胞膜進(jìn)行水解破壞，誘導(dǎo)上皮細(xì)胞炎性反應(yīng)，促進(jìn)念珠菌對(duì)上皮組織的侵襲，以及在內(nèi)皮細(xì)胞上誘導(dǎo)炎癥來增加腫瘤細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附力，促進(jìn)了腫瘤細(xì)胞的發(fā)展與轉(zhuǎn)移[26]。

3.3 Th17/IL-17軸

念珠菌溶素也可以激活T輔助蛋白17(Th17)/白介素17(IL-17)軸，驅(qū)動(dòng)nTh17細(xì)胞的增殖，產(chǎn)生IL-17，念珠菌溶素再與IL-17協(xié)同作用，增強(qiáng)了包括IL-1在內(nèi)的多種細(xì)胞因子的表達(dá)[27]。Th17/IL-17軸可通過控制髓樣細(xì)胞和T細(xì)胞的活性參與免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，也可直接誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化的上皮細(xì)胞增殖，有研究發(fā)現(xiàn)Th17/IL-17軸在人體的肺癌、前列腺癌、胰腺癌、結(jié)腸癌、乳腺癌和肝癌等惡性上皮性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中都具有促進(jìn)作用[28]。

3.4 分子模擬

白念珠菌的補(bǔ)體受體3相關(guān)蛋白(CR3-RP)與補(bǔ)體受體3(CR3)具有抗原和結(jié)構(gòu)相似性，而CR3是白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附后滲出的必需因子，宿主產(chǎn)生的抗白念珠菌CR3-RP的抗體能與CR3交叉反應(yīng)，這種分子模擬機(jī)制干擾了機(jī)體抗念珠菌和抗腫瘤防御的流程，也有助于腫瘤的發(fā)展[22]。

4 念珠菌在消化道腫瘤診斷及治療中的應(yīng)用

在一項(xiàng)對(duì)腸道腺瘤/結(jié)直腸癌的患者的微生物研究中發(fā)現(xiàn)，將直腸拭子在有氧和厭氧條件下適當(dāng)培養(yǎng)孵育，白念珠菌有強(qiáng)烈且顯著的過度表達(dá)[29]。并且在早期結(jié)直腸癌中能檢測(cè)到的白念珠菌比晚期中的陽性率更高，這也與念珠菌對(duì)腫瘤的驅(qū)動(dòng)作用相吻合[29]。該研究提示白念珠菌有作為早期結(jié)直腸腫瘤診斷標(biāo)志的潛力。念珠菌激活的Th17/IL-17軸在腫瘤相關(guān)中表現(xiàn)出調(diào)低E-鈣黏蛋白、提升N-鈣黏蛋白與波形蛋白、促進(jìn)腫瘤的形成和轉(zhuǎn)移[30]等，同時(shí)被發(fā)現(xiàn)還可促進(jìn)炎癥與腫瘤中血管的生成[31]。因此，通過細(xì)胞代謝的治療性干預(yù)來控制Th17/IL-17軸，除了治療感染[32]，也為腫瘤及自身免疫性疾病的治療提供一個(gè)新的思路[33]。

5 總 結(jié)

念珠菌既往的研究多數(shù)集中在關(guān)于黏膜、皮膚、臟器及全身性的感染，關(guān)于念珠菌與腫瘤之間的研究相對(duì)較少。念珠菌與腫瘤相關(guān)的研究，多數(shù)仍然停留在流行病學(xué)層面。近幾年來，念珠菌與腫瘤的發(fā)生發(fā)展的相關(guān)研究有了一定的進(jìn)展，其中以消化道腫瘤與念珠菌的關(guān)系尤為密切。國內(nèi)外的眾多研究提出了有關(guān)念珠菌的多個(gè)促癌機(jī)制，基于這些機(jī)制，念珠菌及其蛋白質(zhì)組被發(fā)現(xiàn)在腫瘤的早期篩查、預(yù)防性干預(yù)和腫瘤治療等方面具有潛在的價(jià)值。目前有關(guān)念珠菌的研究，主要依靠動(dòng)物模型和回顧性臨床研究來得到數(shù)據(jù)，隨著分子生物學(xué)、微生物組學(xué)、蛋白組及基因組學(xué)的發(fā)展，期待未來對(duì)念珠菌的研究有更進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)。