陰道微生物在宮頸癌中作用機(jī)制的研究進(jìn)展

蘇雅婷，牛雯娟，段文杰，魏芳

女性陰道是開(kāi)放性腔道，通常情況下是一個(gè)微生態(tài)環(huán)境較為平衡的體系。陰道的解剖結(jié)構(gòu)、微生物群、局部的免疫系統(tǒng)和機(jī)體內(nèi)分泌調(diào)節(jié)功能組成了一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的微生態(tài)系統(tǒng)[1]，即陰道微生態(tài)。研究表明，陰道微生態(tài)是極其敏感的系統(tǒng)，其在受到多種因素干擾時(shí)會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，但在正常情況下，各種因素之間能夠互相調(diào)節(jié)、彼此制約，從而維持穩(wěn)定。陰道微生物是微生態(tài)研究的中心，越來(lái)越多的研究指出陰道微生物與宮頸癌的發(fā)生發(fā)展有一定的聯(lián)系。目前測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，為學(xué)者們了解陰道微生物群的組成和功能提供了新的策略，總結(jié)國(guó)內(nèi)外關(guān)于陰道微生物抗癌作用的理論，有助于尋找未來(lái)個(gè)性化治療宮頸癌的新方向。因此，現(xiàn)對(duì)近年陰道微生物群的抗癌作用機(jī)制及其應(yīng)用于宮頸癌的前景進(jìn)行綜述。

1 陰道微生物群

通過(guò)對(duì)育齡期女性陰道分泌物進(jìn)行16S 核糖體RNA 基因的測(cè)序研究，Ravel 等[2]將陰道微生物分成5 種菌群類(lèi)型（community state type，CST）：CSTⅠ～Ⅴ。CSTⅠ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅴ分別是以卷曲乳酸桿菌、加氏乳酸桿菌、惰性乳酸桿菌及詹氏乳酸桿菌占優(yōu)勢(shì)，而CST Ⅳ則相對(duì)缺乏乳酸桿菌，其以多種絕對(duì)或兼性厭氧菌占優(yōu)勢(shì)，主要包括了加德納菌、普氏菌和巨型球菌等。該分類(lèi)方法在之后的研究中被普遍應(yīng)用。

1.1 優(yōu)勢(shì)乳酸桿菌 健康婦女陰道中寄生著大量的微生物，包含乳酸桿菌為主的大批桿菌屬（如棒狀桿菌、雙歧桿菌、類(lèi)桿菌和梭形桿菌），還有腸球菌、消化鏈球菌、非溶血性鏈球菌和表皮葡萄球菌等球菌屬，此外還存在加德納菌、大腸埃希菌、支原體和假絲酵母菌等。其中，乳酸桿菌是陰道正常菌群中的優(yōu)勢(shì)菌，其主要功能包括抑制病原微生物、降低陰道pH、維持酸性環(huán)境和激活免疫系統(tǒng)以抗炎、抗腫瘤[3]。

首先，乳酸桿菌通過(guò)與陰道黏膜的上皮細(xì)胞受體結(jié)合，定植于表面形成了空間保護(hù)作用，同時(shí)能夠分泌大量細(xì)胞壁肽聚糖和細(xì)胞外多聚糖，形成生物被膜來(lái)阻止病原體黏附[4]。乳酸桿菌還產(chǎn)生廣譜抗菌因子過(guò)氧化氫、細(xì)菌毒素等刺激上皮細(xì)胞的免疫功能，殺傷入侵的病原微生物[5]。其次，乳酸桿菌產(chǎn)生乳酸（pH＜4.5），pH 值的降低提供了一個(gè)更適合乳酸桿菌和其他嗜酸生物生長(zhǎng)的酸性環(huán)境[6]；乳酸還通過(guò)抑制Toll 樣受體激動(dòng)劑，減少促炎因子白細(xì)胞介素6（IL-6）、腫瘤壞死因子（TNF）、T 細(xì)胞激活性低分泌因子（RANTES）、IL-8 和巨噬細(xì)胞炎性蛋白3ɑ（MIP3ɑ）的產(chǎn)生，從而保護(hù)細(xì)胞免受炎癥的刺激，這說(shuō)明乳酸桿菌通過(guò)免疫調(diào)節(jié)介導(dǎo)乳酸對(duì)生殖道上皮細(xì)胞的抗炎狀態(tài)，保護(hù)其免于人乳頭瘤病毒（HPV）的感染[7]。最后，乳酸桿菌可干擾癌細(xì)胞的物質(zhì)代謝，抑制致癌物形成，有效清除致癌因素來(lái)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡，并通過(guò)分泌磷酸化多糖、肽聚糖和胞外多糖（EPS）來(lái)抑制癌細(xì)胞的增殖[3]。

1.2 陰道菌群異常 目前研究認(rèn)為，陰道微生物群的變化主要與種族、雌激素水平、口服避孕藥、陰道沖洗以及吸煙、性交等有關(guān)。早在1994 年，已有專(zhuān)家提出陰道微生物群失調(diào)可能導(dǎo)致宮頸細(xì)胞學(xué)改變。近年有學(xué)者認(rèn)為陰道菌群失調(diào)可能既是HPV 感染導(dǎo)致宮頸癌的一大誘因，又是宮頸癌進(jìn)展的結(jié)果，兩者相互影響，形成惡性循環(huán)[8]。目前，隨著分子生物學(xué)研究的不斷進(jìn)行，陰道微生物群的改變影響宮頸癌發(fā)生發(fā)展的研究逐步受到關(guān)注。

眾所周知，HPV 感染是宮頸癌的潛在病因。盡管HPV 持續(xù)性感染在宮頸癌發(fā)病機(jī)制中起著重要作用，但研究表明，陰道菌群異常變化等其他因素可能也與宮頸癌有極大的關(guān)聯(lián)。有學(xué)者認(rèn)為，陰道菌群失調(diào)會(huì)損害上皮細(xì)胞，使HPV 進(jìn)入基底上皮細(xì)胞，從而延長(zhǎng)了病毒壽命，促進(jìn)感染和炎癥，導(dǎo)致癌癥的發(fā)生[9]。Lin 等[10]通過(guò)乳酸桿菌、HPV 和宮頸癌之間的關(guān)系也證實(shí)了這一點(diǎn)。

陰道菌群異?？赡苁怯梢韵略蛟斐傻模孩傩詡鞑ジ腥荆╯exually transmitted infection，STI），如滴蟲(chóng)性陰道炎（trichomonas vaginalis，TV）。②異常陰道菌群定植，如肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌和李斯特菌。③正常陰道菌群過(guò)度生長(zhǎng)，如外陰陰道假絲酵母菌?。╲ulvovaginal candidiasis，VVC）和細(xì)菌性陰道病（bacterial vaginosis，BV）。研究認(rèn)為T(mén)V 與HPV 感染和宮頸上皮內(nèi)瘤變（cervical intraepithelial neoplasia，CIN）有關(guān)，推測(cè)TV 可能是宮頸癌的潛在患病因素[11]，然而VVC 與宮頸癌之間尚無(wú)明顯的因果聯(lián)系[12]。但目前涉及TV、VVC 與宮頸癌關(guān)系的研究較少，有待日后大樣本多中心研究進(jìn)一步論述。

BV 具體表現(xiàn)為各種乳酸桿菌減少，而普雷沃菌屬、加德納菌等其他菌屬大量繁殖。BV 的臨床特征主要是陰道分泌物增多，呈灰白色，稀薄均勻樣，發(fā)出魚(yú)腥臭味，是育齡期女性中最常見(jiàn)的陰道感染性疾病，與子宮內(nèi)膜炎、妊娠期絨毛膜羊膜炎、盆腔炎性疾病、人類(lèi)免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）感染，以及婦科腫瘤疾病有關(guān)[8]。有研究證實(shí)BV 與HPV 的感染呈正相關(guān)[13]，即BV 可能有助于HPV 持續(xù)感染并逐步進(jìn)展為宮頸癌。關(guān)于BV導(dǎo)致宮頸癌的作用機(jī)制的理論，目前有幾種不同的說(shuō)法：Mao 等[14]主張可能是BV 引起普雷沃菌屬的過(guò)度繁殖，產(chǎn)生抑制白細(xì)胞趨化作用的丁二酸，核因子κB（NF-κB）在細(xì)胞因子和長(zhǎng)期炎癥的共同刺激下，持續(xù)的異常激活，最終導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。而有學(xué)者認(rèn)為是BV 的代謝產(chǎn)物升高了陰道pH 值，并損傷宮頸上皮細(xì)胞，使其發(fā)育不良，不成熟的化生鱗狀上皮對(duì)各種病原體的刺激愈加敏感，最終發(fā)展為宮頸上皮內(nèi)瘤變[15]；并且BV 相關(guān)的厭氧菌過(guò)度生長(zhǎng)可增強(qiáng)HPV 的表達(dá)，導(dǎo)致宮頸病變的進(jìn)展[16]。

但也有研究不贊成以上觀點(diǎn)，也就是說(shuō)BV 與宮頸癌間是否存在相關(guān)性仍具有爭(zhēng)議，這可能是因?yàn)槟壳叭鄙賰烧哧P(guān)系的縱向動(dòng)態(tài)研究，未來(lái)應(yīng)關(guān)注于BV 和HPV 感染到宮頸上皮內(nèi)瘤變及宮頸癌的發(fā)生和預(yù)后等整個(gè)過(guò)程的研究，從而進(jìn)一步指導(dǎo)臨床治療及用藥。另一方面，這也可能與BV 的診斷方法差異有關(guān)。革蘭染色涂片的Nugent 評(píng)分被認(rèn)為是診斷BV 的金標(biāo)準(zhǔn)，然而部分BV 感染患者并無(wú)臨床癥狀，故Nugent 評(píng)分可能并不適用于所有女性[8]。

目前，國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的學(xué)者研究陰道菌群異常與HPV 感染及宮頸癌產(chǎn)生、進(jìn)展的關(guān)系，由于這方面仍存在很多的不確定性，今后需要進(jìn)行大樣本量前瞻性研究，以明確宮頸陰道菌群的變化及其與宮頸癌之間的關(guān)系。

2 陰道微生物群抑制宮頸癌的作用機(jī)制

2.1 作為益生菌抑制宮頸癌 益生菌是指含有一定數(shù)目活性微生物的產(chǎn)品，定植在宿主身體的某些部位來(lái)發(fā)揮作用，保護(hù)宿主健康。益生菌如干酪乳酸桿菌、植物乳酸桿菌、鼠李糖乳酸桿菌和嗜酸乳酸桿菌通過(guò)激活自然殺傷（NK）細(xì)胞和促進(jìn)樹(shù)突狀細(xì)胞的成熟發(fā)揮其抵抗作用[17]。國(guó)內(nèi)有研究證實(shí)，在使用重組人干擾素α2b 陰道泡騰膠囊的同時(shí)，加用乳酸桿菌活菌膠囊進(jìn)行輔佐治療，能夠明顯改善患者陰道微生物群，使其重建防御機(jī)制，有助于HPV 的清除[18]。Riaz 等[19]研究發(fā)現(xiàn)，乳酸桿菌菌株具有明顯的益生菌特性，其通過(guò)上調(diào)凋亡基因BAX、BAD、caspase-3、caspase-8 和caspase-9 的表達(dá)以及下調(diào)BCl-2 基因的表達(dá)，對(duì)宮頸癌HeLa 細(xì)胞具有一定的抗癌作用。在一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中，Palma 等[20]將117 例HPV感染和（或）宮頸細(xì)胞學(xué)異常的患者分為藥物治療短期應(yīng)用組和長(zhǎng)期應(yīng)用組2 組，分別給予3 個(gè)月和6 個(gè)月的陰道內(nèi)乳酸桿菌制劑，進(jìn)行了14 個(gè)月的隨訪，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期應(yīng)用組比短期應(yīng)用組更易減少宮頸細(xì)胞學(xué)異常情況，長(zhǎng)期使用組的HPV 清除率較高，陰道炎復(fù)發(fā)率較低，該研究表明使用益生菌制劑有望更好地恢復(fù)陰道微生態(tài)系統(tǒng)。此外，最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)益生菌通過(guò)清除自由基抑制宮頸癌，順鉑和益生菌合用可能是治療宮頸癌的更好方法[21]。

2.2 分泌細(xì)胞毒性化合物 乳酸桿菌抗腫瘤作用可能是由于其對(duì)癌細(xì)胞的細(xì)胞毒性和凋亡作用。有研究表明，干酪乳酸桿菌和副干酪乳酸桿菌對(duì)宮頸癌細(xì)胞有細(xì)胞毒性作用[19]。在Wang 等[22]的研究中，人宮頸癌細(xì)胞（Caski）暴露于不同濃度的乳酸桿菌上清液（LS）中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LS 對(duì)Caski 細(xì)胞的增殖有劑量依賴(lài)性抑制作用，且與pH 值無(wú)關(guān)。研究證實(shí)，即使在中性培養(yǎng)基中，LS 在20%～40%濃度范圍內(nèi)仍具有較高的細(xì)胞毒性。同時(shí)該研究還觀察到不同濃度LS 對(duì)Caski 細(xì)胞的影響，表現(xiàn)出細(xì)胞收縮、斷裂、破碎等形態(tài)學(xué)變化，證實(shí)了LS 的細(xì)胞毒性作用。這可能是因?yàn)長(zhǎng)S 含有化合物細(xì)菌素，其被稱(chēng)為抗菌肽，通過(guò)破壞細(xì)胞膜合成，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。此外，從正常陰道菌群中分離的產(chǎn)氣乳酸桿菌菌株（G10 和H15）產(chǎn)生的胞外多糖能夠抑制HeLa 細(xì)胞的增殖。

2.3 調(diào)節(jié)細(xì)胞周期抑制癌細(xì)胞遷移 抑制細(xì)胞周期和癌細(xì)胞遷移可能是細(xì)菌抵抗宮頸癌的機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)卷曲乳酸桿菌、詹氏乳酸桿菌和加氏乳酸桿菌的上清液通過(guò)調(diào)節(jié)E6 和E7 致癌基因以及與細(xì)胞周期相關(guān)的基因來(lái)抑制宮頸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)[22]。研究證明干酪乳酸桿菌提取物與化療藥物合用可誘導(dǎo)宮頸癌細(xì)胞S 期細(xì)胞周期停滯[23]。另有研究將活化的乳酸桿菌作用于宮頸癌HeLa 和U14 細(xì)胞后顯著抑制了癌細(xì)胞的遷移能力；在荷瘤小鼠腹腔注射活化乳酸桿菌后，腫瘤質(zhì)量和體積均減?。≒＜0.01），并檢測(cè)到E-鈣黏蛋白表達(dá)升高，該蛋白可維持細(xì)胞間黏附，并保持上皮組織極性和結(jié)構(gòu)完整性，這可能是乳酸桿菌阻止宮頸癌細(xì)胞遷移的相關(guān)機(jī)制[24]。另外，對(duì)銅綠假單胞菌甘露糖較為敏感的一種凝血素（PA-MSHA）可以抑制HeLa 細(xì)胞進(jìn)入G2/M 期，最終抑制細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移，推測(cè)PA-MSHA 是通過(guò)增加E-鈣黏蛋白的表達(dá)和減少波形蛋白的表達(dá)來(lái)降低宮頸癌細(xì)胞的侵襲力[24]。

2.4 刺激免疫系統(tǒng) 在目前治療惡性腫瘤的措施中，刺激免疫系統(tǒng)破壞癌細(xì)胞是一種具有前瞻性的、相對(duì)熱門(mén)的方法。在腫瘤免疫調(diào)節(jié)中，樹(shù)突狀細(xì)胞通過(guò)識(shí)別腫瘤細(xì)胞抗原，激活淋巴結(jié)中的腫瘤特異性細(xì)胞溶解性CD8+T 細(xì)胞，活化的T 細(xì)胞轉(zhuǎn)移到腫瘤區(qū)域內(nèi)，從而能夠識(shí)別和消除癌細(xì)胞。陰道菌群可以通過(guò)幾個(gè)不同的方面影響免疫系統(tǒng)，具體如下：誘導(dǎo)T 細(xì)胞產(chǎn)生干擾素γ，增加免疫球蛋白A 分泌，增加NK 細(xì)胞數(shù)量，誘導(dǎo)吞噬細(xì)胞的活性等。有研究表明，食用含有鼠李糖乳酸桿菌和乳酸雙歧桿菌的牛奶可以提高老年人NK 細(xì)胞活性?？诜衫胰樗釛U菌可顯著增加惡性腫瘤小鼠體內(nèi)IL-12、干擾素γ 和NK細(xì)胞的生成，乳酸桿菌也可通過(guò)增加IL-12 的分泌來(lái)誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)[25]。而熱滅活植物乳酸桿菌通過(guò)產(chǎn)生高水平的腫瘤壞死因子α（TNF-α）和干擾素γ 刺激免疫細(xì)胞。另外，乳酸桿菌能夠提高吞噬細(xì)胞的活性[26]。乳酸雙歧桿菌能夠影響樹(shù)突狀細(xì)胞的相關(guān)功能，增加腫瘤微環(huán)境中CD8+T 細(xì)胞的積聚，從而改善抗癌免疫應(yīng)答[27]。因此，應(yīng)用微生物群于宮頸癌的免疫治療可能在未來(lái)成為一種新的方法。

Bermúdez-Humarán 等[28]的研究提示鼻內(nèi)注射表達(dá)E7 抗原的重組乳酸乳球菌（一種乳酸菌）可同時(shí)刺激細(xì)胞免疫系統(tǒng)（分泌IL-2 和干擾素γ）和體液免疫系統(tǒng)（產(chǎn)生E7 抗體），并可預(yù)防HPV 相關(guān)的宮頸癌。此外，用該重組菌免疫小鼠，發(fā)現(xiàn)35%的小鼠腫瘤消退。該研究表明，乳酸乳球菌通過(guò)基因工程可以對(duì)HPV 相關(guān)的宮頸癌進(jìn)行免疫治療。國(guó)內(nèi)已有研究證實(shí)乳酸桿菌可作為樹(shù)突狀細(xì)胞疫苗的免疫加強(qiáng)劑，輔助該疫苗來(lái)預(yù)防甚至扭轉(zhuǎn)裸鼠體內(nèi)宮頸癌移植瘤的生長(zhǎng)，促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡[29]。因此，陰道細(xì)菌直接或間接地刺激免疫系統(tǒng)對(duì)抗癌細(xì)胞，從而在抑制腫瘤生長(zhǎng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

2.5 作為基因載體抵抗癌癥 細(xì)菌與病毒一樣，可攜帶修飾過(guò)的基因到癌細(xì)胞中，相比來(lái)說(shuō)，細(xì)菌比病毒制劑更安全。雙歧桿菌、沙門(mén)氏菌和梭菌等厭氧菌作為腫瘤靶向菌可在腫瘤壞死、缺氧區(qū)增殖，抑制腫瘤生長(zhǎng)。大腸埃希菌和沙門(mén)氏菌是常見(jiàn)的細(xì)胞內(nèi)質(zhì)粒轉(zhuǎn)移載體。青春雙歧桿菌也可作為載體將內(nèi)皮抑素基因?qū)雽?shí)體瘤，通過(guò)直接抑制腫瘤生長(zhǎng)和增強(qiáng)IL-2 活性發(fā)揮其抗癌作用。Da Silva 等[30]將銅綠假單胞菌外毒素與HPV16 E7 癌蛋白共價(jià)連接形成融合蛋白（TVGV-1），然后用含CpG 或GPI-0100 佐劑的TVGV-1 疫苗對(duì)荷瘤小鼠進(jìn)行免疫接種，發(fā)現(xiàn)2 種重組疫苗均可誘導(dǎo)HPV 相關(guān)的腫瘤消退并提高總生存率，提示以上重組疫苗都具有很強(qiáng)的抗腫瘤能力。因此，陰道細(xì)菌可通過(guò)攜帶凋亡或生長(zhǎng)抑制的基因片段來(lái)抑制宮頸癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖。

3 結(jié)語(yǔ)與展望

陰道微生物群可能通過(guò)多種機(jī)制發(fā)揮抗癌作用，歸納總結(jié)并深入研究相關(guān)的作用機(jī)制，有助于未來(lái)應(yīng)用微生物制劑于宮頸癌，為臨床治療宮頸癌提供一種新的思路。雖然過(guò)去幾十年積累的知識(shí)對(duì)此有初步的了解，但分子方面的確切機(jī)制尚未完全闡明，其中作為基因載體的研究尚處于早期階段，需進(jìn)一步深入探索。為了今后能夠更好地應(yīng)用微生物群于宮頸癌，需要進(jìn)行大樣本的前瞻性研究，來(lái)明確影響陰道微生物組成和變動(dòng)的因素、陰道菌群的變化與宮頸癌之間是否存在確切關(guān)系，以及如何有效地應(yīng)用陰道菌群于臨床治療中。