嗜酸乳桿菌抗腫瘤作用的研究進(jìn)展*

李雅婷，甘逸夫，黃佳敏，張 豪，林麗萍

南京中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院中藥品質(zhì)與效能國家重點實驗室，南京210023

全球惡性腫瘤的發(fā)病率逐年上升，2020 年新增癌癥約1930 萬例，病死約995 萬例，預(yù)計到2040 年新增癌癥將達(dá)到2840 萬例，將比2020 年增加47%[1]。隨著環(huán)境污染和生活節(jié)奏的加快，癌癥已成為居民疾病死亡的主要原因之一。目前，癌癥主要通過手術(shù)切除病變部位，再配合輔助放療、化療、內(nèi)分泌和免疫調(diào)節(jié)、靶向抑制等手段進(jìn)行綜合治療。這樣的治療方法能夠延長患者的生存期；但是一些副作用也顯現(xiàn)出來：如惡心、嘔吐、脫發(fā)、黏膜炎、末梢神經(jīng)及聽神經(jīng)損傷等[2]。此外，由于癌細(xì)胞對傳統(tǒng)化療藥物的耐藥性，癌癥患者預(yù)后仍然很差。因此尋找創(chuàng)新療法或替代療法至關(guān)重要。

機體的免疫狀況與消化道中的益生菌和共生菌群密切相關(guān)。迄今為止，有大量研究調(diào)查了腸道微生物群與癌癥發(fā)生之間的相關(guān)性，這表明腸道微生物群在腫瘤新療法中具有潛在應(yīng)用價值[3]。

嗜酸乳桿菌屬于乳桿菌科乳桿菌屬，菌體呈桿狀，兩端為圓形，大小為（0.6～0.9）μm×（1.5～6.0）μm，以單個、成雙或短鏈排列，不運動，無鞭毛，無芽孢，革蘭染色為陽性，主要存在于小腸中，釋放乳酸、乙酸和一些對有害菌起作用的抗菌素[4]。嗜酸乳桿菌是公認(rèn)安全的食品微生物[5]，主要作用體現(xiàn)在營養(yǎng)、免疫和治療方面。嗜酸乳桿菌等益生菌已被證明是一種很有潛力的癌癥預(yù)防劑，現(xiàn)綜述嗜酸乳桿菌對多種腫瘤的抑制作用及其抗腫瘤作用機制。

1 嗜酸乳桿菌對多種腫瘤的抑制作用

1.1 嗜酸乳桿菌對乳腺癌的抑制作用

“粉紅殺手”乳腺癌，在過去10 年中病例數(shù)量快速增長，成為女性發(fā)病率最高的惡性腫瘤之一[6]。其發(fā)病機制與多種致癌因子共同作用引起的乳腺上皮細(xì)胞增殖失控以及雌酮、雌二醇水平異常有關(guān)，嗜酸乳桿菌也顯示出在治療乳腺癌方面的一定作用。Behzadi R[7]等通過多種體外和體內(nèi)實驗評估了不同濃度的嗜酸乳桿菌（ATCC4356）培養(yǎng)上清液對MCF-7 人乳腺癌細(xì)胞的抑制活性。結(jié)果顯示，嗜酸乳桿菌48 h 的上清液在體外、體內(nèi)（小鼠移植瘤）均對MCF-7 細(xì)胞增殖有顯著的抑制作用。Maroof H[8]等發(fā)現(xiàn)，嗜酸乳桿菌可以促進(jìn)乳腺癌小鼠模型中淋巴細(xì)胞的增殖，減緩腫瘤生長速度。Onur E[9]等發(fā)現(xiàn)，乳腺癌小鼠口服蜂膠提取物和嗜酸乳桿菌，以MTT 法檢測小鼠脾細(xì)胞的增殖情況，使用流式細(xì)胞術(shù)分析CD8+T 細(xì)胞反應(yīng)，并與正常對照組和腫瘤對照組進(jìn)行比較評估，結(jié)果顯示，嗜酸乳桿菌與蜂膠聯(lián)合使用使乳腺癌細(xì)胞體積縮小了63.39%，證明嗜酸乳桿菌和蜂膠的聯(lián)用具有較好的抗腫瘤效果。

1.2 嗜酸乳桿菌對胃癌的抑制作用

胃癌起源于胃黏膜上皮病變，其發(fā)病可由于地域、飲食、幽門螺桿菌、遺傳等因素引發(fā)。膳食成分的化學(xué)預(yù)防在近些年來已成為控制胃癌發(fā)病率的一種新方法，特別是益生菌作為潛在的飲食癌癥預(yù)防劑廣受關(guān)注[10]。幽門螺桿菌（Hp）被認(rèn)為是胃炎、胃潰瘍和胃癌的重要致病因素。關(guān)于幽門螺桿菌感染治療的第5 份共識報告”[11]也表明，在根除Hp 的過程中補充微生物制劑可能會減少抗生素對腸道微生態(tài)的不良反應(yīng)。Al-Yassir F 等[12]研究了De Simone 配方（包含嗜酸乳桿菌在內(nèi)的有益細(xì)菌混合物）對單次或多劑量乙酰水楊酸誘導(dǎo)胃壁損傷的小鼠模型的影響，結(jié)果表明De Simone 配方對分裂干細(xì)胞和胃的多種分泌細(xì)胞譜系具有調(diào)節(jié)作用，從而對胃糜爛起到保護(hù)和治療作用。Zheng C 等[13]通過臨床研究和動物實驗發(fā)現(xiàn)，嗜酸乳桿菌能夠顯著降低胃癌患者胃切除術(shù)后炎癥，促進(jìn)術(shù)后恢復(fù)。

1.3 嗜酸乳桿菌對結(jié)腸癌的抑制作用

結(jié)腸癌常發(fā)生于結(jié)腸部位，發(fā)病率占胃腸道腫瘤的第三位，其病因主要與高脂肪、低纖維素飲食有關(guān)[14]，嚴(yán)重時可出現(xiàn)黃疸、水腫、肝轉(zhuǎn)移、肺轉(zhuǎn)移等病征。體外實驗和臨床研究表明，嗜酸乳桿菌具有良好的抗結(jié)腸癌活性，其上清液對人克隆結(jié)腸腺癌細(xì)胞（colon cancer cell-2，Caco-2）有促凋亡和抗增殖作用[15]。Agah S 等[16]將38 只雄性小鼠分為4 組，分別為對照組、偶氮基甲烷（AOM）組、嗜酸乳桿菌組和雙歧桿菌益生菌組，評價益生菌對AOM 誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸癌的保護(hù)作用。結(jié)果顯示，與雙歧桿菌相比，嗜酸乳桿菌組的腫瘤發(fā)生率顯著下降，證明了嗜酸乳桿菌比雙歧桿菌具有更高的抗腫瘤活性。從Zinatizadeh N 等[17]的臨床實驗中也可以看出，息肉、結(jié)腸癌患者和健康受試者的腸道中嗜酸乳桿菌數(shù)量存在顯著差異，表明嗜酸乳桿菌對有結(jié)直腸癌家族史的患者具有預(yù)防作用，并建議將嗜酸乳桿菌作為腸息肉患者的營養(yǎng)補充劑。

1.4 嗜酸乳桿菌對宮頸癌的抑制

作為最常見的婦科惡性腫瘤，宮頸癌的發(fā)病近年來呈年輕化趨勢。而傳統(tǒng)抗生素在治療生殖道感染時，會導(dǎo)致生殖道的微生態(tài)失調(diào)，預(yù)后不良。嗜酸乳桿菌作為生殖道黏膜微生物屏障的一部分，不但能黏附于生殖道上皮細(xì)胞，還具有維持生殖道pH 穩(wěn)定、產(chǎn)生細(xì)菌素、阻止致病菌和有害微生物生長等作用[18]。Nami Y 等[19]通過細(xì)胞毒性試驗和凋亡分析，比較了嗜酸乳桿菌在4 種人癌細(xì)胞系（AGS、HeLa、MCF-7 和HT-29）和一種正常細(xì)胞系人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVEC）分泌的生物活性，結(jié)果表明，嗜酸乳桿菌36YL 菌株分泌物對HT-29 和HeLa 具有最強的細(xì)胞毒性作用。苗麗珍等[20]運用光鏡分析嗜酸乳桿菌（BNCC 336974）對人子宮頸鱗癌細(xì)胞（SiHa）的黏附指數(shù)，結(jié)果表明，嗜酸乳桿菌對人子宮頸鱗癌細(xì)胞具有較強的黏附能力，從而降低宮頸的癌變概率。放射治療是宮頸癌的主要治療方法，最常見的急性副作用是輻射引起的腹瀉（RID）。Linn YH 等[21]通過對54 名宮頸癌患者進(jìn)行隨機雙盲安慰劑對照實驗，結(jié)果顯示，益生菌組的RID發(fā)生率低于安慰劑組，證明補充嗜酸乳桿菌是降低宮頸癌患者RID 發(fā)生率的一種方法。

1.5 嗜酸乳桿菌對其它癌癥的抑制作用

除了以上幾種常見癌癥之外，嗜酸乳桿菌還能對發(fā)生在口腔、食道、前列腺和肺等其它部位的癌癥產(chǎn)生較好的抑制作用。史曉燕等[22]通過體外細(xì)胞實驗發(fā)現(xiàn)，嗜酸乳桿菌上清液對人舌癌細(xì)胞（Tca8113）增殖的抑制作用最強，其抑制作用具有密度依賴性和時間依賴性，該上清液細(xì)菌密度越高、作用時間越長，Tca8113 細(xì)胞的增殖能力就越弱。Barrett 食管（BO）是胃食管交界處的一種復(fù)雜疾病，其中正常鱗狀上皮轉(zhuǎn)變?yōu)橹鶢钌掀げ?dǎo)致食管腺癌（OA）。Namin BM 等[23]通過體外實驗，選擇兩種不同的Barrett 食管細(xì)胞系、長桿菌和嗜酸乳桿菌共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)長桿菌和嗜酸乳桿菌共同培養(yǎng)能抑制腫瘤的表達(dá)，且治療作用大于預(yù)防作用。因此，聯(lián)用益生菌預(yù)防食管癌是可行的。另有研究[24]表明，嗜酸乳桿菌PTCC 1643 對口腔中的鱗狀細(xì)胞癌具有抗增殖作用。Gui QF 等[25]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Lewis 肺癌小鼠模型用順鉑治療并灌胃給予嗜酸乳桿菌時，與僅用順鉑和磷酸緩沖液（PBS）治療的對照組小鼠相比，腫瘤顯著縮小，說明嗜酸乳桿菌的抗腫瘤作用可以到達(dá)肺部。

2 嗜酸乳桿菌抗腫瘤的作用機制

圖1 為嗜酸乳桿菌抗腫瘤的作用機制，由4 個方面運作。

圖1 嗜酸乳桿菌的抗腫瘤機制

2.1 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡

癌癥的發(fā)生是多因素綜合作用使得正常細(xì)胞惡性病變的結(jié)果，導(dǎo)致癌癥發(fā)生的核心因素是基因的失常，抑制了癌癥細(xì)胞的凋亡。因此，如何促進(jìn)癌癥細(xì)胞的凋亡成為抑制癌癥的重要研究方向。Soltan DM 等[15]實驗發(fā)現(xiàn)，嗜酸乳桿菌的上清液和嗜酸乳桿菌提取物均可在體外抑制結(jié)腸癌細(xì)胞（CaCo-2）的增殖，促進(jìn)凋亡，并降低其遷移和侵襲能力。Baghbani-Arani F 等[26]通過MTT 法，用流式細(xì)胞技術(shù)以及qPCR 技術(shù)，證實了嗜酸乳桿菌在體外可通過上調(diào)含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶caspase-9 和caspase-3 的表達(dá)、上調(diào)Bax/Bcl-2 比值，誘導(dǎo)內(nèi)在通路依賴性細(xì)胞凋亡，從而促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29 的凋亡。另一項研究[27]發(fā)現(xiàn)，嗜酸乳桿菌可粘附在HT-29 腫瘤細(xì)胞的表面、降低其細(xì)胞線粒體膜電位，導(dǎo)致線粒體內(nèi)膜中的細(xì)胞色素c（Cyt c）釋放到細(xì)胞質(zhì)中，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。Zhang T 等[28]的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，嗜酸乳桿菌CICC6074 的S 層蛋白在體外可誘導(dǎo)人結(jié)腸細(xì)胞HT-29 的增殖、黏附和凋亡。

2.2 抗炎，減少致癌物的產(chǎn)生

有證據(jù)表明，炎癥是癌癥成熟的驅(qū)動因素，炎癥與結(jié)直腸癌的風(fēng)險密切相關(guān)。腸道微生物群在炎癥微環(huán)境的形成中起著重要作用，而炎癥的發(fā)生又會反過來影響腸道微生物群的組成[29]。Li S 等[30]探究了單一和組合益生菌的抗炎作用和機制，發(fā)現(xiàn)嗜酸乳桿菌不會降低細(xì)胞間粘附分子-1（ICAM-1），但會增強乳雙歧桿菌抑制炎癥的功效，兩者聯(lián)合使用具有很強的抗炎活性。Wang H 等[31]通過體外實驗表明，嗜酸乳桿菌表層蛋白（SlpA）對LPS 誘導(dǎo)的小鼠巨噬細(xì)胞樣細(xì)胞系（RAW264.7）的影響，結(jié)合硫酸二惡英鈉（DSS）誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠作為體內(nèi)模型，發(fā)現(xiàn)SlpA 抑制了LPS 誘導(dǎo)的RAW 264.7 細(xì)胞中炎癥相關(guān)基因、白介素（IL-10）、IL-1β、干擾素（IFN-α）和IFN-β 的表達(dá)和誘導(dǎo)一氧化氮合酶（iNOS）和環(huán)氧化酶2（COX-2）等炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，并推測SlpA 的抗炎作用可能還與Toll 樣受體4（TLR-4）、絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）和核轉(zhuǎn)錄因子κB（NF-κB）以及調(diào)控細(xì)胞凋亡的NOD2（nucleotide-binding oligomerization domain 2）、NLRP3炎癥小體信號失活有關(guān)。

2.3 調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)

免疫反應(yīng)在機體對抗癌癥的過程中起著重要作用，與傳統(tǒng)療法不同，免疫治療作為一種獨特的醫(yī)療手段，其作用對象是免疫系統(tǒng)而非直接針對腫瘤。這種新的療法通過調(diào)節(jié)體液免疫、細(xì)胞免疫來對抗腫瘤，從而控制腫瘤的發(fā)生。近年研究表明，嗜酸乳桿菌可以通過增強機體的免疫能力從而預(yù)防癌癥的發(fā)生[32]。癌癥-睪丸抗原（CTAs）是一組腫瘤相關(guān)抗原，Azam R 等[33]通過體外實驗，以MTT 法評估嗜酸乳桿菌和脆乳桿菌在MDA-MB-231 乳腺癌細(xì)胞系上的抗腫瘤活性，發(fā)現(xiàn)嗜酸乳桿菌可通過下調(diào)外周致密纖維4（ODF4)、Piwi 樣介導(dǎo)的基因沉默2（PIWIL2）、Rho 同源基因家族成員2（RHOXF2）和睪丸特異蛋白10（TSGA10）四種癌癥-睪丸抗原（CTAs）的表達(dá)，對乳腺癌細(xì)胞系MDA-MB-231 增殖產(chǎn)生抑制作用。據(jù)報道，Agah S 等[16]通過小鼠實驗，發(fā)現(xiàn)口服嗜酸乳桿菌可以刺激免疫細(xì)胞的增殖，增加IFN-γ、IL-10 血清水平以及CD4+和CD8+細(xì)胞的數(shù)量，減少IL-4 的產(chǎn)生，從而達(dá)到調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的作用，表明嗜酸乳桿菌是一種有效的免疫刺激劑。

2.4 胞外多糖的抗腫瘤活性

嗜酸乳桿菌的胞外多糖（EPS）是嗜酸乳桿菌在生長代謝過程中分泌到細(xì)胞壁外的莢膜多糖。研究證實，乳酸菌EPS 有較好的抗腫瘤效果，還可作為碳源調(diào)節(jié)結(jié)腸中的共生菌群的生長，從而發(fā)揮維持結(jié)腸穩(wěn)態(tài)平衡的作用[34]。Deepak V 等[35]通過細(xì)胞實驗，在常氧和低氧條件下研究EPS 對HCT15 結(jié)腸腺癌細(xì)胞系和CaCo2 細(xì)胞系中不同基因信使

3 小結(jié)與展望

RNA（mRNA）表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)嗜酸乳桿菌的胞外多糖下調(diào)了血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和缺氧誘導(dǎo)因子-1α（HIF-1α）的表達(dá)，并上調(diào)了金屬蛋白酶組織抑制物-3（TIMP-3）、HIF-2α 和血紅素加氧酶-1（HO-1）的組織抑制劑的表達(dá)，上調(diào)了纖溶酶原激活物抑制物-1（PAI-1）的水平，表明EPS 可能會抑制腫瘤血管生成。幾年后，該團隊[36]通過大鼠實驗，發(fā)現(xiàn)嗜酸乳桿菌的胞外多糖可上調(diào)超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）3 種抗氧化酶以及維生素C 的水平，下調(diào)谷胱甘肽（GSH）水平，有利于提高腸道抗氧化能力，抑制結(jié)腸癌的發(fā)生。

癌癥的傳統(tǒng)治療方法產(chǎn)生的種種副作用促使人們迫切尋求癌腫的輔助療法；而腸道微生物未來有望成為輔助治療癌癥的新療法之一。嗜酸乳桿菌可以通過多種機制影響腫瘤細(xì)胞活性，抑制其增殖，誘導(dǎo)其凋亡，對多種癌癥具有預(yù)防和治療作用。然而，在癌癥患者中使用益生菌有利于治療尚未建立權(quán)威指南，對于所需的最低微生物數(shù)量也沒有達(dá)成共識。另外關(guān)于嗜酸乳桿菌的聯(lián)合用藥和胞外多糖方面的研究較少，特別是胞外多糖抗癌機制方面研究比較薄弱。因此，迫切需要加強對嗜酸乳桿菌的抗癌機制研究，并加大對嗜酸乳桿菌聯(lián)合用藥方面的研究力度，以對其抗癌機制形成一個全面、系統(tǒng)的理論，更好的指導(dǎo)臨床用藥。