乳桿菌屬與宮頸癌的研究進展*

王子璇，趙茜茜，高 翔,3，董春楠,3 綜述，賈嫻嫻,3△ 審校

(1.河北醫科大學病原生物學教研室，石家莊 050017；2.河北醫科大學醫學影像學院，石家莊 050017；3.中國醫學科學院消化道微生態藥理毒理學創新單元，石家莊 050017)

宮頸癌是全球第三大最常見的癌癥，也是導致女性癌癥相關死亡的第四大原因[1]。流行病學調查顯示，每年宮頸癌新發病例數約為485 000例，其中全球每年有236 000例死亡，隨著病情的進展，宮頸癌患者往往表現為接觸性出血、非月經期陰道出血及帶下異常等一系列癥狀，嚴重時壓迫輸尿管可以出現尿頻、尿急、輸尿管梗阻等[2-3]。在過去的十年中，宮頸細胞學檢查通常被用來檢測宮頸癌和癌前病變，高危型人乳頭瘤病毒(HR-HPV)的持續感染被認為是主要誘因[1]，早期診斷和適當的治療可以降低癌癥相關死亡的風險。

1 宮頸癌患者陰道菌群特點

微生物群在人類健康和疾病之間的平衡中起著至關重要的作用，微生物群可影響宿主的多種生理功能，尤其是代謝和免疫。定居在陰道的微生物群可以調控宿主的局部黏膜免疫和全身免疫[4]，影響女性生殖系統的健康。

乳桿菌，作為生殖道的優勢菌，已被證明可以拮抗病原微生物感染，并有助于維持健康的陰道微環境。然而，宮頸癌會誘發陰道微生態失衡。經典定義的正常陰道菌群主要由一種或多種乳桿菌組成，占優勢地位的主要包括惰性乳桿菌、格氏乳桿菌、詹氏乳桿菌和卷曲乳桿菌。在病理狀態下，陰道內乳桿菌明顯減少，細菌多樣性升高，厭氧菌種類增多。陰道微生態平衡是動態的、相對的，患者可以從輕微的陰道菌群失調中恢復[5]。陰道菌群失調的持續存在被認為可以誘發婦科癌癥。乳桿菌數量和活性的下降導致厭氧菌過度生長。厭氧菌可以產生有害代謝產物，如亞硝酸，感染HPV的風險也會增加[6]。HR-HPV的持續感染是宮頸癌的重要誘因。感染HPV會降低陰道乳桿菌的豐度，而且，HPV的致癌基因參與乳桿菌抑制宮頸癌細胞生存能力的調控。宮頸上皮內瘤變(CIN)、宮頸癌前病變等疾病狀態下更容易發生細菌性陰道感染。通過調控陰道內乳桿菌的種類及豐度可以在一定程度上阻斷宮頸癌的發生、發展。

女性生殖道是一個相對封閉的空間，陰道菌群主要由厭氧菌和乳桿菌組成，培養陰道菌群的環境條件和營養條件要求較高。分離、培養和鑒定陰道優勢菌具有一定困難。隨著分子生物學及相關技術的迅速發展，變性梯度凝膠電泳、熒光原位雜交等非培養分離技術的應用，對陰道菌群的認識有了重大突破。目前的研究表明，陰道內的細菌在生理條件下保持動態平衡，陰道菌群的失調導致多種婦科疾病，如陰道炎、CIN和宮頸癌等[5-6]。已經證實，加特納菌和念珠菌是誘發宮頸癌的主要細菌[7-8]。研究表明，宮頸癌患者陰道內生殖支原體、需氧乳桿菌、表皮葡萄球菌、腸球菌、大腸桿菌等菌種的菌群豐度與健康對照者不同[5]。16S rRNA基因測序是檢測微生物群落結構和相對豐度的主要方法。女性宮頸癌和癌前病變與惰性乳桿菌和乳酸菌的相對豐度高及詹氏乳桿菌和卷曲乳桿菌的相對豐度低有關[9]。有研究顯示，感染HPV的女性中乳桿菌的豐度較低[9-10]。然而，陰道菌群與宮頸癌之間的因果關系尚未闡明。

2 陰道內乳桿菌對宿主的生理作用

乳桿菌是一類在糖酵解過程中可作為催化劑產生乳酸的細菌。乳桿菌是陰道內正常共生菌之一，在保護女性生殖系統方面發揮著重要作用?？偨Y之前的研究,陰道內的乳桿菌主要通過以下4種潛在的機制發揮其保護作用：(1)防止病原菌黏附到上皮組織。生育期女性的陰道上皮細胞(VECs)具有周期性變化，包括增生、脫皮，并在雌激素和孕激素的作用下修復，在此過程中產生的游離糖原為乳桿菌的生長提供物質和能量。乳桿菌黏附并占據VECs的表面，阻止可以誘導腫瘤的致病菌的黏附和入侵[10-11]。(2)分泌有機酸。乳桿菌通過分解葡萄糖產生有機酸，維持陰道酸性環境，抑制病原菌生長，抵抗病原菌的侵襲。此外，陰道酸性環境有利于維持細菌素和H2O2的活性[12]。(3)分泌多種代謝產物。胞外多糖(EPSs)、乳桿菌分泌的磷酸化多糖和肽聚糖均能抑制惡性腫瘤的增殖[13]。細菌素和表面活性成分可以抑制致瘤物質的產生和病原微生物的生長，也是由乳桿菌分泌，可以直接殺死有害物質，微生物或通過過氧化物酶-過氧化氫-鹵化物殺菌系統起作用。(4)激活免疫系統。乳桿菌影響細胞和體液免疫[4]，一方面，乳桿菌可以促進胸腺來源細胞(T細胞)的增殖和分化。另一方面，乳桿菌作為免疫增敏劑，可以增加骨髓來源細胞(B細胞)的免疫識別和增殖能力。乳桿菌還通過活化巨噬細胞、破壞癌細胞的能量代謝和產生一氧化氮(NO)等方式起作用[14]。考慮乳桿菌拮抗癌癥的重要作用，本文從臨床病例調查和基礎分子機制研究兩方面對宮頸癌和乳桿菌的相關文獻進行了綜合分析和歸納總結，并提供了進一步研究宮頸癌與乳桿菌的幾個方向和策略。

3 乳桿菌在宮頸癌治療中的作用

經過篩選和驗證，選擇近年來發表的25項乳桿菌拮抗宮頸癌或宮頸癌前病變的相關研究。本研究試圖通過回顧相關文獻，使用臨床和實驗研究來闡明乳桿菌與宮頸癌之間的相互作用。實驗研究可為進一步的臨床研究奠定重要基礎，臨床研究可以作為實驗研究的可靠檢驗。

乳桿菌通過調節HPV致癌基因抑制宮頸癌細胞的活力，乳桿菌表達的HPV-16型E7蛋白可通過調節細胞免疫來預防HPV誘導的腫瘤。在一項研究中通過隨機、雙盲、安慰劑對照研究顯示，口服乳桿菌和表達HR-HPV E7的乳桿菌疫苗能夠降低CIN的風險[15]。此外，兩項隨機對照試驗研究支持這樣的假設：LC9018(由熱滅活的干酪乳桿菌YTT9018制備的生物反應調節劑)能夠保護患者免受輻射誘導的白細胞減少癥，不良反應少[9]。利用腫瘤細胞系和動物模型，結合分子生物學技術，如CCK-8試劑盒、Western blot、免疫組織化學、聚合酶鏈反應(PCR)、酶聯免疫吸附試驗等，研究乳桿菌的幾個亞屬在宮頸癌中的作用。結果表明，乳桿菌及其上清液通過調節癌癥相關基因表達和誘導機體免疫應答，拮抗宮頸癌[16]。

4 乳桿菌的其他抑癌途徑

除宮頸癌外，乳桿菌還與其他癌癥類型的增殖和調節有關，如乳腺癌[17]、結直腸癌[18]、胃癌[19]和口腔癌[20]。對其他癌癥的觀察可能為研究宮頸癌中的乳桿菌提供一些啟示。關于乳桿菌在癌癥中的主要觀察結果如下：(1)乳桿菌可以激活和增強免疫細胞如胸腺來源細胞(T細胞)的抗腫瘤作用，自然殺傷細胞(NK)、樹突狀細胞(DC)、吞噬細胞和細胞因子；(2)存在于乳桿菌細胞核中的大量未甲基化二核苷酸重復序列可通過與人細胞表面上存在的特異性受體相結合，從而激活先天性免疫應答；(3)適合在厭氧環境中繁殖生長的乳桿菌可以選擇性地積聚在實體癌的缺氧區域中；(4)乳桿菌可以選擇性地定位于實體癌癥，并且可以用作基因治療和靶向治療的載體[20]。

5 小結與展望

乳桿菌是陰道內的優勢菌，會影響其他細菌的生長。宮頸癌和陰道乳桿菌之間存在復雜的聯系，但是，許多問題值得進一步思考。免疫療法為癌癥的治療提供了廣闊的視角,陰道乳桿菌及其代謝產物會影響宮頸癌患者的免疫功能。雖然人們已經做了很多努力來理解這種效應及其相關機制，但在從陰道微生態系統的失衡如何影響免疫系統進而誘發宮頸癌，并促進宮頸癌的發展這一連串的環節中仍有許多瓶頸問題未解決。以乳桿菌為載體的HPV疫苗有望成為預防宮頸癌的安全有效的新方法。應該及時開展乳桿菌疫苗干預后宮頸癌發生率的前瞻性研究。

乳桿菌抑制多種癌癥類型的細胞增殖[5,21]。大多數研究都集中在乳桿菌和癌癥之間的相關關系，而非因果關系，這種關系背后的機制尚未得到闡明。乳桿菌分泌的許多酶、多肽及乳酸參與激活和調節宮頸癌中重要的信號分子和通路，在未來的研究中有必要進一步闡明其具體的分子機制并構建分子調控網絡。乳桿菌，作為陰道優勢菌，具有較低的毒性和較少的不良反應，安全并且可以用作口服制劑，主要通過調節陰道微生態平衡起作用，乳桿菌單層細胞膜上的S層信號肽易與外源靶蛋白結合[9,22]，這些特性決定了乳桿菌是重組蛋白疫苗的理想載體。此外，乳桿菌在陰道中可以拮抗致病菌及HPV的感染[23]。因此，使用乳桿菌作為載體構建HPV相關蛋白疫苗可以在臨床實踐中獲得良好的抗腫瘤效果。乳桿菌已經顯示出預防和治療宮頸癌的巨大希望[24]。然而，對陰道微生態和乳桿菌的了解還遠遠不夠。在實現乳桿菌在宮頸癌中的臨床應用之前，將需要進行更多的研究。