口腔菌群與胃癌相關性的研究進展

張聚，董強，時永全

0 引言

胃癌作為一種高發癌癥嚴重威脅著人類健康。最新統計數據顯示，2020年胃癌的全球發病率排名第五、死亡率排名第四，當年新增病例超過108萬例，估計死亡76.9萬例，其中將近一半發生在中國[1-2]。大部分胃癌患者直到晚期才會出現明顯的臨床癥狀，所以早期診斷和早期治療是胃癌防治的重點。上消化道內鏡檢查因具有侵入性而無法普及，目前需要更簡便易行的胃癌無創篩查方法。隨著人們對口腔菌群認識的深入，其與胃癌的密切相關性為實現胃癌的早篩早診提供了新的思路和方法?？谇徊蓸泳哂袩o創、便捷、安全等特點，因此闡明胃癌患者的口腔菌群特征及其在胃癌診斷中的價值，具有積極的臨床意義。

1 口腔菌群的一般特征

人類口腔微生物組非常復雜，且以細菌為主，其豐富度和多樣性僅次于腸道[3]。更新于2023年3月18日的擴展人類口腔微生物組數據庫（eHOMD）顯示，口腔細菌多達774種，其中58%是有效命名的，16%未命名但已培養，26%是僅已知但未被培養的?？谇患毦饕谘例X的硬表面和口腔的黏膜表面定植，這些附著于口腔內表面的細菌還會不斷脫落到唾液中[4]。由于不同口腔棲息地的生態異質性，牙齒、牙齦、舌背、舌下、軟腭、硬腭、唾液、頰黏膜等部位的菌落結構也各不相同，它們共同構成了口腔菌群[5-6]。

越來越多的研究表明口腔細菌包括核心菌群和可變菌群[7-10]。核心菌群在絕大部分個體中都是常見的，且保持了相當的數量，可能與口腔健康和基本功能有關[8]?？勺兙簞t因人而異，主要取決于種族遺傳、地理環境、生活方式以及生理差異等因素[10]。有趣的是，隨著時間的推移，可變菌群的特征性會在個體中持續存在，即使在1年后也可以通過其獨特的“微生物指紋”來識別一個人[9]。

正常情況下口腔菌群相互作用并維持著一種動態平衡，有助于人體抵抗外界不良刺激的入侵，從而促進人體健康。由于每天都有大量的口腔細菌及其代謝產物被吞咽入消化道，或通過血液等途徑與其他遠隔臟器聯通，所以口腔菌群失衡不僅會引起齲齒、牙周炎、口腔鱗狀細胞癌等口腔疾患，也與糖尿病、冠心病、肝硬化、食管癌、胃癌、胰腺癌、炎癥性腸病、阿爾茲海默癥、類風濕關節炎等其他系統疾病密切相關[11]。

2 胃癌患者口腔菌群的特征性改變

表1中，我們詳細總結了近年來胃癌患者口腔菌群特征相關研究的特點和結果。相對于口腔的其他部位，舌苔和唾液樣本比較受研究者的青睞。無論是舌苔菌群還是唾液菌群，和對照組相比胃癌患者都發生了顯著改變。Huang等[18]對99例胃癌、93例萎縮性胃炎和101例非萎縮性胃炎患者的唾液樣本進行分析發現，胃癌患者唾液中鏈球菌屬、未分類的鏈球菌屬、雙歧桿菌屬含量明顯增加，而梭桿菌屬、嗜血桿菌屬、奈瑟菌屬等9個細菌屬則相對減少。有5項研究分別基于各自表征的胃癌患者及對照組的口腔細菌特征建立了胃癌診斷/排除模型[13-15,17-18]。在內部驗證的過程中這些模型表現出了很好的診斷效能，然而遺憾的是研究者們都沒有進行外部驗證。Chen等[19]運用數字液滴PCR技術分別對胃癌、萎縮性胃炎、非萎縮性胃炎以及胃息肉患者唾液中具核梭桿菌的豐度進行了定量分析，結果提示胃癌患者唾液中具核梭桿菌的含量顯著增加，并且ROC曲線分析表明唾液具核梭桿菌可以較好地診斷胃癌，其敏感性為73.33%、特異性為82.14%、曲線下面積為0.813，顯著優于CEA、CA19-9、CA72-4等傳統血清標志物?？傊?，這些研究表明胃癌患者口腔菌群發生了顯著改變，而且口腔菌群具有作為胃癌無創篩查診斷標志物的潛力。

表1 胃癌患者口腔菌群相關研究的特點與結果Table 1 Characteristics and results of studies on oral bacteria in patients with gastric cancer

然而這些研究結果之間卻存在著很大的差異甚至有相悖之處。比如Hu[12]、Wu[13]、Xu[14]等的研究均表明胃癌患者舌苔菌群的α多樣性降低，而另一項更大樣本量的研究則提示胃癌患者的舌苔菌群更為豐富[15]。Sun等[17]分析了唾液與牙菌斑混合樣本的菌群多樣性，發現胃癌患者口腔菌群更為復雜，而Huang等[18]的研究則表明胃癌患者唾液菌群α多樣性顯著降低。與對照組相比胃癌患者舌苔中放線菌門是富集或者減少，也有兩項研究得出了不同的結論[12,14]。如前所述口腔菌群本身可受多種因素的影響，另外采樣方法、樣本儲存、核酸提取、16s rRNA基因靶區擴增、平臺測序等過程的不一致都可能導致上述差異的存在。此外，目前關于胃癌患者口腔菌群特征的分析主要是在門和屬這個兩層級，這與16S rRNA基因測序技術的分辨率有關[20]。更精確的口腔細菌鑒定分級和獨立的隊列驗證是未來探索胃癌患者口腔菌群特征以及利用口腔菌群進行胃癌篩查相關研究的重點和突破。

3 口腔菌群促進胃癌的發生發展

3.1 口腔菌群失調是胃癌的危險因素

Salazar等的研究表明口腔健康狀況不佳與胃癌癌前病變正相關[21]，隨后該團隊又進一步證明了牙周病原體定植增加和口腔細菌多樣性降低是胃癌癌前病變的重要危險因素[22]。一項在瑞典人群中開展的前瞻性隊列研究發現牙齒缺失、義齒相關損害等口腔健康不良表現與胃癌風險增加有關，并且這種風險在年齡較小的人群中最高，并隨著年齡的增長而降低[23]。而口腔健康狀態不良通常是口腔菌群失調的重要臨床表現。

最近報道的一項大規模的前瞻性研究中[24]，研究者預先采集三個不同種族受試者的口腔樣本，然后進行了長達10年左右的隨訪觀察，最后將隨訪人群中的發生胃癌者與非胃癌者進行匹配，并應用宏基因組測序技術對其前期口腔微生物的一般特征和代謝功能進行分析比較，以調查口腔微生物組與胃癌風險之間的關系。該研究表明口腔微生物群的α多樣性增加與胃癌風險降低有關，這在亞洲人群中尤為顯著。研究者又進一步揭示了與胃癌風險增加相關的五個口腔細菌分類群，包括變形桿菌門下的β桿菌綱、奈瑟菌目、奈瑟菌科和黏膜奈瑟菌以及擬桿菌門中的胸膜炎普氏菌。此外，微生物三羧酸循環Ⅱ和Ⅶ途徑豐度的增加以及四個己糖醇代謝相關微生物基因家族和代謝途徑豐度的降低與胃癌風險的增加相關。

3.2 胃癌組織中口腔來源細菌的含量顯著升高

幽門螺桿菌是主要在人的胃內定植，是胃癌的Ⅰ類致癌因子。它的致病機制得到了充分的研究和肯定[25]。隨著分子生物學技術的發展，研究者發現人類胃中有大量幽門螺桿菌以外其他細菌的存在，而且這些定植在胃內的細菌對胃癌發生發展也起到了重要的作用[26]。很多研究證實這些與胃癌密切相關的胃菌群大部分是口腔來源的。

Sung等[27]的研究表明根除幽門螺桿菌以后，胃黏膜內獨特的口腔細菌集群與萎縮、腸化的出現和持續存在有關，具體包括消化鏈球菌屬、鏈球菌屬、微單胞菌屬、普雷沃菌屬、羅氏菌屬和顆粒鏈菌屬。Coker等[28]揭示了口腔菌群在胃癌組織中的顯著富集及其在胃癌微生物網絡里的中心作用。Hu等[29]的研究也表明胃癌組織中最具代表性的菌群與通常在口腔中定植的共生菌或機會性病原體相對應，包括奈瑟菌屬、擬普雷沃氏菌屬和聚集桿菌屬等。最近的一項研究對9個人類胃微生物群公共數據集進行了薈萃分析，以表征與胃癌組織學階段相關的胃微生物組的一致變化[30]。為了研究口腔微生物在胃癌中的作用，作者根據人類口腔微生物組數據庫（HOMD）對所有胃樣本的序列進行分析，結果表明80%已經明確的胃癌組織富集細菌是潛在的口腔微生物。與胃炎和腸化生相比，口腔源性微生物更傾向于在胃癌組織中富集。為了去除幽門螺桿菌優勢造成的模糊效應，作者又從分析中刪除了幽門螺桿菌序列，發現與所有癌前階段相比胃癌組織中口腔細菌的多樣性、相對豐度和比例更高。這充分說明了口腔菌群可以移位進入胃內定植并影響胃癌的發生發展。

3.3 口腔細菌促進胃癌發生發展的潛在機制

口腔菌群的失調、移位是其引起胃癌的首要條件。然而，異位到胃內的口腔源性細菌是如何促進胃癌發生發展的，又有哪些口腔細菌特異性地導致胃癌，人們對此仍缺乏了解。Sun等討論總結了口腔微生物誘發人體癌變的潛在機制，具體包括過度炎性反應、宿主免疫抑制、促進惡性轉化、抗凋亡活性和致癌物質的分泌等途徑[31]。在大量口腔潛在致病菌群中具核梭桿菌、牙齦卟啉單胞菌被證實是可以明確致癌的。尤其是具核梭桿菌可以通過多種機制參與口腔癌、結直腸癌、食管癌、胰腺癌、胃癌等多種癌癥的發生發展[31-32]。

Zhou等揭示了具核梭桿菌誘導的中性粒細胞轉錄失調在胃癌發生中的生物學機制[33]。其研究表明具核梭桿菌誘導的中性粒細胞轉錄激活可能通過JB1、EHD1、IER2、CANX和PH4B等基因參與胃癌的發生，可能的關鍵功能機制包括膜結合細胞器和細胞內運輸的功能障礙以及轉錄因子（ER71和Sp1）、miRNAs（miR580和miR155）的調節。Liu等證明了定植在胃癌組織中的具核梭桿菌與患者內臟靜脈血栓形成、血小板-淋巴細胞比率（PLR）升高和淋巴細胞絕對計數降低顯著相關，并用多變量Cox模型證實了具核梭菌的定植是影響胃癌預后的獨立危險因素[34]。Chen等在體外用具核梭桿菌感染胃癌細胞系（AGS和MKN-28 c），隨后進行的Transwell侵襲實驗和細胞劃痕實驗都證實了具核梭桿菌與胃癌細胞侵襲和遷移相關[19]。Western blot分析顯示具核梭桿菌感染降低了上皮標志物（如E-cadherin）的表達，而間充質表型相關分子（如N-cadherin、vimentin和snail）的表達則相應增加。這進一步表明具核梭桿菌可能是通過加速上皮-間充質轉化過程來促進胃癌轉移的。

4 小結

在我國，上消化道腫瘤尤其是胃癌的早期診斷和治療仍面臨著巨大的壓力和挑戰。隨著高清放大內鏡及染色技術的發展，上消化道內鏡檢查及內鏡下治療成為了實現胃癌早診早治的有效手段。但是由于內鏡檢查具有侵入性，而且經濟成本高、技術難度大，短時期內還不能廣泛普及和接受。研究胃癌患者口腔菌群特征，并將其作為生物標志物開發出無創、易行且廉價的胃癌檢測方法，從而篩查出胃癌患者或高危人群進行針對性的內鏡檢查是極具發展前景的，因為這將大幅提高胃癌的早期檢出率。此外，進一步篩選出參與胃癌發生發展的特異性口腔細菌并闡明其致癌機制，或許未來能像根除幽門螺桿菌一樣去除胃癌發生發展的其他重要危險因素并在胃癌的藥物治療上有新的突破。

當前胃癌與口腔菌群關系的研究主要聚焦在二者的相關性上，且多為小樣本量的觀察性研究，其樣本采集、菌群分析等過程也存在著明顯的差異。未來的研究應該充分考慮口腔菌群的潛在影響因素并使用統一的標準流程和更高分辨率的微生物基因測序分析技術，以減少不同研究之間的異質性，實現對胃癌相關的口腔細菌進行“種”層級的精確鑒定。未來仍需多中心、大樣本量的前瞻性研究深入探索胃癌與口腔菌群因果關系，進一步闡明胃癌的發生發展機制，從口腔菌群著手為胃癌的預防、診斷、治療、預后評估等提供新的依據。

利益沖突聲明：

所有作者均聲明不存在利益沖突。