腸道微生物與卵巢癌關(guān)系的研究進展①

俞亞媛 熊藝菲 譚布珍

(南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院,南昌330006)

卵巢癌是婦科三大惡性腫瘤之一，發(fā)病率僅次于子宮頸癌和子宮內(nèi)膜癌，死亡率卻位于婦科惡性腫瘤首位。由于其進展隱匿且缺乏有效的篩查手段，確診時大多已處于晚期，五年生存率僅25%～30%[1]。腸道微生物種類繁多，數(shù)量龐大，能合成多種人體生長發(fā)育所必需的維生素，能利用蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)物合成必需氨基酸，還能促進各種礦物質(zhì)的消化和吸收。作為一個長期以來被忽略的重要“器官”，人們逐漸明確，腸道和腸道微生物的配合，可能是人體免疫力產(chǎn)生的源泉之一[2，3]。腸道微生物對卵巢癌發(fā)生的作用及其作用機制，是近年來研究的熱點方向。目前越來越多的證據(jù)表明腸道微生物與卵巢癌發(fā)病有密切的相關(guān)性。

1 腸道微生物概況

1.1腸道微生物的組成 人體內(nèi)有兩個基因組：一個是來自于父母的基因組，編碼大約2.5萬個基因；另一個是出生后才進入人體的，尤其是以腸道內(nèi)多達1 000多種共生微生物為代表的“元基因組”[4]。腸道微生物數(shù)量達人體自身細胞10倍以上，編碼基因達人類基因組150倍[5]。因此越來越多的學(xué)者意識到，腸道微生物在人體內(nèi)扮演著重要的角色，但人類對自身體內(nèi)存在的數(shù)量龐大的腸道微生物幾乎一無所知。腸道微生物大致可以分為：有益菌、有害菌和中性菌。在長期進化過程中，經(jīng)過個體選擇與適應(yīng)，這些腸道微生物與宿主相互依賴、相互制約，共同維持了腸道微生態(tài)的動態(tài)平衡。而有研究指出，體魄強健的人腸道內(nèi)有益菌的比例高達70%，普通人則為25%，便秘人群為15%，而癌癥患者僅為10%，這暗示了腸道微生物的組成與人體健康存在著重要聯(lián)系。

1.2腸道微生物的生理功能 早期研究中，腸道微生物的生理功能更多的被認為與消化、吸收有關(guān)，如腸道微生物能幫助人體消化、代謝和吸收各類營養(yǎng)物質(zhì)。隨著研究的深入，人們逐漸發(fā)現(xiàn)腸道微生物發(fā)揮著遠比消化、吸收重要的作用。首先，腸道微生物的自身屏障作用和對機體免疫系統(tǒng)的促進作用共同構(gòu)成了人體重要的保護機制[6]，能有效防止病原菌入侵人體、抑制病原菌在腸道內(nèi)繁殖。其次，多項研究表明，腸道微生物與代謝性疾病有著重要的聯(lián)系[7]，腸道微生物失衡可能是肥胖[8]、糖尿病[9]等多種代謝性疾病的病因之一。最后，腸道微生物在動脈粥樣硬化[10]、自身免疫性疾病[11]、癌癥[12]等其他多種疾病中亦發(fā)揮了重要的作用。

2 腸道微生物與卵巢癌的發(fā)生

卵巢癌病因不明，可能與環(huán)境、生殖、行為和遺傳因素等共同作用有關(guān)，同時腸道微生物也與卵巢癌的發(fā)生密切相關(guān)。女性體內(nèi)雌激素主要由卵巢合成和分泌，對全身各系統(tǒng)均有重要的調(diào)節(jié)作用，現(xiàn)已有實驗研究證明腸道微生物會影響雌激素代謝及其相關(guān)疾病[13]。當(dāng)向年輕的雌性小鼠移植來自成年雄性小鼠的正常腸道微生物時，它們的睪酮水平升高了，這表明動物的性別決定了腸道微生物的組成，進而影響了性激素的水平[14]。Flores等[15]利用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS)和16rRNA基因-焦磷酸測序技術(shù)對25名男性、7名絕經(jīng)后婦女和19名絕經(jīng)前婦女的尿液和糞便樣本進行了檢測分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)25名男性和7名絕經(jīng)后婦女的非卵巢雌激素與糞便微生物的豐度和多樣性有直接聯(lián)系，腸道微生物可能經(jīng)肝腸循環(huán)影響了形成非卵巢雌激素的相關(guān)條件，從而影響了雌激素的代謝。Fuhrman等[16]隨機抽取了60名近期未服用抗生素或激素、無癌癥、無胃腸道病史的健康絕經(jīng)后婦女，應(yīng)用16rRNA基因-焦磷酸測序技術(shù)對該60名女性的糞便樣本進行檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)腸道微生物多樣性豐富的女性具有更高的羥基化雌激素代謝產(chǎn)物。實驗表明絕經(jīng)后婦女的糞便微生物會影響體內(nèi)雌激素及其代謝產(chǎn)物的含量。

腸道微生物調(diào)節(jié)雌激素代謝的機制仍不明確。有學(xué)者認為，腸道微生物可產(chǎn)生β-葡萄糖醛酸酶，后者能阻斷雌激素與葡萄糖醛酸結(jié)合從而減少雌激素的失活，即增加了體內(nèi)雌激素的含量[17]。而雌激素對卵巢上皮細胞具有調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄活性和促進其有絲分裂的作用，有利于卵巢上皮腫瘤的形成。同時，高活性的β-葡萄糖醛酸酶可能會誘導(dǎo)前致癌物成為近致癌物，導(dǎo)致雌激素相關(guān)疾病的發(fā)生，如卵巢癌、乳腺癌等[18]。此外，慢性炎癥學(xué)說也被提出來解釋腸道微生物、炎癥及卵巢癌之間的關(guān)系[19]。

雖然國內(nèi)外實驗都證實了腸道微生物會影響體內(nèi)雌激素含量，但是腸道微生物調(diào)節(jié)雌激素水平的機制，以及哪些腸道微生物在這一過程中發(fā)揮主要作用仍需進一步深入研究[20]。且由于卵巢癌的發(fā)生是一個多因素共同作用的結(jié)果，需要從更多方面闡明腸道微生物與卵巢癌發(fā)生的關(guān)系。以期待利用調(diào)節(jié)腸道微生物來調(diào)節(jié)雌激素水平及其相關(guān)疾病的發(fā)生。

3 腸道微生物與卵巢癌的發(fā)展

卵巢癌早期無或僅有輕微癥狀體征，不易察覺，偶有在行婦科檢查時發(fā)現(xiàn)，但卵巢癌增殖迅速，轉(zhuǎn)移率高，一旦發(fā)現(xiàn)，約2/3患者就診時已屬晚期，治療效果不佳，且卵巢癌易復(fù)發(fā)，需長期隨訪和復(fù)查，這使得卵巢癌患者常預(yù)后不良[21]。

3.1腸道微生物、雌激素與卵巢癌的發(fā)展 如上所述，腸道微生物會影響體內(nèi)雌激素水平，實驗研究和流行病學(xué)調(diào)查進一步發(fā)現(xiàn)雌激素水平不僅會影響卵巢癌的發(fā)生，同時能夠影響卵巢癌的增殖、生長和轉(zhuǎn)移。Laura等[22]利用腺病毒建立了兩組卵巢癌型小鼠模型，使小鼠出現(xiàn)低分化卵巢癌，繼而分別給予雌二醇(E2)和對照安慰劑治療。結(jié)果發(fā)現(xiàn)安慰劑治療對疾病沒有影響，而E2治療改變了卵巢癌的病理生理，卵巢癌柱狀增生增多，發(fā)病更早，腫瘤數(shù)量更多，整體生存時間更短。實驗表明雌激素在卵巢癌癌前病變及卵巢癌的發(fā)展過程中具有重要的促進作用。Guillermo等[23]為進一步了解雌激素促進卵巢癌進展的作用機制，進行了體外細胞實驗。對雌激素受體、孕激素受體陽性的細胞株HeyA8、細胞株SKOV3ipl、小鼠內(nèi)皮細胞和雌激素受體陰性、孕激素受體陽性的細胞株2774EOC共同使用了一定劑量的雌二醇。結(jié)果發(fā)現(xiàn)雌激素受體陽性的細胞株黏附和遷移能力增強，而雌激素受體陰性的細胞株2774EOC無明顯變化。表明雌激素的作用與雌激素受體的表達有直接關(guān)系[24]，且雌激素具有增強細胞黏附和遷移的作用，這將有助于卵巢癌的轉(zhuǎn)移和定植。大多數(shù)學(xué)者認為，在卵巢癌形成后，雌激素會通過某些基因、因子或?qū)β殉舶┠[瘤微環(huán)境的調(diào)節(jié)影響卵巢癌的增殖、生長和轉(zhuǎn)移[25]。

3.2腸道微生物與卵巢癌惡病質(zhì) 卵巢癌早期無特異性癥狀，主要表現(xiàn)為腹脹、腹部腫塊及腹水，晚期卵巢癌生長迅速，癌細胞從人體固有的脂肪、蛋白質(zhì)奪取營養(yǎng)構(gòu)建自身，使機體失去了大量營養(yǎng)物質(zhì)，患者表現(xiàn)為明顯消瘦，嚴重貧血等卵巢癌晚期惡病質(zhì)癥狀，給患者帶來了極大的痛苦。腸道微生物可通過多種途徑導(dǎo)致卵巢癌惡病質(zhì)的發(fā)生。Klein等[26]根據(jù)腸道微生物和腸道屏障的作用對某些炎癥性疾病的影響做了相關(guān)性研究，認為卵巢癌化療時，腸道屏障功能減弱，腸道微生物易穿過腸上皮易位觸發(fā)免疫系統(tǒng)反應(yīng)導(dǎo)致慢性炎癥的發(fā)生，慢性炎癥會加重免疫系統(tǒng)改變、代謝紊亂、營養(yǎng)不良和惡病質(zhì)。所以良好的腸道屏障作用及正常的腸道微生物組成有助于對抗卵巢癌惡病質(zhì)。此外，Bindels等[27]用“腸道菌群-肌軸”來解釋腸道微生物與惡病質(zhì)的關(guān)系。肌肉萎縮是惡病質(zhì)的典型癥狀，腸道微生物可通過“腸道菌群-肌軸”從正面和負面影響肌肉質(zhì)量，進而影響惡病質(zhì)的發(fā)生。從正面來看，腸道微生物有助于提高氨基酸的生物利用度，這使得機體能夠產(chǎn)生和維持足夠的肌肉質(zhì)量來對抗惡病質(zhì)。從負面來看，多種腸道微生物可激活Toll樣受體(Toll like receptor 4，TLR)，TLR的下游靶點——NF-κB，通過刺激炎性細胞因子的釋放，促進了肌肉的消瘦和萎縮，加重了惡病質(zhì)。Bindels等[28]另一項研究進一步解釋了腸道微生物與惡病質(zhì)之間的關(guān)系。Bindels等[29]對有惡病質(zhì)的白血病小鼠模型與健康小鼠模型進行對比分析，發(fā)現(xiàn)與健康小鼠相比，表現(xiàn)惡病質(zhì)的白血病小鼠模型腸道中的乳酸菌相對豐度更低，而總菌和擬桿菌相對豐度并無明顯差別[1]。更重要的是，在給白血病小鼠模型補充羅伊氏乳桿菌100-23和加氏乳桿菌311476之后，腓腸肌和脛骨表達的萎縮標(biāo)記物及導(dǎo)致惡病質(zhì)的炎性細胞因子均減少了。表明調(diào)節(jié)腸道微生物的組成能改善惡病質(zhì)的發(fā)生，這為緩解疾病晚期惡病質(zhì)的發(fā)生提供了可能。但由于實驗?zāi)Ｐ蜑榘籽⌒∈竽Ｐ停@樣的結(jié)果是否同樣會在卵巢癌小鼠模型上得到，仍需更多實驗加以證實。

4 腸道微生物與卵巢癌的治療效果

卵巢癌病理類型不同，選擇的治療方法就不同，主要治療方法有手術(shù)治療、化學(xué)治療和放射治療等，多用手術(shù)聯(lián)合化療。而接受放化療的患者通常會出現(xiàn)消化系統(tǒng)反應(yīng)。腸道微生物與卵巢癌化療療效之間的關(guān)系在許多動物實驗中已取得了突破性的進展，腸道微生物在卵巢癌治療中的重要地位已在多方面得到了證實[30]。

環(huán)磷酰胺是國內(nèi)卵巢癌化療的一線藥物之一，是抗腫瘤藥物的一種，其治療效果主要是由于其能干擾DNA和RNA合成功能，部分是由于其能刺激抗腫瘤免疫應(yīng)答。Viaud等[31]發(fā)現(xiàn)環(huán)磷酰胺會改變荷瘤小鼠腸道微生物的組成并誘導(dǎo)革蘭氏陽性菌轉(zhuǎn)移到次級淋巴器官，腸道微生物刺激次級淋巴器官，產(chǎn)生了“病原性”T輔助17細胞和記憶性T1細胞，以此提高了環(huán)磷酰胺的療效，而對照組破壞腸道微生物穩(wěn)態(tài)小鼠對環(huán)磷酰胺耐藥，大大降低了環(huán)磷酰胺的療效。這說明腸道微生物的含量、組成、位置和功能會顯著影響癌癥化療療效。此外，Zitvogel等[32]發(fā)現(xiàn)在應(yīng)用環(huán)磷酰胺治療時，小鼠體內(nèi)海氏腸球菌和Barnesiella intestinihominis桿菌由腸道進入了淋巴結(jié)和脾臟內(nèi)，促進了脾臟中T淋巴細胞數(shù)量的增長，有效抑制了腫瘤的生長。實驗表明這種細胞遷移對環(huán)磷酰胺效能的發(fā)揮至關(guān)重要，與環(huán)磷酰胺具有協(xié)同作用。

Iida等[33]進一步分別觀察了免疫治療和鉑類化療這兩種不同治療方法的療效與腸道微生物之間的關(guān)系。以接受抗生素綜合治療的無菌小鼠作為實驗組，以具有正常腸道微生物的野生型小鼠作為對照組，共同接受免疫治療，這種免疫治療是通過促進細胞活素如腫瘤壞死因子的產(chǎn)生來抑制腫瘤的。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對照組相比，實驗組小鼠細胞活素的產(chǎn)生明顯減少，免疫治療療效較對照組減弱。接著對同樣兩組小鼠給予鉑類化療，鉑類化療的療效是由活性氧簇(Reactive oxygen species，ROS)和獨立于腫瘤壞死因子的炎癥介質(zhì)介導(dǎo)的[33]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對照組相比，實驗組小鼠促炎基因表達下調(diào)，ROS產(chǎn)生減少，化療療效明顯減弱。由此可見，卵巢癌治療需要腸道微生物來提供適當(dāng)?shù)奈h(huán)境，良好的腸道微生物種類及組成將有助于提高卵巢癌的治療效果。

值得注意的是，雖然證實腸道微生物會影響卵巢癌的治療效果[12,31,34]，但這并不是終點，利用微生物治療癌癥患者還為時尚早。需要更多的實驗探究是哪些特異性的細菌代謝產(chǎn)物或免疫調(diào)節(jié)分子起到了實質(zhì)性的作用。這樣有助于開發(fā)相應(yīng)的衍生藥物，為接受治療的卵巢癌患者提供了一種延長生存期及提高生活質(zhì)量的新方法。

5 結(jié)語

近年來各界學(xué)者在腸道微生物與卵巢癌關(guān)系的研究上有了很大的進展，是婦產(chǎn)科熱門的研究方向，尤其是在腸道微生物對卵巢癌治療方面的影響。腸道微生物會影響卵巢癌的各個發(fā)展階段，對卵巢癌的預(yù)后有重要影響。但是目前關(guān)于腸道微生物與卵巢癌的關(guān)系大多集中在作用研究上，對作用機制的研究甚少或缺乏系統(tǒng)性的研究，這制約了腸道微生物制劑在臨床應(yīng)用上的進展。繼續(xù)腸道微生物與卵巢癌關(guān)系的研究將為卵巢癌的預(yù)防、檢查、治療等提供新的方法。