周 鋮,劉 力,趙唯含,寇小妮,張大鵬,劉芳芳
1.陜西中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院,陜西 咸陽 712000;2.陜西中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院消化一科;3.陜西中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院肝病二科
人體擁有一個龐大的微生物生態(tài)環(huán)境,消化道則是這種共生環(huán)境的主要構(gòu)成部分,其微生物種類可達到3萬種,并且微生物基因數(shù)量超過人類基因組的數(shù)量級[1]。微生物與宿主人體在生存中達到一種平衡,大多數(shù)微生物參與人體的相關(guān)代謝,可以幫助消化、促進維生素的合成、刺激腸道免疫系統(tǒng)的發(fā)展、與上皮細胞共同構(gòu)成防止病原體入侵的內(nèi)在屏障[2-3]。口腔與腸道相通,均包含龐大的微生物群落,菌群具有同源性,口腔菌群失調(diào)的原因不僅僅是消化道內(nèi)細菌負荷傳遞,在結(jié)腸、直腸的病變上,更可能是腸道菌群代謝物以主動吸收及破壞上皮屏障等方法,通過血液或淋巴循環(huán)對口腔的靶向影響,因此口腔菌群在消化疾病的發(fā)生、發(fā)展中不可忽視[4]??谇痪鹤兓子跈z測,且肉眼即能觀察到舌苔的變化,通過研究菌群失調(diào)與消化疾病發(fā)生的重要機制,了解口腔菌群與消化疾病的相關(guān)性,可以為消化疾病的診斷提供新的思路,在中醫(yī)舌診的現(xiàn)代化方面也有重要意義。
口腔微生物群至今共發(fā)現(xiàn)29門365屬,其中最豐富的微生物群主要有蛋白菌、厚壁菌、擬桿菌、放線菌、梭桿菌和TM7。在屬水平上,鏈球菌屬、奈瑟菌屬、普氏菌屬、放線桿菌屬和韋氏桿菌屬的相對豐度較高[5]。這些豐度較高的菌群具有特定的表面配體,與唾液中的糖蛋白結(jié)合,以選擇性的方式定植在口腔中[6]。鄰近的口腔微生物在人體代謝上相互作用,協(xié)同分泌糖蛋白或酶等物質(zhì),更有效地代謝糖類、脂肪和蛋白質(zhì)[7]。He等[8]在進行體外口腔菌群的競爭試驗中顯示,口腔微生物群落對外來細菌(大腸桿菌、乳酸桿菌等)的繁殖表現(xiàn)出拮抗作用,競爭并抑制外來細菌的生長,這也是能保持口腔菌群穩(wěn)態(tài)的重要原因。通過分析口腔微生物群落數(shù)量和組成的變化,可以揭示疾病與微生物變化之間的關(guān)系,為疾病的防治提供有力的理論依據(jù)。
2.1 口腔菌群與食管疾病口腔與食管在解剖位置上緊密相連,不僅菌群種類豐度具有極大的相似性,且食管疾病所導致菌群的變化也能較快地表現(xiàn)在口腔中[5]。Barrett食管患者的口腔菌群中硬壁菌相對豐度增加,變形桿菌減少,且唾液中勞托利亞菌(伯克氏科細菌屬)及鏈球菌作為檢測對象,在鑒別診斷上能達到較高的準確性[9]。多項前瞻性研究表明,食管癌患者在口腔菌群的表現(xiàn)具有差異性,口腔菌群的多樣性明顯降低,食管腺癌(esophageal adenocarcinoma,EAC)的發(fā)生與福賽斯坦納菌密切相關(guān),而勞托利亞菌、心桿菌屬、棒桿菌屬、消化球菌的減少在食管鱗狀細胞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)中特異性較高[10-11]。在臨床上,患有凝血障礙、心肺疾病的患者并不適合食管內(nèi)鏡檢查,唾液檢測作為非侵入性試驗,準確率高,可作為診斷食管疾病的主要方法之一[12]。
2.2 口腔菌群與胃部疾病胃內(nèi)長期的高酸環(huán)境及各種抗菌酶,使得大多數(shù)微生物在胃內(nèi)不易定植,且腸道的細菌負荷無法向上消化道如食管、口腔傳導,在門水平上,包括放線桿菌、擬桿菌、厚壁菌、梭桿菌和變形桿菌構(gòu)成了胃內(nèi)的主要微生物群[13]。胃部疾病的發(fā)生通常與幽門螺桿菌(Helicobacter pylori,H.pylori)感染有關(guān),其可沿食管向上部定植,從而發(fā)生口腔H.pylori感染。Ansar等[14]發(fā)現(xiàn),口腔中感染H.pylori的患者,出現(xiàn)胃食管反流病(gastroesophageal reflux,GERD)、食管括約肌松弛癥、十二指腸炎及十二指腸潰瘍的概率顯著增加。在GERD發(fā)生后,口腔紅斑出現(xiàn)、腭黏膜損傷、唾液腺功能改變,口腔內(nèi)微生物環(huán)境發(fā)生變化,口腔念珠菌病的患病率增加[15]。幾項對胃癌患者口腔菌群檢測的研究發(fā)現(xiàn),奈瑟菌和嗜血桿菌顯著減少,變形菌門的數(shù)量也明顯降低[16]。Wu等[17]將胃癌患者分為非賁門癌組與賁門癌組,在檢測口腔菌群后發(fā)現(xiàn),與正常人群相比,兩組患者口腔菌群的α多樣性與β多樣性降低,門水平上,非賁門癌組硬壁菌豐度較高,擬桿菌豐度較低,硬壁菌/擬桿菌呈現(xiàn)高數(shù)值,但這一特點在賁門癌患者中并未出現(xiàn),賁門癌患者口腔中營養(yǎng)缺陷菌屬、韋榮球菌屬顯著增加。對于無法耐受胃鏡的人群,口腔菌群可以作為胃癌早期檢測或風險評估的生物標志物。
2.3 口腔菌群與肝膽疾病口腔菌群與腸-肝軸的關(guān)聯(lián)性近幾年不斷被強調(diào),肝臟受門靜脈循環(huán)系統(tǒng)的影響,接受著從腸道吸收的各種代謝物質(zhì),腸道微生物的紊亂可使腸道屏障出現(xiàn)通透性的改變,肝臟可能受到來自腸道更多毒力因素的作用[18]。但肝臟也能通過分泌膽汁酸和免疫球蛋白IgA抗體等方式影響近端及遠端口腔菌群,對菌群種類的控制起著重要的調(diào)節(jié)作用,這就是口-腸-肝軸存在的重要體現(xiàn)[4]。多項研究表明,牙周炎與非酒精性肝病、肝硬化、肝癌及肝移植并發(fā)癥的發(fā)生、發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系,血清中谷丙轉(zhuǎn)氨酶較高的人群更易得牙周炎,肝硬化患者牙周狀況比健康人群差,更易出現(xiàn)牙菌斑和牙結(jié)石,并且牙周治療可能會使肝功能的某些指標得到改善[19-20]。肝硬化患者唾液中毛螺菌科、瘤球菌科及梭菌科數(shù)量減少,腸桿菌科數(shù)量增加,唾液中內(nèi)毒素和內(nèi)毒素結(jié)合蛋白的含量明顯高于正常人[21]。肝癌患者舌苔微生物群與健康人群也有明顯區(qū)別,這些微生物群多與鎳鐵轉(zhuǎn)運、氨基酸轉(zhuǎn)運和能量代謝有關(guān),其中巴氏桿菌科、鏈球菌科、假單胞菌科較正常人群減少,梭桿菌科、鉤端螺旋菌科、放線菌科較正常人增加[22-23]。隨著口-腸-肝軸不斷深入的研究,通過調(diào)節(jié)口腔及腸道菌群來緩解肝損傷,將會成為今后治療肝病的重要方法之一。
2.4 口腔菌群與胰腺疾病慢性胰腺炎是常見的胰腺疾病之一,長期的炎癥浸潤將導致腸道通透性增加、細菌過度生長,從而引發(fā)繼發(fā)性感染和內(nèi)毒素血癥,急性發(fā)病時,血、尿淀粉酶具有高度特異性[24]。胰腺癌是消化道死亡率較高的癌癥,確診后的半年存活率僅有50%,CA199、CEA等腫瘤標志物缺乏足夠的敏感性和特異性,只能作為參考的指標[25]。目前諸多的研究均致力于口腔菌群在胰腺癌診斷上的應用。與健康人群相比,胰腺癌患者口腔中的嗜血桿菌、卟啉單胞菌、纖毛菌和梭桿菌的豐度變化較大,具有特異性[26-27]。唾液中輕鏈球菌及長奈瑟菌的豐度變化可作為鑒別胰腺癌和慢性胰腺炎的依據(jù)[28]。牙周病患者胰腺癌的患病率顯著高于健康人群,并與牙齦卟啉單胞菌抗體的升高呈正相關(guān),而與梭桿菌門的豐度增加呈負相關(guān)[29]。另外,Risch等[30]發(fā)現(xiàn),H.pylori感染將增加胰腺癌的患病率。這些檢測將有助于胰腺癌的早期篩查、病因預防及二級預防。
2.5 口腔菌群與腸道疾病口腔與腸道均擁有著各自穩(wěn)定的微生物群落,兩者雖然在解剖位置上距離較遠,但可以通過消化道的菌群傳導及釋放細胞因子互相影響。Francavilla等[31]在腸炎患兒唾液中的菌群進行16s rRNA基因分析,發(fā)現(xiàn)在厚壁菌門中,血鏈球菌、芽孢菌、毛螺菌科豐度增加,在擬桿菌門中,牙髓卟啉單胞菌、普氏菌屬豐度增加。炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)在全球的發(fā)病率正逐年增加,基因及先天免疫系統(tǒng)異常已無法全面解釋其病因,近年腸道微生物群失調(diào)成為該病的研究重點[32]。與健康人群相比,IBD患者的韋榮球菌屬及普氏菌屬豐度增加,而鏈球菌屬及嗜血菌屬相對豐度減少[33]。IBD患者糞便溶菌酶水平明顯升高,而唾液溶菌酶水平明顯低于健康人群,與潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)及健康人群相比,克羅恩病(Crohn’s disease,CD)的口腔微生物群多樣性的降低更加明顯,梭桿菌與厚壁菌減少具有特異性[34]。結(jié)直腸癌(colorectal cancer,CRC)是全球患病率第三的惡性腫瘤,在我國的發(fā)病率也逐年升高,腸鏡與活檢雖然能及早發(fā)現(xiàn)并定性原發(fā)灶,但由于腸道準備、內(nèi)鏡操作可能使患者帶來一定痛苦,我國40歲之前的腸鏡普及率仍未到達一半[35]。Flemer等[36]發(fā)現(xiàn),CRC患者的口腔菌群中具核梭桿菌、消化鏈球菌、細小單胞菌的變化具有獨特性。多項研究也印證了這一發(fā)現(xiàn),口腔具核梭桿菌通過調(diào)節(jié)癌細胞的自噬而促進CRC對化療的耐受,在CRC的發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用[37-39]??谇晃⑸镌谝欢ǔ潭壬嫌绊懩c道微生物的發(fā)育,通過對IBD、CRC與其他疾病之間口腔微生物群的進一步研究及比較,將為發(fā)現(xiàn)IBD、CRC特有的非侵入性生物標志物提供重要信息。
中醫(yī)舌診起源甚早,在《內(nèi)經(jīng)》中就已指出,“舌為心之苗……脾之外候……”經(jīng)過2 000多年的經(jīng)驗積累,中醫(yī)舌診的理論體系逐漸完善,形成了望舌苔而知病邪性質(zhì)、病位深淺、邪正消長,望舌質(zhì)而知臟腑虛實、氣血盛衰,司外揣內(nèi)、見微知著的中醫(yī)診斷特色。在中醫(yī)學上,舌苔由胃氣上蒸所生;在現(xiàn)代醫(yī)學中,舌苔主要由舌乳頭與填嵌在其間隙內(nèi)脫落的角化上皮細胞構(gòu)成,舌中唾液、食物碎屑和滲出的白細胞可稍改變舌苔形態(tài)。隨著高通量測序16s rRNA技術(shù)的成熟,舌苔的微生物學基礎逐漸被明確。由于口腔中各部位的環(huán)境具有差異,微生物群也存在差異,如擬桿菌在唾液中含量較豐富,梭狀芽胞桿菌聚集在舌背,黃桿菌在牙齦菌斑中的數(shù)量較多[5]。舌苔表面也具有固定的微生物群,若感染、炎癥反應導致口腔菌群的穩(wěn)態(tài)遭到破壞,舌苔也隨著口腔菌群的改變而出現(xiàn)不同特征,形成了中醫(yī)舌苔的不同分型。Han等發(fā)現(xiàn),CRC、肺癌及胃癌由于舌苔微生物的不同,在舌苔上的厚薄程度具有差異性[40]。口腔念珠菌病可見口腔中成片的白色斑塊,頰黏膜和軟腭可見酵母和菌絲的形態(tài),在中醫(yī)舌苔的診斷則多為地圖舌,白膩腐苔[41]。中醫(yī)學中舌苔的分型眾多(薄白苔、薄黃苔、白膩苔、黃膩苔等),在疾病的鑒別上具有獨到優(yōu)勢,若能找出舌苔分型與微生物變化之間的規(guī)律,可使中醫(yī)舌診在疾病的診斷上更具客觀化與現(xiàn)代化。
隨著微生物學、代謝學領(lǐng)域的技術(shù)進步,復雜的口腔微生物群落與消化疾病的聯(lián)系慢慢揭開。諸多研究表明,口腔菌群的變化在消化疾病的發(fā)生、發(fā)展中有足夠的敏感性和特異性,口腔菌群的檢測可能成為疾病診斷的熱門研究方向。然而,了解不同疾病口腔微生物的組成只是初步階段,這些組成變化確實有助于疾病的診斷及對預后的判斷,但未了解特定微生物群變化的意義,所以探尋這些微生物群的相互作用及對人體的影響才是研究的深層次方向,而以特定菌群為目標對口腔微生物群進行的調(diào)整,將來可能成為疾病的治療方案之一。目前,關(guān)于口腔菌群與消化疾病的聯(lián)系性尚有幾個問題亟需解決:(1)鑒于口腔微生物種類繁多,建立口腔微生物綜合數(shù)據(jù)庫,對于研究口腔菌致病具有重要的參考意義;(2)目前口腔菌群紊亂導致消化性疾病的發(fā)病機制仍不明確;(3)一部分研究的結(jié)果并不一致,這可能是由于所使用的技術(shù)、標準化方法、樣本量的差異,需要多中心、更大樣本量的臨床研究。綜上所述,口腔菌群檢測如唾液檢測的廣泛應用,還需要不斷探索與努力。