口腔微生物和口腔黏膜癌變相關(guān)性的研究進展*

舒 蓉 陳方淳

1 重慶醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院，重慶市 401147； 2 口腔疾病與生物醫(yī)學(xué)重慶市重點實驗室；3 重慶市高校市級口腔生物醫(yī)學(xué)工程重點實驗室

口腔癌是目前世界上最常見的癌癥之一，90%以上為口腔鱗狀細胞癌(Oral squamous cell carcinoma，OSCC)。眾所周知，口腔白斑是OSCC的重要來源。吸煙、飲酒、咀嚼檳榔等是口腔白斑惡變的主要危險因素，另有約15%的口腔癌的發(fā)生未追溯到有上述因素存在[1]。越來越多的文獻支持口腔微生物在內(nèi)的特定微生物和各類癌癥密切相關(guān)[2]?？谇晃⑸锖涂谇火つぐ┳兊年P(guān)系及可能機制也受到重點關(guān)注。本文旨在闡述口腔微生物與口腔黏膜癌變的相關(guān)性及可能致癌機制的研究進展。

1 口腔微生物群落

口腔微生物群落是一個復(fù)雜協(xié)調(diào)又高度多樣化的微生物網(wǎng)絡(luò)，主要包括細菌、真菌和病毒，另外還有種類極少的古細菌[3]?？谇晃⑸锱c宿主之間相互作用，維持著宿主正常的代謝、免疫等過程。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)口腔微生物與口腔及全身其他系統(tǒng)的多種疾病有關(guān)，其中，口腔黏膜癌變與口腔微生物有緊密聯(lián)系。

2 口腔微生物感染與口腔黏膜癌變相關(guān)性的研究

2.1 口腔細菌菌群失調(diào)和口腔黏膜癌變相關(guān)性的研究 口腔中常駐細菌超過700種，使口腔微生物群落成為人體第二大微生物群落。正常情況下，口腔細菌與宿主之間保持平衡的關(guān)系，一旦菌群失調(diào)，可能會促進口腔癌的發(fā)生。有研究采集口腔白斑患者、OSCC患者以及健康人的唾液樣本，通過對16S rRNA基因的V4區(qū)進行高通量測序發(fā)現(xiàn)，OSCC組的擬桿菌及梭桿菌的豐度明顯高于口腔白斑組，而鏈球菌的豐度則明顯低于口腔白斑組；另外，牙齦卟啉單胞菌在健康對照組未被檢出，而在另外兩組中其豐度提高[4]。國內(nèi)有學(xué)者也對16S rRNA測序比較50名口腔頰癌患者病損處黏膜組織和口內(nèi)相對正常黏膜組織之間的微生物群落的組成差異，發(fā)現(xiàn)病損部位細菌的豐度和多樣性明顯優(yōu)于口內(nèi)相對正常的黏膜組織[5]。Bolz等[6]研究表明健康人口腔黏膜表面的主要優(yōu)勢菌為需氧菌，需氧菌與厭氧菌的比例約為2∶1，在口腔黏膜癌前病變患者中二者基本平衡，而在OSCC組則相反。上述研究結(jié)果表明口腔細菌菌群失調(diào)可能和口腔黏膜癌變的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。

2.2 白色念珠菌感染與口腔黏膜癌變相關(guān)性的研究 口腔中絕大多數(shù)真菌感染是由白色念珠菌引起，當機體免疫力下降，可造成感染性增加[7]。有研究對口腔白斑和口腔扁平苔蘚患者病損處及周圍相對正常黏膜中的酵母菌進行培養(yǎng)鑒定，82%的口腔白斑患者檢出酵母菌，而在口腔扁平苔蘚患者中檢出率僅為37%，與健康人群相當；且兩種病損中白色念珠菌是主要的檢出菌[8]。Pina等[9]分析口腔念珠菌性白斑患者的病理組織標本發(fā)現(xiàn)，上皮異常增生的程度與念珠菌的數(shù)量具有顯著相關(guān)性 (P<0.05)，提示念珠菌感染可能在口腔黏膜上皮癌變過程中發(fā)揮著一定作用。有研究提取口腔癌患者和健康人群口腔中的念珠菌，檢出念珠菌將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛的能力，前者明顯強于后者(P=0.01)，而乙醛是世界公認的致癌物質(zhì)[10]。這些研究均提示念珠菌可能有力地促進口腔癌的發(fā)生發(fā)展。

2.3 人類乳頭瘤病毒感染與口腔黏膜癌變相關(guān)性的研究 人類乳頭瘤病毒(HPV)感染可導(dǎo)致上皮內(nèi)瘤變乃至癌癥的發(fā)生，其與OSCC的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。HPV感染和肛門生殖器、口咽癌及相應(yīng)的癌前病變的發(fā)生有確切的關(guān)系[11]。20世紀80年代，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)OSCC組織與宮頸癌組織有相似之處，懷疑HPV感染可能和OSCC的發(fā)生有關(guān)[12]。Mathew等[13]利用PCR技術(shù)檢測OSCC患者的病損涂片,發(fā)現(xiàn)HPV-16和HPV-18的陽性率分別為73.3%、71.1%,57.5%的患者兩者均呈陽性。Reuschenbach等[14]檢測口腔癌患者中HPV DNA呈陽性，檢出率高于健康人群，低于口咽癌患者，且HPV-16的檢出率最高。宮頸癌的發(fā)生發(fā)展依賴HPV的癌基因E6和E7，組成性且持續(xù)性地表達導(dǎo)致惡性病變的發(fā)生[15]。另外，p16INK4A和HPV感染、宮頸上皮內(nèi)瘤變程度正相關(guān)。然而，有文獻報道在HPV DNA陽性的OSCC組織中，癌基因E6/E7的表達僅6%～7%[14]。很多HPV呈陽性的OSCC組織中，p16INK4A呈陰性，在HPV呈陰性O(shè)SCC組織中，卻有高水平的p16INK4A[16]。因此，HPV感染對OSCC發(fā)生發(fā)展的意義仍然存在爭議，需要進一步深入研究。

3 口腔微生物致癌的可能機制

3.1 口腔細菌致癌的可能機制

3.1.1 慢性炎癥的刺激：口腔細菌及其產(chǎn)物刺激炎癥細胞、成纖維細胞和上皮細胞產(chǎn)生多種活性物質(zhì)，如過氧化氫、氧自由基、基質(zhì)金屬蛋白酶等，激活上皮toll樣受體，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子NF-κB易位到細胞核并產(chǎn)生多種細胞因子，造成細胞DNA的損傷。這些促炎、促血管生成的細胞因子如TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8、GM-CSF和VEGF等在細胞生長、侵襲和阻斷腫瘤抑制、免疫狀態(tài)甚至生存方面都有重要作用[17]。如牙齦卟啉單胞菌和具核梭桿菌可以持續(xù)存在于上皮細胞內(nèi)，造成慢性感染并引起炎癥反應(yīng)；另外，它們還可通過系統(tǒng)性地播散，嚴重破壞宿主的免疫應(yīng)答機制，促進癌癥的發(fā)生[18]。

3.1.2 促進細胞增殖及抑制細胞凋亡：細菌造成的慢性感染及其毒性代謝產(chǎn)物通過激活絲裂原活化蛋白激酶信號通路以及干擾細胞周期蛋白D1來干擾細胞增殖和DNA復(fù)制，加大基因突變的可能，從而利于腫瘤的發(fā)生[19]。另外，內(nèi)毒素可以直接造成抑癌基因和原癌基因的突變，從而促進細胞增殖[17]。研究發(fā)現(xiàn)牙齦卟啉單胞菌具有很強的抗凋亡作用，它能激活JAK1/STAT3和PI3K/Akt信號通路及調(diào)控線粒體固有的凋亡途徑，從而達到抗凋亡的作用[20]。

3.1.3 促進細胞的侵襲：牙齦卟啉單胞菌的感染激活ERK1/2-ETS1、p38/HSP27等通路，誘導(dǎo)生成的基質(zhì)金屬蛋白酶-9，降解基底膜和細胞外基質(zhì)，可能利于癌細胞的侵襲和遷移[17]。另外，上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化在OSCC等多種疾病的發(fā)病中起破壞上皮屏障功能的作用。具核梭桿菌感染可通過激活lncRNA/MIR4435-2HG/miR-296-5p/Akt2/Snail1信號通路觸發(fā)該過程，造成上皮完整性的破壞，潛在促進了上皮的惡性轉(zhuǎn)化[21]。

3.1.4 產(chǎn)生致癌物質(zhì)：口腔中某些細菌，如鏈球菌及革蘭氏陽性需氧菌可將乙醇轉(zhuǎn)化為強致癌物質(zhì)乙醛，引起上皮細胞DNA的損傷造成突變[19]。另外，細菌的多種抗原成分刺激巨噬細胞使其產(chǎn)生過量的NO，過量的NO通過硝化、亞硝化和氧化等作用，造成宿主的DNA損傷，促使腫瘤的發(fā)生[22]。

3.2 白色念珠菌致癌的可能機制 白色念珠菌可通過產(chǎn)生致癌代謝產(chǎn)物，造成上皮屏障的破壞和引起免疫炎癥反應(yīng)的途徑導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。

通過亞硝化作用催化前體物質(zhì)亞硝酸鹽、胺類化合物、酰胺類化合物等形成N-亞硝胺化合物，從而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。乙醛是其另一致癌代謝產(chǎn)物，白色念珠菌利用食物中的乙醇和葡萄糖，在相應(yīng)酶的催化下產(chǎn)生乙醛。乙醛主要通過氧化應(yīng)激損傷細胞DNA，干擾正常的細胞周期，增加癌變的可能。另外，乙醛誘導(dǎo)生成的DNA加合物可影響基因的正常復(fù)制，導(dǎo)致點突變和染色體畸變。該加合物還可以影響參與胞嘧啶甲基化和DNA修復(fù)的相關(guān)酶，激活原癌基因和引起細胞周期紊亂，從而誘發(fā)癌癥[23]。

酸性天冬氨酸蛋白酶是白色念珠菌的重要毒力因素，它能降解內(nèi)皮細胞外基質(zhì)以及層粘連蛋白332和E-鈣黏蛋白，利于白色念珠菌的侵襲和全身播散，并可導(dǎo)致上皮異常增生、協(xié)助腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移[24]。念珠菌素是由白色念珠菌產(chǎn)生的一種溶細胞毒素，該毒素和黏附宿主細胞及真菌的成絲能力相關(guān)?？杉せ頝F-κB和MAPK通路、激活癌變過程中重要的細胞因子GM-CSF，引起宿主炎癥反應(yīng)等，成為白色念珠菌致癌的重要因素[7]。

白色念珠菌感染還能促使機體產(chǎn)生大量炎癥因子，如IL-1α、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-17、IL-18、TNF-α、IFN-γ等，影響細胞正常的生理代謝過程，可通過腫瘤發(fā)生的免疫相關(guān)機制，如通過細胞凋亡負調(diào)控機制干擾細胞的凋亡，從而誘發(fā)癌癥[25]。

3.3 HPV致癌的可能機制 HPV致癌的經(jīng)典機制假說認為，在HPV持續(xù)性潛伏感染的過程中，病毒DNA被整合到宿主細胞的基因組中，完成整個過程需要病毒DNA的E2閱讀框內(nèi)部發(fā)生斷裂[26]。病毒E2蛋白嚴格調(diào)控2種主要的病毒癌蛋白E6和E7的表達。當病毒DNA整合到宿主細胞的基因組中時，E2閱讀框受到破壞，使病毒癌蛋白E6和E7的表達增強[26]。病毒癌蛋白E6、E7分別與2種重要的腫瘤抑制因子p53和pRb結(jié)合，使p53依賴的細胞周期阻滯受到抑制，另使轉(zhuǎn)錄因子E2F從pRb-E2F蛋白復(fù)合物中釋放出來，加速細胞周期進程，導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生[26]。

綜上所述，口腔微生物群落的失衡可能是導(dǎo)致OSCC發(fā)生發(fā)展的重要原因之一，已有大量關(guān)于口腔微生物和口腔黏膜癌變相關(guān)的研究，通過此綜述可以讓臨床醫(yī)生更好地理解微生物因素對口腔黏膜癌變的潛在作用。然而，口腔微生物導(dǎo)致口腔黏膜癌變的機制并未完全闡述清楚，很多機制尚處于假說階段，應(yīng)進一步深入研究，從而為防治口腔黏膜癌變提供更多理論支持。