作者：曲别芳芳，江潞，四川大学华西口腔医院口腔黏膜病科
具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum, F.nucleatum)是一种常分布于口腔和肠道的革兰氏阴性无芽胞专性厌氧菌，属于梭杆菌属，可利用
近期研究发现，具核梭杆菌可参与多种恶性肿瘤疾病进程，在
1. 具核梭杆菌与口腔黏膜癌变
具核梭杆菌是梭杆菌属的主要菌种，为牙菌斑生物膜、牙周袋及感染根管等口腔感染部位的优势菌，在
口腔潜在恶性疾患(oral potentially malignant disorders, OPMD)是一类具有较高癌变风险的口腔疾病，包括口腔白斑病(oral leukoplakia, OLK)和口腔扁平苔藓(oral lichen planus, OLP)等。口腔
在头颈部鳞状细胞癌(head and neck squamous cell carcinoma, HNSCC)患者中，具核梭杆菌以及其他梭杆菌属细菌在肿瘤组织中的相对丰度亦高于健康组织。此外，从健康状态到OSCC各期(Ⅰ期～Ⅳ期)的转变过程中，梭杆菌属的相对丰度呈现逐渐升高的趋势，分别为2.98%、4.35%、7.92%。
通过对健康个体、伴有上皮异常增生的口腔白斑病患者以及口腔癌患者的唾液样本进行分析，研究发现在上皮恶变的进程中梭杆菌属的相对丰度亦呈逐渐上升趋势，分别为1.37%、3.15%、3.88%。
综上所述，具核梭杆菌在OPMD患者以及OSCC患者的病变组织及唾液中相对丰度逐渐增加，提示在OPMD恶性转化过程中，具核梭杆菌的丰度升高，并可能在口腔癌的发生和发展过程中起到关键作用。
研究显示，通过对感染复数为100的具核梭杆菌感染人口腔上皮细胞引起的mRNA和长链非编码RNA(long non-coding RNAs, lncRNA)差异表达进行高通量测序分析，可发现前十位关键基因(原癌基因FYN、原癌基因RAF1、
另外，具核梭杆菌和牙龈卟啉单胞菌混合感染可经Toll样受体与口腔上皮细胞相互作用促进小鼠OSCC进展，且接种富含该两种菌的微生物组小鼠与对照组比较，肿瘤生长更快。这些研究的结果提示具核梭杆菌可能在口腔黏膜癌变过程中发挥作用。
2. 具核梭杆菌参与口腔黏膜癌变的可能机制
2.1 调控肿瘤免疫微环境
肿瘤免疫微环境(tumor immune microenvironment, TIME))是指由肿瘤细胞、免疫细胞、细胞因子及酶等构成，并相互作用决定抗肿瘤或促肿瘤趋势的肿瘤局部环境。其中，免疫细胞具有限制肿瘤生长作用，主要包括NK细胞、T细胞、B细胞等，关于具核梭杆菌与结直肠癌、乳腺癌的研究中指出其可下调免疫细胞数量，加速肿瘤生长。
调节性T细胞(regulatory T cells, Tregs)也是一种免疫抑制细胞，属于T细胞亚群，与肿瘤的恶性进展呈正相关。具核梭杆菌则可能通过富集Tregs使其本身更易定植于肿瘤组织，同时富集的Tregs可通过免疫抑制的方式使肿瘤进一步进展。
除免疫细胞外，细胞因子作为肿瘤免疫微环境的重要部分，也受到具核梭杆菌的影响。作为牙周炎病原体之一，具核梭杆菌的胞外脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)可刺激细胞产生IL-1β、IL-6、NLRP3等炎性介质上调炎症水平。IL-6在健康者、OPMD患者、口腔癌患者的表达水平逐渐升高，因此被认为是判断OSCC发展的潜在生物标志物。
NLRP3炎性小体是一种多聚体胞质蛋白复合物，可激活含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-1(Caspase-1)促进IL-1β和IL-18的释放。OSCC组织中NLRP3的异常表达与IL-1β表达、肿瘤大小及淋巴结转移状态呈正相关，敲低NLRP3可抑制OSCC细胞的增殖、迁移与侵袭。IL-1β作为NLRP3炎性小体的下游分子，可促进发育不良的角质形成细胞增殖，从而发挥促进作用，被认为是OSCC的唾液生物标志物。
2.2 促进细胞增殖
具核梭杆菌主要通过以下两种方式促进OSCC细胞增殖：一是加重肿瘤微环境炎症程度。具核梭杆菌可诱导IL-6高表达激活信号转导和转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)上调细胞周期蛋白D1的表达，促使细胞周期由G1期转向S期，显著增加S期细胞比例。同时具核梭杆菌可经Ku70/p53通路引起DNA损伤，或诱导NLRP3抑制细胞周期检查点的激活加剧DNA损伤，使损伤标志物γH2AX上调，促进肿瘤细胞增殖。
二是表观遗传调控。具核梭杆菌可通过Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)/ 髓样分化因子(myeloid differentiation primary response gene 88,MYD88)/ 微RNA(micro RNA,miR)-205-5p信号通路抑制DNA错配修复相关基因的表达，从而促进DNA损伤，进一步促进细胞增殖。此外，具核梭杆菌可使抑癌基因LXN和SMARCA2高甲基化下调其表达，SMARCA2是一种参与DNA修复与复制的ATP依赖性染色质重塑基因，表达下调可导致机体抑制肿瘤细胞生长的能力变弱。
2.3 促进侵袭和迁移
具核梭杆菌诱导释放的炎性介质除促进细胞增殖外，还可促进肿瘤细胞的侵袭和迁移。上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)被认为与多种上皮起源的肿瘤发生和转移密切相关。口腔黏膜下纤维化作为OPMD中与口腔癌关系十分紧密的病变，已被证实EMT是其癌变的重要机制之一。
IL-1β通过上调Snail基因的表达可使HNSCC细胞的上皮标志物E-钙粘蛋白(E-cadherin)表达下调，促进其发生EMT以增强肿瘤侵袭性和迁移能力。体外实验发现，具核梭杆菌可诱导OSCC细胞E-cadherin表达下调，间充质标志物波形蛋白(vimentin)表达上调，即发生EMT,从而促进OSCC的侵袭和迁移，且可能是通过调节miR-4435-2HG/miR-296-5p/Akt2/SNAI1信号通路实现的。
癌细胞部分上皮间充质转化(partial-epithelial mesenchymal transition, p-EMT)被发现较完全EMT有更高的转移风险。具核梭杆菌可通过上调具有上皮表型的OSCC中的p-EMT基因促进OSCC侵袭，且其LPS可能经TLR4/ c-Jun N-末端激活蛋白激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)通路参与p-EMT或EMT的诱导。此外，具核梭杆菌还可通过Wnt/活化T细胞核因子(nuclear factor of activated T-cells, NFAT)途径下调p53和E-cadherin, 以促进OSCC细胞迁移，并与OSCC患者
基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase, MMPs)是一大类锌依赖性内肽酶的总称，可降解胞外基质、促进癌细胞迁移，其中MMP-9在口腔中的高表达与肿瘤高侵袭性相关，感染具核梭杆菌的口腔癌细胞可通过诱导释放IL-6、TNF-α上调其表达，促进肿瘤侵袭和转移。
2.4 激活免疫检查点
免疫检查点是指一类免疫抑制性分子，包括程序性死亡蛋白-1(programmed death protein-1,PD-1)/程序性死亡配体1(programmed cell death-ligand, PD-L1)、含免疫球蛋白和免疫受体酪氨酸抑制基序结构域的T细胞免疫受体(T cell immunoreceptor with immunoglobulin and ITIM domain, TIGIT)、癌胚抗原相关细胞黏附分子1(carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule 1,CEACAM1)等。
PD-L1是癌细胞表面的一种类似免疫球蛋白的分子，它作为PD-1的配体，通过与之结合，能够抑制淋巴细胞对肿瘤细胞的杀伤作用。已有研究显示，针对PD-1/PD-L1轴的免疫抑制剂在OSCC的治疗中表现出有效性。
近期研究揭示了具核梭杆菌与肿瘤微环境之间的复杂相互作用，展现了肿瘤进展的新机制及其对免疫治疗的影响。其中一项研究表明，具核梭杆菌通过干扰素诱导的三十四肽重复蛋白1(interferon-induced protein with tetratricopeptide repeats 1,IFIT1)调节PD-L1的泛素化，上调其表达，助力肿瘤细胞实现免疫逃逸并促进肿瘤的进展。
该过程有助于肿瘤微环境中的免疫抑制，促进肿瘤生长。同时，另一项研究发现具核梭杆菌能激活PD-L1表达肿瘤细胞中的干扰素基因刺激因子(stimulator of interferon genes, STING)信号通路，通过核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)途径上调PD-L1表达。此外，有研究还提出，具核梭杆菌通过上调PD-L1表达可能增强PD-L1阻断治疗的效果。
PD-L1表达的增加可能促使PD-L1抑制剂更有效地结合，从而重新激活淋巴细胞的抗肿瘤活性，并招募更多的
TIGIT(T cell immunoglobulin and ITIM domain)是一种在效应T细胞、NK细胞及Treg细胞等表达的有效免疫检查点蛋白，与相应的配体结合后在癌细胞上表达上调，抑制免疫监视。研究发现，具核梭杆菌的外膜蛋白Fap2可结合并激活TIGIT抑制受体，使表达TIGIT的T细胞和NK细胞活性受到抑制，降低了T细胞和NK细胞对癌细胞的杀伤能力。
CEACAM1被认为是与肿瘤进展、转移和预后不良相关的特异性生物标志物，在OSCC中呈高表达状态。CEACAM1可与多种配体结合，包括其自身、幽门螺旋杆菌的HopQ蛋白、奈瑟菌的Opa蛋白等，其过表达时可抑制T细胞及NK细胞活性，促进肿瘤发展。具核梭杆菌的某种蛋白可通过结合并激活CEACAM1抑制免疫细胞活性，该种蛋白尚未明确，但靶向调控抑制CEACAM1可有效恢复NK细胞的细胞毒性。该证据表明，针对CEACAM1抗体的应用或许能发挥类似PD-1/PD-L1抑制剂的作用，作为新免疫治疗途径。
3. 应用前景
3.1 作为生物标志物的可能性
口腔黏膜组织及唾液分析研究结果发现，在健康者、OPMD患者、口腔癌患者中具核梭杆菌的相对丰度逐渐升高，并随口腔癌的进展，其比例也随之升高，且其丰度与HNSCC预后不良有关，肿瘤复发患者具核梭杆菌相对丰度更高。但也有研究指出具核梭杆菌相对丰度更高的患者OSCC复发率有降低趋势。
研究结果的不一致性或许与不同研究涉及的人种、样本种类、样本量、采样方法以及研究策略的差异有关。鉴于具核梭杆菌影响口腔癌的机制仍在探索，且其影响口腔癌患者预后结论的差异性，将其作为口腔癌诊断和预测预后的生物标志物还需进一步研究。此外，具核梭杆菌是否能成为预测OPMD患者恶变的生物标志物值得进一步探索。
3.2 作为潜在治疗靶点的可能性
具核梭杆菌已被证实能促进OPMD的恶变以及口腔癌的进展，因此，该菌种可能作为OPMD和OSCC的潜在治疗靶点。
3.2.1 抗生素的应用与局限性
3.2.2 噬菌体与生物材料的联合应用
考虑到抗生素的非选择性作用，利用噬菌体结合生物材料以针对性地调控具核梭杆菌相对丰度成为有前景的研究方向。例如，将叠氮化物修饰的噬菌体与纳米材料共价连接，应用于小鼠结直肠癌模型，已经证明能显著提高一线化疗的治疗效率。这提示了该方向可能具有通过调控具核梭杆菌相对丰度延缓OPMD进一步进展、改善口腔癌化疗疗效。
3.2.3 PD-1/PD-L1抑制剂的潜在应用
具核梭杆菌在OLK患者中相对丰度增加与PD-1高表达有关，这可能导致OLK患者的无恶性转化生存率降低。因此，PD-1/PD-L1抑制剂在具核梭杆菌丰度较高的OLK患者中的应用可能有助于阻止其进一步进展。进一步探索PD-1/PD-L1等免疫抑制剂在OPMD恶变治疗中的应用具有临床研究价值。
综上，进一步研究抗生素或噬菌体与放化疗或免疫治疗的联合应用在口腔癌治疗中的潜在效益，可能有助于优化治疗策略并延长患者的生存期。
4. 总结与展望
目前研究明确了具核梭杆菌与口腔黏膜癌变的密切关系。通过多角度的机制研究，发现具核梭杆菌能够调控肿瘤免疫微环境、促进肿瘤细胞增殖、侵袭和迁移，以及激活免疫检查点等。这些发现不仅增进了对口腔黏膜癌变机制的理解，还为具核梭杆菌作为OPMD恶变的生物标志物提供了有力的证据。
尽管该领域的研究取得了一定进展，但仍面临一些挑战和局限性。首先，由于样本数量和多样性的限制，研究结果可能存在一定的偏倚。其次，具核梭杆菌与口腔黏膜癌变之间的具体分子机制尚未完全揭示，这需要跨学科的合作和更深入的研究。
鉴于此，未来研究方向包括：(1)分子机制的深入研究：联合微生物学、肿瘤生物学和分子生物学等多学科专家，深入探究具核梭杆菌与口腔黏膜癌变之间的分子机制；(2)早期诊断与预后评估：评估是否可以通过检测口腔内具核梭杆菌的相对丰度变化来作为口腔潜在恶性疾患恶性转化的预测方法或口腔癌的早期诊断和预后评估方法；(3)新型治疗策略：探索是否可以通过调控口腔内具核梭杆菌的相对丰度来作为一种新的阻止OPMD进展的治疗手段；(4)人群研究：在不同年龄、性别、种族和地理位置的人群中进行更广泛的研究，以提高研究的普遍性和应用性。
通过这些多角度、多层次的研究，期望能进一步揭示具核梭杆菌在口腔潜在恶性疾患恶变以及口腔癌发生和发展中的作用，为口腔癌的预防和治疗提供更为科学和有效的依据。
来源：曲别芳芳,江潞.具核梭杆菌在口腔黏膜癌变中的作用与机制[J].口腔医学研究,2024,40(05):379-384.
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