李 健,馬 軍
1.鄭州大學(xué)人民醫(yī)院,河南省人民醫(yī)院消化內(nèi)科,河南 鄭州 450003;2.鄭州大學(xué)第二附屬醫(yī)院腫瘤生物治療中心
進(jìn)入21世紀(jì),生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域出現(xiàn)了許多突破性的進(jìn)展,腫瘤依然是一個(gè)重大的健康風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。遺傳易感性和生活方式(吸煙、飲酒、超重和其他因素)是腫瘤發(fā)生與發(fā)展的主要風(fēng)險(xiǎn)因素[1]。越來(lái)越多的研究表明,病原微生物發(fā)揮著比以往認(rèn)識(shí)更加顯著的致癌作用。最新的一項(xiàng)研究表明[2],全球每年約200萬(wàn)例新發(fā)腫瘤病例與感染相關(guān),占每年新發(fā)腫瘤病例的16.1%。欠發(fā)達(dá)國(guó)家的感染相關(guān)腫瘤是發(fā)達(dá)國(guó)家的3倍。每年約190萬(wàn)例新發(fā)癌癥病例與幽門(mén)螺桿菌(H.pylori)、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)和人乳頭狀瘤病毒(HPV)感染相關(guān),主要為胃癌、肝癌和子宮頸癌。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球范圍內(nèi)胃腸道腫瘤占所有腫瘤的20% 以上,并分布在發(fā)展中和發(fā)達(dá)國(guó)家[1]。本文對(duì)常見(jiàn)的消化道腫瘤(胃癌、結(jié)直腸癌和肝細(xì)胞癌)中病原微生物在致癌機(jī)制中的研究進(jìn)展作一概述。
1.1 胃癌和細(xì)菌感染 50%人群中胃黏膜存在有人H.pylori的定植,并且是胃癌發(fā)生發(fā)展中的一個(gè)關(guān)鍵因素。1994年,WHO將H.pylori定義為Ⅰ類(lèi)致癌物質(zhì)。2010年,IARC 再次重申這一分類(lèi)[3-4]。H.pylori具有如細(xì)胞毒素相關(guān)蛋白A(CagA)/cag致病島(cag-PAI)和空泡毒素基因(vacA基因)、上皮接觸誘導(dǎo)蛋白(IceA)等位基因、血型抗原-黏附(BabA)基因和炎癥外膜蛋白(OipA)基因等毒力因子[3-4]。
CagA蛋白是通過(guò)H.pyloriⅣ型分泌系統(tǒng)被輸送到胃上皮細(xì)胞的細(xì)菌效應(yīng)蛋白,由cag PAI所編碼。H.pylori利用CagA蛋白進(jìn)入到宿主細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中導(dǎo)致細(xì)胞增殖、形態(tài)改變和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)[3-4]。這些過(guò)程進(jìn)一步導(dǎo)致宿主細(xì)胞極性受損、細(xì)胞連接溶解、細(xì)胞外基質(zhì)重塑等形態(tài)改變,并活化β-catenin途徑,賦予細(xì)胞的致癌潛力。Held等[5]研究發(fā)現(xiàn),CagA陽(yáng)性H.pylori患者患胃腺癌的危險(xiǎn)是CagA陰性H.pylori的7.4倍(95%CI 3.3 ~16.6)。Ohnishi等[6]首先在動(dòng)物活體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了CagA是潛在的癌基因。研究發(fā)現(xiàn),在轉(zhuǎn)基因表達(dá)CagA的小鼠中,發(fā)現(xiàn)胃上皮細(xì)胞增生和胃腺癌形成,提示CagA在H.pylori相關(guān)性胃癌中的重要作用。
VacA基因通過(guò)作用細(xì)胞膜上的Na+-K+-ATP酶,影響離子間轉(zhuǎn)運(yùn)導(dǎo)致多種細(xì)胞活性如細(xì)胞空泡形成、細(xì)胞膜通道形成、凋亡和免疫調(diào)節(jié)等。VacA基因存在于所有H.pylori菌株中,但表達(dá)VacA蛋白僅有50%~60%菌株[3-4]。研究發(fā)現(xiàn),VacA可導(dǎo)致線粒體去極化,引起胃上皮細(xì)胞凋亡,干擾細(xì)胞骨架各成分,引起肌動(dòng)蛋白重排致使微管結(jié)構(gòu)發(fā)生紊亂[3-4]。VacA基因信號(hào)區(qū)有s1和s2兩種等位基因,中間區(qū)有m1和m2,s1/m1基因型與胃癌相關(guān)。病例對(duì)照研究發(fā)現(xiàn),攜帶VacA s1、VacA m1等位基因患胃癌的風(fēng)險(xiǎn)分別增加了16倍和5.7倍[7],提示VacA在胃癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中可能起著重要的作用。
研究表明,BabA可導(dǎo)致胃黏膜損傷加重,BabA表達(dá)與高密度 H.pylori定植和嚴(yán)重臨床后果密切相關(guān)[8]。因此,H.pylori菌株具有 CagA、VacA 和 BabA蛋白質(zhì)賦予胃癌發(fā)生更大的風(fēng)險(xiǎn)。此外,OipA基因在東亞地區(qū)各種H.pylori菌株中表達(dá)普遍,西方國(guó)家中僅有少于50%的菌株表達(dá)OipA基因,OipA基因表達(dá)與十二指腸潰瘍和胃癌有明顯的相關(guān)性[9]。
研究表明,Micro RNA(miRNA)是一類(lèi)含20~25個(gè)核苷酸非編碼小RNA分子,通過(guò)調(diào)控轉(zhuǎn)錄后靶mRNA,對(duì)基因表達(dá)起負(fù)調(diào)控作用,并在胃癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起重要作用[10]。Zhang 等[11]研究表明,用胃黏膜上皮細(xì)胞與H.pylori共培養(yǎng)觀察到miR-21表達(dá)上調(diào)顯著;同時(shí),miR-21在胃癌組織與胃癌細(xì)胞株均有不同程度的過(guò)表達(dá),miR-21能直接抑制腫瘤抑制基因RECK的表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞增殖、抑制細(xì)胞凋亡。Chun-Zhi等[12]研究表明,miRNA-221、miRNA-222 通過(guò)PTEN調(diào)控 H.pylori感染后胃癌的侵襲、轉(zhuǎn)移。PTEN基因通過(guò)磷酯酰肌醇3激酶/蛋白激酶B信號(hào)通路(PI3K/AKT)途徑作用于VEGF,或者通過(guò)調(diào)控MMPs、分泌型VEGF進(jìn)而調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的遷徙和轉(zhuǎn)移。目前,H.pylori感染時(shí)僅有miR-21和miR222兩種miRNA被上調(diào),需要進(jìn)一步研究miRNA在胃癌發(fā)生中的確切作用。
證據(jù)表明,在嚙齒類(lèi)動(dòng)物由細(xì)菌引起的胃癌中,H.pylori起到了重要的作用[13]。類(lèi)似于與人幽門(mén)螺桿菌H.pylori感染患者中觀察到的一樣,H.felis(貓胃螺桿菌)可造成C57BL/6小鼠導(dǎo)致胃癌,表現(xiàn)出腫瘤的組織學(xué)進(jìn)展。H.felis不同于 H.pylori,H.felis不具備PAI和Cag基因。
1.2 胃癌和病毒感染
1.2.1 Epstein-Barr病毒:Epstein-Barr病毒(EBV)屬皰疹病毒科γ亞科,是淋巴細(xì)胞病毒屬雙鏈DNA病毒。EBV產(chǎn)生各種EBV相關(guān)抗原,如EBV核抗原(EBNA),包括EBNA1等;EBV潛伏膜蛋白(LMP),包括LMP1、LMP2A等;EBV編碼早期核糖核酸(EBERs),包括EBER1等。EBV感染后仍處于潛伏狀態(tài),大多數(shù)人呈無(wú)癥狀感染B細(xì)胞,且感染后終生存在[14-15]。1993 年,日本學(xué)者[16]將“經(jīng) EBER-ISH 證實(shí)胃癌細(xì)胞EBER陽(yáng)性者”定義為EBV相關(guān)胃癌(EBV associated gastric carcinoma,EBVaGC)。據(jù)估計(jì),所有胃癌總數(shù)的10%與EBVaGC有關(guān),每年有超過(guò)90000例患者被確診與 EBVaGC 有關(guān)[16]。
EBV致癌機(jī)制主要為EBV潛伏感染和細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化,其中EBNA和LMP基因被認(rèn)為是EBV轉(zhuǎn)化基因。研究發(fā)現(xiàn),幾乎所有EBV感染和轉(zhuǎn)化的細(xì)胞核內(nèi)均可檢出EBNA。研究表明,EBNA2是B細(xì)胞轉(zhuǎn)化的必需蛋白,其可反式調(diào)控 LMP1和 c-myc,并刺激CD23、CD21等生成[14]。LMP1具有轉(zhuǎn)化 B 細(xì)胞、上調(diào)EGFR與CD23和下調(diào)CD10等表達(dá)的作用;LMP2A具有顯著增強(qiáng)LMP1對(duì)NF-κB途徑的激活作用[15]。
研究表明,BARF1(BamH I A rightward open reading frame1)是EBVaGC致癌基因。BARF1基因?qū)儆贓BV裂解期中早期基因,EBV潛伏感染狀態(tài)存在BARF1表達(dá),約90%EBVaGC組織中可檢測(cè)到BARF1蛋白。諸多研究[16]顯示,BARF1增強(qiáng)胃癌細(xì)胞的腫瘤原性,如可誘導(dǎo)原代猴腎上皮細(xì)胞永生化,抑制紫杉醇誘導(dǎo)的人胃癌細(xì)胞的凋亡,誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞和EBV陰性的人B細(xì)胞系的惡性轉(zhuǎn)化。
EBVaGC中最先出現(xiàn)的分子異常是啟動(dòng)子區(qū)CpG島甲基化[14-15]。據(jù)報(bào)道,在50%EBVaGC病例中有LMP2A表達(dá)。利用胃癌細(xì)胞系重組EBV感染的研究發(fā)現(xiàn),LMP2A負(fù)責(zé)促進(jìn)DNA甲基化。LMP2A通過(guò)磷酸化STAT3上調(diào)細(xì)胞DNMT1,使PTEN基因CpG甲基化。與EB病毒陰性胃癌相比,EBVaGC觀察到p16INK4A、TIMP3、E-cad、DAPK 和 GSTP1 等腫瘤相關(guān)基因的甲基化率較高。
本文以覆蓋型巖溶為研究對(duì)象,通過(guò)建立室內(nèi)模型,采用泡沫混凝土材料作為充填材料,進(jìn)行了復(fù)合地基變形特性試驗(yàn)研究。探討在分級(jí)荷載作用下不同樁長(zhǎng)形成的復(fù)合地基的沉降規(guī)律,樁間土壓力、溶洞頂、底部在處理前后的土壓力變化規(guī)律,以及樁土荷載分擔(dān)比的變化規(guī)律。
EBVaGC臨床病理學(xué)特點(diǎn)是以男性為主,最常見(jiàn)的是近端胃包括賁門(mén)胃底部和胃體,彌漫型胃腺癌發(fā)生頻率高[14],提示EBV與近賁門(mén)端胃癌的發(fā)生關(guān)系更為密切,這與胃癌的另一感染性致癌因子H.pylori相反,H.pylori相關(guān)胃癌主要病變部位是胃竇部。另外,殘胃癌中EBVaGC頻率高于常見(jiàn)胃癌中EBVaGC頻率[13]。H.pylori陽(yáng)性患者中有較高 EBV-DNA 載量,提示H.pylori可能調(diào)節(jié)裂解階段的 EBV轉(zhuǎn)化[17]。H.pylori感染后胃再感染EBV并最終導(dǎo)致EBVaGC,有關(guān)EBV和H.pylori在胃癌發(fā)生發(fā)展中關(guān)系尚需進(jìn)一步研究。
1.2.2 JC病毒:JC病毒(JCV)屬乳多空病毒科多瘤病毒種,為非包裹的環(huán)狀雙鏈DNA病毒,是一種機(jī)會(huì)感染性病原,在正常人中其血清陽(yáng)性率高達(dá)80%[18]。JCV傳播途徑有兩種:除垂直傳播之外,水平傳播(即經(jīng)水或經(jīng)食物傳播)亦是途徑之一。JCV顆??稍诓煌貐^(qū)未處理城市污水樣本中檢測(cè)到,通過(guò)攝入含有JCV的水和食物后,人類(lèi)可再次感染JCV。研究表明,人類(lèi)上、下消化道中都有JCV-DNA序列,具有免疫力患者的上、下消化道中JCV有高感染率。JCV胃腸道傳播途徑可能為其導(dǎo)致胃腸道腫瘤提供機(jī)會(huì)[19]。
JCV通過(guò)“轉(zhuǎn)化抗原”(T-Ag)的表達(dá)誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生。T-AG通過(guò)p53和Rb蛋白相互作用,導(dǎo)致基因組穩(wěn)定性損失,表現(xiàn)為癌基因的激活和腫瘤抑制基因的失活,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞不受控制地生長(zhǎng)[20]。Shin等[21]研究發(fā)現(xiàn),采用PCR法檢測(cè)胃癌組織中JCV-DNA為57%,非癌組織中JCV-DNA為30%,用免疫組化方法檢測(cè)胃癌組織中JCV T-Ag的表達(dá)為39%,而非癌組織中無(wú)表達(dá),提示JCV和胃癌之間有關(guān)聯(lián)。Yamaoka等[22]研究發(fā)現(xiàn),微衛(wèi)星不穩(wěn)定性高的胃癌中T-Ag表達(dá)率明顯降低,有核/胞漿中β-catenin定位的胃癌中T-Ag表達(dá)率明顯增高;與T-Ag陰性表達(dá)胃癌相比,T-Ag抗原陽(yáng)性胃癌表現(xiàn)出等位基因損失、異常甲基化和p53突變的顯著增加,提示JCV T-Ag通過(guò)遺傳和表觀遺傳改變的多種機(jī)制涉及胃癌的發(fā)生。
1.3 胃癌和寄生蟲(chóng)感染 人類(lèi)的消化系統(tǒng)中不僅細(xì)菌和病毒稠密生長(zhǎng),也有寄生蟲(chóng)密集存在。對(duì)5例存在肝或肺結(jié)節(jié)類(lèi)似轉(zhuǎn)移的胃腸道腫瘤患者進(jìn)行寄生蟲(chóng)感染的血清學(xué)試驗(yàn)和病理檢查。5名男性弓蛔蟲(chóng)病患者血清學(xué)證實(shí),3個(gè)患有胃癌,2例患有直結(jié)腸癌[23]。另外1例55歲男性胃癌患者個(gè)案中,左鎖骨上淋巴結(jié)抽吸細(xì)胞學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)了惡性細(xì)胞背景中的微絲蚴。這可能是在免疫抑制狀態(tài)下隨著栓子的轉(zhuǎn)移而移居所致[24]。Whipple病是由 Tropheryma Whippelii菌引起的一種非常罕見(jiàn)的慢性感染性疾病。1例57歲男性Whipple氏病患者表現(xiàn)為關(guān)節(jié)癥狀、腹瀉和體重下降。十二指腸活檢確診Whipple氏病。首發(fā)癥狀8年后,內(nèi)鏡活檢確診為胃腺癌。提示Tropheryma whippelii菌與特殊類(lèi)型胃腺癌有強(qiáng)烈關(guān)聯(lián),但這種關(guān)聯(lián)頻率較低[25]。
結(jié)直腸癌是世界范圍男性第4位和女性第3位的最常見(jiàn)腫瘤[2]。流行病學(xué)表明,結(jié)直腸癌是由環(huán)境、飲食及生活方式與遺傳因素協(xié)同作用的結(jié)果,由致癌物作用進(jìn)一步結(jié)合細(xì)胞遺傳因素導(dǎo)致細(xì)胞遺傳基因突變而逐漸發(fā)展為腫瘤[26]。
與其他腫瘤相似,結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展是一個(gè)多步驟的過(guò)程,具有基因組不穩(wěn)定性的背景。散發(fā)性結(jié)直腸癌分子標(biāo)記的特點(diǎn)是染色體和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性,加上通過(guò)CpG甲基化引起表觀遺傳沉默[27]。與其他胃腸道腫瘤相比,尚未證實(shí)結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展和病原體(細(xì)菌和病毒)感染有直接因果關(guān)系[13]。近十年,該領(lǐng)域的廣泛研究已經(jīng)獲得更為深入地了解。
2.1 結(jié)直腸癌和細(xì)菌感染 作為人類(lèi)胃腸道共生菌,牛鏈球菌(Streptococcus bovis)菌血癥與結(jié)直腸腫瘤和其他結(jié)腸惡性疾病有關(guān)聯(lián)[29]。研究發(fā)現(xiàn),結(jié)直腸癌患者中存在牛鏈球菌表面抗原的抗體,IgG抗體滴度的增加更符合一種慢性感染而不是急性感染[28]。腸息肉患者中檢測(cè)出牛鏈球菌抗原,支持結(jié)直腸癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中牛鏈球菌感染較早出現(xiàn)[13,28]。
前文所述,H.pylori是胃癌發(fā)生的致病因素,H.pylori可能在其他胃腸道腫瘤的致癌機(jī)制中發(fā)揮作用。大量的研究表明,在結(jié)直腸癌患者活檢組織中已經(jīng)檢測(cè)到H.pylori DNA[29]。通過(guò)檢測(cè)結(jié)直腸癌患者血清H.pylori抗體,發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸癌患者血清CagA抗體陽(yáng)性率均顯著高于正常患者。應(yīng)用IHC染色對(duì)兒童結(jié)直腸腺瘤性息肉組腸活檢標(biāo)本中H.pylori感染率進(jìn)行研究[30],與正常對(duì)照組相比,兒童大腸息肉H.pylori陽(yáng)性率為57.1%(20/35),兩組 H.pylori檢出率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Soylu等[31]應(yīng)用IHC方法,在結(jié)直腸腺瘤性息肉標(biāo)本中檢測(cè)出H.pylori,并且發(fā)現(xiàn)腺瘤組H.pylori感染率比正常對(duì)照組要高。兩項(xiàng)研究表明,H.pylori可能在腸黏膜上定植,這為H.pylori可能通過(guò)局部腸黏膜作用誘發(fā)結(jié)直腸癌提供了理論依據(jù)。
研究證實(shí),至少有3種細(xì)菌毒素具有促進(jìn)細(xì)胞增殖的特性[28-29]。脆弱類(lèi)桿菌毒素破壞細(xì)胞骨架,并激活c-Myc和Cyclin-D,可導(dǎo)致細(xì)胞增殖的增加。由大腸桿菌菌株產(chǎn)生的細(xì)胞毒性壞死因子激活Rho GTP酶并重塑細(xì)胞骨架,導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)移活性增加,且可激發(fā)G1-S相誘導(dǎo)宿主基因組的復(fù)制。H.pylori編碼cag-PAI和VacA,通過(guò)改變MARK-EGFR途徑,調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂和細(xì)胞凋亡。
2.2 結(jié)直腸癌和病毒感染 結(jié)直腸癌致癌機(jī)理中涉及包括JCV、EBV、巨細(xì)胞病毒(CMV)和HPV等病毒。在結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展的各階段,已經(jīng)證實(shí)了這些病毒基因的作用[28,29]。研究表明,32%結(jié)直腸腺癌組織中可監(jiān)測(cè)到EBV-DNA的存在,80%結(jié)腸癌和息肉中可檢測(cè)到CMV-DNA,60%結(jié)腸腺瘤和97%直結(jié)腸癌組織中可檢測(cè)HPV-DNA的存在。這些研究結(jié)果與caspase 3的抑制(EBV感染下),F(xiàn)os、Jun和Myc原癌基因上調(diào)(CMV感染下)和腫瘤抑制基因p53和pRb失活(在 HPV 感染下)有密切關(guān)系[13,32]。
2.2.1 JVC:研究表明,JCV DNA序列在上消化道和下消化道和結(jié)直腸癌中出現(xiàn)頻繁[19]。最近的研究表明,通過(guò)與β-catenin形成復(fù)合物,T-Ag涉及Wnt信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng),可導(dǎo)致c-Myc和cyclin-D1轉(zhuǎn)錄激活[32]。此外,Goel等[33]研究發(fā)現(xiàn),在結(jié)直腸癌中T-Ag表達(dá)和染色體不穩(wěn)定之間存在明確的關(guān)系,結(jié)直腸癌中T-Ag表達(dá)和異常DNA甲基化之間有直接聯(lián)系。這些數(shù)據(jù)表明,與前述胃癌患者中JCV腫瘤誘導(dǎo)機(jī)制似乎一致。
2.2.2 HPV:HPV是一種具有種屬特異性嗜上皮病毒,屬雙鏈閉環(huán)的小DNA病毒。Damin等[34]研究發(fā)現(xiàn),結(jié)直腸腺癌發(fā)生與HPV感染有一定關(guān)系,結(jié)直腸腫瘤中HPV DNA的檢出率高達(dá)83.3%,以HPV 16型為主。Buyru等[35]通過(guò) PCR技術(shù)檢測(cè)大腸癌患者HPV感染與K-ras基因突變,研究顯示HPV 18普遍存在于腫瘤組織中,K-ras基因12密碼子突變發(fā)生在早期結(jié)腸腫瘤,56%HPV感染陽(yáng)性患者均有K-ras基因突變。HPV 16型LCR區(qū)有NF-κB的結(jié)合位點(diǎn),提示NF-κB活化可能與HPV16型感染的作用有關(guān)。HPV 16型E6、E7蛋白也可刺激被NF-κB誘發(fā)的多種基因表達(dá),增強(qiáng)NF-κB信號(hào)通路功能性成分活性,使各種炎性細(xì)胞因子和介質(zhì)分泌增加,影響宿主對(duì)HPV 16的感染和免疫反應(yīng)[35]。
2.2.3 CMV:CMV是一種線性雙鏈DNA病毒,屬 β-皰疹病毒亞科,分布廣泛,其感染遍布全球,多在幼年或青年時(shí)期獲得感染,是引起出生缺陷的最主要原因之一。CMV-DNA和RNA以及抗原可在30%~60%的人體腫瘤中查到[36-37]。研究表明[38],29 例結(jié)直腸癌、結(jié)直腸息肉、腺癌和臨近正常細(xì)胞中,78%息肉標(biāo)本和85%結(jié)直腸癌標(biāo)本可檢測(cè)到兩種特異性人CMV蛋白:IE1-72和pp65,提示CMV核酸和蛋白特異性存在于人結(jié)直腸息肉和腺癌的腫瘤細(xì)胞,CMV感染可誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞內(nèi)的重要致癌通路。此外,腎移植后原發(fā)性結(jié)腸癌的發(fā)生與CMV感染的激活有關(guān)。CMV感染可能導(dǎo)致黏附、分化、細(xì)胞生長(zhǎng)率及免疫原性等因素發(fā)生變化,進(jìn)而誘發(fā)腫瘤的發(fā)生[36-37]。
2.2.4 EBV:EBV與胃癌的相關(guān)性已經(jīng)得到確認(rèn),而其與結(jié)直腸癌的相關(guān)性至今尚未明確。Cho等[39]運(yùn)用EBER1原位雜交方法檢測(cè)142例食管癌、107例胰壺腹癌和274例結(jié)直腸癌,僅有少數(shù)淋巴浸潤(rùn)的腫瘤組織中呈現(xiàn)EBV陽(yáng)性,提示EBV與這些腫瘤的發(fā)病無(wú)明顯關(guān)系。來(lái)自國(guó)內(nèi)EBV與結(jié)直腸癌研究利用IHC法檢測(cè)EBNA1和LMP1的表達(dá)和采用原位雜交檢測(cè)EBERs,結(jié)果表明EBV與部分中國(guó)人結(jié)直腸癌相關(guān)[40]。
肝細(xì)胞癌(HCC)是排名第6位的常見(jiàn)惡性腫瘤,每年超過(guò)60萬(wàn)新病例被確診為肝癌,也是與腫瘤相關(guān)死亡率排位第3的最常見(jiàn)原因[2]。研究表明,肝癌的發(fā)生涉及多種致癌機(jī)制,病毒、細(xì)菌、霉菌等微生物在HCC的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起到重要作用[41]。
3.1 HCC和肝炎病毒感染 研究表明,酒精相關(guān)性肝病會(huì)導(dǎo)致肝癌,HCV和HBV感染仍然是肝癌最常見(jiàn)危險(xiǎn)因素。目前,HBV感染率、酒精相關(guān)疾病有下降趨勢(shì),但是發(fā)達(dá)國(guó)家中HCV感染是大多數(shù)肝癌的主要因素[41]。
研究發(fā)現(xiàn),在HCC中HBV X基因可穩(wěn)定整合到其DNA中,且保留轉(zhuǎn)錄活性。HBV-X可激活細(xì)胞癌基因和 P13K-Akt、JakI-STAT、SAPK/JNK、MAPK、NFKB、FAK等信號(hào)級(jí)聯(lián)通路,這些環(huán)節(jié)被激活后又相互影響,促進(jìn)肝細(xì)胞增殖,導(dǎo)致肝癌的形成。HBX可抑制p53使得PTEN抑制Akt能力下降,或者通過(guò)鈣離子直接激活A(yù)kt影響細(xì)胞的增殖、分化[42-43]。
HCV感染可致慢性炎癥、肝細(xì)胞脂肪變性、纖維化以及DNA氧化損傷,多種HCV蛋白,如核心蛋白、NS3和NS5A具有直接的致癌作用[44]。核心蛋白可通過(guò)誘導(dǎo)iNOS及COX-2的表達(dá)上調(diào)肝細(xì)胞內(nèi)活性氧自由基(ROS)水平,肝細(xì)胞線粒體DNA因缺乏組蛋白的保護(hù)易受損傷,導(dǎo)致線粒體障礙引起肝細(xì)胞凋亡。線粒體損傷又進(jìn)一步加重氧化應(yīng)激,進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞損傷。NS5A蛋白可誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)鈣離子釋放并促進(jìn)ROS產(chǎn)生。此外,HCV慢性感染中產(chǎn)生的促炎癥因子可進(jìn)一步增加ROS產(chǎn)生。過(guò)量ROS激活NF-κB和STAT-3。上述多種途徑共同作用促使肝細(xì)胞染色體和基因損傷。HCC患者中,HCV核心蛋白和NS5A蛋白誘導(dǎo) β-catenin分子積累,導(dǎo)致 Wnt-β-連環(huán)信號(hào)受損[44]。
3.2 HCC和真菌感染 在亞洲和非洲的某些地區(qū),環(huán)境毒素如黃曲霉毒素(Aflatoxins)被證明有致癌作用[41]。根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)與感染方式的不同,分為多種毒素形式,且AFB1毒性最強(qiáng)。AFB1具有親肝性,聚積在肝細(xì)胞內(nèi),在細(xì)胞色素P450系統(tǒng)作用下轉(zhuǎn)變?yōu)?,9-環(huán)氧AFB1(AFBO)。AFBO與DNA分子共價(jià)結(jié)合形成AFB1-DNA,是AFB1發(fā)揮基因毒性(誘發(fā)DNA損傷和導(dǎo)致基因突變)的關(guān)鍵步驟。還有DNA加合物引起的堿基修飾、形成無(wú)嘌呤/無(wú)嘧啶位點(diǎn)、DNA單鏈斷裂、DNA氧化性損傷、DNA堿基錯(cuò)配損傷等致癌機(jī)制。這些DNA損傷進(jìn)一步發(fā)展可導(dǎo)致堿基替代、插入、缺失和顛換,進(jìn)而影響DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄[45]。
黃曲霉素和乙肝病毒可協(xié)同導(dǎo)致抑癌基因p53249編碼子突變,HBV可以整合到肝細(xì)胞基因組中引起基因的異常表達(dá)或突變[45]。長(zhǎng)年飲用不潔水與HCC的發(fā)病有關(guān),現(xiàn)已證明不潔水中的微囊藻、節(jié)球藻等的毒素如microcystin、nodularin等有致癌、促癌作用,并認(rèn)為此類(lèi)毒素與黃曲霉毒素B1有協(xié)同致癌作用[46]。
3.3 HCC和細(xì)菌感染 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí),螺桿菌是鼠等嚙齒類(lèi)動(dòng)物慢性肝炎、肝硬化和肝癌發(fā)生的致病因素之一,給健康小鼠胃內(nèi)灌注H hepaticus(肝螺桿菌)懸液,已成功復(fù)制出動(dòng)物慢性肝炎和肝癌。這一動(dòng)物模型促使對(duì)HCC癌變機(jī)制中的細(xì)菌病因引起關(guān)注[47,48]。
國(guó)內(nèi)外研究表明,人肝臟組織中存在螺桿菌,該菌與H.pylori高度同源,提示H.pylori感染可能與各種肝臟疾病,尤其是HCC 發(fā)生有一定相關(guān)性[47,48]。Avenaud等[49]研究表明,應(yīng)用PCR技術(shù)在原發(fā)性HCC或肝內(nèi)膽管癌標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)了H.pylori 16S rRNA基因的存在,測(cè)序證明與H.pylori有97% ~99%的同源性。Ponzetto等[50]檢測(cè)丙肝肝硬化患者血清抗 H.pylori IgG抗體,肝硬化組H.pylori IgG陽(yáng)性率明顯高于對(duì)照組。利用PCR檢測(cè)伴有肝硬化的原發(fā)性HCC患者手術(shù)切除標(biāo)本,測(cè)序結(jié)果與H.pylori相近。CagA+H.pylori可不同程度上調(diào)體外培養(yǎng)肝細(xì)胞中CyclinD1及PCNA的表達(dá)進(jìn)一步導(dǎo)致肝細(xì)胞增生異常。同時(shí),CagA+H.pylori誘導(dǎo)人肝細(xì)胞系HepG2原癌基因C-fos表達(dá)升高,提示H.pylori CagA毒力因子在肝癌致癌中起一定作用[47,48]。
3.4 HCC和寄生蟲(chóng)感染 除了微生物,蠕蟲(chóng)和所有吸蟲(chóng)在腫瘤的癌變機(jī)制中有一定作用[51]。IARC把Schistosoma haematobium和Opisthorchis viverrini列為第1組致癌原,Clonorchis sinensis列為第2組致癌原[13]。Schistosoma haematobium 感染常可導(dǎo)致膀胱癌,而 Opisthorchis viverrini和 Clonorchis sinensis與膽管癌和HCC的發(fā)展有關(guān)[52]。雖然蠕蟲(chóng)引起的腫瘤可能會(huì)涉及到一些復(fù)雜的機(jī)制,但慢性炎癥是一個(gè)重要特征[52]。寄生蟲(chóng)卵和分泌物可造成物理?yè)p傷,導(dǎo)致受損肝組織增生[52]。
目前,約15%~20%全球所有腫瘤病例和發(fā)展中國(guó)家26.3% 的腫瘤病例是由于病原體引起的[13,52]。每年可預(yù)防性腫瘤死亡例數(shù)大約1375000[51]。每5個(gè)惡性腫瘤至少有1個(gè)是由病原體感染引起的腫瘤[13]。越來(lái)越多的數(shù)據(jù)表明,病原體參與腫瘤進(jìn)展的頻率可能會(huì)超過(guò)上述統(tǒng)計(jì)數(shù)字。由于病毒和微生物感染可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生和發(fā)展,進(jìn)一步重視這些微生物造成的感染結(jié)局是非常重要的。
了解這些微生物在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮的作用,可引領(lǐng)我們考慮新的方向:新的提高腫瘤患者生存的可選擇的治療方案。這個(gè)概念通過(guò)臨床數(shù)據(jù)得到支持。最初的臨床研究表明,應(yīng)用抗菌藥物硝唑尼特(與甲硝唑無(wú)交叉耐藥性的一種潛在H.pylori根除藥物)H.pylori根除率可達(dá)83%。到今天為止,針對(duì)H.pylori的為期2周抗菌藥物治療方案已經(jīng)證明有效降低胃癌前病變的患病率[2,13]。除了抗菌藥物,長(zhǎng)期使用阿司匹林和非甾體類(lèi)抗炎藥被認(rèn)為是消化道腫瘤的一種保護(hù)因素[2-3]。其作用與服用阿司匹林的劑量及時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。長(zhǎng)期服用75 mg/d的阿司匹林即可獲益,且其獲益隨著阿司匹林服用時(shí)間的延長(zhǎng)而增長(zhǎng),胃癌發(fā)病率可減少50%。阿司匹林可能通過(guò)抑制環(huán)氧化酶(COX)、抑制NF-κB、抑制CDH1甲基化及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡等降低消化道腫瘤風(fēng)險(xiǎn)。另外,在EBVaGC中,作為一種有效的治療手段,去甲基化劑如5-氮雜胞苷可裂解 EBV 感染[13]。
對(duì)于結(jié)直腸癌的治療,thiazolides代表了一類(lèi)針對(duì)細(xì)菌、病毒、蠕蟲(chóng)和原蟲(chóng)的新型抗菌藥物[53]。研究顯示,在感染厭氧菌、病毒、原蟲(chóng)和蠕蟲(chóng)的人結(jié)腸癌細(xì)胞中,thiazolides可誘導(dǎo)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶P1(GSTP1)-依賴(lài)的細(xì)胞死亡[53]。來(lái)自不同的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)證明,thiazolides在結(jié)直腸癌治療中功效歸結(jié)為其抗菌特性[53]。有趣的是,它也表明,這些抗菌藥物可誘導(dǎo)結(jié)直腸癌細(xì)胞的凋亡,對(duì)正常結(jié)直腸細(xì)胞無(wú)顯著副作用[54]。
聚乙二醇干擾素加利巴韋林的聯(lián)合治療是目前慢性HCV感染導(dǎo)致的HCC的標(biāo)準(zhǔn)治療[13,44]。已經(jīng)批準(zhǔn)HCV復(fù)制酶抑制劑(主要是HCV NS3/4A蛋白酶和NS5B聚合酶)進(jìn)行Ⅱ期和Ⅲ期臨床試驗(yàn),可顯著改善HCV治療[44]。類(lèi)似的抗病毒策略用于治療HCC發(fā)展中病毒引起的并發(fā)癥。除了抗病毒治療,抗菌藥物戰(zhàn)略正在臨床成功應(yīng)用。硝唑尼特作為第一代thiazolides類(lèi)藥物,前期是用于治療隱孢子蟲(chóng)感染的藥物。最近,硝唑尼特對(duì)于HBV及HCV的抗病毒活性在體外試驗(yàn)中得到證實(shí),thiazolides類(lèi)藥物在結(jié)直腸癌、肝癌和病原體引起的其他胃腸道疾病中具有針對(duì)病原體的廣譜抗性[54]。
隨著數(shù)據(jù)的廣泛積累,越來(lái)越明顯地表明,在傳統(tǒng)化療開(kāi)始前(特別是惡性胃腸道腫瘤),有必要啟動(dòng)輔助治療和預(yù)防治療,且需要詳細(xì)了解病原體在癌變啟動(dòng)、促進(jìn)或復(fù)雜化的過(guò)程中的角色。對(duì)病原體誘導(dǎo)胃腸道腫瘤的廣泛了解,有助于我們重新定位在腫瘤治療中抗病毒藥物和抗菌藥物的作用和選擇最佳的腫瘤治療。
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