黃杰，葛頌

(遵義醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院，貴州563000)

牙周炎主要由牙菌斑生物膜的定植和牙周支持組織中的宿主免疫反應(yīng)引起。牙周炎的進(jìn)展涉及多種宿主細(xì)胞，如中性粒細(xì)胞、口腔角質(zhì)形成細(xì)胞等，這些細(xì)胞具有膜相關(guān)受體和模式識(shí)別受體(PRR)。這些受體可能會(huì)識(shí)別口腔微生物的病原相關(guān)分子模式(PAMP)和損傷相關(guān)分子模式(DAMP)，PAMP是主要存在于革蘭陰性菌細(xì)胞壁的分子結(jié)構(gòu)，它能使宿主細(xì)胞識(shí)別病原微生物并激活與免疫相關(guān)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑；DAMP是細(xì)胞受到氧化應(yīng)激或損傷時(shí)產(chǎn)生的一類(lèi)可激活宿主炎癥反應(yīng)與免疫反應(yīng)的內(nèi)源性物質(zhì)。PAMP和DAMP誘導(dǎo)局部炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和炎癥因子釋放，最終導(dǎo)致牙周炎[1]?？谇晃⑸飳?duì)于維持正?？谇簧憝h(huán)境具有重要作用。研究認(rèn)為，口腔微生物可能通過(guò)炎癥作用和化學(xué)致癌物質(zhì)的直接代謝對(duì)癌癥和其他慢性疾病的發(fā)生發(fā)展起重要作用[2]，例如胃癌與幽門(mén)螺桿菌感染相關(guān)，結(jié)腸癌與致病性大腸桿菌感染相關(guān)[3]。Shin等[4]報(bào)道，牙周炎患者發(fā)生口腔癌的風(fēng)險(xiǎn)是非牙周炎患者的3.7倍，表明牙周炎中的慢性細(xì)菌感染可能是口腔癌的促進(jìn)因素或病因。口腔鱗狀細(xì)胞癌(OSCC)占口腔癌的90%以上，是常見(jiàn)的頭頸部腫瘤，其發(fā)病率呈上升趨勢(shì)，而預(yù)后并無(wú)明顯改善。卟啉單胞菌和具核梭桿菌是牙周主要致病菌，目前關(guān)于其參與OSCC發(fā)生發(fā)展的研究較多?，F(xiàn)就卟啉單胞菌、具核梭桿菌與OSCC關(guān)系的研究進(jìn)展綜述如下。

1 通過(guò)抑制細(xì)胞凋亡促進(jìn)OSCC發(fā)生發(fā)展

細(xì)胞凋亡有助于維持多細(xì)胞生物的體內(nèi)平衡，調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的機(jī)制破壞可導(dǎo)致退行性疾病、自身免疫疾病和癌癥的發(fā)生。人體細(xì)胞的惡性轉(zhuǎn)化受到免疫系統(tǒng)的嚴(yán)密監(jiān)視，個(gè)別有惡變傾向的細(xì)胞被免疫系統(tǒng)的效應(yīng)細(xì)胞識(shí)別后，可以通過(guò)免疫途徑(凋亡或自噬)被清除。卟啉單胞菌不但具有黏附和侵入宿主細(xì)胞的能力，而且可以逃避宿主的免疫殺傷及激活細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，從而抑制細(xì)胞凋亡[5]。

1.1 降低p53表達(dá) p53是一種調(diào)節(jié)細(xì)胞周期進(jìn)程并包含腫瘤抑制功能的轉(zhuǎn)錄因子，能夠激活受損DNA的修復(fù)，啟動(dòng)細(xì)胞凋亡，發(fā)揮抗腫瘤作用。Pan等[6]研究顯示，卟啉單胞菌通過(guò)上調(diào)細(xì)胞周期蛋白A、D、E激活細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性激酶，加速牙齦上皮細(xì)胞在細(xì)胞周期的S期和G2期的進(jìn)展，促進(jìn)牙齦上皮細(xì)胞增殖并降低p53水平，通過(guò)抑制細(xì)胞凋亡來(lái)促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。

1.2 誘導(dǎo)B7-H1表達(dá) B7-H1能夠促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞生成，抑制效應(yīng)T細(xì)胞的殺傷能力，在大多數(shù)人類(lèi)癌癥中可檢測(cè)到B7-H1表達(dá)。宿主細(xì)胞中B7-H1受體上調(diào)可能影響慢性炎癥性病癥的發(fā)展，導(dǎo)致活化T細(xì)胞的無(wú)能和凋亡，并使腫瘤細(xì)胞抵抗宿主免疫殺傷。Groeger等[7]研究表明，卟啉單胞菌能夠誘導(dǎo)OSCC細(xì)胞和牙齦上皮細(xì)胞中B7-H1受體的表達(dá)。提示B7-H1表達(dá)可能有助于口腔癌的免疫逃避。

1.3 激活JAK1/AKT/STAT3信號(hào)通路 JAK1/AKT/STAT3信號(hào)通路控制內(nèi)在的線(xiàn)粒體凋亡途徑，卟啉單胞菌能夠激活該信號(hào)通路，抑制促凋亡Bax因子的活性，使促凋亡因子Bax/抗凋亡因子Bcl-2比值降低，減少誘導(dǎo)凋亡效應(yīng)的細(xì)胞色素C的產(chǎn)生，從而抑制細(xì)胞凋亡[8]。Moffatt等[9]采用微陣列實(shí)驗(yàn)觀察miRNA在感染卟啉單胞菌的牙齦上皮細(xì)胞中的表達(dá)，結(jié)果顯示，卟啉單胞菌可明顯升高牙齦上皮細(xì)胞中的miR-203表達(dá)，其機(jī)制可能是通過(guò)下調(diào)細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)抑制因子3來(lái)增加STAT3的活性，從而抑制細(xì)胞凋亡。

1.4 阻止P2X7嘌呤能受體與ATP結(jié)合 P2X7嘌呤能受體可抑制細(xì)胞內(nèi)感染和炎性細(xì)胞因子的分泌并參與細(xì)胞死亡和細(xì)胞凋亡。卟啉單胞菌可通過(guò)分泌核苷二磷酸激酶阻止牙齦上皮細(xì)胞上的P2X7嘌呤能受體與ATP結(jié)合，進(jìn)而抑制細(xì)胞凋亡[10]。另外，卟啉單胞菌還可減少宿主細(xì)胞上P2X7受體的ATP激活，從而阻止核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(NLRP3)炎性體的激活，減少I(mǎi)L-1β分泌，而干擾素γ極化的腫瘤抗原特異性CD8+T細(xì)胞的引發(fā)必須有IL-1β參與，因此機(jī)體抗腫瘤的主要免疫效應(yīng)細(xì)胞CD8+T細(xì)胞應(yīng)答降低，增加了患癌的風(fēng)險(xiǎn)[11]。

2 通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞增殖和血管形成促進(jìn)OSCC發(fā)生發(fā)展

慢性炎癥刺激在癌癥的形成中起關(guān)鍵作用。卟啉單胞菌是與牙周炎高度相關(guān)的紅色復(fù)合體的重要成員，可引起牙周組織的慢性炎癥，長(zhǎng)期慢性炎癥刺激形成炎癥性微環(huán)境，促進(jìn)OSCC的發(fā)生。卟啉單胞菌或具核梭桿菌的脂多糖激活宿主免疫系統(tǒng)，同時(shí)免疫細(xì)胞表達(dá)炎性細(xì)胞因子如IL-1β、IL-6、TNF-α等，這些炎性細(xì)胞因子及具核梭桿菌的毒力因子FadA黏附素，為腫瘤的血管生成提供炎癥微環(huán)境并激活細(xì)胞增殖相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)通路，促進(jìn)細(xì)胞增殖和血管形成。

2.1 IL-1β引起牙周局部炎癥及促血管生成 IL-1β是一種蛋白酶分泌因子，可能參與破骨細(xì)胞形成和骨吸收，這導(dǎo)致牙周組織的局部炎癥變化。在牙周組織中，單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和肥大細(xì)胞是IL-1β的主要來(lái)源。這些細(xì)胞受革蘭陰性菌細(xì)胞壁的主要成分脂多糖的影響而活化，進(jìn)而合成IL-1β。IL-1β激活內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子和其他促血管生成因子，為血管生成和腫瘤進(jìn)展提供炎癥微環(huán)境。Lee等[12]報(bào)道，高水平的IL-1β可促進(jìn)人口腔角質(zhì)形成細(xì)胞增殖和調(diào)節(jié)信號(hào)傳導(dǎo)途徑，經(jīng)IL-1β處理的OSCC細(xì)胞促血管生成作用顯著增強(qiáng)。

2.2 IL-6刺激免疫抑制因子產(chǎn)生及激活JAK/STAT途徑 IL-6是重要的促炎細(xì)胞因子，它是由牙周組織細(xì)胞在LPS、促炎細(xì)胞因子IL-1β和TNF的刺激下產(chǎn)生的。IL-6不僅能夠削弱宿主的先天免疫反應(yīng)，而且通過(guò)與腫瘤相關(guān)的成纖維細(xì)胞/內(nèi)皮細(xì)胞的協(xié)同作用促進(jìn)腫瘤血管形成[13]。已有研究證實(shí)了IL-6在OSCC進(jìn)展中的作用，IL-6導(dǎo)致JAK和STAT信號(hào)通路激活，然后激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)途徑，最終促進(jìn)細(xì)胞增殖和血管生成[14]。

2.3 FadA黏附素抑制細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性激酶抑制基因2A(CDKN2A)啟動(dòng)子的甲基化及激活β-連環(huán)蛋白(β-catenin)信號(hào)傳導(dǎo) 異常基因啟動(dòng)子甲基化是OSCC發(fā)展的早期表現(xiàn)。FadA黏附素是具核梭桿菌的關(guān)鍵毒力因子，能夠改變癌癥病變中CDKN2A啟動(dòng)子的甲基化，而基因啟動(dòng)子區(qū)域的高甲基化在細(xì)胞周期控制、DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞凋亡、血管生成、細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移中起重要作用。此外，F(xiàn)adA黏附素還可與癌細(xì)胞上的E-鈣黏蛋白結(jié)合并激活β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)。該途徑導(dǎo)致Wnt的轉(zhuǎn)錄活性增強(qiáng)，激活促炎細(xì)胞因子和癌基因，并且刺激腫瘤細(xì)胞增殖[15]。具核梭桿菌也可通過(guò)脂多糖激活β-catenin信號(hào)傳導(dǎo)，使β-catenin、C-myc癌基因和細(xì)胞周期蛋白D1的表達(dá)增強(qiáng)[16]。

3 通過(guò)誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞侵襲與轉(zhuǎn)移促進(jìn)OSCC發(fā)生發(fā)展

研究表明，口腔中的上皮細(xì)胞不斷接觸致病微生物群并與之相互作用，如卟啉單胞菌和具核梭桿菌可通過(guò)促進(jìn)MMP的產(chǎn)生來(lái)增加OSCC細(xì)胞的侵襲性，炎性細(xì)胞因子也可通過(guò)調(diào)節(jié)MMP的表達(dá)影響腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移。MMP高表達(dá)與腫瘤的侵襲性生長(zhǎng)密切相關(guān)，其誘導(dǎo)宿主細(xì)胞遷移增加是上皮腫瘤從良性轉(zhuǎn)變?yōu)榍忠u狀態(tài)的重要標(biāo)志。

3.1 誘導(dǎo)MMP-9前體表達(dá)及活化 轉(zhuǎn)錄因子Ets-1能夠誘導(dǎo)宿主細(xì)胞增殖、分化和惡變，促進(jìn)腫瘤微血管的形成，是與癌癥發(fā)生、發(fā)展、侵襲及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)的原癌基因。細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK1/2)是哺乳動(dòng)物細(xì)胞中一種基本的存活因子，參與腫瘤生長(zhǎng)和誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移等信號(hào)的傳導(dǎo)。Inaba等[17]報(bào)道，卟啉單胞菌可通過(guò)激活ERK1/2-Ets-1、P38絲裂原蛋白激酶/熱休克蛋白27(HSP27)和蛋白酶激活受體2(PAR2)/NF-κB途徑誘導(dǎo)MMP-9前體表達(dá)，卟啉單胞菌產(chǎn)生的牙齦素與PAR2結(jié)合，將MMP-9前體切割成成熟活性形式的MMP-9，MMP-9會(huì)導(dǎo)致基底膜結(jié)構(gòu)的降解，從而促進(jìn)癌細(xì)胞的遷移和侵襲。

3.2 誘導(dǎo)MMP-9表達(dá) Uitto等[18]報(bào)道，具核梭桿菌可選擇性地黏附于上皮細(xì)胞并上調(diào)參與細(xì)胞遷移、增殖和細(xì)胞存活信號(hào)傳導(dǎo)的12種蛋白激酶的表達(dá)水平；具核梭桿菌可激活P38，促進(jìn)MMP-9、MMP-13分泌，在癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移中起重要作用。牙周主要致病菌以及PAMP與宿主反應(yīng)提高促炎細(xì)胞因子水平，大量炎性細(xì)胞因子進(jìn)入全身循環(huán)，增加全身炎癥負(fù)擔(dān)，長(zhǎng)期慢性炎癥刺激可能促使癌癥的發(fā)生發(fā)展。Oku等[19]研究了炎性細(xì)胞因子TNF-α對(duì)人胃癌MKN1細(xì)胞和腹膜間皮細(xì)胞共培養(yǎng)中MMP-9分泌的影響，通過(guò)細(xì)胞共培養(yǎng)條件培養(yǎng)基的酶譜分析顯示，MMP-9在TNF-α存在的情況下顯著增加，認(rèn)為T(mén)NF-α可通過(guò)誘導(dǎo)MMP表達(dá)來(lái)影響腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移。

3.3 誘導(dǎo)DNA損傷及激活致癌信號(hào)通路 卟啉單胞菌或具核梭桿菌的脂多糖可激活宿主免疫系統(tǒng)并促進(jìn)宿主免疫細(xì)胞表達(dá)炎性細(xì)胞因子。TNF-α是炎癥反應(yīng)的主要細(xì)胞因子之一，強(qiáng)烈誘導(dǎo)活性氧化合物、白三烯、前列腺素和MMP的產(chǎn)生。與腫瘤破壞相關(guān)的高劑量TNF-α相反，暴露于低劑量的TNF-α可以誘導(dǎo)DNA損傷，是促進(jìn)腫瘤發(fā)生的基礎(chǔ)。Rivas等[20]研究顯示，上皮細(xì)胞中致癌信號(hào)通路Wnt和NF-κB的激活，對(duì)TNF-α誘導(dǎo)的腫瘤生長(zhǎng)至關(guān)重要。Tang等[21]報(bào)道，TNF-α可通過(guò)NF-κB信號(hào)通路增強(qiáng)OSCC細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移能力。最近研究表明，TNF-α能夠調(diào)控TNF-α誘導(dǎo)蛋白8家族的表達(dá)，這些相關(guān)的蛋白質(zhì)因子/生物分子可以促進(jìn)細(xì)胞存活和產(chǎn)生耐藥性，在癌癥發(fā)生中起重要作用。

4 通過(guò)產(chǎn)生致癌物質(zhì)促進(jìn)OSCC發(fā)生發(fā)展

癌癥是由細(xì)胞中的基因改變引起的，這些遺傳損傷通常發(fā)生在癌基因或腫瘤抑制基因上。致癌物會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)癌基因的過(guò)度活化和突變，進(jìn)而導(dǎo)致新生細(xì)胞以不受控制的方式生長(zhǎng)并形成腫瘤?，F(xiàn)有研究表明，可能具有致癌作用的物質(zhì)包括活性氧(ROS)、活性氮(RNS)和揮發(fā)性硫化合物(VSC)等。

4.1 ROS、RNS致癌 在牙周主要致病菌卟啉單胞菌和具核梭桿菌導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)期間，在TNF-α和IL-6的影響下，上皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞觸發(fā)ROS和RNS生成。ROS和RNS的產(chǎn)生分別通過(guò)誘導(dǎo)NADPH氧化酶和一氧化氮合酶而發(fā)生。NADPH氧化酶催化超氧陰離子，導(dǎo)致超氧化物歧化酶(SOD)介導(dǎo)的H2O2產(chǎn)生，ROS和RNS在人類(lèi)癌癥發(fā)展中起關(guān)鍵作用，因?yàn)樗鼈兛梢砸餌NA堿基改變、DNA鏈斷裂、腫瘤抑制基因受損和原癌基因表達(dá)增強(qiáng)。Bahar等[22]對(duì)OSCC患者的唾液進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)ROS和RNS改變了患者的唾液成分，唾液中的蛋白質(zhì)和DNA被深度氧化，并且所有唾液抗氧化劑顯著降低，提示氧化損傷可能是促進(jìn)癌癥發(fā)展的因素之一。

4.2 VSC致癌 研究顯示，卟啉單胞菌、具核梭桿菌、中間普氏菌和伴放線(xiàn)聚集桿菌等牙周主要致病菌可產(chǎn)生VSC，例如硫化氫(H2S)、甲硫醇(CH3SH)。H2S是一種已知的基因毒物，可能導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定或累積突變。已有研究表明，癌細(xì)胞中各種產(chǎn)生H2S的酶表達(dá)增加，特別是在結(jié)腸癌[23]和卵巢癌[24]中。Meram等[25]研究顯示，與鄰近的良性口腔黏膜相比，OSCC組織中的CBS、H2S水平均顯著增加。CBS過(guò)度表達(dá)導(dǎo)致過(guò)量的H2S產(chǎn)生，其可通過(guò)激活增殖、遷移和侵入性信號(hào)傳導(dǎo)途徑影響腫瘤生長(zhǎng)和擴(kuò)散，并增強(qiáng)腫瘤血管生成。Zheng等[26]在一項(xiàng)細(xì)胞色素P450(CYP450)參與的H2S相關(guān)代謝研究中發(fā)現(xiàn)，H2S通過(guò)CYP450在肉雞空腸中的差異表達(dá)導(dǎo)致氧化還原穩(wěn)態(tài)障礙；空腸中炎性因子IL-4、IL-10、TNF-α mRNA水平顯著升高，細(xì)胞凋亡以及免疫功能障礙，最終導(dǎo)致空腸形態(tài)和功能損傷。Milella[27]的一項(xiàng)回顧性研究發(fā)現(xiàn)，VSC即使在低濃度下也會(huì)損傷機(jī)體組織的健康，在牙周炎的發(fā)病機(jī)制和慢性炎癥的發(fā)展中發(fā)揮作用。

雖然目前關(guān)于牙周主要致病菌產(chǎn)生致癌物質(zhì)的研究有限，但以上研究均表明牙周主要致病菌可能是癌癥進(jìn)展的危險(xiǎn)因素之一。

5 結(jié)語(yǔ)

在慢性牙周炎癥過(guò)程中，牙周主要致病菌與宿主細(xì)胞相互作用，形成對(duì)腫瘤有利的微環(huán)境，可能會(huì)促進(jìn)癌癥的發(fā)展。大量證據(jù)表明，牙周主要致病菌與OSCC密切相關(guān)，但兩者間的因果關(guān)系仍未完全明確，對(duì)OSCC和牙周主要致病菌之間相關(guān)聯(lián)的生物學(xué)機(jī)制的研究尚處于起步階段，還需要更多的研究來(lái)闡明。此外，考慮到口腔中細(xì)菌微生物的多樣性，是否有除牙周主要致病菌以外的其他低豐度的口腔細(xì)菌、真菌或病毒導(dǎo)致OSCC，仍有待研究。近年來(lái)，隨著DNA新型測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，高通量測(cè)序技術(shù)得到普遍應(yīng)用，在基因克隆水平上對(duì)疾病的發(fā)病機(jī)制作新的詮釋成為可能，這將為牙周主要致病菌與口腔癌相關(guān)機(jī)制的研究提供新的策略。