肠道微生态系统在肠癌防治中的研究进展

【收稿日期】2006205224

【基金项目】国家科技部863计划项目(2003AA2Z3C50)【作者简介】付四海(19772),男,医学硕士,从事微生态学研究

文章编号:10052376X (2007)0120102203

【综 述】

肠道微生态系统在肠癌防治中的研究进展

付四海1

,李雄彪2

,崔云龙

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(1.青岛东海药业有限公司,山东青岛　266400;2.青岛市微生态工程技术研究中心,山东青岛　266400)

【关键词】　微生物;肠癌;防治

【中图分类号】R735.3 【文献标识码】A

肠癌严重地威胁着人类的健康,近20年来我国肠癌的发

病率明显升高,特别在一些大城市,肠癌已成为第2位的癌症。自1990年MAREE L 等把微生态学概念引入肿瘤的研究中,提出肿瘤—宿主生态系统(tu mor 2host ecosyste m )的概念。研究证实,肠黏膜细胞长期与肠道菌群直接接触,肠癌所在区域的微生态系统即宿主环境(host envir onment )、菌群环境对细胞共同体(cell community )肠黏膜上皮细胞的生理功能有着重要影响,与肠癌的形成及发展密切相关[1,2]。1　肠道微生态系统的概念

肠道原籍菌、外籍菌和其上皮细胞等生物成分与食源性非生物成分(未被消化的食物)以及来自胃、肠、胰、肝脏的分泌物(如激素、酶、黏液、胆盐等)共同构成了肠道微生态系统。任何一个环节异常,都可引起微生态平衡的失调,导致腹泻和食欲不振等临床症状。微生态失调包括菌群比例失调和定位转移(易位)两大类。菌群失调即菌群比例失调,是指肠道原籍菌发生定性或定量的改变,益生菌细菌总数减少,出现益生菌与致病菌比例明显改变。定位转移亦称易位,定位转移分为横向转移和纵向转移。横向转移是由原定位向周围转移,如下消化道菌向上消化道转移,结肠菌向小肠转移,引起小肠污染综合征;纵向转移是指细菌由原位向肠黏膜深层乃至全身转移[3]。2　肠道微生态失调与肠癌

肠道中的正常菌群以厌氧菌组成为主,正常时与机体处于相对的平衡状态,当外界环境因素、饮食等发生改变,肠道微生态平衡就可能被打破。大规模流行病学调查发现肠癌高发区与低发区人群在肠道菌群组成方面有很大的差别[4]。微生态失调时,肠道细菌及其代谢产物作用于基因易感性宿主,使之产生免疫应答,三者在肠癌的开始和持续发展中起了重要的协同作用,即“扳机”样作用[5]。支持这一假说的证据有:(1)细菌是肠癌的始发因素,K ADO 等利用抑癌基因TCR 和P53敲除小鼠作为结肠癌动物模型,小鼠自7周龄分别给予正常饲养和无菌处理,研究发现,当小鼠4月龄时70%未处理小鼠结肠存在癌前病变———肠息肉瘤,而无菌处理小鼠肠黏膜病变不明显,未发现明显的肠息肉瘤,进一步研究发现无菌小鼠不能诱发与肠癌患者类似的炎症[6];改变宿主肠道内菌群分布即可改变其肠道黏膜的炎症反应和免疫反应过程,调节肠癌的发生发展;(2)临床流行病学调查证实,腺瘤性息肉与绒毛状息肉均为大肠癌的癌前病变。大肠癌与大肠息肉患者肠道膜菌群明显改变,突出表现为双歧杆菌与乳杆菌数量的减少,同时肠球菌、肠杆菌与酵母菌数量增加,尤以双歧

杆菌的减少更为明显[7]

;(3)致癌物质主要由肠道细菌的酶

将肠道中前致癌物转化而形成的:①72α2脱羟基酶:RE DDY

研究证实,肠道厌氧菌能将残留在肠道内的胆汁酸分解转化

成致癌物,其中72α2脱羟基酶能在结肠中将胆汁酸形成脱氧

胆酸和石胆酸,两者均为结肠癌的辅助诱变物[8];②β2葡萄糖

醛酸酶:KI M 等研究发现,肠道菌群中β2葡萄糖醛酸酶介导的葡糖醛酸化作用是人体内脱毒的主要途径,肠癌患者肠道内

菌群中β2葡萄糖醛酸酶活性明显低于正常人群[9]。③β2葡

萄糖苷酶和和偶氮还原酶:肠道中某些细菌具有β2葡萄糖苷酶和偶氮还原酶等能促进致癌物质如二甲基肼和亚硝酸盐的形成,诱导肠道肿瘤的发生[10]。(4)菌群失调导致抗肿瘤免疫下降:肿瘤是一种由于免疫缺陷而引起的局部发病危及整体的疾病。体内正常菌群能激活机体免疫系统中的巨噬细胞

和NK 细胞,使之分泌多种细胞因子,如I L 21、I L 26、T NF 2

α、I F N 2r 以及NO 等,防治肠癌的发生与发展,益生菌减少导致机体免疫力下降,肿瘤细胞逃离机体免疫监控的机会增大[11,12];(5)平衡肠道菌群可抑制肠癌发展:ROLLER 等利用微生态制剂调节肠道菌群发现,双歧杆菌和乳酸联合治疗能明显缓解致癌物质氯化偶氮甲烷诱导大鼠肠道黏膜损伤,治疗33周后,大鼠肠黏膜受损面积减少,脓点数目减少[13]。这些研究都提示,肠道菌群失衡是导致肠癌发生的重要因素。3　微生态制剂在肠癌防治中的实验研究

微生态制剂促进人体肠道微生态系统由肠道菌群失调转化为菌群平衡,即恢复肠道微生态平衡。大量国内外研究报道,微生态制剂对肠癌具有明显的预防及治疗效果。(1)口服微生态制剂防治肠癌:S ANDERS 等人观察到健康人在服用含嗜酸乳杆菌N2和NCF M 株的牛奶期间,粪便中具有催化前致癌原转化为致癌物的β2葡萄糖醛酸酶、硝基还原酶、偶氮还原酶的活性至少下降50%,停服后4周,活性恢复如前[14];Y AMAZ AKI 等对在2周内切除肿瘤的患者在不给予抗肿瘤药物的情况下,口服Shir ota 株活菌,1年后,口服Shir ota 活菌者肿瘤复发率为25.7%,而对照组为37.9%,表明口服干酪乳杆菌Shir ota 株活菌对预防肿瘤复发有一定的作用[15]。(2)腹腔注射微生态制剂防治肠癌:王立生等以大肠癌裸鼠移植瘤为动物模型,用透射电镜观察青春双歧杆菌腹腔注射对移植瘤超微结构的影响,结果表明可诱导大肠癌凋亡,最初为核染色质浓缩,进而核膜破裂,胞核崩解,最终为邻近活细胞吞噬凋亡小体。用原位末端标记法观察移植瘤组织凋亡细胞百分率,腹腔注射青春双歧杆菌后,大肠癌移植瘤的凋亡细胞百分率为(64.48+18.62)%,而对照组仅为(20.62+8.80)%(P <0.001)[16]。(3)静脉注射微生态制剂的防治肠癌实验:BERT VOGE LSTE I N 等研究发现厌氧菌能够在肿瘤内部的环境中生长。通过静脉注射厌氧菌细菌还能够在肿瘤中扩散,破坏肿瘤中心坏死区域附近的活肿瘤细胞。此外给实验动物裸鼠注射细菌后,再给予裸鼠化疗,发现肠癌组织广泛坏死发生在24h 以内,结果是使细菌对肠癌的抑制作用加强,作用时间延长[17]。(4)肿瘤内注射微生态制剂的防治肠癌实验:早期T AUY UKI 等将Meth 2A 纤维肉瘤与完整肽聚糖混合接种

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01Chinese Journal ofM icr oecol ogy,February 2007,Vol 119No 11