編輯推薦:實驗室研究與口腔細菌有關的梭菌屬F. nucleatum 廣泛分佈於從腸道到頭部和頸部的癌症,靶向這種微生物能對付腫瘤嗎?
刷牙能預防癌症嗎?這個建議看起來像是出自一份不可靠的小報,但科學證據表明兩者之間的聯絡越來越強。
以頭頸癌為例,全世界每年約有45萬人死於這種癌症。它與吸菸和飲酒有關,這也是為什麼最常見的口腔鱗狀細胞癌(OSCC)往往聚集在資源不足的地區的原因之一。但是很多被診斷為OSCC的人說他們從不喝酒或抽菸,所以研究人員一直在尋找其他可能的原因。
一個可能的候選者是牙齦疾病患者。一系列的研究已經確定牙周炎是OSCC的一個危險因素,牙周炎是一種細菌感染,它會腐蝕軟組織,最終腐蝕牙齒周圍的骨頭。這可能是因為這種疾病改變了通常生活在口腔中的良性細菌的行為。
例如,去年年底發表的一項研究表明,與未感染口腔細菌的小鼠相比,感染口腔細菌的小鼠長出了更大、數量更多的腫瘤。
佛羅里達大學口腔醫學院的微生物學家Jorge Frias Lopez研究口腔微生物學與癌症之間的聯絡時說:“當它們意識到口腔有問題,或者免疫系統減少時,它們會做出反應和攻擊,因為它們在尋找食物。”
在我們口腔中通常發現的700種左右的細菌中,研究口腔鱗狀細胞癌的科學家們已經鎖定了一種紡錘形的可疑細菌,稱為核梭桿菌。這還為時過早,但研究人員認為有核梭狀芽孢桿菌F. nucleatum可以解釋為什麼牙齦疾病與口腔腫瘤的發生有關。
弗吉尼亞理工大學研究細菌在癌症中的作用的生化學家Daniel Slade說:“所有跡象都傾向於這種細菌在某種程度上與癌症有關。但這仍然是一個懸而未決的問題,需要更多的研究來確定它是否會引發癌症,或者它是否會加速癌症的發展。”
細菌和腫瘤
傳染性微生物被認為是造成人類腫瘤的大約20%的原因。病毒往往要承擔大部分責任,從導致宮頸癌的常見人類乳頭瘤病毒,到增加肝癌風險的乙型和丙型肝炎病毒。
加州大學舊金山分校的牙周病學家Yvonne Hernandez-Kapila說:“細菌對癌症很重要的概念是新的。在20世紀90年代,當結腸癌和幽門螺桿菌之間的聯絡被發現時,它引發了對其他致病或可能致癌型別的研究。然後大規模的研究開始發現細菌,尤其是口腔細菌和一些癌症之間的聯絡。”
這類關聯研究構成了目前將OSCC與F. nucleatum聯絡起來的大量證據。從1998年開始,對癌症患者的研究一再表明,OSCC腫瘤中的細菌水平和細菌基因表達高於正常組織。
“F. nucleatum實際上存在於許多人體內,”Hernandez-Kapila說:“然而,癌症患者的相對數量在增加。我們已經在口腔癌、頭頸癌患者身上證明了這一點。”
關聯研究只能確定細菌和疾病之間的相關性,眾所周知,相關性並不等於因果關係。由於沒有縱向研究來檢驗攜帶較多這種細菌的人是否會患上更高的癌症,科學家們很難確定這些細菌是否可能導致並惡化這種疾病,或者它們只是與腫瘤一起被發現。倫敦蓋伊和聖托馬斯NHS基金會(Guys and St Thomas NHS Foundation Trust)的臨床腫瘤學家Miguel Reis Ferreira說:“梭桿菌可能在促進癌症方面發揮作用,但我認為這是一個先有雞還是先有蛋的問題。”
但像Slade這樣的科學家認為F. nucleatum確實會導致癌症。這是因為研究發現,F. nucleatum數量的增加與體內其他通常不存在這種細菌的部位的癌症之間存在聯絡。科學家認為,當F. nucleatum透過牙齦出血進入血液時,它從口腔進入結腸、乳房和其他與癌症有關的部位。
2012年,早在發現這種細菌與OSCC之間的聯絡之前,就發現了F. nucleatum在人類結直腸癌(CRC)中普遍存在。Frias-Lopez說:“這種聯絡在胃腸道癌症中非常明顯。”Reis Ferreira同意細菌在結直腸癌中起作用的證據是相對有力的,因為有很多研究證明了這種聯絡,也有一個非常簡單的生理原因:“細菌不應該在那裡。”
與其他癌症相比,已經有更多的研究,包括在動物和細胞培養中,研究細菌如何可能增加CRC的風險。溫哥華BC癌症研究中心的基因組科學家和免疫遺傳學家Robert Holt說:“對這些細菌和結腸癌的機理研究已經進行了多年,有一些發現。”
一個重要的機制似乎是F. nucleatum如何附著在一種名為Gal-GalNAc的糖分子上,這種糖分子在許多癌細胞表面過表達。
Slade說:“這些細菌不一定會選擇特定的癌症。但如果癌症在表面表達糖分,那麼它們就能夠與之結合。”除了結腸腫瘤,研究表明F. nucleatum也能以這種方式與乳腺癌細胞結合。
一旦結合在一起,這種細菌就可以從幾個方面促進癌症的發展。F. nucleatum可以作為其他細菌在腫瘤上定植的橋頭堡,幫助產生微生物聚集和相互作用的生物膜。
“還有很多其他不同的細菌,特別是在口腔環境中。那麼,它是否有一個我們缺少的伴侶,或者它能夠單獨做到這一點?”Slade補充道:“我認為這個領域在不久的將來真的會爆炸式增長。”
有證據表明核仁F.表達的蛋白乾擾細胞訊號傳導過程,從而影響腫瘤的進展。一些研究表明,這種細菌加速了癌細胞的增殖,並能降低DNA修復蛋白的水平。
炎症也可能起到一定的作用。已知F. nucleatum能引發強大的炎症免疫反應。慢性炎症與體內不同部位癌症的發生和發展有關。今年9月發表的一項分析人類結直腸腫瘤的研究表明,F. nucleatum甚至可能幫助癌症在體內從一個地方擴散到另一個地方。
可能的治療方法
Holt說,因果關係的不確定性不應推遲研究口腔或其他地方的細菌和腫瘤之間可能存在的聯絡的臨床意義。他說:“在這個階段,探索干預的方法沒什麼壞處。清除這些細菌不太可能是負面的。這個缺陷似乎沒有做什麼好事,但它確實有很多壞處。”
Slade說,抗生素是攻擊細菌的最明顯的方式,但對癌症來說是不可能的。
“其中一個問題是很難製造出一種特殊的抗生素,”他說:“使用廣譜抗生素,會消滅我們微生物群中潛在的有益部分。”研究表明,擁有健康微生物群的患者對癌症化療反應更好。Slade說:“可能在你試圖消滅這種細菌以預防或治療癌症的同時,你也消除了一種很好的細菌,這種細菌實際上使癌症治療效果更好。”
相反,Hernandez-Kapila正試圖用乳酸乳球菌產生的抗菌肽nisin來對抗核梭菌。Nisin在食品工業中是一種經過測試和批准的防腐劑,在動物研究中關於它的抗癌作用的令人鼓舞的報道已經導致一些癌症患者服用它。Hernandez-Kapila現在正試圖籌集資金進行適當的臨床試驗。
Holt說,另一個有希望的策略是開發疫苗。他的團隊正試圖確定一種抗核F. nucleatum疫苗的可能抗原靶點,可以給那些對治療反應良好但腫瘤復發遺傳風險高的癌症患者使用。“這將是一個很好的場景,我們可能會看到良好的疫苗效力,”他說:“在這個階段,它確實是實驗性的,但有一些很好的理由去追求它。”
如果F. nucleatum確實促進了全身腫瘤的發展,從腸道到頭部和頸部,那麼這種疫苗可以治療許多型別的癌症。“製藥行業已經很好地適應了現在考慮非常精確的適應症和更個性化的適應症。因此,從某種意義上說,我們將把事情引向另一個方向,有可能得到更廣泛的應用。”Holt說。
Hernandez-Kapila說,越來越多的科學家正在意識到,來自實驗室和動物研究的可靠結果表明,針對像F. nucleatum這樣的致病菌,可以為解決頭頸部和其他部位的癌症提供新的途徑。她說:“我的整個職業生涯都在研究這個,但人們過去總是告訴我這是無稽之談。但放療和化療對患者來說是非常困難的,如果你能找到一種像益生菌這樣的東西,它是非常有選擇性的,不會引起很多脫靶效應,那麼這將是非常有用的。”
來源:The Scientist
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