肠道微生物与结直肠癌相关研究进展

（一）梭状菌属

据报道梭杆菌能够增强CRC发生。Kostic等报道在Apc Min/＋小鼠中，梭杆菌属核梭杆菌的特异性菌株增加了肿瘤的丰度，并选择性地扩增了髓样免疫细胞如CD11b＋髓细胞和髓源性抑制细胞（myeloid-derived suppressor cell，MDSC）。他们还观察到在小鼠实验和人类结肠样品中，核转录因子丰度和促炎性标志物如COX-2、IL-8、IL-6、IL-1B和TNF-α的表达之间的强烈相关性，提示梭杆菌通过募集肿瘤浸润性免疫细胞而产生促炎微环境，有利于大肠癌的发生。Rubinstein等发现黏着蛋白FadA是核仁中的毒力因子，通过与E-cadherin结合激活β-连环蛋白信号介导CRC细胞的生长。此外，通过T细胞免疫受体与Ig和ITIM结构域（T cell immune receptor with immunoglobulin and ITIM domain，TIGIT），可以通过F2核蛋白（FAP2蛋白，核梭杆菌表面的蛋白）抑制免疫细胞的抗肿瘤活性，进而促进CRC发育。梭杆菌的丰度增加可能与CRC的高风险有关。

（二）溶血性链球菌（SGG）

溶血性链球菌属于D型链球菌.一项涵盖40年（1970—2010）的文献调查显示，65%被诊断为侵袭性SGG感染的患者伴有结直肠肿瘤。SGG主要与早期腺瘤相关，因此可能成为CRC筛查的早期标志物。SGG被描述为食草动物和鸟类消化道的正常居民。在人体肠道中的检出率（2.5%～15%）较低。最近的分子分析表明SGG可能是人畜共患病。目前公认的基于多位点序列分型（MLST）数据的分类定义了七个亚种，包括溶血性链球菌亚种（S.gallolyticus subsp，SGG）、马其顿链球菌（S.macedonicus，Sgm）、溶血性链球菌亚种（Sgp）、婴儿链球菌亚种（Streptococcus infantarius subsp.infantarius，Sii）、黄体链球菌（Streptococcus lutetiensis）、乳酸链球菌（Streptococcus alactolyticus）和马链球菌（Streptococcus equinus）。一些临床研究已经证实了SGG的侵袭性感染与人类结肠肿瘤之间有强关联。结直肠癌是近几年发展起来的一种遗传病，涉及一系列被称为腺瘤-癌序列的遗传改变（即体细胞突变和表观遗传修饰）。新出现的研究已经将CRC的发展与肠道微生物群的变化紧密联系在一起。

SGG是一种机会性病原体，这种细菌首先从粪便中分离出来，很可能是因为SGG能够降解单宁（tannins），单宁是高度极性的多酚分子，溶血性链球菌（S.gallolyticus）因其对脱羧没食子酸酯（decrboxylate gallate）的能力而得名，这是一种从单宁水解得到的有机酸，与革兰阴性细菌中的对应物一样，革兰阳性菌毛通常与宿主组织的细菌附着和定植有关。pil3菌毛参与SGG与结肠黏液的结合，从而促进小鼠远端结肠的定植。通过小鼠感染后肠道组织的免疫荧光，发现SGG主要被包裹在黏液层中。pil3A黏附素显示结合MUC2和MUC5AC。重要的是，已经报道MUC5AC在腺瘤和癌中异常和错位的表达，以及结肠癌发生过程中黏蛋白有糖基化模式的改变。

pil1和pil3菌毛在SGG UCN34群体中表达不均匀。UCN34中有两个不同的亚群：2/3的低毛化细菌（pil1）和1/3的高毛化细菌（pilhigh）。参与这种调节的分子机制已被确定为相位变化和转录衰减的结合。遗传证据表明，这种异质性表达依赖于pil1启动子区域的变化，该启动子区域包括由可变数目的GCAGA重复序列组成的前导肽，随后是转录终止子。在复制过程中，通过滑链错配增加或删除单个重复，可以改变要翻译的调控前导肽的长度。较长的前导肽的合成通过使pil1基因上游的茎环转录终止子不稳定来控制毛囊转录的切换。发现高毛化细菌更容易被人类巨噬细胞吞噬，并且与表达低毛化水平的细菌相比，在人类血液中的存活率更低。因此有人提出，毛囊在SGG中的随机表达是确保最佳组织定植和传播，同时避免宿主免疫应答的细菌特征。

最后得出结论，SGG既是乘客，又是促进癌症的细菌。但是，为了成为驱动细菌，SGG首先需要定植结肠。因此，SGG不是CRC的主要原因，而是促进CRC发展的辅助因素。为了早期发现CRC，推荐结肠镜检查来评估SGG感染患者隐匿性肿瘤的发生。

（三）粪肠球菌(www.xing528.com)

粪肠球菌是一种厚壁菌属，在某些特定的情况下，粪肠球菌可致病。在胃肠道定植的肠球菌中，在人类粪便中发现的最常见的培养菌株是粪肠球菌（105～107 CFU/g），其次是屎肠球菌（104～105 CFU/g）。

粪肠球菌是人类胃肠道的第一个定植者，在生命的早期阶段对肠道的免疫发育有重要影响。在新生儿中，它通过抑制病原体介导的炎症反应，在发育过程中起到调节结肠稳态的保护作用。在人肠上皮细胞中，诱导IL-10的表达和抑制促炎细胞因子的分泌，特别是IL-8的分泌，此外，由于这种抗炎潜力，粪肠球菌通常被用作益生菌治疗复发性慢性鼻窦炎等疾病。事实证明，与健康成人分离的不同的实验室相比，粪肠球菌具有最高的益生菌活性。此外，由于它的耐热发酵潜力（它能发酵不同类型的糖），在10℃下生长，在60℃可存活30分钟。

有关粪肠球菌在癌症发展中的作用认识尚不一致。一些作者认为在CRC中起保护作用或不起作用，而其他人则认为显示有害活性。例如，Viljoen和他的同事没有发现这种细菌和结肠腺癌之间有任何显著的临床关联。在另一项研究中，当与HCT-116（人结肠癌细胞）共同培养（侵袭性CRC株）时，粪肠球菌能够下调空腹诱导脂肪细胞因子（fasting-induced adipocyte factor，FIAF）基因的表达血管生成素-LI和水通道蛋白4（KE蛋白4），它们通常与一些癌症类型的发展有关。在溃疡性结肠炎小鼠模型中，用醋处理的粪便使粪中大肠埃希菌的数量增加，并抑制Th-1和Th17的炎症应答。

在最近的研究中，当小鼠原代结肠上皮细胞与粪肠球菌极化的M1巨噬细胞共培养时，它们的Wnt/β-catenin信号被激活，并诱导了与去分化相关的多能转录因子。因此，这些细胞被重新编程并转化了原代结肠上皮细胞的转化，从而暗示了微生物在诱导CRC中的作用。

一些实验室的抗癌作用已经被描述并证实与它们的免疫调节活性有关。这些变化是通过激活DC、识别受体来协调的。此外，不同的刺激可诱导产生特异性细胞因子，这些细胞因子负责在每种致病性中适当调节免疫应答。

当人通过水平基因转移（horizontal gene transfer，HGT，指在不同生物个体间或单个细胞内部细胞器之间，遗传物质的交流）获得来自其他细菌的抗生素抗性或假定的毒性基因，此时行为差异可能发生。HGT有利于细菌结构发生快速变化，产生抗性和致病岛（其基因组的动态成分），可影响它们的毒力。它们主要与聚集物质、表面黏附素、性信息素、脂磷壁酸、细胞外超氧化物、明胶酶、透明质酸酶和溶血素（溶血素）有关。

粪肠球菌的有害作用已被认为主要与其产生ROS和胞外超氧阴离子的能力有关，后者可能导致基因组不稳定性，破坏结肠DNA，并因此引起宿主突变和癌变发生。此外，粪肠球菌已被证明产生金属蛋白酶，可以直接危及肠上皮屏障和诱导炎症。在CRC，粪肠球菌可以作为一个“乘客”细菌，而不是一个“司机”，只有当主要环境发生改变时，粪肠球菌才会出现致病性。