分享

Nature Reviews|具核梭杆菌——共生菌、机会致病菌和致癌细菌

 明醫 2019-01-25

文献ID

文献名:Fusobacteriumnucleatum — symbiont, opportunist and oncobacterium

期刊:Microbiome

发表时间:2017-02

作者及单位:Ming Li; Xiaomin Ying

关键词:II型糖尿病;肠道菌群;株水平;单核苷酸多态性


摘要

1.具核梭杆菌可促进结肠直肠癌的发生和发展,但它也是口腔中的共生菌。

2.具核梭杆菌在口腔生物膜中具有整合作用。

3.具核梭杆菌的作用机制可能导致结直肠癌的发生,并期望可以用于结肠直肠癌的诊断和预后。



背景

具核梭杆菌属于梭杆菌科。 梭杆菌是革兰氏阴性厌氧菌,存在于人类口腔、胃肠道等地方,且不同的生态位下的种属有一定的特异性。具核梭杆菌是目前较为明确的与癌症有密切关系的菌,它可以促进癌症的发育、生长、传播,以及影响癌症治疗的响应。



作为共生菌的方面


具核梭杆菌是口腔常见的共生菌,它不仅与其它的口腔微生物密切相关,它的活动会影响宿主口腔细胞和组织结构,维护牙周健康抑或引发疾病。具体涉及三方面的作用:


具核梭杆菌在细菌生物膜中的物理作用

在牙菌斑生物膜中,具核梭杆菌的长杆形状是一个很好的连接结构,将定殖菌,如链球菌、牙龈卟啉单胞菌和伴放线放线杆菌等与它连接。体外培养可以看到一个具核梭杆菌能和10个血链球菌细胞结合,组装成高度有序的玉米芯样结构。具核梭杆菌对生物膜形成的结构支持,也让它可以与许多其他微生物细胞形成更进一步的相互作用。


具核梭杆菌在细菌生物膜中的化学作用

具核梭杆菌中的代谢途径,如氨基酸发酵,糖酵解等会对其它生物膜中的微生物产生的影响。


具核梭杆菌与其它细菌和宿主细胞的生物互作

具核梭杆菌还通过表达多种粘附素介导重要的生物膜组织行为和与宿主细胞的相互作用(图1)。最具特征的梭杆菌粘附素是RadD,它可以结合变形链球菌粘附素SpaP,介导这两种细菌的共聚集。具核梭杆菌可编码一些具有多拷贝重复的结构域,但它们的功能作用仍不清楚,是否在与其他微生物和宿主细胞的相互作用中发挥了作用也是非常有趣的话题。


Fig 1



作为致病菌的方面


具核梭杆菌与口腔疾病

具核梭杆菌诱导口腔上皮细胞释放抗菌肽β-防御素2,IL-6和IL-8等促炎因子表达,炎症环境促进口腔肿瘤等疾病的进展。在这些病理环境下,具核梭杆菌还能通过NF-kB信号通路影响免疫细胞的功能,同时增加了牙龈卟啉单胞菌的侵袭能力。从中能看到细菌之间如何通过协同作用逃避免疫系统,推动疾病发展的过程。


具核梭杆菌与口腔外疾病

除口腔疾病外,阑尾炎,脑脓肿,骨髓炎,心包炎,绒毛膜羊膜炎(图2)等多种疾病中也能分离出具核梭杆菌。特别是在不良妊娠结局有关的疾病中(如胎盘感染和早产),大部分数据支持具核梭杆菌是驱动因素或致病因子。具核梭杆菌可以侵入人脐带内皮细胞,小鼠模型中也发现具核梭杆菌可定位于胎盘并诱导小鼠成为死胎。


Fig2


具核梭杆菌与癌症


具核梭杆菌促进癌症的机制

1.FadA与E-钙粘蛋白相互作用,导致β-连环蛋白激活并随后激活Wnt靶基因(往往在癌细胞发育中失调)。

2.具核梭杆菌可激活NF-κB途径并上调几种促炎细胞因子(TNF、IL-6、IL-8和IL-1β),形成促炎肿瘤环境。而且具核梭杆菌可以抑制miRNA(细胞自噬抑制剂),从而增加自噬,导致化疗耐药的风险。

3.具核梭杆菌塑造逃脱抗癌免疫反应的肿瘤微环境。具核梭杆菌可产生Fap2,即可介导细菌识别和结合至结肠直肠癌组织的粘附素,可结合在自然杀伤(NK)细胞和其他肿瘤浸润淋巴细胞上的TIGIT受体。TIGIT抑制这些细胞的细胞毒性功能,从而保护具核梭杆菌和附近的肿瘤细胞不被免疫细胞杀死。


fig.3  具核梭杆菌可能导致结肠直肠癌发生的机制


诊断和治疗方法

粪便具核梭杆菌的丰度有助于非侵入性结肠直肠癌筛查方法的开发。另外,针对血清中具核梭杆菌的IgA或IgG抗体的检测也是一种潜在的诊断方法。

肿瘤中高丰度的具核梭杆菌可能影响总体存活率,指导肿瘤预后。

具核梭杆菌可能影响骨髓细胞的肿瘤浸润、T细胞表型和NK细胞的细胞毒性。启示向结直肠癌患者提供不同类型免疫疗法的可能性。

寻找靶向肿瘤组织的、特异性针对具核梭杆菌的抗生素具有重要意义。具核梭杆菌黏附素Fap2就是一个有潜力的靶标。



讨论

1.具核梭杆菌与其他微生物和人体发生各种相互作用,有的对人体产生有益作用,有的则危害人体健康。

2.并非所有的具核杆菌菌株都是致癌的,所以根除具核杆菌来预防包括结肠直肠癌在内的相关病症是片面的。




解读人:赵瑞珍

文献来源

DOI:/10.1038/ s41579-018-0129-6






    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多