具核梭桿菌和全身疾病相關性的綜述摘要：具核梭桿菌(Fusobacteriumnucleatum，F.nucleatum)屬于革蘭陰性專性厭氧菌，參與牙周疾病的炎癥反應，是牙周炎的可疑致病菌之一。該菌除可引起口腔疾病外，還可在敗血癥相關感染，盆腔炎，腦、肝、肺、脾等臟器的膿腫中分離獲得。近來關于F.nucleatum與早產低體重兒、結直腸癌及呼吸道感染相關性的研究成為熱點，本將對F.nucleatum生物學功能及與口腔感染、全身疾病相關性的研究進展作一綜述。1F.nucleatum的生物學功能1.1生物學特性與分型F.nucleatum是一種革蘭陰性無芽孢專性厭氧菌，兩端尖銳，中間膨大，狀如梭形。最適生長環(huán)境為37℃專性厭氧環(huán)境，血平板上菌落形態(tài)為扁平、邊緣不齊、中央凸起的半透明茵落，呈玻璃屑或面包屑狀。最早在1893年由vanLeeuwenhock從牙菌斑中分離到梭狀的微生物，1898年Veillon和Zuber純化了這種細菌并命名為成梭桿菌(Bacillusfusi-forrnis)。1992年由Korr將F.nucleatum歸類為梭桿菌屬(Fusobacterium)。1990年Drink等根據全菌體蛋白電泳特征和DNA同源性等將F.nucleatum分為三個亞種：(1)具核梭桿菌具核亞種(nucleatumsubsp．nucleatum)，其模式株為ATCC25586；(2)具核梭桿菌多形亞種(F.nucleatumsubsp．polymorphum)，其模式株為ATCC10953；(3)具核梭桿菌文森亞種(F.nucleatumsubsp．vincentii)，其模式株為ATCC19256。而后Gharbia等將具核梭桿菌動物株(F.nucleatumsubsp．animalis，模式株為NCTC12276)獨立成一個亞種，人類株分成三個亞種，即具核亞種、多形亞種和成梭亞種(F.nucleatumsubsp．fusifome，模式株為NCTC11326)。1.2細菌共聚作用共聚是指不同種細菌間的粘附。研究證實F.nucleatum憑借其表面不同的粘附素，可與幾乎所有的口腔細菌發(fā)生共聚，在菌斑生物膜形成過程中擔任“橋梁”分子，對菌斑生物膜的成熟至關重要。然而F.nucleatum與口腔早期定植菌和晚期定植菌的共聚形式是不同的。Kaplan等研究發(fā)現F.nucleatum細胞外膜蛋白RadD是一種精氨酸可抑制性粘附素，介導F.nucleatum與革蘭陽性早期定植菌血鏈球菌的共聚[1]。F.nucleatum與革蘭陰性晚期定植菌的共聚是由粘附素Fap一2介導的一種半乳糖敏感性的共聚[2]。

1.3粘附和侵入粘附和侵入宿主細胞是F.nucleatum發(fā)揮毒力作用的重要環(huán)節(jié)。研究證實F.nucleatum具有很強的粘附能力，可粘附于上皮細胞、成纖維細胞、內皮細胞、多形核白細胞等多種宿主細胞表面，并與唾液大分子、細胞外基質蛋白等結合，病死率均在全球位居癌癥前3位，近年呈上升趨勢。CRC的發(fā)生、發(fā)展與遺傳、環(huán)境、飲食及生活方式等多種因素有關，但其真正病因及發(fā)病機制尚未完全明確。結腸長期暴露于腸道微生態(tài)環(huán)境下，CRC的發(fā)生可能是某些微生物作用的結果。Chen等檢測了46例結腸癌患者的結腸癌組織和腸腔內的菌群組成，發(fā)現結腸癌組織中的梭桿菌比例(4．97)高于腸腔(O．47)。Kostic等利用全基因測序技術發(fā)現CRC組織中梭桿菌的富集現象，其中以F.nucleatum居多，提示F.nucleatum可能與結腸癌的發(fā)生相關。Castellarin等在大腸癌組織中亦測到高濃度的F.nucleatum，且F.nucleatum含量與淋巴結轉移高度相關。Flanagan等亦發(fā)現F.nucleatum與CRC的侵襲能力(如淋巴結轉移)相關E183。

在此基礎上Rubinstein等深入研究了F.nucleatum促進結腸炎及結腸癌發(fā)展的可能作用機制[7]。該研究發(fā)現結腸癌患者病變組織中的fadA基因表達水平高于正常人群的結腸組織，且同一患者病變部位的fadA基因表達水平也高于相鄰正常結腸組織。體外實驗對比F.nucleatum、F.nucleatumUS1和F.nucleatumUSF81對人結腸癌細胞HCT116的結合率，結果顯示FadA是細菌粘附及侵入HCT116細胞的必需因子，且單獨的FadA能與F.nucleatum同等程度地刺激腫瘤基因和炎癥基因的表達，表明FadA是F.nucleatum在刺激結腸癌細胞增殖和激發(fā)細胞炎癥反應中的主要毒力因子。同時，Rubinstein等發(fā)現F.nucleatum無法粘附和侵入不表達E-鈣黏蛋白的結腸癌細胞，證明E-鈣黏蛋白是FadA的關鍵性細胞結合受體。此外，FadA和F.nucleatum刺激HCT116細胞可誘導核轉錄因子NF-κB，促炎細胞因子IL-6、IL-8和IL-18，癌基因wnt7A、7B，e-myc和細胞周期蛋白D1的表達，但對表達E_鈣黏蛋白的非結腸癌癌性細胞HEK293無促進細胞增殖和炎癥反應的作用。Kostic等認為F.nucleatum產生的促炎性微環(huán)境能促進結腸癌的進展[19]。因此，FadA或許并不是結腸癌發(fā)生的罪魁禍首，但對結腸癌的進展起到推進作用。綜上，FadA是口腔F.nucleatum的特異性粘附素，牙周可疑致病菌F.nucleatum很可能是連接牙周病與結腸癌的關鍵點。這不僅提示患者保持口腔衛(wèi)生的重要性，未來還可思考將口腔內F.nucleatum的fadA基因表達水平作為結腸癌的預測和診斷指標。

3.3F.nucleatum與呼吸道疾病研究表明呼吸道感染具有較高的人群發(fā)病率和死亡率，且占據了絕大部分的居民健康保健費用。近年來牙周炎與呼吸道感染的關系越來越受到重視。1999年Scannapieco等提出口腔致病菌及分泌物的吸入可引發(fā)或加重呼吸道的感染，其作用機制可能為：(1)口腔致病菌如牙齦卟啉單胞菌、伴放線聚集桿菌被吸入肺部，可導致肺部感染；(2)唾液中與牙周炎相關的酶類可改變黏膜表面粘附受體，促進呼吸道致病粘附和定植，進而吸入肺內；(3)與牙周炎相關的酶類可破壞口腔致病菌表面的唾液薄膜，使其從口腔黏膜表面清除，粘附于呼吸道上皮；(4)來自牙周感染的炎性細胞因子可改變呼吸道上皮表面，促進呼吸道致病菌的感染。譚麗思等收集慢性阻塞性肺疾病患者痰標本利用realtimePCR技術檢測到F.nucleatum的定植，而且F.nucleatum相對含量隨著患者肺通氣功能的減弱而增加，提示F.nucleatum與慢性阻塞性肺疾病密切相關[20]。大量的流行病學調查證實F.nucleatum很容易造成患有慢性疾病患者(如腫瘤、免疫缺陷、糖尿病等)的感染，呼吸道是其感染的主要來源，且具有很高的呼吸衰竭死亡率[21-22]。2014年Gedik等首次發(fā)現F.nucleatum感染造成健康兒童的支氣管內損傷，提示我們不能一再地憑借經驗主義應用廣譜抗生素治療兒童肺炎和肺膿腫，應該考慮到厭氧菌F.nucleatum感染[23]。鑒于呼吸道感染是導致囊性纖維化(cysticfibrosis，CF)患者死亡的主要因素，Kramer等分析經抗生素治療后CF患者呼吸道菌群特性，發(fā)現F.nucleatum等厭氧菌群在CF患者痰標本中亦具有較高的含量和穩(wěn)定度，說明F.nucleatum可能會影響CF患者氣道菌群生態(tài)系，甚至改變菌群的致病性。綜上所述，F.nucleatum是一種與口腔感染及身體其他部位感染性疾病密切相關的病原菌，對F.nucleatum毒力機制的研究，將為預防和治療口腔及全身感染性疾病提供新的思路。參考文獻[1]KaplanChristopherW,LuxRenate,HaakeSusanKinder,ShiWenyuan.TheFusobacteriumnucleatumoutermembraneproteinRadDisanarginine-inhibitableadhesinrequiredforinter-speciesadherenceandthestructuredarchitectureofmultispeciesbiofilm.MolecularMicrobiology.2008[2]Coppenhagen-GlazerS,SolA,AbedJ,etal.Fap2ofFusobacteriumnucleatumisagalactose-inhibitableadhesininvolvedincoaggregation,celladhesion,andpretermbirth[J].Infection&Immunity,2015,83(3):1104.[3]XuM,YamadaM,LiM,etal.FadAfromFusobacteriumnucleatumutilizesbothsecretedandnonsecretedformsforfunctionaloligomerizationforattachmentandinvasionofhostcells.[J].JournalofBiologicalChemistry,2007,282(34):25000.[4]HanYW,ShenT,ChungP,etal.Uncultivatedbacteriaasetiologicagentsofintra-amnioticinflammationleadingtopretermbirth.[J].JournalofClinicalMicrobiology,2009,47(1):38-47.[5]IkegamiA,ChungPHanYW.ComplementationofthefadAmutationinFusobacteriumnucleatumdemonstratesthatthesurface-exposedadhesinpromotescellularinvasionandplacentalcolonization.[J].Infection&Immunity,2009,77(7):3075-9.[6]KaplanChristopherW,LuxRenate,HaakeSusanKinder,ShiWenyuan.TheFusobacteriumnucleatumoutermembraneproteinRadDisanarginine-inhibitableadhesinrequiredforinter-speciesadherenceandthestructuredarchitectureofmultispeciesbiofilm.MolecularMicrobiology.2008[7]J.‐H.Moon,J.‐H.Lee,J.‐Y.Lee.

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