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世界胃肠病学杂志。 2021年9月15日; 13(9): 1099-1108
发布在线9月15日,2021年。Doi:10.4251 / wjgo.v13.i9.1099
繁茂的乳酸菌在胃癌
李志鹏,刘菊鑫,卢林林,王丽丽,徐林,郭宗浩,董泉江
李志鹏,卢林林,王丽丽,徐林,董泉江,青岛大学青岛市立医院消化内科和中心实验室,山东省青岛市266071
Ju-Xin刘,中国青岛市青岛市医院临床实验室,山东省青岛266071
Zong-Hao郭,济宁医学院临床医学系,山东济宁272000
ORCID号码: Zhi-Peng李(0000-0002-9800-5293)刘巨新(0000-0002-9035-4237);玲玲陆(0000-0003-4884-6032);李莉王(0000-0002-3607-0786);林旭(0000-0003-3098-8251);Zong-Hao郭(0000-0002-3893-8622);泉 - 江东(0000-0002-5226-7853).
作者的贡献:李泽平、郭志华收集文献;李志鹏、陆ll分析数据并撰写稿件;刘建新、王丽丽、徐丽对文献进行回顾,撰写手稿讨论部分;董启杰设计研究并监督手稿;所有作者审查了手稿,并批准了手稿的最终版本。
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通讯作者董泉江,医学博士,主任医师,教授,山东省青岛市东海中路5号青岛大学青岛市立医院消化内科及中心实验室 allyking114@126.com
收到:2021年2月22日
同行评议开始: 2021年2月22日
第一决定2021年4月19日
修改后:2021年4月30日
接受:2021年7月23日
新闻文章: 2021年7月23日
网上发表:2021年9月15日

摘要

胃癌(GC)的发生与胃微生物群的失调有关。许多研究表明,相对丰度的增加乳酸菌在GC。在这篇综述中,我们提出的数据支持乳酸菌在GC中,通过对胃微生物组的分子和细菌培养的研究,讨论乳酸菌对人体胃的健康,并探讨过度生长的潜在作用乳酸菌在胃致癌作用。需要进一步的研究来检验两者之间的联系乳酸菌和GC在菌株和物种水平,这将有助于阐明其在致癌过程中的作用。

关键词: 乳酸菌胃癌胃炎微生物组新一代测序

核心提示:许多压力乳酸菌已经在临床环境中用作益生菌。然而,最近对胃微生物组的分子分析表明,胃内微生物的丰度增加乳酸菌和胃癌。在本文中,我们审查了目前对杂种效应的理解乳酸菌对人体胃的健康和过度生长的潜在作用进行了探讨乳酸菌在胃癌发生过程中。



介绍

胃癌(GC)是世界范围内的主要健康负担,是世界范围内第五大最常见的癌症[1]宿主遗传变异、环境因素和微生物感染参与了GC的发展[2-6]。幽门螺杆菌幽门螺旋杆菌),在人类中非常普遍,被列为I类致癌物[7]。这种病原体被认为是胃中致癌级联的触发器。

人的胃里有许多细菌。这些细菌可能通过产生致癌化合物而参与GC的发展[8]最近的分子分析显示,胃微生物群中的细菌主要来自变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门和梭杆菌门[9]。在GC中,微生物组发生了实质性改变[1011]。对无菌小鼠的研究数据表明,胃中人工菌群的存在促进了小鼠的发育幽门螺旋杆菌诱发癌症(12]。因此,胃微生物群的失调可能参与了GC的发生[13]。

胃微生物组的一个显著变化是GC中某些细菌相对丰度的改变[14]。多项研究结果显示乳酸菌在GC。考虑到。的广泛使用乳酸菌在临床背景下,作为一种益生菌,令人惊讶的是,细菌丰富的GC。澄清是否浓缩是非常重要的乳酸菌与胃癌发生有关[15]。在本文中,我们回顾了最近发表的文献来验证这一发现乳酸菌丰富了GC,讨论了植物过度生长的可能机制乳酸菌,并探讨其潜在作用乳酸菌在胃的癌变过程中

大量的增加乳酸菌在GC.

在GC中,胃微生物组显示出实质性的改变[16].丰度不同的细菌可能与癌症的发生有关。有人认为这两者之间有着密切的联系乳酸菌和GC[10]。为了验证这一观点,我们回顾了一些旨在识别胃黏膜相关微生物群在胃癌中的组成变化的文献。2014年1月至2021年1月,PubMed数据库使用关键词“胃癌”和“microbiota”或“microbiome”进行搜索。在排除以非英语语言、信件、病例报告、综述或会议报告发表的文章之后,共纳入20篇文章供进一步分析。当检测的微生物组不是来自胃时,研究也被排除在外(即。口腔或粪便微生物组)。

根据实验设计,这些研究分为三类。第一类包括三个病例对照研究,比较GC与健康对照组(正常胃)(表1)1)[17-19,第II类包括9个比较胃癌和非胃癌胃的病例对照研究(表2)[101620-26],第III类由8项研究组成,观察胃癌变过程中多个阶段的胃微生物组组成变化,包括正常胃、肠上皮化生、上皮内瘤变和GC(表)3.)[111427-32]。

表1相对丰富的乳酸菌来自第一类研究。
裁判。
HC(n
GC (n
乳酸菌
折变
LDA的分数
Gunathilake17 88 268 -
Gunathilake18 288 268 + 47.6 3.2
Cavadas19 164 83 -
表2相对丰度的变化乳酸菌来自第二类研究。
裁判。
对照组(n
GC组(n
乳酸菌
折变
LDA的分数
20 29(北卡罗来纳州) 34 -
21 5 (NC) 7 + 194.6/1.9
16 6 (CG) 6 +
费雷拉22 81 (CG) 54 + 188 4.4
23 5 (CG) 6 -
24 32(SG) 18 + 2.5 > 2.4
10 60 (CG) 60 - > 3.6
Castano-Rodriguez25 20(财务司) 12 + 17.7 3.6
Spiegelhauer26 22 (FD) 12 + 148.1
表3相对丰度的变化乳酸菌来自第三类研究。
裁判。
HC SG AG) 即时通讯 GC 乳酸菌 褶皱变化(GCvsSG / CG) LDA的分数
Aviles-Jimenez27 5 5 5 +
28 10 10 11 -
29 8 9 9 7 -
科克30 21 23 17 20 +
Hsieh.11 9 7 11 + 81.0/91.1
14 30 21 27 25 29 + 22.0 4.1
见鬼31 17 13 30 -
甘图亚32 20 20 40 40 48 + 17.9 4.4

第一类的研究表明乳酸菌很少出现在健康对照组的胃菌群中(表1)[17-19]。丰富的乳酸菌在GC中显著增加[18]。然而,其他两项研究的结果并不支持这一发现。对第二类研究的分析显示,7/9的研究显示了丰富的乳酸菌与慢性胃炎、功能性消化不良或非癌性疾病相比,胃癌的发病率更高。褶的丰富性发生了变化乳酸菌从1.9到194.6不等。

大多数(5/8)III类研究的结果表明乳酸菌与癌前病变、慢性胃炎或正常粘膜相比,胃癌显著增加(表3.).有一种趋势,相对富足乳酸菌从正常黏膜到胃癌逐渐增强,表明该细菌与致癌过程密切相关[1432]。来自III类的两项研究使用了随机森林模型(一种机器学习算法),以识别胃微生物组中能够区分癌症和非癌症疾病的细菌成员。结果表明,一组细菌包括乳酸菌具有较高的能力将胃癌与癌前疾病区分开来[14]。

胃微生物组的组成变化是胃癌的一个显著特征。然而,在不同的研究中,GC中丰度改变的细菌差异很大。胃微生物组中很少有细菌成员,除了乳酸菌,已被普遍鉴定为在GC中具有不同的丰度乳酸菌表示…的过度增长乳酸菌在GC。

繁茂的乳酸菌在胃病中

人体的胃是一个不利于抑制细菌的地方。胃液的pH值中值为1.4,能够杀死大多数摄入的细菌[13].快速蠕动和上皮再生进一步阻止细菌在胃粘膜定植[33]。健康人的胃曾经被认为是无菌的。然而,最近的分子分析数据表明,胃液和胃腔表面的微生物数量较少。细菌总数小于1 × 104胃液中每毫米的含量,远低于肠道中的含量[13]。物种丰富度,即胃中的细菌种类的数量,与肠道菌群相比非常低[34]。

胃酸的减少可能导致胃里的细菌过度生长。在自身免疫性胃炎引起的恶性贫血中,壁细胞的丧失导致胃酸分泌减少[35]。远端胃切除术也降低了胃酸排出量[35]。在这些条件下,细菌会在胃中过度生长[35].随着胃内pH值的升高,越来越多的细菌存活并增殖到从胃培养的程度[36]。除了pH值,胃中细菌总数还取决于细菌暴露在pH值低于4.0的环境中的时间。当pH值< 4.0时,每天数小时,细菌生长受到抑制[37-39]。在胃内定植的细菌主要来自摄食,共生细菌在口咽腔内的迁移,或通过肠胃反流的其他方式进入肠道[35]。进入胃部的细菌受到酸胁迫。最终定植于人类胃部的细菌必须具有耐酸性或耐受性。然而,不同微生物在酸性环境中生存的能力有很大差异。通过幽门螺旋杆菌依赖于它的脲酶活性,在细胞周围产生一个碱性的氨缓冲带。鼠疫enterocolitica还拥有一个脲酶基因簇,使其能够在胃中生长。乳酸菌通常能够在弱酸性环境中增殖。许多乳酸菌具有脲酶活性。一些肠道病原体具有自我适应能力,因此在这种酸性条件下以不同方式存活。最近的研究表明,长期使用质子泵抑制剂会导致胃腔pH值升高,从而导致细菌过度生长[40]。特别,链球菌,一种乳酸菌,与使用质子泵抑制剂有关[41]。

胃的一个突出的病理生理变化是在胃的致癌过程中胃分泌的逐渐下降。已发现胃癌患者因促氧性萎缩性胃炎引起的胃酸分泌减少[42]。在GC中报告了不同程度的酸性分泌程度[43]。胃液pH值可增至3.5-7.0。肠型GC的酸分泌不足已被血清生物标志物的测定进一步证实[44-47]。酸产量的下降很可能是铀富集的主要原因乳酸菌在GC。乳酸菌是一种乳酸菌,能耐酸并在弱酸性条件下增殖[48]。在质子泵抑制剂处理期间,胃中pH值的升高增加了相对丰度乳酸菌49]。随着致癌过程中pH值的增加,乳酸菌因此可能会在其他细菌上生长,并在癌变的胃中富集。

不均匀的影响乳酸菌在主人上

木犀属乳酸菌是肠道菌群的一种常见成员。在许多脊椎动物(如老鼠、大鼠和鸡)和昆虫中,该属是胃微生物群中最丰富的细菌[50-53]。然而,在人类中乳酸菌在胃中检测到的约为25.5%[54]。细菌与动物长期的共生关系促进了互惠共生。换句话说,乳酸菌为其宿主提供好处。对人体胃部的研究证明了这一点乳酸菌具有抗菌作用,减轻黏膜炎症,调节黏膜免疫,甚至有抗癌作用。

乳酸杆菌对宿主的益处

研究发现,两者的共存率乳酸菌spp.还有胃病原体幽门螺旋杆菌在有胃肠道不适症状的患者的胃粘膜中含量相当低[5455]。两项分别涉及197例和427例胃肠道不适患者的研究显示,这两种细菌共存率仅为8%[55)和6.1% (54),分别。相比之下,幽门螺旋杆菌在这两项研究中,大约有一半的患者检测到了这种病毒。这些数据表明了该方法的病原体排除效果乳酸菌.补充菌株的临床试验乳酸菌可以提高根除率幽门螺旋杆菌.此外,乳酸菌可降低抗肿瘤药物引起的不良事件发生率-幽门螺旋杆菌治疗,缓解疾病相关的临床症状[5657]。因此,乳酸菌它的主人通过反幽门螺旋杆菌效果。进一步的研究表明乳酸菌可以创造竞争条件,抑制病原体粘附在胃黏液和上皮层[58]。l .杆菌菌株和喂食菌株增加了基因的表达MUC2MUC3通过上皮细胞的基因,抑制病原体的结合[59]。许多乳酸菌物种产生细菌素,能够杀死病原体[60]。

乳酸菌减轻胃黏膜发炎[61]。这种微生物调节信号通路,导致IL-8表达减少[62]。一些益生菌菌株乳酸菌及其代谢产物刺激树突状细胞,导致抗炎途径激活,抑制Th1和Th17淋巴细胞的炎症功能[63]。这种细菌可能会改变细胞因子的结构,从而增加B细胞分泌性IgA的产生[62].这些发现表明乳酸菌具有抗炎作用。

乳酸菌显示抗癌活性。l .杆菌um-commentates的表达PTEN伯灵顿, 和TLR4和下调AKT.基因,进而促进AGS细胞凋亡[64]。在在体外研究中,l . gasseri导致癌基因表达显著下降,包括bcl - 2、β-catenin、整合素α5和整合素β1。总的来说,目前的证据支持这样的观点,即某些菌株乳酸菌通过它们的特性为人类的胃提供益处的病原体排除,维持胃屏障功能,抗炎和抗癌作用。

乳酸杆菌的致癌潜力

人们普遍认为乳酸菌具有益生菌作用,能够充分有益于人类健康携带细菌有时显示出致癌的可能性。在INS-GAS转基因小鼠模型中,人工菌群定植(l . murinusASF361,梭菌ASF356,类杆菌ASF519)可促进胃上皮内瘤变的发生[12]。这与促炎基因和致癌基因的强烈上调有关[12].这些发现表明乳酸菌在胃致癌作用。乳酸菌产生乳酸,它可以作为肿瘤细胞的燃料,加速它们的生长[15]在需要快速生长的情况下,肿瘤细胞主要依赖于无氧糖酵解而不是氧化磷它提供更多的乳酸[6566]。糖酵解性肿瘤中的乳酸浓度大约是普通人基础乳酸产量的10倍[67-70]。据推测,乳酸的产生增加了乳酸菌促进肿瘤细胞的生长。此外,乳酸菌已被证明能将硝酸盐还原为亚硝酸盐,从而导致大量n -亚硝基化合物的形成[7172]这些化合物促进突变、血管生成上皮细胞原癌基因的表达,从而导致GC的发生。乳酸菌和其他乳酸菌一样,在培养的细胞中是一种非常有效的活性氧诱导剂在活的有机体内73]。这些活性氧物质会引起强烈的DNA损伤[73]已有研究表明,乳酸菌可增强已知的多能性标记物NANOG的表达,使人成体纤维细胞成多能细胞[74]。这支持直接促进癌症的活性乳酸菌

之间的关系乳酸菌过度生长和胃致癌作用

对胃微生物组的分子分析表明,胃微生物组过度生长乳酸菌在GC。最近,在子宫颈癌中发现这种细菌过度生长[75]。L. Iners.在宫颈癌和癌前病变中更为丰富。类似地,一些物种乳酸菌在GC中含量增加[21]。这些数据建议关闭近距离乳酸菌和癌症。考虑到食品和药物中含有乳酸菌广泛应用于日常生活和临床环境中,明确是否乳酸菌参与GC的开发。

乳酸菌由100多个物种组成。不同物种之间的生物学行为有很大差异。情况下,某些乳酸菌菌株具有促进抑制胃的酸性环境的脲酶活性。在正常的人体胃,与小鼠相反,乳酸菌几乎没有被孤立[7677].澄清乳酸菌在胃癌的发生中,一个关键的问题仍然有待解决的是是否增加的丰度乳酸菌由分子分析检测到的结果是一种特殊物种的过度生长乳酸菌.然而,初步研究结果发现,一种不同的物种乳酸菌已从GC患者的胃中分离出[78-81]。这些物种包括副干酪乳杆菌,发酵乳杆菌,rhamosus乳杆菌,唾液乳杆菌,嗜酸乳杆菌.这些发现表明,大量的乳酸菌物种能够在癌变的胃中生存和增殖。虽然乳酸菌与非癌症条件相比,更频繁地从GC中分离出来,非特定物种已被发现与GC相关[78-81]。因此,看起来过度生长乳酸菌在GC中不是由特定物种引起的乳酸菌无论它是哪个物种,株系之间的差异都很大。需要进一步的研究来阐明在GC中是否富集了具有上述致癌潜力的强毒株。这样的研究将有助于澄清乳酸菌在GC。

细菌之间的相互作用在维持微生物组的内环境平衡中起着至关重要的作用乳酸菌与胃微生物组的其他细菌相互作用[10]。因此,过度生长的乳酸菌可以通过与其他细菌的相互作用来改变胃微生物组的结构,可能导致消化不良。这导致社区行为的变化,增强了胃微生物组的致癌电位。因此,很可能乳酸菌它本身在癌变中没有任何重要作用。相反,它通过改变胃微生物群落间接促进癌变。GC中常见细菌过度生长[13].过度增长乳酸菌因此,这可能仅仅反映了胃微生物组的一种改变状态,这种改变具有许多过度生长的细菌成员乳酸菌在GC的开发中扮演的角色很少(如果有的话)。

结论

总之,有强有力的证据支持这一点乳酸菌GC中的过度生长。它可能通过代谢产物直接促进GC的发展,或通过改变微生物群落间接促进GC的发展。但是,不能排除它只是作为细菌过度生长的标志物的可能性。澄清乳酸菌在GC的发展过程中,需要进一步在菌株和种水平上进行研究。

脚注

稿件来源:邀请稿件

专业类型:微生物学

原产国/地区:中国

同行评审报告的科学质量分类

甲级(优秀):0

B级(非常好):B,B,B,B

C级(良好):0

D级(一般):0

E级(差):0

P-审稿人:Hudler P, Kosuga T, Mansilla-Vivar R, Suzuki H s

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