引用本文： 赵素月, 朱克祥, 李文军. 微生物与胰腺癌致病机制研究进展. 中国普外基础与临床杂志, 2020, 27(8): 1044-1048. doi: 10.7507/1007-9424.201912045 复制
胰腺癌是侵袭性极强、恶性程度和病死率较高的一种疾病。由于缺乏典型的症状和可靠的生物标志物以及胰腺癌对传统治疗和靶向治疗的不敏感，使得胰腺癌成为全球癌症主要死亡原因之一。“癌症与微生物的理论”在 20 世纪初首次被提出，此后在过去的一个世纪里对微生物与癌症致病机制的理解已经有了较大的进展。
1 胰腺癌的流行病学与危险因素
胰腺癌在各国发病率差异较大，发病率与当地经济水平呈正相关[1]。胰腺癌的发展与年龄密切相关，已成为发达国家经济的主要负担。欧盟癌症数据库[2]统计结果显示，胰腺癌在所有恶性肿瘤发病率列第 7 位、死亡率列第 4 位，2018 年大约有 10 万例新发胰腺癌患者，占所有新发癌症数量的 3.0%；在男性患者中发病率列第 8 位，在女性患者中列第 6 位。中国癌症中心最新数据[3]显示，胰腺癌在所有恶性肿瘤中发病率位于第 10 位，城市发病率高于农村，癌症病死率列第 6 位，5 年生存率约 7.2%。安德森癌症中心[4]估计，预计到 2030 年，胰腺癌将成为第二大癌症相关死亡原因。胰腺癌的发病是由多个危险因素共同作用的结果。目前胰腺癌的潜在危险因素大约有 20 种[5]，菌群失调也是一大危险因素[6]。根据相对危险度（relative risk，RR）可将胰腺癌的危险因素分为 3 类[2, 7]：高危（RR>2），主要是与遗传因素相关，其所占比例不到 10%；中危（RR 为 2～1.5），包括吸烟和Ⅱ型糖尿病患者；低危（RR<1.5），主要与不良生活习惯相关。如果人们拒绝吸烟、限制饮酒、健康饮食、控制体重，超过四分之一的胰腺癌可得到预防[5]。近年来研究发现微生物作为胰腺癌的危险因素并通过多种机制影响胰腺癌的发生及发展。
2 微生物与胰腺癌
微生物通过与宿主共生在调控代谢中发挥重要作用[8]。在过去十年，微生物与肿瘤之间的相互作用引起了研究者们的广泛关注，通过研究复杂微生物群落的各种特征及微生物群参与肿瘤预防、癌变和抗癌治疗的可能机制。研究[9-11]表明，微生物群及其相关代谢物通过诱导炎症、促进免疫失调、激活相关信号通路、氧化应激和诱导 DNA 链损伤参与肿瘤进展。由于胰腺没有自己的微生物群，因此认为影响胰腺肿瘤进展和预后可能与口腔致病菌和肠道菌群失调有关。口腔致病菌、肠道菌群中幽门螺杆菌和其他肠道菌群主要通过促进炎症发展和分泌多种毒素诱发胰腺癌。
2.1 口腔致病菌与胰腺癌
牙周病是由口腔致病微生物引起的慢性口腔炎症[12]。口腔致病微生物与口腔癌和胃肠道肿瘤密切相关，包括牙龈卟啉单胞菌、梭杆菌属、放线共生放线杆菌、嗜血杆菌、纤毛菌属、普雷沃氏菌、链球菌等[13]。研究[14]发现，口腔的慢性炎症与胰腺癌风险增加有关。目前在胰腺癌中起主要作用的口腔微生物包括牙龈卟啉单胞菌、放线共生放线杆菌和梭杆菌。
2.1.1 牙龈卟啉单胞菌
① 牙龈卟啉单胞菌是引起牙周病的主要致病菌[15]，它分泌的核苷二磷酸激酶可降低 ATP 浓度、促进细胞增殖[16]，其可产生炎症因子包括白细胞介素（interleukin，IL）-1β、IL-6、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）-ɑ和基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP），从而介导炎症反应[11, 17]。细菌脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）是细菌微生物细胞壁外壁的组成成分，由脂质和多糖构成，其也产生 IL-1β 和 TNF-ɑ，LPS 可通过 Toll 样受体（Toll-like receptor，TLR）4 激活免疫细胞中核因子（NF）-κB 和丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信号通路而促进胰腺癌的发展[18]，其中 IL-1β 通过激活内皮细胞产生血管内皮生长因子，为肿瘤血管生成和肿瘤进展提供炎性微环境[19]。② 牙龈卟啉单胞菌通过激活多种信号通路抑制细胞凋亡：第一，通过 JAK1/Akt/Stat3 信号通路活化细胞周期蛋白/周期蛋白依赖性激酶、抑制 p53 肿瘤抑制因子而发挥抗凋亡作用[20]；第二，激活 JAK/PI3K/Akt 信号通路，使Bcl-2细胞死亡拮抗剂与 Bcl-2 和 B 细胞淋巴瘤-特大型（Bcl-xl）形成异源二聚体而抑制细胞凋亡[21]。③ 牙龈卟啉单胞菌分泌蛋白酶激活受体 2（protease activated receptor 2，PAR2）激活 PAR2/NF-κB 途径，它侵入宿主细胞后激活 ERK1/2-Ets1 和 p38/HSP27 通路，这两种途径共同诱导 proMMP-9 表达，活化的 MMP-9 降解多种细胞外基质，促进肿瘤细胞侵袭和转移[22]。④ 牙龈卟啉单胞菌还可产生肽基精氨酸脱氨酶，通过去除蛋白和多肽中的精氨酸残基，将其转化为瓜氨酸，从而修饰细菌和宿主蛋白，并参与肿瘤进展[17]。Fan 等[14]进行了口腔微生物与胰腺癌的前瞻性队列研究发现，牙龈卟啉单胞菌增加患胰腺癌风险，并且牙龈卟啉单胞菌血清抗体升高使胰腺癌风险增加 2 倍。
2.1.2 放线共生放线杆菌
放线共生放线杆菌是革兰阴性兼性厌氧菌，可分泌细胞致死性肿胀毒素和细胞毒素相关蛋白 E。细胞致死性肿胀毒素是 AB2 三聚体的结构，具有 DNA 酶活性，可诱导 DNA 损伤和细胞周期的阻滞，促进胰腺癌的发生[23]；细胞毒素相关蛋白 E 具有解旋酶活性，可以诱导细胞突变、衰老和调节组织特异性基因表达等多种生物学功能[24]，且其在胰腺癌等多种癌细胞和癌组织中广泛表达。研究[14]表明，放线共生放线杆菌口腔感染患者与更高的胰腺癌风险相关。
2.1.3 梭杆菌属
梭杆菌是革兰阴性厌氧菌，也是一种黏附性细菌，其主要毒力因子来源于外膜的黏附蛋白，包括梭杆菌黏附素 A 和家族性腺瘤性息肉病 2。梭杆菌黏附素 A 是梭杆菌最具特征的毒力因子，能与 E 钙黏蛋白结合激活 β-连环蛋白信号通路，激活炎性细胞因子和癌细胞增殖[25]，还可与血管内皮细胞 E 钙黏蛋白结合，增加内皮细胞通透性，利于细菌的传播和免疫逃逸[26]；家族性腺瘤性息肉病 2 则促进炎症微环境的形成[27]。梭杆菌可以诱导产生活性氧和炎性因子（IL-1β、IL-6、TNF-α 等）而调节肿瘤免疫微环境，从而促进肠道肿瘤向骨髓细胞的浸润[6, 28]；此外，梭杆菌诱导 TLR 激活 NF-κB 信号协调细胞增殖[29]并激活 p38 导致 MMP-9 和 MMP-13 分泌，促进肿瘤细胞的侵袭和转移[30]。研究[31]认为，梭杆菌阳性患者与胰腺癌不良预后相关。
口腔微生物在胰腺癌发生中起至关重要的作用。放线共生放线杆菌、牙龈卟啉单胞菌和梭杆菌可共同启动 TLR 信号通路，TLR 在胰腺癌中表达并通过介导炎症而促进肿瘤进展[14, 29, 32]。
2.2 幽门螺杆菌与胰腺癌
幽门螺杆菌是一种早被人类所熟知的微生物，其作为胃癌Ⅰ级致癌物研究较广泛。幽门螺杆菌的大多数研究[33-35]包括病例对照研究、前瞻性队列研究和荟萃分析都证实其感染与胰腺癌风险增加有关，但也有研究[36]认为幽门螺杆菌与胰腺癌关系并不明确。有研究[37]发现，胰腺癌患者幽门螺杆菌感染发生率较高，血清中幽门螺杆菌 IgG 水平也较高，因此，认为幽门螺杆菌可作为胰腺癌的危险因素。
幽门螺杆菌分泌细胞毒素相关蛋白和空泡毒素，通过促进慢性炎症、氧化应激和损伤宿主 DNA 引发细胞癌变[38]。细胞毒素相关蛋白是一种相对分子质量为（120～140）×103 的蛋白，其被 Abl 和 Src 激酶磷酸化，促进细胞迁移[39]，其可增加 TNF-α、IL-8 和 H2O2 水平，引起 DNA 氧化损伤，导致 DNA 双链断裂。幽门螺杆菌破坏胃内微环境，胃内细菌增多，从而增加内源性致癌物亚硝胺的产生，而亚硝胺可通过血液运输到胰腺发挥致癌作用[5]；幽门螺杆菌促进胃泌素分泌并刺激胰腺细胞的生长和增殖，胃泌素增加胰腺对致癌物的敏感性；幽门螺杆菌抑制生长抑素的产生导致胃酸分泌过多，胃酸促进促胰液素和胰腺碳酸氢盐分泌[40]，促胰液素对小鼠胰腺导管细胞的 DNA 合成具有积极作用，诱导胰腺导管上皮细胞增殖并增加亚硝胺的致癌性[41]；幽门螺杆菌细胞壁中 LPS 成分可激活 PI3K/Akt 通路，促进细胞增殖、迁移和抑制细胞凋亡[42]，激活 NF-KB 通路促进炎症反应和抑制细胞凋亡[43]，同时 LPS 还被证实可过度刺激 KRAS 基因导致基因突变，而 KRAS 基因突变是胰腺癌发生的重要过程[10]；幽门螺杆菌还可通过诱导 STAT3 激活抗凋亡和促增殖相关蛋白质（Bcl-xL、MCL-1、survivin、c-myc 和 cyclin D1）的表达，促进胰腺癌的进展[44]；幽门螺杆菌在胃黏膜和全身水平上的破坏活动以及激活多种炎症因子，改变胰腺的生理状态，诱发胰腺癌。
2.3 肠道菌群与胰腺癌
数以万亿计的微生物生活在人类肠道中，统称为肠道微生物群。在正常生理条件下，肠道细菌间保持平衡、微生物群与免疫系统相互作用以维持肠道稳态，若这种稳态的破坏被称为肠道菌群失调[9]。在某些病理条件下，肠道微生物可通过循环系统、胆管或胰管等天然管道到达胰腺，导致胰腺的慢性感染[37, 45]。Mendez 团队[46]研究发现，在胰腺导管腺癌发生的早期阶段，肠道微生物中的变形杆菌和厚壁菌门占显著优势；Ren 等[47]通过 MiSeq 测序分析胰腺癌中肠道微生物的特征发现，某些致病菌和产生 LPS 的细菌增多，而产生益生菌和丁酸盐的细菌减少。
肠道菌群引起轻度和持续的免疫和炎症反应而导致胰腺癌的形成。肠道菌群失调不直接干扰细胞周期和激活癌症信号通路，而是通过多种途径激活免疫系统，包括肿瘤浸润淋巴细胞及其相关的细胞因子、先天免疫细胞、TLR 等[45, 48]。肿瘤浸润淋巴细胞产生促炎介质，通过 STAT3 和 NF-κB 信号通路促进细胞增殖和抑制凋亡[49]。小鼠胰腺腺泡细胞钙通道缺失可引起肠道炎症和细菌过度生长，导致细菌移位、全身感染和死亡，因此，胰腺分泌物在调节胰腺动态平衡和肠道免疫系统完整性方面发挥的关键作用[50]。
慢性胰腺炎是胰腺癌一大危险因素，持续的炎症刺激导致癌变，而大约 36% 的胰腺炎患者出现肠道菌群过度生长[51]，尤其是携带 KRAS 基因突变的慢性胰腺炎患者癌变风险增加，而肠道菌群通过 LPS 驱动的炎症反应和 TLR 介导的 NF-κB 信号通路导致了 KRAS 基因突变，从而加速了胰腺癌的发生[52]，LPS 和 TLR 相互作用并诱导慢性炎症。各种免疫细胞上表达的 TLR 使免疫细胞能够识别多种微生物相关分子模式和非感染性炎症损伤相关分子模式，并激活 NF-κB 和 MAPK 信号通路持续引发胰腺炎症[10]。
糖尿病又是胰腺癌的另一大危险因素，在Ⅱ型糖尿病患者中发生中度肠道菌群失调，其特点是大肠杆菌和粪杆菌数量减少[53]。肠道菌群通过影响体质量、胆汁酸代谢、慢性炎症、胰岛素抵抗以及调节肠道激素来影响糖尿病[47]。肠道微生物群还可以在肿瘤上定植，通过改变肿瘤微环境诱导癌症[54]。
慢性胰腺炎、糖尿病和肠道菌群失调共同作为胰腺癌的危险因素。肠道菌群失调通过引起全身慢性炎症反应、免疫应答及肠道屏障破坏后的菌群移位、内毒素的释放等多方面促进胰腺癌的发生和发展。
研究[10]发现，可使用益生菌、合生元和一些特定的抗生素治疗胰腺癌，因为肠道菌群代谢会影响肿瘤治疗（包括化学疗法和免疫疗法）的疗效，通过建立健康肠道菌群，抑制致病菌生长，并与化学疗法和免疫疗法协同使用，可提高胰腺癌患者生存时间。临床最常用的益生菌有乳酸菌、双歧杆菌，乳酸菌可抑制肠杆菌生长、调节结直肠癌患者的肠道免疫功能，双歧杆菌可刺激免疫系统攻击肿瘤细胞且加强癌症免疫治疗疗效[55]；化疗药物会使菌群的组成发生改变且产生化疗后副反应，益生菌的使用可以调节菌群组成和减轻化疗药物引起的腹泻、黏膜炎等副反应[56]。益生菌主要通过降低氧化应激、免疫调节、减轻炎症反应、调节肠道菌群抑制胰腺癌进展。
3 小结与展望
微生物通过多途径持续诱导慢性炎症和免疫反应而促进胰腺癌的发展。微生物 LPS 除与 TLR 相互作用产生多种炎症因子和激活 NF-κB 等多种信号通路引发持续慢性炎症而导致胰腺癌进展外，其还可过度刺激 KRAS 基因突变而导致胰腺癌，诱导产生 MMP-9 促进胰腺癌的侵袭和转移。免疫调节在炎症反应及胰腺癌进展中也十分重要，肠道微生物可激活免疫系统、促进细胞增殖、抑制细胞凋亡。微生物中的口腔致病微生物和幽门螺杆菌还可通过分泌毒素激活癌症相关信号通路促进癌症的进展。对微生物与胰腺癌机制关系的研究，为后续通过微生物进行癌症预防和治疗干预提供了理论基础。胰腺癌的治疗需要寻找新的出路，人们正在不断地探索新的治疗靶点，提高胰腺癌患者生存时间和质量。展望微生物与胰腺癌的研究，未来有望利用唾液、漱口水样本或者粪便中的标记物进行非侵入性的、经济的筛选；并且通过补充益生菌和口服抗生素等方式干预菌群的生长以加强化学治疗和免疫治疗疗效。
重要声明
利益冲突声明：本文全体作者阅读并理解了《中国普外基础与临床杂志》的政策声明，我们无相互竞争的利益。
作者贡献声明：赵素月查阅文献并撰写了文章；朱克祥给予了指导和修改意见；李文军提供研究思路。
胰腺癌是侵袭性极强、恶性程度和病死率较高的一种疾病。由于缺乏典型的症状和可靠的生物标志物以及胰腺癌对传统治疗和靶向治疗的不敏感，使得胰腺癌成为全球癌症主要死亡原因之一。“癌症与微生物的理论”在 20 世纪初首次被提出，此后在过去的一个世纪里对微生物与癌症致病机制的理解已经有了较大的进展。
1 胰腺癌的流行病学与危险因素
胰腺癌在各国发病率差异较大，发病率与当地经济水平呈正相关[1]。胰腺癌的发展与年龄密切相关，已成为发达国家经济的主要负担。欧盟癌症数据库[2]统计结果显示，胰腺癌在所有恶性肿瘤发病率列第 7 位、死亡率列第 4 位，2018 年大约有 10 万例新发胰腺癌患者，占所有新发癌症数量的 3.0%；在男性患者中发病率列第 8 位，在女性患者中列第 6 位。中国癌症中心最新数据[3]显示，胰腺癌在所有恶性肿瘤中发病率位于第 10 位，城市发病率高于农村，癌症病死率列第 6 位，5 年生存率约 7.2%。安德森癌症中心[4]估计，预计到 2030 年，胰腺癌将成为第二大癌症相关死亡原因。胰腺癌的发病是由多个危险因素共同作用的结果。目前胰腺癌的潜在危险因素大约有 20 种[5]，菌群失调也是一大危险因素[6]。根据相对危险度（relative risk，RR）可将胰腺癌的危险因素分为 3 类[2, 7]：高危（RR>2），主要是与遗传因素相关，其所占比例不到 10%；中危（RR 为 2～1.5），包括吸烟和Ⅱ型糖尿病患者；低危（RR<1.5），主要与不良生活习惯相关。如果人们拒绝吸烟、限制饮酒、健康饮食、控制体重，超过四分之一的胰腺癌可得到预防[5]。近年来研究发现微生物作为胰腺癌的危险因素并通过多种机制影响胰腺癌的发生及发展。
2 微生物与胰腺癌
微生物通过与宿主共生在调控代谢中发挥重要作用[8]。在过去十年，微生物与肿瘤之间的相互作用引起了研究者们的广泛关注，通过研究复杂微生物群落的各种特征及微生物群参与肿瘤预防、癌变和抗癌治疗的可能机制。研究[9-11]表明，微生物群及其相关代谢物通过诱导炎症、促进免疫失调、激活相关信号通路、氧化应激和诱导 DNA 链损伤参与肿瘤进展。由于胰腺没有自己的微生物群，因此认为影响胰腺肿瘤进展和预后可能与口腔致病菌和肠道菌群失调有关。口腔致病菌、肠道菌群中幽门螺杆菌和其他肠道菌群主要通过促进炎症发展和分泌多种毒素诱发胰腺癌。
2.1 口腔致病菌与胰腺癌
牙周病是由口腔致病微生物引起的慢性口腔炎症[12]。口腔致病微生物与口腔癌和胃肠道肿瘤密切相关，包括牙龈卟啉单胞菌、梭杆菌属、放线共生放线杆菌、嗜血杆菌、纤毛菌属、普雷沃氏菌、链球菌等[13]。研究[14]发现，口腔的慢性炎症与胰腺癌风险增加有关。目前在胰腺癌中起主要作用的口腔微生物包括牙龈卟啉单胞菌、放线共生放线杆菌和梭杆菌。
2.1.1 牙龈卟啉单胞菌
① 牙龈卟啉单胞菌是引起牙周病的主要致病菌[15]，它分泌的核苷二磷酸激酶可降低 ATP 浓度、促进细胞增殖[16]，其可产生炎症因子包括白细胞介素（interleukin，IL）-1β、IL-6、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）-ɑ和基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP），从而介导炎症反应[11, 17]。细菌脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）是细菌微生物细胞壁外壁的组成成分，由脂质和多糖构成，其也产生 IL-1β 和 TNF-ɑ，LPS 可通过 Toll 样受体（Toll-like receptor，TLR）4 激活免疫细胞中核因子（NF）-κB 和丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信号通路而促进胰腺癌的发展[18]，其中 IL-1β 通过激活内皮细胞产生血管内皮生长因子，为肿瘤血管生成和肿瘤进展提供炎性微环境[19]。② 牙龈卟啉单胞菌通过激活多种信号通路抑制细胞凋亡：第一，通过 JAK1/Akt/Stat3 信号通路活化细胞周期蛋白/周期蛋白依赖性激酶、抑制 p53 肿瘤抑制因子而发挥抗凋亡作用[20]；第二，激活 JAK/PI3K/Akt 信号通路，使Bcl-2细胞死亡拮抗剂与 Bcl-2 和 B 细胞淋巴瘤-特大型（Bcl-xl）形成异源二聚体而抑制细胞凋亡[21]。③ 牙龈卟啉单胞菌分泌蛋白酶激活受体 2（protease activated receptor 2，PAR2）激活 PAR2/NF-κB 途径，它侵入宿主细胞后激活 ERK1/2-Ets1 和 p38/HSP27 通路，这两种途径共同诱导 proMMP-9 表达，活化的 MMP-9 降解多种细胞外基质，促进肿瘤细胞侵袭和转移[22]。④ 牙龈卟啉单胞菌还可产生肽基精氨酸脱氨酶，通过去除蛋白和多肽中的精氨酸残基，将其转化为瓜氨酸，从而修饰细菌和宿主蛋白，并参与肿瘤进展[17]。Fan 等[14]进行了口腔微生物与胰腺癌的前瞻性队列研究发现，牙龈卟啉单胞菌增加患胰腺癌风险，并且牙龈卟啉单胞菌血清抗体升高使胰腺癌风险增加 2 倍。
2.1.2 放线共生放线杆菌
放线共生放线杆菌是革兰阴性兼性厌氧菌，可分泌细胞致死性肿胀毒素和细胞毒素相关蛋白 E。细胞致死性肿胀毒素是 AB2 三聚体的结构，具有 DNA 酶活性，可诱导 DNA 损伤和细胞周期的阻滞，促进胰腺癌的发生[23]；细胞毒素相关蛋白 E 具有解旋酶活性，可以诱导细胞突变、衰老和调节组织特异性基因表达等多种生物学功能[24]，且其在胰腺癌等多种癌细胞和癌组织中广泛表达。研究[14]表明，放线共生放线杆菌口腔感染患者与更高的胰腺癌风险相关。
2.1.3 梭杆菌属
梭杆菌是革兰阴性厌氧菌，也是一种黏附性细菌，其主要毒力因子来源于外膜的黏附蛋白，包括梭杆菌黏附素 A 和家族性腺瘤性息肉病 2。梭杆菌黏附素 A 是梭杆菌最具特征的毒力因子，能与 E 钙黏蛋白结合激活 β-连环蛋白信号通路，激活炎性细胞因子和癌细胞增殖[25]，还可与血管内皮细胞 E 钙黏蛋白结合，增加内皮细胞通透性，利于细菌的传播和免疫逃逸[26]；家族性腺瘤性息肉病 2 则促进炎症微环境的形成[27]。梭杆菌可以诱导产生活性氧和炎性因子（IL-1β、IL-6、TNF-α 等）而调节肿瘤免疫微环境，从而促进肠道肿瘤向骨髓细胞的浸润[6, 28]；此外，梭杆菌诱导 TLR 激活 NF-κB 信号协调细胞增殖[29]并激活 p38 导致 MMP-9 和 MMP-13 分泌，促进肿瘤细胞的侵袭和转移[30]。研究[31]认为，梭杆菌阳性患者与胰腺癌不良预后相关。
口腔微生物在胰腺癌发生中起至关重要的作用。放线共生放线杆菌、牙龈卟啉单胞菌和梭杆菌可共同启动 TLR 信号通路，TLR 在胰腺癌中表达并通过介导炎症而促进肿瘤进展[14, 29, 32]。
2.2 幽门螺杆菌与胰腺癌
幽门螺杆菌是一种早被人类所熟知的微生物，其作为胃癌Ⅰ级致癌物研究较广泛。幽门螺杆菌的大多数研究[33-35]包括病例对照研究、前瞻性队列研究和荟萃分析都证实其感染与胰腺癌风险增加有关，但也有研究[36]认为幽门螺杆菌与胰腺癌关系并不明确。有研究[37]发现，胰腺癌患者幽门螺杆菌感染发生率较高，血清中幽门螺杆菌 IgG 水平也较高，因此，认为幽门螺杆菌可作为胰腺癌的危险因素。
幽门螺杆菌分泌细胞毒素相关蛋白和空泡毒素，通过促进慢性炎症、氧化应激和损伤宿主 DNA 引发细胞癌变[38]。细胞毒素相关蛋白是一种相对分子质量为（120～140）×103 的蛋白，其被 Abl 和 Src 激酶磷酸化，促进细胞迁移[39]，其可增加 TNF-α、IL-8 和 H2O2 水平，引起 DNA 氧化损伤，导致 DNA 双链断裂。幽门螺杆菌破坏胃内微环境，胃内细菌增多，从而增加内源性致癌物亚硝胺的产生，而亚硝胺可通过血液运输到胰腺发挥致癌作用[5]；幽门螺杆菌促进胃泌素分泌并刺激胰腺细胞的生长和增殖，胃泌素增加胰腺对致癌物的敏感性；幽门螺杆菌抑制生长抑素的产生导致胃酸分泌过多，胃酸促进促胰液素和胰腺碳酸氢盐分泌[40]，促胰液素对小鼠胰腺导管细胞的 DNA 合成具有积极作用，诱导胰腺导管上皮细胞增殖并增加亚硝胺的致癌性[41]；幽门螺杆菌细胞壁中 LPS 成分可激活 PI3K/Akt 通路，促进细胞增殖、迁移和抑制细胞凋亡[42]，激活 NF-KB 通路促进炎症反应和抑制细胞凋亡[43]，同时 LPS 还被证实可过度刺激 KRAS 基因导致基因突变，而 KRAS 基因突变是胰腺癌发生的重要过程[10]；幽门螺杆菌还可通过诱导 STAT3 激活抗凋亡和促增殖相关蛋白质（Bcl-xL、MCL-1、survivin、c-myc 和 cyclin D1）的表达，促进胰腺癌的进展[44]；幽门螺杆菌在胃黏膜和全身水平上的破坏活动以及激活多种炎症因子，改变胰腺的生理状态，诱发胰腺癌。
2.3 肠道菌群与胰腺癌
数以万亿计的微生物生活在人类肠道中，统称为肠道微生物群。在正常生理条件下，肠道细菌间保持平衡、微生物群与免疫系统相互作用以维持肠道稳态，若这种稳态的破坏被称为肠道菌群失调[9]。在某些病理条件下，肠道微生物可通过循环系统、胆管或胰管等天然管道到达胰腺，导致胰腺的慢性感染[37, 45]。Mendez 团队[46]研究发现，在胰腺导管腺癌发生的早期阶段，肠道微生物中的变形杆菌和厚壁菌门占显著优势；Ren 等[47]通过 MiSeq 测序分析胰腺癌中肠道微生物的特征发现，某些致病菌和产生 LPS 的细菌增多，而产生益生菌和丁酸盐的细菌减少。
肠道菌群引起轻度和持续的免疫和炎症反应而导致胰腺癌的形成。肠道菌群失调不直接干扰细胞周期和激活癌症信号通路，而是通过多种途径激活免疫系统，包括肿瘤浸润淋巴细胞及其相关的细胞因子、先天免疫细胞、TLR 等[45, 48]。肿瘤浸润淋巴细胞产生促炎介质，通过 STAT3 和 NF-κB 信号通路促进细胞增殖和抑制凋亡[49]。小鼠胰腺腺泡细胞钙通道缺失可引起肠道炎症和细菌过度生长，导致细菌移位、全身感染和死亡，因此，胰腺分泌物在调节胰腺动态平衡和肠道免疫系统完整性方面发挥的关键作用[50]。
慢性胰腺炎是胰腺癌一大危险因素，持续的炎症刺激导致癌变，而大约 36% 的胰腺炎患者出现肠道菌群过度生长[51]，尤其是携带 KRAS 基因突变的慢性胰腺炎患者癌变风险增加，而肠道菌群通过 LPS 驱动的炎症反应和 TLR 介导的 NF-κB 信号通路导致了 KRAS 基因突变，从而加速了胰腺癌的发生[52]，LPS 和 TLR 相互作用并诱导慢性炎症。各种免疫细胞上表达的 TLR 使免疫细胞能够识别多种微生物相关分子模式和非感染性炎症损伤相关分子模式，并激活 NF-κB 和 MAPK 信号通路持续引发胰腺炎症[10]。
糖尿病又是胰腺癌的另一大危险因素，在Ⅱ型糖尿病患者中发生中度肠道菌群失调，其特点是大肠杆菌和粪杆菌数量减少[53]。肠道菌群通过影响体质量、胆汁酸代谢、慢性炎症、胰岛素抵抗以及调节肠道激素来影响糖尿病[47]。肠道微生物群还可以在肿瘤上定植，通过改变肿瘤微环境诱导癌症[54]。
慢性胰腺炎、糖尿病和肠道菌群失调共同作为胰腺癌的危险因素。肠道菌群失调通过引起全身慢性炎症反应、免疫应答及肠道屏障破坏后的菌群移位、内毒素的释放等多方面促进胰腺癌的发生和发展。
研究[10]发现，可使用益生菌、合生元和一些特定的抗生素治疗胰腺癌，因为肠道菌群代谢会影响肿瘤治疗（包括化学疗法和免疫疗法）的疗效，通过建立健康肠道菌群，抑制致病菌生长，并与化学疗法和免疫疗法协同使用，可提高胰腺癌患者生存时间。临床最常用的益生菌有乳酸菌、双歧杆菌，乳酸菌可抑制肠杆菌生长、调节结直肠癌患者的肠道免疫功能，双歧杆菌可刺激免疫系统攻击肿瘤细胞且加强癌症免疫治疗疗效[55]；化疗药物会使菌群的组成发生改变且产生化疗后副反应，益生菌的使用可以调节菌群组成和减轻化疗药物引起的腹泻、黏膜炎等副反应[56]。益生菌主要通过降低氧化应激、免疫调节、减轻炎症反应、调节肠道菌群抑制胰腺癌进展。
3 小结与展望
微生物通过多途径持续诱导慢性炎症和免疫反应而促进胰腺癌的发展。微生物 LPS 除与 TLR 相互作用产生多种炎症因子和激活 NF-κB 等多种信号通路引发持续慢性炎症而导致胰腺癌进展外，其还可过度刺激 KRAS 基因突变而导致胰腺癌，诱导产生 MMP-9 促进胰腺癌的侵袭和转移。免疫调节在炎症反应及胰腺癌进展中也十分重要，肠道微生物可激活免疫系统、促进细胞增殖、抑制细胞凋亡。微生物中的口腔致病微生物和幽门螺杆菌还可通过分泌毒素激活癌症相关信号通路促进癌症的进展。对微生物与胰腺癌机制关系的研究，为后续通过微生物进行癌症预防和治疗干预提供了理论基础。胰腺癌的治疗需要寻找新的出路，人们正在不断地探索新的治疗靶点，提高胰腺癌患者生存时间和质量。展望微生物与胰腺癌的研究，未来有望利用唾液、漱口水样本或者粪便中的标记物进行非侵入性的、经济的筛选；并且通过补充益生菌和口服抗生素等方式干预菌群的生长以加强化学治疗和免疫治疗疗效。
重要声明
利益冲突声明：本文全体作者阅读并理解了《中国普外基础与临床杂志》的政策声明，我们无相互竞争的利益。
作者贡献声明：赵素月查阅文献并撰写了文章；朱克祥给予了指导和修改意见；李文军提供研究思路。