周 莉 张 炜

江苏大学附属医院消化内科(212001)

脆弱拟杆菌(Bacteroidesfragilis, BF)是人体肠道共生菌，主要存在于结肠中，有荚膜、无芽胞，为革兰阴性的专性厌氧菌。近年来，大量研究显示BF在人体肠道稳态的调节中起有双刃剑的作用，一部分BF菌株严重危害宿主健康，而另一部分菌株则在维护肠道稳态、促进宿主健康中扮演重要角色[1]。根据是否分泌脆弱拟杆菌毒素(BFT)，BF可分为肠毒素脆弱拟杆菌(enterotoxigenicBacteroidesfragilis, ETBF)和非肠毒素脆弱拟杆菌(nontoxigenicBacteroidesfragilis, NTBF)[1]。最初发现ETBF在腹腔脓肿、肺脓肿和脑脓肿的发病中起有重要作用[2]，近年随着研究的不断深入，ETBF在腹泻、结肠炎、炎症性肠病、结直肠癌(colorectal cancer, CRC)等结直肠疾病发病中的作用正逐渐被揭示[3-5]。ETBF增多可破坏肠道稳态，而NTBF对肠道稳态具有保护作用，其不仅可为拟杆菌属其他微生物提供营养支持，还能增强免疫细胞的抗炎作用。本文就BF对肠道稳态的作用作一综述，以期能为结直肠疾病尤其是CRC的早期预防与治疗提供新的方向。

一、ETBF作为致病菌破坏肠道稳态

1. ETBF通过加重炎症细胞浸润、调节免疫系统促进结直肠疾病的发生：研究证实肿瘤组织中存在大量炎症细胞如巨噬细胞、单核细胞、粒细胞、肥大细胞等浸润。有研究表明，20%～25%的肿瘤发生与微生物、病毒、接触过敏源、自身免疫疾病引起的炎症有关[6]。BFT是ETBF目前已知的惟一毒力因子。在BFT刺激下，肠上皮细胞分泌白细胞介素(IL)-8和MCP-1，快速激活MAPK信号通路，激活的MAPK通路又通过醛糖还原酶、JNK、IKK和NF-κB通路诱导细胞间黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1)表达，使炎症细胞与内皮细胞的黏附作用增强，同时内皮细胞通透性降低，从而加重炎症细胞的浸润[4]。

Boleij等[7]发现CRC患者结肠黏膜中普遍存在脆弱拟杆菌毒素基因(Bacteroidesfragilistoxin gene)。DeStefano Shields等[8]发现，以头孢西丁抗ETBF治疗后，小鼠结肠肿瘤发生率显著降低，结肠黏膜IL-17A表达明显降低。表明ETBF与结直肠相关疾病的密切关联可能并非受单一因素的影响，ETBF可能还通过调节免疫系统影响肠道炎症甚至CRC的发生、发展。Hwang等[9]发现BFT可诱导结肠上皮内钙离子依赖的E-钙黏蛋白(E-cadherin)裂解，严重干扰同型细胞之间的黏附，阻碍了组织的正常生长过程。同时，E-cadherin 裂解会导致邻近细胞分离，细胞间相互作用中断，体内信息物质的交通链被打破，进一步干预了组织细胞的正常生长与机体调控。此外，E-cadherin裂解可激活β-连环蛋白(β-catenin)通路，调控炎症的细胞因子IL-8分泌增多，从而加重肠道炎症反应。一项meta分析显示，病程超过10年的结肠炎患者进一步发展为CRC的概率高达10%[10]。目前有关ETBF促进结直肠疾病发生的相关机制仍在不断研究中，不断探索ETBF致炎机制将为多种结直肠疾病尤其是CRC的防治提供新方案。

2. ETBF与pks+大肠埃希菌(E.coli)协同作用促进CRC的发生：未接受早期干预治疗的家族性腺瘤性息肉病患者的癌症发生率为100%[11]。Dejea等[12]发现家族性腺瘤性息肉病患者肠道表面可见一层“微生物膜”，其主要由pks+E.coli和ETBF组成，而正常健康人肠道极少见这两种细菌；进一步动物实验发现，pks+E.coli联合ETBF能使小鼠肠道发生癌变。说明这两种细菌在家族性腺瘤性息肉病患者癌变过程中扮演重要角色，其机制可为：首先，pks+E.coli会产生基因毒性物质，导致DNA损伤；其次，ETBF可增加IL-17表达，诱发炎症反应；更为重要的是，ETBF可协助pks+E.coli定植于肠道，两者协同作用进一步造成DNA损伤，从而促进CRC的发生。由此可见，ETBF可与其他病原菌协同作用，共同促进CRC的发生。

3. ETBF与轮状病毒共感染加重腹泻：Albert等[13]报道ETBF与腹泻明显相关，同时学者也发现活动性炎症性肠病患者的ETBF感染率较高[14]。有研究发现ETBF是小儿腹泻的重要原因之一[15]。Akpιnar等[3]发现，腹泻患者中ETBF和轮状病毒的共感染率较高。目前，ETBF与轮状病毒共感染的机制未见相关研究，但BFT和轮状病毒均有明确的肠毒性，两者共同作用必然会加重肠上皮细胞损伤，从而引起腹泻。进一步探索BFT与轮状病毒可能的潜在共生机制可为减缓腹泻特别是小儿腹泻提供新的治疗思路。

二、NTBF作为共生菌协助保持机体健康

1. NTBF为其他拟杆菌属提供营养支持：肠道微生物群与宿主细胞之间需不断的物质交流来维持机体内环境，目前研究认为BF代谢产物分泌并向宿主细胞传递是通过外膜囊泡(outer membrane vesicles, OMVs)来完成的[5]。BF和其他拟杆菌共同在宿主体内生存，成立了一个相互合作的微生态系统[16]。在这一系统中，NTBF分泌OMVs，OMVs中的大量糖苷酶可协助分解体内多糖，辅助该生态系统内的其他微生物获得营养支持，确保拟杆菌属作为共生菌参与机体消化、细胞生长、免疫防御等过程[17-18]。NTBF分泌的OMVs仅具有利用多糖所需的酶，而ETBF分泌的OMVs中存在活性酶，可为细胞提供更稳定和长久的生存能力，导致细胞持续增殖，并有助于毒性因子的传递[5]。因此，仅NTBF分泌的OMVs能为拟杆菌属提供营养支持，协助宿主构建更为健康的微生态系统。

2. NTBF可增强免疫细胞的抗炎作用：NTBF菌株因缺乏BF致病岛而无法产生BFT[19]，故不会对宿主肠道产生有害影响。NTBF可产生多糖A(polysaccharide A, PSA)，并被调节性T细胞(Treg细胞)的Toll样受体2(TLR2)识别，共同参与诱导Treg细胞活化，减少Th17细胞分泌的炎症介质IL-17[20]，从而降低炎症反应[21]。IL-17与炎症、癌症的发生密切相关。Chung等[22]的研究发现IL-17可激活NF-κB通路、STAT3通路，促进趋化因子CXCL1的产生，而CXCL1又可招募大量骨髓来源的抑制性细胞，进而促进肿瘤发生、侵袭、转移。Sears等[23]发现IL-17还可诱导中性粒细胞释放活性氧簇，加重局部炎症反应和细胞DNA损伤，一定程度上促进肿瘤的发生。因此，NTBF可调节机体免疫系统，增强其抗炎、抗肿瘤的作用。进一步研究NTBF和ETBF对Th17细胞的竞争性作用，并以此为靶点增强机体抗炎、抗肿瘤能力，可为结直肠疾病患者提供新的治疗思路。

三、菌群治疗

近年研究发现BF家族中的NTBF对宿主肠道健康起有重要作用，然而目前未见NTBF影响CRC治疗的相关研究。“肿瘤免疫监视学说”认为免疫逃逸是肿瘤发生的重要原因，细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(cytotoxic-T-lymphocyte-associated protein 4, CTLA-4)是目前研究较多的免疫检查点抑制剂靶点。Pitt等[24]通过16S rRNA高通量测序法发现CTLA-4单抗的抗肿瘤作用依赖于拟杆菌属和伯克菌属，这些菌属通过协助激活免疫反应来增强抗肿瘤的疗效。无论是接受保守治疗还是综合治疗的CRC患者，增加NTBF比例均可增强免疫细胞的抗炎作用，进而改善患者的生活质量，提高生存率。未来，将探索人为调整脆弱拟杆菌属各菌株比例对肠道疾病的影响，以期为结直肠疾病，尤其是CRC的防治提供新的思路。当宿主肠道微生态平衡被破坏而自身又难以纠正时，通过菌群移植的方法增加NTBF含量可提高机体免疫抵抗力，在疾病早期及时对炎症细胞和肿瘤细胞进行吞噬与清除，协助机体建立更为稳固的防御系统。更为重要的是，共生菌移植可刺激机体肠道微生态进行自我调节，极大减少抗菌药物的使用。

四、小结与展望

近年研究表明NTBF可增强机体抗炎作用，还能协助肠道微生物获取营养支持，而ETBF则会向宿主释放致病毒素BFT，并通过调节免疫系统诱发炎症反应，促进CRC的发生、发展。随着对BF研究地不断深入，NTBF与ETBF的相互影响及其机制将进一步被阐明。未来应探索NTBF与ETBF的“平衡点”，致力于更好地启动NTBF的保护机制来平衡甚至消除ETBF的致病力，为结直肠相关疾病的早期干预与治疗提供新思路。