1. 蘭州大學口腔醫學院 蘭州 730000；
2. 蘭州大學第二醫院口腔頜面外科 蘭州 730030；
3. 西北民族大學國家民族事務委員會口腔醫學研究重點實驗室 蘭州 730030
[摘要] 益生菌作為一類對宿主有益的活性微生物，表現出諸多對宿主的益生性。抗腫瘤作用作為其益生性的一個重要方面，近年來備受國內外學者的關注。本文對益生菌抗腫瘤作用及其機制的研究進展進行概述。
[關鍵詞] 益生菌；抗腫瘤；機制
[中圖分類號] R 37 [文獻標志碼] A [doi] 10.7518/gjkq.2017.06.003
“益生菌（probiotics）”一詞來源于希臘文“forlife”，由美國學者Paker在1974年首次提出，一直沿用至今。隨著多年來不斷的深入研究，益生菌的定義也在不斷更新和擴展。目前公認的益生菌的定義是：一類主要定植于人體腸道、生殖系統內，能產生確切健康功效，從而改善宿主微生態平衡、發揮有益作用的活性有益微生物的總稱[1-4]。
1，益生菌概述
益生菌主要包括三大類：乳桿菌屬、雙歧桿菌屬和革蘭陽性球菌屬。此外，還包括外明串球菌屬、丙酸桿菌屬和芽孢桿菌屬的部分菌株，以及一些霉菌與酵母菌等。其中被深入研究的益生菌有嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、雙歧桿菌、酵母菌等[5-6]。
已發現的益生菌的益生性表現在：改善胃腸道作用，抗過敏，抗高血壓，延緩衰老，降低血清膽固醇，改善口腔健康，治療克羅恩病，緩解焦慮情緒，降低酒精性肝臟疾病風險等[7-10]。近年來益生菌的抗腫瘤作用因其不損傷正常組織細胞而備受國內外學者的廣泛關注，并被深入研究。
2，益生菌抗腫瘤作用及其機制的研究
2.1，益生菌抗腫瘤作用的研究進展
近年來，隨著研究的不斷深入，對益生菌抗腫瘤作用的認識也在不斷拓展。一方面，從單純的體外研究轉入體內實驗；另一方面，由僅限于抗腸道腫瘤逐步擴展到抗多部位腫瘤的研究。
2.1.1，抗胃腸道腫瘤作用
胃腸道是腫瘤的高發部位，尤其以結直腸癌為代表，以往學者[11-13]對此進行了大量的研究，對于胃腸道益生菌的研究也由來已久。 SoltanDallal等[14]使用嗜酸乳桿菌（Lactobacillusacidophilus）ATCC4356、干酪乳桿菌干酪亞種（Lactobacillus casei subsp. casei）ATCC39392的代謝產物，加入CaCo-2細胞（結直腸癌腫瘤細胞）培養液中，通過分析CaCo-2細胞增殖活性、壞死、遷移、凋亡、侵襲性等指標，表明嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌干酪亞種的代謝產物在體外可有效抑制CaCo-2細胞的生長；而Chen等[15]用梭菌（Clostridium）和枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）的菌液分別對結直腸癌細胞（HCT116、SW1116）進行體外干預，通過癌細胞的增殖、凋亡，輔助性T（helper T，Th）細胞（Th1、Th2、Th17細胞）、分化群（cluster of differentiation，CD）4/CD8、Toll樣受體（Toll like receptor，TLR）4、髓樣分化因子（myeloid differentiationfactor，MyD）88、核因子（nuclear factor，NF）-κB、細胞周期蛋白依賴性激酶抑制蛋白P21WAF1、白細胞介素（interleukin，IL）-22、凋亡抑制蛋白Survivin的mRNA等指標的變化分析；同時建立小鼠皮下腫瘤動物模型，經梭菌和枯草芽孢桿菌干預，對腫瘤的發生率、數目、大小3項指標進行分析。體內外研究結果均表明，梭菌和枯草芽孢桿菌對結直腸癌（HCT116、SW1116）的發生與生長具有明顯的抑制作用；梁素妨等[16]對86例消化道惡性腫瘤患者分別用益生菌制劑雙歧三聯活菌膠囊和安慰劑給予干預，觀察到益生菌治療可通過抑制小腸細菌的過度生長改善腫瘤患者的臨床癥狀。
益生菌同樣有預防胃腸道腫瘤的作用。幾項研究[17-19]的結果均表明，益生菌可通過控制腸炎、胃潰瘍、胃炎、腸易激綜合征等來預防胃腸道腫瘤的發生。可見，胃腸道益生菌對消化道腫瘤具有抑制作用，對胃腸道益生菌的研究為非侵入式診治消化道腫瘤提供了新的思路。
2.1.2，抗乳腺癌作用
乳腺癌作為全球女性普遍高發的惡性腫瘤，是人類健康最大威脅之一[20]。目前手術聯合放療、化療仍是主要的不可或缺的治療方式，但同時也給患者帶來一定的對身體、心理和生活質量的影響[21]。因此，在以手術為主的前提下，尋求高效且不良反應小的化療制劑來輔助手術更好地微創化。Hassan等[22]用從人乳中分離出的糞腸球菌（Enterococcus faecalis）和葡萄球菌（Staphylococcus）的滅活菌株、活菌株及細胞質，對MCF-7細胞（乳腺癌細胞）進行體外干預，結果表明糞腸球菌和葡萄球菌對MCF-7 細胞均具有誘導凋亡及體外生長抑制作用；尤其滅活菌株是潛在的臨床乳腺癌抑制劑。一些學者[23-26]通過建立小鼠乳腺癌模型，分別使用不同乳桿菌（如瑞士乳桿菌R389）、含乳桿菌開菲爾牛奶作為干預方式，一定時期處死實驗動物，通過腫瘤發生率分析、瘤體大小測量、分子水平檢測、免疫組織化學分析等方式，表明乳桿菌能有效抑制乳腺癌的發生。
益生性乳桿菌對乳腺癌的發生有一定的抑制作用，這對日后更好地預防和診治乳腺癌提供了新方式，有望給患者帶來更高的生活質量。
2.1.3，抗宮頸癌作用
宮頸癌是一種與人乳頭狀瘤病毒（human papillomavirus，HPV）感染相關的癌癥，因而有學者[27-28]提出從微生物角度治療宮頸癌，益生菌是優選之一。Motevaseli等[24]用不同濃度的乳桿菌ATCC 33323及其提取物，對人體正常宮頸細胞HNCF-PI 52和宮頸癌HeLa細胞進行體外干預，經過3-(4,5-二甲基噻唑-2)-3,5-二苯基四氮唑溴鹽[3-(4,5)-dimethylthiahiazo(-z-y1)-3,5-diphenytetrazoliumromide，MTT]分析等檢測，表明乳桿菌ATCC 33323的活性成分對HeLa細胞均有不同程度的生長抑制作用，且對于正常宮頸細胞無毒性作用；Nami等[29]從青少年以及年輕婦女陰道分泌物中提取出一株嗜酸乳桿菌36YL，然后用該菌株對HeLa、AGS、HT-29、MCF-7等細胞株以及正常HUVEC細胞（人臍靜脈內皮細胞）進行體外干預，結果表明嗜酸乳桿菌36YL在體外具有明顯的抗宮頸癌特性及良好的益生性。
目前，益生菌抗宮頸癌的研究只是在體外進行，體內研究甚少。筆者認為陰道作為天然菌庫之一，且與宮頸直接相通，這對于通過陰道給藥調節其微環境及預防宮頸癌的發生具有意義。
2.1.4,抗肺癌作用
目前，多數肺癌患者的治療以順鉑化療為主，但其耐藥性、不良反應等給患者帶來不必要的痛苦，因此尋找新的治療藥物也非常關鍵[30-31]。Gui等[32]通過建立小鼠皮下肺癌模型，分別給予順鉑、順鉑-抗生素混合物、順鉑-乳桿菌、磷酸鹽緩沖液等不同干預，每5 d測量瘤體大小；處死小鼠后，對CD8+ T細胞等進行分析，表明乳桿菌具有對肺癌的抑制作用，同時可增強順鉑抗肺癌細胞增長及誘導凋亡的作用。
肺部疾病與感染關系密切，益生菌的預防作用也尤為重要[33]。Mortaz等[34]的研究表明，益生菌對過敏性哮喘、感染性哮喘、慢性阻塞性肺病均有一定的防治作用。越來越多的證據表明，口服益生菌制劑能夠調節呼吸系統的免疫反應，有效預防肺部腫瘤的發生。
2.1.5，抗口腔癌作用
口腔同樣是人體天然菌庫之一，其微生態環境極其重要，許多口腔疾病的發生與微生物息息相關[35]。口腔癌作為常見惡性腫瘤之一，由于其存在部位的特異性、頜面部致畸性、術后修復的困難性、放化療帶來不良反應（如放射性頜骨骨髓炎）等問題存在[36]，從微生物角度探究益生菌作為新型制劑來預防和治療口腔癌的新思路，可有望成為較好的手術輔助手段。
Zhang等[37]通過4-硝基喹啉-1-氧化物誘導建立小鼠口腔癌模型，在飲水中分別加入唾液乳桿菌（Lactobacillus salivarius）REN及其代謝物，32周后處死實驗小鼠，經大體標本觀察、組織學指標檢測，表明唾液乳桿菌REN及其代謝物能有效地抑制4-硝基喹啉-1-氧化物誘導口腔癌的發生。
此外，口腔益生菌還可預防其他口腔疾病，從而有效破除許多口腔危險因素，降低癌癥的發生風險[38-39]。筆者所在課題組就乳桿菌的口腔益生特性的綜述中表明，乳桿菌不同菌株可有效降低新生兒患齲率，緩解牙周病，抑制口腔假絲酵母菌病，改善口臭等。
2.1.6，益生菌對其他部位腫瘤作用的研究
Yang等[40]研究表明，喉癌患者術前服用益生菌丁酸梭菌（Clostridium butyricum）制劑，可有效消除焦慮，減少術后負面影響。Dimitrovski等[41]研究表明，植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）的細胞外代謝物可抑制黑色素瘤細胞（Melanoma）的發展。一些研究[42-45]表明，益生菌和益生元也可能與前列腺癌和肝癌的抑制及預防有關，但尚缺乏直接證據。
綜上所述，益生菌具有廣泛的預防腫瘤發生、抑制腫瘤生長、不損傷正常組織的作用，具有潛在的臨床應用價值，但對于安全性的評價尚待進一步研究。
2.2 益生菌抗腫瘤機制的研究
益生菌具有確切的抗腫瘤作用，但不同菌株、針對不同腫瘤的作用機制有所不同，目前確切機制尚不明確，以下對其可能機制進行概述。
2.2.1，宿主免疫調節
益生菌抗腫瘤作用與宿主免疫密切相關，益生菌通過宿主免疫激活與增強，有效調動巨噬細胞、天然殺傷細胞、B細胞、T細胞，同時促使腫瘤壞死因子（tumor necrosisfactor，TNF）-α、干擾素（interferon，IFN）-γ、IL-12，以及免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）G和IgA等抗體的產生；下調Th17細胞的表達，從而降低IL-17和IL-23R的激活；下調TLR4，從而減少MyD88和NF-κB的激活等；通過直接細胞吞噬、體液免疫、特異性免疫綜合作用，誘導腫瘤細胞凋亡，抑制腫瘤細胞的生長[46-53]。
2.2.2，直接抑制或殺傷腫瘤細胞
益生菌對于腫瘤細胞有直接殺傷作用。目前發現的可能機制是：益生菌通過誘導一氧化氮的合成，活化巨噬細胞殺傷、吞噬腫瘤細胞；由于一氧化氮可與Fe-S基結合形成鐵-亞硝基復合物，使得腫瘤細胞關鍵代謝酶失活；一氧化氮還可與氧結合，形成強殺傷腫瘤細胞的羥自由基和二氧化氮；一氧化氮通過改變腫瘤細胞DNA酶的活性，抑制腫瘤細胞的增殖；此外，益生菌還可通過菌株本身產生桿菌肽、丁酸鹽等，直接作用于腫瘤細胞，誘導凋亡。
2.2.3，防止DNA氧化損傷
抑制COX-2/PCNA的DNA氧化損傷是許多致癌物質或微生物致病的途徑之一[54]。在Zhang等[37]研究的小鼠口腔癌模型中，唾液乳桿菌REN一方面在體外分解4-硝基喹啉-1-氧化物，使毒性物質降低；另一方面，在體內可以保護由4-硝基喹啉-1-氧化物誘導的DNA抗氧化損傷，明顯地抑制COX-2/PCNA的表達，從而誘導癌細胞凋亡。
2.2.4，屏障作用
在宿主口腔、腸道、陰道等黏膜部位，益生菌可通過黏附位點競爭，阻止病原菌入侵、定值，有效形成有益的黏膜屏障；還可通過自身代謝產酸，形成不利于致病菌及致癌物質存留的環境[55]。
2.2.5，調節基因表達
腫瘤細胞凋亡的發生是一個程序化的過程，是在一定的刺激下細胞主動化死亡的反應。Caspase-3作為各種凋亡刺激因子表達的關鍵酶，在益生菌誘導腫瘤細胞凋亡過程中，其表達率顯著增高。盡管目前有研究表明益生菌可促進凋亡基因表達，但細胞凋亡作為一個復雜過程，還需更加深入探究。除此之外，益生菌及益生元可脫基因毒性，抑制腫瘤的發生[56]。
綜上所述，盡管益生菌抗腫瘤作用機制的研究有所深入，但考慮到機制的精確性、臨床應用的安全性，其機制的探究仍然任重而道遠。
3，展望
目前，盡管益生菌抗腫瘤作用與機制正在進一步研究中，但已有越來越多的基礎和臨床證據表明，益生菌不僅具有一定的抗腫瘤作用，而且具備不損傷正常組織細胞的突出優勢，因而有作為新型化療制劑的巨大前景。但是，由于其抗癌作用機制的不確定性、感染、抗生素耐藥性、益生菌產品安全性的有效評價、免疫缺陷患者風險等問題的凸顯，尚未能常規用于臨床[57-58]。未來應進一步從益生菌抗腫瘤分子機制、抗癌菌株用量、有效的益生菌產品安全性評價、大量的臨床資料等方面進一步探究，以確保安全有效的新型抗癌制劑的研發及應用。
來源：王志強，楊蘭等 國際口腔醫學雜志
