综述:全球结直肠癌(CRC)患者中具核梭杆菌(F. nucleatum)和脆弱拟杆菌(B. fragilis)的流行情况:病例报告 / 病例系列综述及流行率研究的荟萃分析
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结直肠癌(CRC)是全球第二大致命癌症,受多种因素影响。本文通过系统综述和荟萃分析,评估全球 CRC 患者中具核梭杆菌(F. nucleatum)和脆弱拟杆菌(B. fragilis)的流行情况。发现二者在 CRC 患者中流行率较高,调节肠道微生物群或可改善 CRC 治疗效果,值得关注。
### 引言
结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是一种上皮细胞在结肠或直肠异常增殖的恶性肿瘤,在全球癌症致死率排名中位居第二。其发病率在亚洲、美洲和欧洲呈上升态势,不过在印度、非洲部分地区相对较低。流行病学研究表明,CRC 的发生发展与遗传、表观遗传以及环境因素密切相关,像低纤维饮食、久坐不动的生活方式、肥胖、吸烟和大量饮酒等都是重要的环境风险因素。
近年来,肠道微生物群在结直肠癌发生过程中的关键作用受到广泛关注。CRC 患者肠道内的微生物群落存在明显变化,脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis,B. fragilis)、具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum,F. nucleatum)等一些细菌数量显著增加,而产丁酸细菌数量减少。这种变化会导致促炎机会性病原体增多,引发炎症反应,进而刺激致癌过程,例如激活癌基因信号通路、促进血管生成和细胞增殖等。
具核梭杆菌原本是人类口腔中的微生物,如今发现它与 CRC 关系密切。其黏附素 FadA 和 Fap2 能与上皮细胞和内皮细胞结合,调节信号通路,诱导炎症细胞因子如白细胞介素 6(IL - 6)、IL - 17 和肿瘤坏死因子 α(TNFα)的产生,这些细胞因子会促进血管生成和肿瘤细胞转移,推动 CRC 的进展。
脆弱拟杆菌若能产生毒素(BFT),会增强肿瘤的发生能力,破坏细胞骨架结构。BFT 作为一种锌依赖性金属蛋白酶毒素,可破坏 E - cadherin 和 β - catenin 的细胞连接,使肠道通透性增加,引发炎症,还能导致 DNA 损伤和突变积累,促使细胞增殖以及与肿瘤进展相关基因(如 c - myc)的转录。
已有研究显示,结直肠肿瘤组织中具核梭杆菌的存在与 CRC 患者较差的生存率有很强的相关性,这意味着具核梭杆菌有可能成为 CRC 的潜在生物标志物,并在预后评估中发挥重要作用。基于此,本研究旨在综合全球的病例报告、病例系列以及流行率研究,探究 CRC 患者中具核梭杆菌和脆弱拟杆菌的流行情况。
研究方法
- 文献检索:研究者在 Medline(通过 PubMed)、Embase 和 Web of Science 这三个主要电子数据库中,使用 “Fusobacterium nucleatum”“F. nucleatum”“Bacteroides fragilis”“B. fragilis” 以及 “Colorectal cancer”“CRC”“Colon cancer”“Rectal cancer” 等关键词,检索 2000 年至 2024 年间的相关文献。筛选文献时,纳入报告了 CRC 患者中具核梭杆菌和 / 或脆弱拟杆菌流行率或发病率的研究,排除非人类研究、综述、社论以及未提供具体流行率数据的研究。筛选过程由两名独立的评审人员完成,先筛选标题和摘要,再进行全文筛选,若有分歧则由第三名评审人员讨论解决。此外,还会查阅已识别文章的参考文献,以获取更多相关研究。整个过程严格遵循系统评价和荟萃分析的首选报告项目(PRISMA)指南,并用 PRISMA 流程图展示研究选择过程,同时完成 PRISMA 检查表。
- 纳入和排除标准:选取所有以英文发表的、研究 CRC 患者中具核梭杆菌和 / 或脆弱拟杆菌流行情况的原创性论文进行深入分析,排除未报告相关信息的文章。借助参考文献管理软件和人工核查,识别并剔除重复研究、会议摘要、综述、致编辑的信件、非临床研究以及无全文的文章。
- 数据提取和定义:从符合条件的研究中提取作者姓氏、发表年份、国家 / 大洲、CRC 病例数、具核梭杆菌和 / 或脆弱拟杆菌阳性病例数、CRC 患者平均年龄以及分离来源等变量信息。由两名独立作者(PAE 和 MPE)使用标准化提取表格进行数据提取,之后共同核对数据,若有分歧则由第三名评审人员(FS)参与讨论解决。最后,安排两名独立研究人员记录数据,以避免偏差。
- 质量评估:两名研究人员(PAE 和 MPE)依据乔安娜?布里格斯研究所(JBI)提供的检查表,独立对文献进行细致的质量检查,挑选高质量的研究纳入最终分析。
- 荟萃分析:运用综合荟萃分析(Comprehensive meta - analysis,CMA)软件(版本 2.0,Biostat,美国)进行所有统计分析。通过 I2 统计量评估每项分析中的统计异质性,若 I2 大于 75%,表明异质性较高;若小于 75%,则异质性较低。当研究间存在统计异质性时,采用随机效应模型进行数据分析。本研究中,p 值小于 0.5 被认为存在发表偏倚,通过 Begg’s 检验进行统计评估,并用 Egger’s 检验对 Begg’s 检验的结果加以验证,这些统计方法有助于确保荟萃分析的稳健性和可靠性。
研究结果
- 检索结果:最初,三个电子数据库共检索到 3315 篇文献,去除 1572 篇重复文献后,剩余 1743 篇进行标题和摘要筛选。经过这一轮筛选,401 篇符合纳入标准的文献进入全文评审阶段,最终排除 330 篇,排除原因包括非英文发表、非原创研究、会议摘要、综述、无全文、数据不恰当以及研究其他细菌或其他类型癌症等。最终,共有 71 项研究符合要求,可纳入本系统综述和荟萃分析,其中 60 篇是流行率研究(具核梭杆菌相关 40 篇,脆弱拟杆菌相关 20 篇),11 篇是病例报告或病例系列(具核梭杆菌相关 4 篇,脆弱拟杆菌相关 7 篇)。
- 基于流行率研究的具核梭杆菌在 CRC 患者中的流行情况:对流行率研究的荟萃分析结果显示,在 19 个国家的 4321 名 CRC 患者中,具核梭杆菌的总体流行率为 38.9%(95% 置信区间 33.7 - 44.3%,I2:90.2%)。男性患者数量多于女性。通过 Begg’s 调整秩和检验和 Egger’s 回归不对称检验发现,不存在显著的发表偏倚。具核梭杆菌在亚洲的流行率最高,达到 43.4%,其次是欧洲(32.8%)和美洲(25.9%)。在亚洲国家中,中国、日本和伊朗的具核梭杆菌阳性 CRC 病例数较多;在欧洲,德国、爱尔兰和丹麦的阳性率较高;在美洲,美国和巴西的报告数量最多。除 7 项研究未报告患者平均年龄外,其余患者的平均年龄为 60.6 岁。
- 基于流行率研究的脆弱拟杆菌在 CRC 患者中的流行情况:在 10 个国家的 1587 名 CRC 患者中,脆弱拟杆菌的估计流行率为 42.5%(95% 置信区间 34.4 - 51.1%,I2:89.1%),同样男性患者数量多于女性。其在欧洲和亚洲的流行率较高,分别为 45% 和 44.2%。在欧洲,希腊和丹麦的 CRC 合并脆弱拟杆菌阳性病例数较多;在亚洲,伊朗、韩国和中国的流行率较高。除 2 项研究未报告患者平均年龄外,其余患者的平均年龄为 58 岁。
- 基于流行率研究的 CRC 患者基础疾病和分离来源的流行情况:研究发现,CRC 患者中最常见的合并症是糖尿病(1.3%)和高血压(0.8%)。用于检测具核梭杆菌和脆弱拟杆菌的样本分离来源主要有活检(36.7%)、粪便(28.6%)和福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织(21.9%),且这些细菌主要通过定量聚合酶链反应(qPCR)和聚合酶链反应(PCR)进行检测。
- 基于病例报告 / 病例系列的 CRC 患者中具核梭杆菌和 / 或脆弱拟杆菌的流行情况:在病例报告和病例系列研究中,对 CRC 患者进行相关检测后发现,病例主要集中在美国(3 例)和爱尔兰(2 例)。在明确性别的患者中,8 名男性和 3 名女性检测出具核梭杆菌和 / 或脆弱拟杆菌阳性。在 13 名阳性患者中,5 名(38.4%)存在共感染情况,还有 3 名患者患有其他疾病,如 Fournier 坏疽、糖尿病和前列腺增生。研究中常用的诊断方法是培养和 CT 扫描。
讨论
CRC 是一个复杂的全球性健康问题,其发生发展涉及宿主遗传、环境因素和肠道微生物群之间的复杂相互作用。本综述首次在全球范围内评估 CRC 患者中具核梭杆菌和 / 或脆弱拟杆菌的流行情况。
荟萃分析表明,全球范围内 4321 名 CRC 患者中具核梭杆菌的流行率为 38.9%。值得注意的是,具核梭杆菌在 CRC 组织中的存在往往预示着较差的预后。本研究中,亚洲的 CRC 合并具核梭杆菌阳性率最高,这可能与该地区经济快速发展有关,因为 CRC 的发病率与人类发展指数(HDI)从低到高的经济转型存在关联。此外,本研究还发现男性 CRC 患者中具核梭杆菌和脆弱拟杆菌的感染率分别是女性的 1.2 倍和 1.4 倍。老年患者由于常伴有基础疾病,身体较为脆弱,CRC 的发病风险更高,具核梭杆菌组 CRC 患者的平均年龄为 60.6 岁。
对于脆弱拟杆菌,在 1587 名 CRC 患者中的全球流行率为 42.5%,欧洲国家的流行率最高,尤其是希腊。有研究显示,希腊患者中脆弱拟杆菌感染在近期接受手术的人群中更为常见,且与菌血症或恶性肿瘤相关,死亡率达 10.9%。本研究中,脆弱拟杆菌阳性的 CRC 患者平均年龄为 58 岁,男性发病率比女性高 1.4 倍。
在检测方法方面,具核梭杆菌和脆弱拟杆菌主要通过活检、粪便和 FFPE 组织进行检测。虽然检测 CRC 的方法多样,但粪便标本无法全面反映 CRC 患者黏膜细菌的组成情况,组织标本在检测微生物多样性方面更具优势。FFPE 组织样本虽便于存储和获取,可用于回顾性分析,但由于固定过程会影响 RNA 质量,仅适用于基于基因表达的研究。
本研究也存在一些局限性。多数研究未检测脆弱拟杆菌阳性样本中编码肠毒素同种型(bft - 1、bft - 2 和 bft - 3)的基因,无法比较这些基因对 CRC 患者的潜在影响;大多数研究未报告肿瘤的具体分期和生存率,难以探究二者与癌症分期之间的关系;研究存在较高的异质性,可能是由于纳入了部分与其他研究数据矛盾的异常研究,但直接剔除这些研究可能会导致偏差;多数研究未调查对照组中具核梭杆菌和脆弱拟杆菌的流行情况,无法与 CRC 患者进行对比;此外,所有纳入研究均未考虑饮食等风险因素以及对 CRC 化疗耐药性的潜在混杂影响,而环境因素尤其是饮食习惯对肠道微生物群的组成和功能至关重要,会影响 CRC 的发病风险。
结论
本荟萃分析发现,2000 年至 2024 年间,全球 CRC 患者中具核梭杆菌和脆弱拟杆菌的流行率较高。不过,大洋洲地区的研究较少,非洲地区更是缺乏相关研究,未来需要在这些地区开展更多研究,以更全面地了解这些细菌在全球 CRC 患者中的流行情况。研究还凸显了 CRC 患者中的性别差异,男性感染具核梭杆菌和脆弱拟杆菌的比例更高,这提示在 CRC 研究和临床实践中应重视性别因素。深入研究肠道微生物群有望为 CRC 的诊断和治疗开辟新途径,通过明确具核梭杆菌和脆弱拟杆菌在 CRC 发病机制中的作用,或许能找到新的生物标志物用于早期检测,以及确定新的治疗靶点,最终改善全球 CRC 患者的治疗效果。