乳杆菌与人乳头瘤病毒感染及宫颈病变的相关性

张倩玉，王雅楠，宋殿荣

人乳头瘤病毒（HPV）是一种通过性传播的嗜黏膜和皮肤的双链脱氧核苷酸病毒，迄今已发现HPV有120多种基因型，与女性生殖道感染有关的有40余种亚型。HPV感染是子宫颈癌的直接致病因素，特别是高危型HPV的持续感染是宫颈癌发生、发展的首要因素和必要条件，早在1999年就有国外学者研究发现99.7%的宫颈癌患者都存在高危型HPV感染[1]。宫颈癌在全球范围而言是最常见的女性恶性肿瘤之一，宫颈癌在中低收入国家更为常见，发病率居第2位，死亡率居第3位[2]。随着对阴道微生态环境研究的深入，生殖道肿瘤与阴道微生态改变的相关性引起了医学界的广泛关注。目前有研究表明以乳杆菌减少为主的阴道微生态失衡与HPV感染及其转归及宫颈病变的发生、发展存在紧密联系[3]。现就阴道乳杆菌与HPV感染、宫颈癌及癌前病变相关性的研究进行综述。

1 乳杆菌的概述

健康妇女阴道内存在多种微生物群落，它们与机体、环境之间构成了相互制约、相互协调、动态的微生态平衡[4]。阴道内菌群的种类繁多，但是其中数量最多的是乳杆菌，约占70%～95%[5]。乳杆菌属包括许多种或亚种，Verhelst等[6]通过转移 DNA（tDNA）-聚合酶链反应（PCR）的方法鉴定出常见的乳杆菌及所占比例分别为卷曲乳杆菌（L.crispatus，42.7%）、詹氏乳杆菌（L.jensenii，26.8%）、加氏乳杆菌（L.gasseri，25.6%）和惰性乳杆菌（L.iners，21.2%）。乳杆菌是阴道微生物群落中最重要的成员，在维持阴道微生态平衡、抵抗下生殖道感染中起着关键作用，是女性下生殖道抵挡病原微生物感染的重要微生物屏障。

阴道乳杆菌的作用主要体现在4个方面：①乳杆菌与阴道黏膜上皮细胞紧密结合，形成一层生物膜，可以形成“定植抗力”，阻止外籍菌与黏膜表面的接触、黏附和定植，还可与外籍菌群发挥营养争夺，从而有效抑制外籍菌的侵入、生长和繁殖[7]；②乳杆菌能分泌产生H2O2，H2O2是一种广谱杀菌物质，可以有效抑制阴道中的细菌及酵母菌[8]，并且产H2O2的乳杆菌能够增加肽类抑菌物质（胞浆酰胺酶和乳铁蛋白）的活性以及上皮细胞的抗菌活性[9]。③乳杆菌通过分泌乳酸维持阴道的酸性环境，从而起到对不耐酸微生物生长的抑制作用；④乳杆菌能产生细菌素、生物表面活性物质等抑菌物质，细菌素是具有抗菌功能的多肽或蛋白质，胡显鹤等[10]研究发现副干酪乳杆菌和保加利亚乳杆菌能产生蛋白多肽类抑菌物质，此物质具有较好的耐高温能力与耐蛋白酶能力；⑤乳杆菌可促进有益的免疫反应，一方面，乳杆菌可增加T细胞的增殖和分化[11]；另一方面，乳杆菌作为免疫增敏剂，可增加B淋巴细胞的增殖[12]，同时通过刺激巨噬细胞，破坏癌细胞的能量代谢[13]。

2 乳杆菌与HPV感染

乳杆菌在维护阴道微生态平衡和防止女性下生殖道感染中发挥着重要作用。随着对女性阴道微生态的深入研究，阴道菌群失衡与HPV感染的相关性引起了国内外学者的广泛关注。1994年便有国外学者研究发现高危HPV感染与阴道菌群失调存在一定关系，以乳杆菌减少、厌氧菌过度生长为主的阴道菌群失调会增加高危HPV病毒的表达[14]。国内也有很多相关研究，陈婉珍等[15]选取1 412例患者进行HPV、阴道微生态检测，分析阴道菌群发现革兰阳性大杆菌即乳杆菌的数量与HPV的感染呈负相关。Di Paola等[16]、杜丽辉[17]研究发现HPV感染及宫颈病变的女性阴道乳杆菌的含量较正常女性显著下降，差异有统计学意义。

2013年，Lee等[18]首次通过高通量测序技术分析了HPV感染者的阴道微生态组成，共有912例女性纳入研究，结果显示，HPV感染的女性阴道微生物多样性较未感染者明显增加，并且在HPV感染人群中纤毛菌属比例显著增高。Dareng等[19]的研究也发现高危型HPV感染与乳杆菌减少、普氏菌属和纤毛菌属等厌氧菌显著增加有关。Brotman等[20]通过对32例育龄妇女进行HPV检测，研究结果发现以加氏乳杆菌为优势菌的阴道菌群能增加HPV的清除率。2016年，国内学者研究发现，感染HPV患者的阴道菌群多样性增加，乳杆菌含量明显下降，仅占总菌数的40.48%，加德纳菌属、普氏菌属、奇异菌属、支原体属等相对丰度增加，乳杆菌的减少、多种厌氧菌属过度增殖和布鲁氏菌的出现可能是高危HPV持续存在并致癌的原因[21]。古萍等[22]分别检测感染高危HPV及未感染HPV的女性阴道分泌物发现，乳杆菌数量与HPV-DNA载量呈负相关，并且2组女性阴道惰性乳杆菌、加氏乳杆菌、卷曲乳杆菌数目比较差异均有统计学意义。

3 乳杆菌与宫颈病变

早在1994年，Korshunov等[14]通过研究39例HPV感染伴宫颈上皮内瘤变（CIN）的妇女阴道分泌物情况发现，阴道内乳杆菌的减少与宫颈癌前病变的发生密切相关，乳杆菌减少及各种条件致病菌增多为HPV发挥作用提供了环境。

我国学者也进行了相关的研究，舒俊俊等[23]将患者分为慢性宫颈炎组、CINⅠ组、CINⅡ组、CINⅢ组、宫颈癌组，各组患者的阴道乳杆菌检出率依次降低，乳杆菌含量与宫颈病变及其严重程度呈显著负相关。曹蕊等[24]通过向宫颈癌移植瘤小鼠腹腔内连续注射乳杆菌数天后检测瘤重及抑瘤率发现，嗜酸乳杆菌及干酪乳杆菌均对实验小鼠移植瘤有极显著抑制作用，嗜酸乳杆菌对KM小鼠及615小鼠移植瘤的抑制率分别为62.23%和44.03%，干酪乳杆菌对KM小鼠移植瘤抑制率为50.68%。

2015年Oh等[25]首次使用高通量测序技术分析了60例CIN患者及50例健康女性的阴道微生态，研究表明卷曲乳杆菌的减少，阴道阿托波菌、加德纳菌和惰性乳杆菌占优势地位与CIN的发生相关，提示乳杆菌减少合并HPV感染是CIN发生的危险因素。Mitra等[26]对169例英国女性进行了阴道微生态与宫颈病变的相关性分析，其中正常对照20例，低级别CIN 52例，高级别CIN 92例，宫颈浸润癌5例。高级别CIN患者阴道微生态的菌群多样性高于低级别CIN，其中纤毛菌、四联厌氧菌和消化链球菌的丰度显著增加，而詹氏乳杆菌比例显著降低。Zhang等[27]利用16S rRNA的Illumina测序法对126例正常细胞学和CINⅠ和40名CINⅡ和CINⅢ的女性宫颈菌群进行分析，研究发现惰性乳杆菌和卷曲乳杆菌是大多数受试者的主要宫颈菌群，而在CINⅠ、CINⅡ的样本中分别检测出詹氏乳杆菌和卷曲乳杆菌的丰富度较高。

2019年Ilhan等[28]通过检测宫颈阴道微环境的代谢谱，研究阴道微生物与HPV持续感染和进展为恶性肿瘤过程中的相互影响，评估HPV、微生物群、炎症和宫颈疾病之间的联系，研究中发现优势菌不是乳杆菌的阴道菌落，特别是乳杆菌含量明显下降，将会扰乱氨基酸和核苷酸的代谢，与宫颈病变的发生、发展关系密切。

4 乳杆菌抗宫颈癌的可能机制

阴道乳杆菌的抗癌机制尚不十分明确，目前对于其抗宫颈癌的可能机制包括：①持续性HPV感染是宫颈癌发病的必要条件，而乳杆菌对HPV的感染有一定的防护作用。乳杆菌能分解阴道黏膜上皮内的糖原产生的乳酸，进而使阴道环境pH值降低，维持阴道酸性环境，抑制高危型HPV的生长，从而增强阴道局部抗感染能力。乳杆菌产生的H2O2能促使蛋白抑制剂与其结合从而抑制高危型HPV的生长。乳杆菌能产生细菌素、细菌表面活性物质等多种抑制物，可有效破坏有害微生物的生长，阻止高危HPV的血液供应，其产生的胞外多糖及细胞壁肽聚糖等具有抵抗肿瘤的特性。如果阴道中乳杆菌定植减少，条件致病菌增多，将会增加HPV的感染率，并且使HPV与宫颈上皮细胞的DNA整合、宿主细胞发生突变的概率增加[22]。②乳杆菌属可激活并促进免疫细胞如T细胞、B细胞、树突状细胞（DC）以及巨噬细胞产生免疫因子，起到抗肿瘤作用[29]。近年来研究发现辅助性T细胞1型（Th1）/辅助性T细胞2型（Th2）的平衡调控与恶性肿瘤的发生、发展、治疗和转归有密切的关系。Th1细胞通过合成γ干扰素（IFN-γ）抑制Th2细胞功能，Th2细胞通过合成白细胞介素4（IL-4）抑制Th1细胞的功能，两者相互作用、相互调节，当Th1/Th2的平衡被打破，即Th1/Th2漂移，此时机体更易出现感染性疾病、过敏性疾病、自身免疫病或肿瘤，而研究表明乳杆菌可以调节机体的Th1/Th2细胞平衡[30]，从而起到抗肿瘤的作用。③乳杆菌有诱导小鼠宫颈癌细胞凋亡的作用。李秀真等[31]通过研究发现乳杆菌对小鼠宫颈鳞癌U14细胞具有显著的抗癌作用，可以诱导U14细胞凋亡，诱导巨噬细胞、自然杀伤（NK）细胞产生的肿瘤坏死因子α（TNF-α）、IFN-γ等效应因子，通过细胞凋亡途径而发挥对肿瘤的细胞毒作用。国外学者研究发现从人体阴道分离的加氏乳杆菌菌株可以增加促细胞凋亡的Bax蛋白酶和Caspase蛋白，从而诱导宫颈癌HeLa细胞凋亡[32]。④乳杆菌能够抑制宫颈癌细胞生长，Wang等[33]研究发现卷曲乳杆菌、詹氏乳杆菌和加氏乳杆菌能通过调节HPV16 E6和E7致癌基因以及与细胞周期相关的基因来抑制宫颈癌细胞的生长。Li等[34]研究发现乳杆菌对宫颈癌细胞的迁移有抑制作用，而这种抑制作用可能是通过下调Snail从而促进E-钙黏蛋白的表达实现的。

5 乳杆菌在HPV感染及宫颈癌治疗中的应用

乳杆菌与女性生殖道HPV感染及宫颈癌前病变有关，提示在宫颈癌的一级防治中可以从改善女性阴道微生态环境着手，增加阴道内乳杆菌的含量，积极治疗厌氧菌等非优势菌的感染，从而抑制HPV的持续感染。

周小燕等[35]研究表明，乳杆菌胶囊联合干扰素泡腾片治疗宫颈HPV感染患者的病毒转阴率较单用IFN者明显升高（P＜0.05），并且对于宫颈HPV感染患者阴道微生态的改善效果较为明显，炎症因子检出率下降，乳杆菌对于清除HPV感染起到了很好的协助作用。阎冰冰等[36]的一项前瞻性研究将HPV阳性的患者随机分为观察组和对照组各30例，观察组予阴道补充乳杆菌治疗，对照组给予安慰剂，分别对比2组4个月、6个月疗程时HPV转阴率，结果观察组HPV转阴率显著优于对照组（P＜0.05），阴道补充乳杆菌有利于HPV的清除。Palma等[37]收集117例患有细菌性阴道病同时伴有HPV感染的患者，随机分为2组。第1组采用标准治疗+乳杆菌短期治疗，即甲硝唑 500 mg/次，2 次/d，连服 7 d，或氟康唑150 mg/次，1次/d，连服2 d，同时给予乳杆菌BMX 54短期（3个月）治疗；第2组给予标准治疗+阴道乳杆菌BMX 54长期（6个月）治疗。结果显示第2组的HPV转阴率及宫颈细胞学异常的清除率均高于第1组（P＜0.05），数据表明使用6个月的乳杆菌治疗能有效控制HPV感染与宫颈病变，恢复阴道正常微生物菌群是预防宫颈癌的关键。

目前研究发现，可以将乳杆菌作为人体疫苗或是其他病原体的抗原载体，将目的抗原表达于乳杆菌胞膜上，作为疫苗载体应用于宫颈黏膜局部，可起到预防宫颈癌的效果。Aires等[38]发现乳杆菌可以很好地表达HPV16的病毒颗粒，用携带有HPV16病毒颗粒的乳杆菌作为黏膜疫苗防治宫颈癌。乳杆菌亦是一种很好的质粒载体，依靠质粒载体的功能，使乳杆菌自身或外源质粒携带病原体抗原，使肿瘤抗原免疫机体，产生特异性免疫作用，也能达到预防肿瘤的目的，具有良好的应用前景。目前已有研究表明表达E6、E7蛋白重组乳杆菌疫苗能够很好地诱导小鼠T细胞介导的细胞免疫，起到抗肿瘤效应[11，39]。目前在体研究发现乳杆菌可以作为DC疫苗的免疫增强剂，DC疫苗（冻融抗原致敏的DC）能够起到治疗宫颈癌的作用，将乳杆菌联合DC疫苗治疗宫颈癌，可以很好预防并明显抑制裸鼠宫颈癌Hela移植瘤的生长，增强DC疫苗促进肿瘤细胞凋亡[40]。

综上所述，乳杆菌的减少会导致阴道酸性环境改变、屏障作用减弱，使女性下生殖道更易受病原微生物入侵，与宫颈HPV感染及宫颈病变密切相关。目前已有很多应用乳杆菌制剂治疗HPV感染与宫颈癌的研究，研究结果均表明乳杆菌能促进阴道局部免疫反应、诱导癌细胞凋亡，促进HPV转阴并抑制宫颈病变进展。但目前仍需进一步探究乳杆菌菌属、数量、疗程与抗癌作用的关系，这将会为宫颈癌的防治带来革命性变化。