牙周病与恶性肿瘤相关性的研究进展

    牙周病是一种由菌斑微生物引起牙周支持组织破坏的慢性感染性疾病，可引发全身炎症和免疫反应，成为诸多全身疾病潜在的危险因素。癌是常见的一类恶性肿瘤，根据国际癌症研究机构（IARC）发布的全球癌症2020年统计数据（GLOBOCAN 2020）报告显示，全球癌症新发病例达1930万例，近1000万人死亡。总体上，全球癌症的发病率和死亡率均呈现大幅上升的趋势，严重威胁人类的生命与健康。
    自2012年欧洲牙周病学联合会（EFP）召开牙周炎与全身疾病研讨会，阐述了牙周病与癌症之间的相关性以来，越来越多的研究表明牙周病与患癌风险增加有关。牙周病患者的癌症风险指数约为14%～20%，与健康人群相比，牙周病患者的患癌风险要高出2～5倍。此外，牙周病可通过基因多态性或表观遗传修饰，在环境的作用下，调控基因表达进而加重炎症反应，而炎症的过表达则可促进肿瘤的发生发展。本文就牙周病与恶性肿瘤相关的流行病学研究进展及致病机制做一综述，揭示牙周病与恶性肿瘤之间的联系，为疾病的早期防治和临床研究提供新思路，并提高人们对牙周病影响肿瘤发生发展的认识。
    1.牙周病与恶性肿瘤相关的流行病学研究现况
    1.1口腔癌
    口腔癌在临床中以口腔鳞状细胞癌（oral squamous cell carcinoma,OSCC）这一组织学亚型较为多见。鉴于以往探讨牙周病与OSCC相关性研究中的牙周病诊断标准（如牙齿脱落、临床附着丧失>1.5 mm和口腔卫生状况不佳）不够准确。因此，Colonia-García等纳入额外的诊断标准（菌斑指数、探诊出血、探诊深度、X线骨丧失量）来界定牙周病的范围和严重程度，并用唾液生物标记物来研究牙周病与口腔癌和口腔潜在恶性肿瘤之间相关性，研究发现牙周病与口腔癌和口腔潜在恶性肿瘤的发生呈正相关。
    另一篇系统综述，综合了截止于2019年所有关于牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis,P.gingivalis）可能作为口腔致癌物机制的文献，按不同的研究对象分为三类，分别为OSCC和健康人群活检组织、OSCC建立的细胞系，以及OSCC的动物模型研究，从而揭示了牙周病主要致病菌P.gingivalis可能在OSCC发生发展中起重要作用，并强调牙周治疗属于OSCC的一级预防。
    1.2 胃癌
    胃癌是第五大常见的癌症，其5年生存率低于25%。幽门螺杆菌（Helicobacter pylori,H.pylori）感染目前已被证实为胃癌发生的重要危险因素。据此，为了探究H.pylori感染和牙周病之间的关系，Sung等采用logistic回归模型和Cox比例风险回归法，对4955名接受过牙周检查和H.pylori血清检测的患者进行了一项队列研究，结果发现牙周病显著增加了H.pylori感染的风险[风险比（HR）=1.574,95%CI:1.327～1.866]和胃癌的死亡风险（HR=4.288,95%CI:3.969～4.632）。
    先前诸多关于牙周病和牙齿脱落与胃癌之间相关性的研究，由于研究结果不一致，因此2021年一项前瞻性研究，经调整研究设计、暴露和混杂因素之后，对238例胃癌患者进行了22～28年的随访，发现牙周病增加了52%的胃癌患病风险。最近一项队列研究，运用Cox比例风险回归分析法，并结合Charlson共病指数，发现牙周炎患者罹患胃癌的10年累积发病率是健康人群的2.2倍，再次证实了牙周炎与胃癌之间显著相关。
    1.3 结直肠癌
    结直肠癌在癌症死亡率中高居第2位。Li等研究发现，牙周病患者罹患结直肠癌的风险显著增加44%[危险比（RR）=1.44,95%CI:1.18～1.76]；另一项Meta分析结果也表明，牙周病患者比口腔健康人群发生结直肠癌的可能性高出21%（RR=1.21,95%CI:1.06～1.38），但2种疾病的死亡率之间并无显著相关。此外，Idrissi Janati等对348例结直肠癌病例采用多变量logistic回归法进行分析发现，牙周病患者的结直肠癌发病率是牙周健康人群的1.4倍。提示，牙周病会增加结直肠癌的发病风险。
    1.4 胰腺癌
    胰腺癌是一种致命性极高、预后极差的疾病，5年生存率为10%。胰腺癌和牙周病有许多共同的危险因素，包括吸烟、重度饮酒、糖尿病等。Maisonneuve等对牙周炎或牙列缺失与胰腺癌之间的关系进行系统综述和Meta分析，调整与胰腺癌常见的相关变量后，发现牙周炎和牙列缺失与胰腺癌可能存在相关性；而另一项Meta分析表明，牙周炎与胰腺癌的死亡率相关（HR=2.20,95%CI:1.44～3.37），牙周炎可能成为胰腺癌的危险因素，但这一结果需要更多的前瞻性研究来证实。就目前牙周病与胰腺癌之间的潜在联系尚不清楚，但有学者认为这可能与口腔微生物组的改变有关。因此，Fan等开展一项大型巢式病例对照研究，结果显示携带P.gingivalis与较高的胰腺癌患病风险有关。
    1.5 肺癌
    肺癌作为男性癌症患者死亡的首要原因，与吸烟密切相关。然而，近年来众多研究在调整了吸烟因素之后，发现牙周病可能与肺癌相关联。Yoon等对403例肺癌患者和1612名美国东南部低收入人群进行了一项病例对照研究，发现肺癌发生风险的增加与牙齿脱落和牙周病史显著相关，但由于受到样本量的限制，肺癌的2种亚型（腺癌和鳞状细胞癌）与牙周病之间的相关性并无差异。促进牙周健康和提倡戒烟可能有助于降低肺癌的发病率。
    另一项研究也显示，牙周病、牙齿脱落均与肺癌发生风险呈正相关，且牙齿脱落与肺癌风险之间存在显著的线性剂量反应关系，即牙齿脱落每增加5次，肺癌发生风险就增加10%，可见牙周病和牙齿脱落可能是肺癌的高危因素。此外，Wang等的系统综述和Meta分析，纳入了6项队列和2项病例对照研究，再次表明牙周病与肺癌发病率显著相关，但强调了需要在标准化的牙周检查和消除混杂因素的基础上，通过观察性研究进一步加以验证两者的关系。
    1.6 乳腺癌
    根据2020年IARC发布的GLOBOCAN 2020报告显示，乳腺癌是全球发病率最高的癌症。Shi等纳入8项观察性研究进行Meta分析，结果表明牙周病增加了19%的乳腺癌发病风险。相反，Jia等开展的一项大型前瞻性队列研究，将3339例乳腺癌患者分为2607例浸润性乳腺癌和732例原位导管癌，发现牙周病和总体乳腺癌风险之间并无明确相关性；而浸润性乳腺癌风险增加和乳腺原位导管癌风险降低可能与牙周病相关。
    与此同时，另一项研究也表明，3种不同程度（轻、中、重度）的牙周病的骨丧失量与乳腺癌之间并无关联（HR=1.02,95%CI:0.94～1.10）。因此，牙周病和乳腺癌之间是否存在一定联系还需要大量的临床研究来验证。
    1.7 前列腺癌
    前列腺癌是老年男性常见的一种癌症，其病因错综复杂，近年来的流行病学研究发现慢性炎症对前列腺癌发病起重要作用，牙周病可能是前列腺癌潜在的危险因素。Kim等对121 240例60岁以上的老年患者经过为期10年的随访调查发现，前列腺癌合并牙周病的总发病率为3.0%，且牙周病使前列腺癌易感风险增加24.0%。
    此项研究与2017年展开的一场较大规模的针对40岁及以上前列腺癌合并牙周病的患者为期12年的纵向队列研究结果相一致，即牙周病与前列腺癌显著相关。Guo等通过Meta分析的结果进一步表明牙周病使前列腺癌发生风险显著增加1.40倍，而接受牙周治疗的患者发生前列腺癌的风险并不显著，可见积极接受牙周治疗可能是预防前列腺癌发生的有利手段。
    综上，目前的流行病学研究表明，牙周病和口腔癌、胃癌、结直肠癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌之间可能存在相关性。在上述恶性肿瘤发生发展中，牙周病可能是潜在危险因素，评估两者的因果关系有待进一步研究。
    笔者认为，为了更好地揭示它们之间的关联强度和机制，应基于不同人群和地区，开展更大规模、前瞻性队列研究，扩大具有代表性的样本量，使用更客观、更统一的牙周病的诊断标准，改进测量方法，在标准化的混杂调整和亚组分析中遵循更为科学的流行病学研究方案，有助于未来提高两者相关性研究的可靠性。
    2.牙周病与恶性肿瘤相关的致病机制
    2.1 牙周致病菌相关的致癌机制
    口腔是人体较大的微生物库之一，口腔微生物群与宿主的相互作用，以及牙周病的发展对全身疾病或健康的影响较为复杂。近年来，牙周病的微生物病因学一直在牙周病关乎肿瘤发生发展的研究中备受关注。牙周致病菌相关致癌机制大致可概括为：①牙周致病菌及其致癌代谢产物的定植和易位；②口腔生态失调和诱导慢性炎症的过表达；③逃逸宿主免疫反应。
    尽管牙周病影响恶性肿瘤的机制目前尚不清楚，但诸多研究表明癌症与口腔病原菌、炎症和免疫相关。随着牙周致病菌研究的不断深入，大量的体内外研究为证实牙周致病菌与恶性肿瘤之间存在密切相关性提供了有力证据，特别是具较强致癌潜能的P.gingivalis和具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum,F.nucleatum）。
    2.1.1 P.gingivalis的致癌机制
    P.gingivalis作为常见的牙周致病菌，具有很强的迁移能力和侵袭性，可扰乱上皮组织和宿主防御功能。P.gingivalis引起癌症的可能机制包括以下五方面。
    （1）逃避宿主的免疫反应。P.gingivalis感染宿主，诱导上皮细胞中的程序性死亡配体1（PD-L1/B7-H1）受体过表达，介导T细胞失能和凋亡；或保护癌细胞免受巨噬细胞攻击，逃避免疫应答。
    （2）抑制细胞凋亡，促进肿瘤细胞增殖。P.gingivalis激活JAK1/AKT/STAT3信号轴，减少促凋亡因子细胞色素C的释放，下调半胱氨酸蛋白酶（caspase-3、caspase-9），从而抑制细胞凋亡；此外，P.gingivalis还可激活MAPK/ERK通路促进癌细胞增殖。
    （3）促进肿瘤发生。P.gingivalis的核苷二磷酸激酶（NDK）拮抗细胞外ATP/P2X7危险信号，下调白细胞介素（interleukin,IL）-1β，促进肿瘤发生；致癌物质的代谢、启动Toll样受体通路及p53突变也参与了肿瘤的发生。值得一提的是，P.gingivalis还可通过激活NLRP3炎症小体，或提高中性粒细胞趋化因子和中性粒细胞弹性蛋白酶的分泌来促进肿瘤发生。
    （4）形成促癌微环境，促进肿瘤进展。P.gingivalis通过刺激CXC趋化因子配体（CXC motif chemokine ligand,CXCL）2、CC趋化因子配体2（C-C motif chemokine ligand 2,CCL2）及细胞因子IL-6和IL-8的释放，侵袭口腔癌前病变，招募髓源性免疫抑制细胞（myeloid-derived suppressor cells,MDSCs），产生一种促癌微环境来促进肿瘤进展。MDSCs代表未成熟髓系细胞的异质群体，包括粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞，它们具有促肿瘤发生的特性，并与建立转移前生态位相关。
    （5）上皮-间充质转化（epithelial-to-mesenchymal transition,EMT）作用。P.gingivalis感染使糖原合成酶激酶3-β（glycogen synthetase kinase3-β,GSK3-β）增加，GSK3-β可上调EMT相关转录因子（Snail、Slug和β-catenin）的表达，诱导黏附分子E-钙黏蛋白（E-cadherin）向间充质中间丝波形蛋白（vimentin）转换；另一方面，β-catenin上调细胞周期蛋白（cyclins）、锌指E盒增强子结合蛋白1（ZEB1）和基质金属蛋白酶（MMP）-9，从而促进EMT。
    P.gingivalis还可上调糖蛋白A为主重复序列蛋白（glycoprotein-A repetitions predominant,GARP）加速转化生长因子-β（transforming growth factor-β,TGF-β）的分泌和生物活性，TGF-β诱导Smads/YAP/TAZ/TEAD1复合物的形成，增强癌细胞的侵袭和迁移，从而促进EMT。
    2.1.2 F.nucleatum的致癌机制
    F.nucleatum是一种具有较强的促炎、侵袭和黏附能力的革兰阴性厌氧菌，其毒力因子[如FadA、Fap2、脂多糖（LPS）和细胞壁提取物]可在上皮细胞向肿瘤细胞转变过程中发挥效应分子的作用。F.nucleatum引起癌症的可能机制包括以下三方面。
    （1）驱动肿瘤细胞的侵袭和转移。F.nucleatum上调p38诱导MMP-9和MMP-13的分泌，引起癌细胞侵袭；F.nucleatum结合并侵袭宿主细胞诱导IL-8和CXCL1分泌，驱动癌细胞迁移。
    （2）诱导促炎微环境，促进肿瘤进展。F.nucleatum-LPS增加炎症因子和趋化因子的表达，营造一个由肿瘤抑制免疫细胞组成的促炎性肿瘤相关微环境，促进肿瘤发生；FadA结合E-cadherin，激活β-catenin信号，诱增核因子κB（nuclear factor kappa B,NF-κB）促炎细胞因子、Wnt信号、癌基因（如Myc和cyclin D1），加速细胞增殖，促进肿瘤进展；Fap2蛋白与T细胞免疫球蛋白和ITIM结构域蛋白（T cell immunoreceptor with Ig and immunoreceptor tyrosine-based inhibitory domains,TIGIT）受体作用，或与宿主糖Gal-GalNAc结合，导致肿瘤的自然杀伤细胞（NK细胞）和T细胞活性受抑制，从而促进肿瘤进展。
    （3）干扰肿瘤细胞的自噬与凋亡。F.nucleatum-LPS与toll样受体4（toll-like receptors 4,TLR4）相互作用上调凋亡抑制蛋白，直接抑制caspase级联抗凋亡。另一方面，LPS与TLR4相互作用下调miR18a和miR4802的表达，增进细胞自噬。此外，F.nucleatum及其产物可诱导介导炎症的高迁移率族蛋白B1（HMGB1）、凋亡相关斑点样蛋白（ASP）的过表达，通过刺激髓系分化因子88和TLR4上调自噬促进耐药，或活化NF-κB对抗肿瘤细胞凋亡。
    2.2 牙周病改变宿主遗传学和表观遗传效应
    牙周病通过释放炎症因子来激活一些信号通路，引起宿主上皮细胞的DNA永久性损伤，改变遗传学效应，促进肿瘤发生。表观遗传效应包括DNA甲基化和组蛋白修饰，是免疫和炎症调节的关键因素。在微生物感染、环境刺激和慢性炎症的相互作用下，牙周表观基因组发生不稳定变化和修饰，丧失对细胞生长的调控能力，从而驱动癌症发展。
    组蛋白去乙酰化酶（HDACs）为一种表观遗传调控因子，溴域和外域（bromodomain and extraterminal domain,BET）蛋白是调控基因表达和参与肿瘤发生的表观遗传解读器，有关研究表明靶向人类HDACs或BET可抑制炎症过表达和恢复骨稳态，有利于牙周病的治疗。最近有研究报道，牙周病和OSCC之间共享遗传和表观遗传表达，两者存在基因之间的相互串扰。F.nucleatum可选择性增加长链非编码RNA（lncRNA）烯醇化酶1-内含子转录物1（ENO1-IT1）的转录，引导组蛋白乙酰转移酶7（histone acetyltransferase7,KAT7）对靶基因的组蛋白修饰，激活糖酵解，诱导肿瘤发生。
    m6-甲基腺苷（m6A）是调控mRNA的表位转录组修饰，m6A修饰及其相关蛋白的失调与人类致癌因素显著相关。F.nucleatum通过下调m6A甲基转移酶3（methyltransferase-like 3,METTL3）的表达，可使结直肠癌细胞中的m6A修饰显著降低，从而促进结直肠癌细胞的侵袭。
    2.3 牙周病破坏机体免疫参与恶性肿瘤进程
    先天性免疫细胞作为机体免疫的第一道防线，对于维持口腔健康和内稳态至关重要，其中巨噬细胞和中性粒细胞在牙周病和口腔癌的相互作用中扮演着重要角色。前者具有较强的极化能力，炎性M1型巨噬细胞可释放促炎细胞因子（IL-1,IL-6,TNF-α,IL-11）和MMP，促进牙周炎进展和造成菌群失调，同时激活机体免疫应答，抑制肿瘤发展；反之，交替激活M2型巨噬细胞能逃逸肿瘤周围的免疫反应，促进肿瘤生长并缓解牙周炎症。在肿瘤微环境中，中性粒细胞的募集可产生活性氧、释放促炎细胞因子，从而促进牙周病发展。
    Kajihara等研究报道，牙周炎可通过调节性T细胞（Treg）和IL-6的协同作用促进癌症的进展，牙周病和恶性肿瘤之间存在免疫细胞的相互串扰。此外，牙周致病菌和病毒（如HIV病毒、人乳头瘤病毒）的感染，能打破宿主生态菌群的平衡，引发过度炎症反应并造成机体免疫缺陷，增进菌群变化和毒力因子表达，增加组织自由基，促进正常上皮细胞的凋亡、坏死和瘤细胞异常增殖，逃逸宿主的免疫反应，从而参与恶性肿瘤的进程。
    2.4 牙周病改变饮食习惯增加癌症的易感性
    Ⅲ、Ⅳ期牙周炎常伴有牙齿的松动移位、牙列缺损、咬合紊乱和咀嚼功能障碍，因此患者难以嚼碎，甚至避免咀嚼膳食纤维类的食物，如水果和蔬菜等。由于这类食物中富含抗癌作用的抗氧化剂，因此以摄入新鲜水果、纤维蔬菜和豆类为主的“地中海饮食”可降低多种癌症发病率（包括60%～70%的乳腺癌、结直肠癌、前列腺癌和40%～50%的肺癌）。
    研究发现，营养状况可能是牙周病进展和组织愈合的调节因素，尤其是维生素C具有抗氧化和增强免疫力的功效，有助于预防或改善牙周病及骨代谢。在日常生活中，高糖、高饱和脂肪、低纤维等不健康的饮食习惯会增加罹患牙周病的风险，这种长期的饮食习惯及未经治疗的牙周病，可能增加癌症的易感性。
    3.结语
    牙周病与口腔癌及其他全身性恶性肿瘤风险的流行病学现有证据大多指向正相关，由于目前诸多研究结果的可信度受到研究设计、测量方法、混杂因素、微生物测序平台和分析样本类型异质性的影响，证实牙周病可能成为肿瘤的独立危险因素仍存在巨大的挑战。为了进一步阐明两者的相关性，特别是增加支持两者之间存在协同作用或因果关系的证据，采取随机对照临床试验和大型前瞻性研究，开展大量的基础研究显得尤为重要。
    牙周致病菌（P.gingivalis和F.nucleatum）及其致癌代谢产物在促进全身恶性肿瘤的进展中，能引起炎症反应的过表达，增加基因损伤、机体恶性转化的风险。同时，免疫细胞也参与其中，扮演着重要角色。改善个人口腔卫生、戒烟、调整饮食、积极的牙周治疗和应用药物（如抗菌肽、益生菌、特异BET蛋白抑制剂等表观遗传药物）调控口腔生态菌群，可能有利于降低肿瘤的发生风险。此外，未来综合大量的基础和临床研究，全面探索作为生物标记物和潜在治疗靶点的表观基因调控途径，有利于明确牙周病对癌症风险的作用和识别高风险个体，这可能为牙周病相关肿瘤的防治带来新的机遇。