胃癌是临床上十分常见的消化道恶性肿瘤，而幽门螺杆菌（Helicobacter pylori, Hp）感染是导致胃癌的最重要原因。随着四联疗法的广泛应用，Hp 相关胃癌的发病率也显著下降。除 Hp 外的胃内菌群参与了对胃正常生理功能的调控，有研究证据显示胃内菌群失衡参与了胃炎及胃癌的致病过程。此外，对于根除 Hp 后发生胃癌的患者，胃内菌群失衡也在其中发挥重要作用，相关机制已得到初步研究。基于此，该文综述了胃内菌群失衡与胃癌的相关研究进展，以求进一步了解胃癌的致病机制，并为寻求更为安全有效的防治方法提供参考。
引用本文： 吴莉莉, 徐志洪, 张秀梅, 何素玉. 胃癌与非幽门螺杆菌胃内菌群的相关研究进展. 华西医学, 2023, 38(8): 1236-1242. doi: 10.7507/1002-0179.202212072 复制
胃癌是临床上最为常见的消化道恶性肿瘤，导致了十分严重的卫生及社会负担[1]。全球每年新发胃癌患者约 100 万，占所有新发恶性肿瘤的 5.6%，且随着年龄增加，发病率也逐渐升高[2]。我国胃癌发病率仅次于肺癌与结直肠癌，居恶性肿瘤第 3 位，且大量患者确诊时已处于中晚期，病死率高[3-5]。目前认为，“慢性胃炎-萎缩性胃炎-肠上皮化生（肠化）-胃癌”是胃癌最常见的演进过程，而幽门螺杆菌（Helicobacter pylori, Hp）的感染在上述过程中发挥着重要的促进作用[6]。Hp 可特异性定植于胃黏膜，且定植后难以自发清除，从而导致持久的感染[7]。Hp 感染也是目前公认的导致萎缩性胃炎及胃癌的最重要因素[8]。随着四联疗法广泛应用于临床，Hp 感染率及 Hp 相关胃癌发病率也显著降低[9]。然而仍有大量患者在根除 Hp 后进展为胃黏膜上皮内肿瘤及胃癌，这也意味着还有其他重要的机制可能参与了胃癌的发生及发展。除 Hp 感染外，胃黏膜内还存在着大量定植菌群，这些定植菌群构成了胃内微生态，并且这些定植菌属与 Hp 感染之间也存在着交互影响。此外，根除 Hp 的患者胃内微生态的改变也可能参与了无 Hp 背景下胃内炎症及肿瘤的致病调控[10]。因此，目前对胃微生态功能及其与胃癌的相关性研究也成为了热点。基于此，本文对上述方面的研究进展进行了综述，以期为进一步阐明胃癌的致病机制、探索新的防治胃癌的临床诊疗方法提供依据。
1 胃内微生态与胃的生理功能
健康人胃内 pH 值通常维持在 1.0～2.0，由于这种强酸环境的存在，既往胃内被认为并不适于细菌生长。但随着包括 Hp 在内的大量菌属在胃黏膜中被发现，胃微生态及其功能的相关研究也不断深入。胃黏膜内定植的微生物具有维持胃内分泌平衡、免疫调节、促进消化和吸收等重要功能。既往 Van den Abbeele 等[11]提出了宿主选择及共同进化理论，认为机体能够通过自身免疫系统的调控来维持胃肠道内有益微生物的定植，并发挥清除病原菌的作用。首先，胃内定植细菌能够发挥免疫屏障功能，抵御外来病原菌侵袭。研究表明，胃黏膜内定植的链球菌可促使 Hp 由螺旋状变形为球状从而抑制 Hp 生长，而布拉酵母菌则能抑制 Hp 感染造成的胃黏膜淋巴滤泡形成[12-13]。除竞争性拮抗外来病原菌定植外，胃黏膜内定植的益生菌还能增强胃的免疫能力，包括促进免疫原性分子及免疫球蛋白 A 抗体分泌等作用。其次，胃内定植细菌能辅助促进消化和吸收。研究显示，微生物携带有很多功能基因，能编码分解脂肪酸等物质的酶类，参与构成人体消化酶辅助消化和吸收[14]。再次，胃内菌群对胃肠道生理功能特别是胃酸分泌、免疫激活和神经内分泌系统等也具有潜在的调节作用。
由于频繁受到食物、药物、酒精、烟草等外来因素的刺激，同时处于强酸性环境，胃黏膜存在着长期的炎症状态。此外，胃黏膜中定植的大多数微生物不能通过常规培养方法进行鉴定。这些都为研究正常状态下胃内微生态带来了困难。随着基因测序技术的不断发展，尤其是近年来深度测序技术的出现，胃黏膜内定植菌鉴定的相关研究也取得了长足进展[15]。Monstein 等[16]于 2000 年首次报道了在未发现 Hp 感染人群的胃内存在非 Hp 定植菌群，包括肠球菌属、假单胞菌属、链球菌属、葡萄球菌属及气管球菌属等。随着研究的深入，研究者们逐渐认识到，即使在强酸的胃内环境下，胃黏膜及胃液中除 Hp 外仍存在其他定植菌，这些定植菌主要包括变形菌门、厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门、梭状杆菌门 5 个门类共 128 个种系，上述菌群共同构成了胃内微生态环境，并参与了对胃正常功能的调控[17]。相似的，Wen 等[18]也发现，慢性胃炎患者的胃黏膜中定植着 103～104 CFU 的细菌，这些定植菌分别属于 59 个科共 69 个菌属，但基于分析技术及临床资料的缺乏，这些非 Hp 定植菌在胃部疾病中的作用机制仍不明确。此外值得注意的是，通常意义上的胃内定植菌是指胃黏膜的定植菌，经由上消化道短期内摄入的细菌并不会在胃黏膜内定植。因此，仅在胃液中发现的细菌并不能够代表胃里细菌的真正多样性，而胃黏膜中的定植菌群则更能反映胃内微生态情况。
2 胃内微生态与非胃癌的胃部疾病
由大量定植菌构成的胃微生态组成是高度动态的，受到年龄、性别、种族、饮食、生活方式等因素的共同影响，这也为研究胃内微生态的功能带来了困难[19]。随着临床证据的积累和测序技术的发展，对胃内定植菌的研究也得到逐渐深入。目前认为，胃内定植菌在胃内形成的微生态环境与胃的生理功能存在重要关系，同时胃内微生态失衡也与胃部疾病的发生与进展具有重要的相关性[20-21]。其中，针对 Hp 感染对胃内微生态影响的研究数据最为丰富。如 Ndegwa 等[22]发现，低 Hp 感染率人群的胃内定植菌种类与非萎缩性及萎缩性胃炎患者有显著差异，从正常状态到早期癌前病变状态，定植菌群内的致病菌丰度越来越高；此外，与 Hp 阳性患者相比，Hp 阴性的慢性胃炎患者胃内微生物多样性（Shannon 指数）显著升高（P=0.001）。Dooyema 等[23]使用高通量测序技术检测了 80 例慢性胃炎患者胃黏膜内的定植菌群情况，结果显示胃黏膜微生物主要由变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门和放线菌门组成；在细胞毒素相关抗原阳性的 Hp 感染组中各菌门、菌属所占比例也发生了变化，其中拟杆菌门和厚壁菌门比值降低而变形菌门的比值升高，在属水平上玫瑰菌属减少而螺杆菌属和嗜血菌属则相对增加；研究结果提示 Hp 感染会使定植菌群的结构多样性降低，从而影响胃内微生态稳定，导致炎症及溃疡的发生。Huang 等[24]发现，胆汁反流可能引起胃内微生态的结构改变，在无 Hp 感染的背景下，胆汁反流患者胃内菌群丰富度和多样性明显高于无胆汁反流患者（P<0.05），胆汁反流患者与无胆汁反流患者的菌群结构差异有统计学意义（P=0.011）；在胆汁反流患者中，单胞菌属、盐单胞菌属、缓生单胞菌属、假单胞菌属、海杆菌属、关节杆菌属和希瓦菌属存在富集，而在无胆汁反流患者中，嗜血杆菌属、卟啉单胞菌属和狡诈球菌属则存在富集。Zhao 等[25]也发现，存在 Hp 感染的慢性胃炎患者胃黏膜中乳酸菌属丰度显著降低，而基于动物模型的实验显示，发酵乳酸菌（MN-LF-23）及胃乳杆菌（MN-LG-80）能显著降低 Hp 感染小鼠的 Hp 丰度（分别降低 90% 及 83%），同时可降低血清尿素酶及 Hp 相关特异性免疫球蛋白 G 水平，从而改善 Hp 感染引起的胃黏膜损伤及淋巴细胞浸润，降低血清炎症因子［肿瘤坏死因子-α、白细胞介素（interleukin, IL）-1β 及 IL-6］水平。上述研究结果均提示，在胃炎患者中，胃内定植菌与 Hp 感染存在着重要的相关性，且参与了对胃内炎症的调控作用。
3 胃癌患者微生态特点
3.1 胃内非 Hp 细菌与胃癌
随着分子生物学技术的发展及对胃癌认识的加深，研究者们认识到，在胃癌患者（无论是否存在 Hp 感染）的胃黏膜中还存在胃定植菌群的失调，且除 Hp 感染外，其他微生物也可能参与对胃癌发生及发展的调控[10]。首先，胃癌患者胃内菌群丰度显著降低。与慢性胃炎、胃黏膜肠上皮化生及上皮内肿瘤患者相比较，胃癌患者胃黏膜的定植菌群多样性显著降低。Abate 等[26]完成的一项单中心研究发现，与慢性胃炎患者相比，胃癌患者黏膜中的微生物多样性显著降低（P<0.05），但是胃癌组织中的乳酸菌、链球菌、普雷沃菌及拟杆菌的含量则明显高于非恶性组织（P<0.05），提示上述菌种可能在一定程度上参与了胃癌的发生及进展。Hu 等[27]对胃癌患者胃灌洗液标本进行测序发现，胃癌患者胃内微生态的特点是菌群丰度降低，存在 13 个菌群富集，而 31 个菌类出现分离，其中富集最为明显的是奈瑟球菌属、普雷沃菌属、聚集杆菌属、肺炎链球菌、牙髓卟啉单胞菌。其次，存在胃癌前病变的患者胃内微生态也发生了显著改变。Liu 等[28]基于我国 148 例胃炎或胃癌前病变患者的胃活检、胃液和粪便样本进行了 16S rRNA 基因分析，结果显示，存在胃癌前病变（萎缩及肠化）的患者胃黏膜中，双球菌属、细孔菌属、链球菌属、放线菌属及嗜血杆菌属等其他菌属丰度显著升高，同时存在上皮内瘤变的患者胃黏膜内不动杆菌属的丰度升高。上述研究结果也提示，在胃炎向肿瘤的进展演变过程中，胃内定植菌群多样性呈显著下降趋势。但如何证实胃内微生物与胃癌前病变发展的可能相关性呢？Kwon 等[29]将具有癌前病变或胃癌的胃微生物群移植到正常小鼠体内，结果显示，移植了肠化或胃癌患者胃微生物群的模型小鼠可以发生癌前病变的表现。再次，发生胃癌的患者胃内微生态主要表现为富集厚壁菌门和变性菌门的特征。Liu 等[30]开展的一项大样本临床研究纳入了 109 例健康对照、183 例浅表性胃炎、135 例萎缩性胃炎、124 例肠化、94 例上皮内瘤变、344 例胃癌患者，结果显示，所有患者的胃黏膜组织中均可以鉴定出 3 种类型胃微生物群落，除 Hp 以外，另外 2 个微生物群落分别为富集厚壁菌门和变形菌门；梭杆菌属、链球菌属、韦荣球菌属等在胃癌肿瘤组织中分布丰富，主要分布在富集厚壁菌属的微生物群落中。
明确了胃癌患者胃内微生态的相关特征及失衡的主要表现，意味着通过特定方法对异常的胃内微生态进行检测从而早期识别并诊断胃癌变成了可能。Zhou 等[31]使用 16S rRNA 分析了胃癌患者胃黏膜及粪便中定植菌群的情况，结果显示，在上皮内瘤变、胃癌（包括早期及晚期）患者的胃黏膜及粪便中，咽峡炎链球菌及星座链球菌明显富集，同时胃黏膜内上述菌属丰度升高用于诊断胃癌具有较高的灵敏度及特异度，而粪便中上述菌属的丰度在诊断晚期胃癌时具有较高的准确度。Coker 等[32]分析了来自我国内蒙古的 126 例患者的胃黏膜内定植菌情况，提出联合 5 种菌属对胃癌及单纯的胃内慢性炎症进行鉴别诊断具有较高的临床价值；该研究显示，与慢性胃炎相比，存在肠化及胃癌的患者胃黏膜内定植菌群显著失调，尤其是胃癌患者，存在 21 类菌群的丰度升高及 10 类菌群的明显缺失（P<0.05）；基于临床患者随访队列的相关性分析显示，上述定植菌群的失调与胃部疾病的进展存在相关性（P<0.001），其中 5 类定植菌改变最为显著，分别为链球菌、咽峡炎链球菌、微小单胞菌、假丝酵母菌、痢疾杆菌，上述 5 种菌属联合用于区别诊断胃癌与慢性胃炎的曲线下面积可达 0.82［95% 置信区间（confidence interval, CI）（0.70，0.88）］，具有较高的临床诊断价值；此外，在 Hp 阴性胃炎患者中，上述菌群之间的相互作用强度更高。Liu 等[33]的 Meta 分析显示，胃癌发生的各个阶段（包括癌前病变）中，胃微生态的构成及生态图谱都存在显著改变，胃癌患者胃黏膜中的条件致病菌属包括梭菌属、细小单胞菌属、细孔菌属、普雷沃菌属和消化链球菌属的丰度显著升高，而益生菌属如双歧杆菌属、芽孢杆菌属和布鲁菌属等的丰度则显著降低；与萎缩性胃炎患者相比，胃癌患者胃黏膜中韦荣菌属、小类杆菌属、颗粒链菌属、草螺菌属、丛毛单胞菌属、金黄杆菌属、希瓦菌属和螺杆菌属等 8 个定植菌属的丰度存在显著差异，上述菌属用于区别诊断萎缩性胃炎及胃癌的曲线下面积为 0.85［95%CI（0.71，0.91）］；此外，与 Hp 阴性人群相比，Hp 阳性的胃癌患者胃黏膜中定植菌群多样性显著降低，且菌群种类及丰度也存在改变，而胃内定植菌群之间的相互作用也显著减弱，提示在 Hp 感染状态下，胃内定植菌群会受到显著抑制。此项研究也同时证实了 Hp 感染对胃内微生态具有显著的影响。
3.2 根除 Hp 后发生胃癌与胃微生态
人类胃肠道中复杂的微生物群体与自身和宿主相互作用，对健康和疾病的发展产生深远影响，现代测序技术的发展使我们能够深入了解胃肠道微生物。Hp 与胃肠道共生菌群之间的相互作用可能与 Hp 相关的致癌性和胃外表现有关[23]。Hp 感染是 70%～80% 的胃溃疡及 90% 的十二指肠溃疡的致病因素，而约 90% 的非贲门胃癌与 Hp 感染存在相关性，规范根除 Hp 可以显著降低消化性溃疡及胃癌的发生率[34]。但随着数十年来药物的改进及标准 Hp 根除治疗的广泛普及，消化性溃疡复发率及远端胃癌的发生率显著下降，但近端胃癌及弥漫性胃癌的发生率则有所升高[35-36]。Doorakkers 等[37]对瑞典 95176 例接受了 Hp 根除治疗的患者长期随访发现，仍有约 0.2% 的患者发生了胃腺癌；此外，在根除 Hp 后反流性食管炎、Barrett 食管及食管癌的发病率也存在一定的上升趋势。这也提示了除 Hp 感染外，仍有其他因素参与了胃癌、食管癌等疾病的发生过程。Kumar 等[38]开展的大规模临床研究中，累计纳入 371813 例 Hp 感染患者，通过长期随访发现，在 Hp 感染后 5、10、20 年胃癌的累计发病率分别为 0.37%、0.50% 及 0.65%，而且即使接受了根除 Hp 治疗后的患者发生胃癌的风险也较既往无 Hp 感染的患者更高［风险比=1.16，95%CI（0.74，1.83）］；与未接受根除治疗的 Hp 感染患者相比，接受 Hp 根除治疗后远端胃癌的发病率有所下降，而近端胃癌的发病率并没有显著下降。基于此，研究者也认为，对根除 Hp 后仍可能发生胃癌的高风险萎缩性胃炎患者进行分级评估十分重要，何种因素在 Hp 根除后胃癌的发生中发挥调控作用也值得深入研究。
前述研究证据已显示，作为长时间的慢性感染状态，Hp 感染对胃内微生态的平衡有着重要影响，而在根除 Hp 治疗后，胃内微生态也可能因为药物影响、胃内炎症的缓解等多种因素而发生改变[39]。胃内微生态的改变是否可能参与到根除 Hp 治疗后胃癌的致病与进展，目前仍存在巨大争议，一些学者尝试开展了部分研究，并取得了一定进展。Li 等[40]基于我国十二指肠溃疡患者（n=102）的研究显示，慢性 Hp 感染的溃疡患者在接受包含铋剂的四联疗法治疗后，胃窦黏膜内的乳酸菌属、柔嫩梭菌亚菌属及肠杆菌属显著增加，而梭杆菌属显著减少，女性与男性患者之间的菌群结构分布有显著差异。He 等[41]的研究也表明，不管是三联还是四联的根除 Hp 疗法都可能在短期内引起胃肠道菌群紊乱，尤其是胃内微生态结构的改变，具体来说，根除 Hp 后胃黏膜中的定植菌群多样性逐渐增加，除 Hp 丰度显著降低外，还存在链球菌属、嗜血杆菌属及奈瑟菌属丰度的降低，而乳酸杆菌属、双歧杆菌属、变形杆菌属、拟杆菌属、梭菌属及放线菌属等益生菌的丰度则均较前增加。长期的随访发现，这些菌群的紊乱有些可以在一段时间后恢复，另一些则不会恢复。胃内微生态结构的这种改变可能也与根除 Hp 治疗胃内炎症程度改善及胃癌发病率降低相关。虽然根除 Hp 对胃内微生态的平衡有着重要影响，但是这种影响与根除 Hp 后发生胃癌的关系还缺乏深入的研究。一方面，胃黏膜定植菌群作为消化道组成部分，会受到外来因素的不断影响，食物、药物等因素都可能导致微生态的动态改变，而这种改变很难全程监测分析；另一方面，胃癌的发生机制仍未阐明，除胃内微生态外，仍有大量其他因素在其中发挥作用，且这些因素的作用效果有可能是长期缓慢的，目前仍难以建立十分标准的动物模型来模拟这一过程。
4 胃内微生态促进胃癌发生的可能机制
随着对胃内微生态功能的不断深入研究，其参与调节胃癌发生的功能也得到了研究者的重视，虽然具体的分子生物学机制目前尚未完全阐明，但这为进一步阐述胃癌的发生及进展提供了有效的证据支持，也为探索新的防治胃癌的方法提供了重要参考[42]。一方面，在 Hp 感染患者中，Hp 仍是胃内微生态中的主要致病菌，也是导致胃癌发生的最重要病原学因素，其相关的致病及致癌机制也得到深入阐述[43]。另一方面，大量研究也证实，除 Hp 外的其他胃内定植菌也可能通过多种途径参与胃癌的发生。He 等[44]的研究发现，在 Hp 感染患者中，Hp 和猪鼻支原体在胃癌的发生中均发挥着重要的促进作用，其中猪鼻支原体能够通过分泌抗原蛋白来促进胃黏膜上皮细胞分泌 β-catenin，并激活 Wnt 信号通路，从而增强胃癌细胞上皮间质转换及侵袭能力，促进肿瘤的发生及进展。Peng 等[45]的研究纳入了 61 例慢性胃炎患者、55 例胃黏膜肠化患者、64 例胃癌患者，采集了胃黏膜及胃液标本进行 16S rRNA 基因测序分析，结果显示，慢性胃炎患者与肠化患者的定植菌群构成存在差异，且肠化患者定植菌群的多样性更低；胃癌患者胃黏膜中的定植菌群组成结构改变更为明显，且伴有胃酸减少及致癌性亚硝酸盐水平的升高，其中，乳酸菌属、细孔菌属及双胞菌属的丰度降低更为明显，同时上述菌属协助胃酸分泌及促进亚硝酸盐代谢能力也明显降低，从而促进了胃癌的发生。Yang 等[46]采用 16S rRNA 基因测序方法对 53 例胃癌及 30 例慢性胃炎患者的胃黏膜组织菌群进行分析，结果显示，与慢性胃炎患者相比，胃癌患者的胃黏膜组织中存在微生物多样性降低的特点，同时海洋杆菌属、甲基杆菌属和铜氧单胞菌属等菌属则存在明显富集；其中甲基杆菌属的丰度与胃癌患者不良预后存在明显相关性，在甲基杆菌丰度较高的胃癌组织中，存在转化生长因子-β 表达及 CD8+ T 细胞计数的显著降低；研究者同时也在模型小鼠中观察到这一现象，这一结果也提示了甲基杆菌可能通过影响转化生长因子-β 表达及 CD8+ T 细胞功能来达到促进胃癌发生的作用。
有趣的是，虽然根除 Hp 可以显著降低胃癌的发生风险，但在根除 Hp 后进展为胃癌的患者则更多见近端及弥漫性的胃癌，相关的机制目前仍未完全阐明。如 Hara 等[36]的研究发现，随访的 247 例 Hp 感染患者中 11 例（4.5%）在根除治疗后发生胃癌，其中 10 例患者均为发生于胃小弯的恶性肿瘤。相关的机制方面，Morgan 等[47]使用了 16S rRNA 扩增子测序方法对 13 个胃癌近端组织、16 个胃癌远端组织及其匹配的非肿瘤组织的胃微生物组进行分析，结果显示，胃癌患者近端及远端组织的微生物多样性及丰度并无明显差异；但在属水平上，近端组织中的普雷沃菌属_RC9、卟啉单胞菌属、卡通菌属、变形杆菌属、颤杆菌属和莫拉菌属的丰度显著增加，远端组织中甲基杆菌属则存在丰度显著增加；代谢组学分析显示，远端肿瘤组织与匹配的非肿瘤组织之间有 30 种代谢物存在差异，而近端之间则只有 4 种代谢物存在差异，这些代谢产物主要来源于鞘脂信号通路、精氨酸生物合成、蛋白质消化吸收、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等。该研究结果显示了近端及远端胃癌发生和发展的在微生物及代谢组方面存在的不同机制。弥漫性胃癌与胃内微生态关系也得到了一些研究结果的证实。如 Hsieh 等[48]的研究显示，弥漫性胃癌患者存在具核梭杆菌的富集及丰度增高，尤其是在存在转移的晚期胃癌患者中，胃内定植的具核梭杆菌更高；生存分析显示，Hp 及具核梭杆菌高丰度均是弥漫性胃癌患者预后不良的独立风险因素，Hp 及具核梭杆菌丰度均高的患者预后更差；基于蛋白组学分析发现，具核梭杆菌定植能够导致胃上皮细胞内的肌动蛋白动力学紊乱，从而可能增强肿瘤细胞的侵袭及转移能力，促进肿瘤的进展；研究结果也提示具核梭杆菌和 Hp 的联合定植可能是晚期胃癌患者接受胃切除术后生存率较差的预测生物标志物。上述研究结果从另一个方面阐述了胃内微生态参与了对胃癌发生的调节，提示胃内微生态在上述过程中的重要作用。
5 总结与展望
综上所述，胃微生态作为胃内定植的菌群，其组成结构受到多种因素的影响，且胃微生态的改变在胃癌的发生及进展中发挥着重要的调控作用。对于感染 Hp 的患者，即使在接受根除 Hp 治疗后，也可能进展为胃癌，而研究证据也显示，胃内微生态组成结构的异常改变可能在其中参与了胃癌的发生与发展。但目前针对胃内微生态与 Hp 感染及胃癌的关系仍存在许多尚未解决的问题，例如 Hp 与其他定植菌之间的相互作用机制、Hp 根除后微生态如何参与胃癌致病等，均还需要更先进的分析技术和更大样本的患者队列进行研究。随着测序分析技术的不断发展，对胃内微生态的研究也更为准确便捷，这也为临床探索胃癌的致病机制提供了重要支持。随着对胃内微生态在胃相关疾病中的进一步深入认识，相关的研究证据也为开发基于微生态调节的全新胃癌防治方法提供了重要参考，从而使更多的患者从中获益。
利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。
胃癌是临床上最为常见的消化道恶性肿瘤，导致了十分严重的卫生及社会负担[1]。全球每年新发胃癌患者约 100 万，占所有新发恶性肿瘤的 5.6%，且随着年龄增加，发病率也逐渐升高[2]。我国胃癌发病率仅次于肺癌与结直肠癌，居恶性肿瘤第 3 位，且大量患者确诊时已处于中晚期，病死率高[3-5]。目前认为，“慢性胃炎-萎缩性胃炎-肠上皮化生（肠化）-胃癌”是胃癌最常见的演进过程，而幽门螺杆菌（Helicobacter pylori, Hp）的感染在上述过程中发挥着重要的促进作用[6]。Hp 可特异性定植于胃黏膜，且定植后难以自发清除，从而导致持久的感染[7]。Hp 感染也是目前公认的导致萎缩性胃炎及胃癌的最重要因素[8]。随着四联疗法广泛应用于临床，Hp 感染率及 Hp 相关胃癌发病率也显著降低[9]。然而仍有大量患者在根除 Hp 后进展为胃黏膜上皮内肿瘤及胃癌，这也意味着还有其他重要的机制可能参与了胃癌的发生及发展。除 Hp 感染外，胃黏膜内还存在着大量定植菌群，这些定植菌群构成了胃内微生态，并且这些定植菌属与 Hp 感染之间也存在着交互影响。此外，根除 Hp 的患者胃内微生态的改变也可能参与了无 Hp 背景下胃内炎症及肿瘤的致病调控[10]。因此，目前对胃微生态功能及其与胃癌的相关性研究也成为了热点。基于此，本文对上述方面的研究进展进行了综述，以期为进一步阐明胃癌的致病机制、探索新的防治胃癌的临床诊疗方法提供依据。
1 胃内微生态与胃的生理功能
健康人胃内 pH 值通常维持在 1.0～2.0，由于这种强酸环境的存在，既往胃内被认为并不适于细菌生长。但随着包括 Hp 在内的大量菌属在胃黏膜中被发现，胃微生态及其功能的相关研究也不断深入。胃黏膜内定植的微生物具有维持胃内分泌平衡、免疫调节、促进消化和吸收等重要功能。既往 Van den Abbeele 等[11]提出了宿主选择及共同进化理论，认为机体能够通过自身免疫系统的调控来维持胃肠道内有益微生物的定植，并发挥清除病原菌的作用。首先，胃内定植细菌能够发挥免疫屏障功能，抵御外来病原菌侵袭。研究表明，胃黏膜内定植的链球菌可促使 Hp 由螺旋状变形为球状从而抑制 Hp 生长，而布拉酵母菌则能抑制 Hp 感染造成的胃黏膜淋巴滤泡形成[12-13]。除竞争性拮抗外来病原菌定植外，胃黏膜内定植的益生菌还能增强胃的免疫能力，包括促进免疫原性分子及免疫球蛋白 A 抗体分泌等作用。其次，胃内定植细菌能辅助促进消化和吸收。研究显示，微生物携带有很多功能基因，能编码分解脂肪酸等物质的酶类，参与构成人体消化酶辅助消化和吸收[14]。再次，胃内菌群对胃肠道生理功能特别是胃酸分泌、免疫激活和神经内分泌系统等也具有潜在的调节作用。
由于频繁受到食物、药物、酒精、烟草等外来因素的刺激，同时处于强酸性环境，胃黏膜存在着长期的炎症状态。此外，胃黏膜中定植的大多数微生物不能通过常规培养方法进行鉴定。这些都为研究正常状态下胃内微生态带来了困难。随着基因测序技术的不断发展，尤其是近年来深度测序技术的出现，胃黏膜内定植菌鉴定的相关研究也取得了长足进展[15]。Monstein 等[16]于 2000 年首次报道了在未发现 Hp 感染人群的胃内存在非 Hp 定植菌群，包括肠球菌属、假单胞菌属、链球菌属、葡萄球菌属及气管球菌属等。随着研究的深入，研究者们逐渐认识到，即使在强酸的胃内环境下，胃黏膜及胃液中除 Hp 外仍存在其他定植菌，这些定植菌主要包括变形菌门、厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门、梭状杆菌门 5 个门类共 128 个种系，上述菌群共同构成了胃内微生态环境，并参与了对胃正常功能的调控[17]。相似的，Wen 等[18]也发现，慢性胃炎患者的胃黏膜中定植着 103～104 CFU 的细菌，这些定植菌分别属于 59 个科共 69 个菌属，但基于分析技术及临床资料的缺乏，这些非 Hp 定植菌在胃部疾病中的作用机制仍不明确。此外值得注意的是，通常意义上的胃内定植菌是指胃黏膜的定植菌，经由上消化道短期内摄入的细菌并不会在胃黏膜内定植。因此，仅在胃液中发现的细菌并不能够代表胃里细菌的真正多样性，而胃黏膜中的定植菌群则更能反映胃内微生态情况。
2 胃内微生态与非胃癌的胃部疾病
由大量定植菌构成的胃微生态组成是高度动态的，受到年龄、性别、种族、饮食、生活方式等因素的共同影响，这也为研究胃内微生态的功能带来了困难[19]。随着临床证据的积累和测序技术的发展，对胃内定植菌的研究也得到逐渐深入。目前认为，胃内定植菌在胃内形成的微生态环境与胃的生理功能存在重要关系，同时胃内微生态失衡也与胃部疾病的发生与进展具有重要的相关性[20-21]。其中，针对 Hp 感染对胃内微生态影响的研究数据最为丰富。如 Ndegwa 等[22]发现，低 Hp 感染率人群的胃内定植菌种类与非萎缩性及萎缩性胃炎患者有显著差异，从正常状态到早期癌前病变状态，定植菌群内的致病菌丰度越来越高；此外，与 Hp 阳性患者相比，Hp 阴性的慢性胃炎患者胃内微生物多样性（Shannon 指数）显著升高（P=0.001）。Dooyema 等[23]使用高通量测序技术检测了 80 例慢性胃炎患者胃黏膜内的定植菌群情况，结果显示胃黏膜微生物主要由变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门和放线菌门组成；在细胞毒素相关抗原阳性的 Hp 感染组中各菌门、菌属所占比例也发生了变化，其中拟杆菌门和厚壁菌门比值降低而变形菌门的比值升高，在属水平上玫瑰菌属减少而螺杆菌属和嗜血菌属则相对增加；研究结果提示 Hp 感染会使定植菌群的结构多样性降低，从而影响胃内微生态稳定，导致炎症及溃疡的发生。Huang 等[24]发现，胆汁反流可能引起胃内微生态的结构改变，在无 Hp 感染的背景下，胆汁反流患者胃内菌群丰富度和多样性明显高于无胆汁反流患者（P<0.05），胆汁反流患者与无胆汁反流患者的菌群结构差异有统计学意义（P=0.011）；在胆汁反流患者中，单胞菌属、盐单胞菌属、缓生单胞菌属、假单胞菌属、海杆菌属、关节杆菌属和希瓦菌属存在富集，而在无胆汁反流患者中，嗜血杆菌属、卟啉单胞菌属和狡诈球菌属则存在富集。Zhao 等[25]也发现，存在 Hp 感染的慢性胃炎患者胃黏膜中乳酸菌属丰度显著降低，而基于动物模型的实验显示，发酵乳酸菌（MN-LF-23）及胃乳杆菌（MN-LG-80）能显著降低 Hp 感染小鼠的 Hp 丰度（分别降低 90% 及 83%），同时可降低血清尿素酶及 Hp 相关特异性免疫球蛋白 G 水平，从而改善 Hp 感染引起的胃黏膜损伤及淋巴细胞浸润，降低血清炎症因子［肿瘤坏死因子-α、白细胞介素（interleukin, IL）-1β 及 IL-6］水平。上述研究结果均提示，在胃炎患者中，胃内定植菌与 Hp 感染存在着重要的相关性，且参与了对胃内炎症的调控作用。
3 胃癌患者微生态特点
3.1 胃内非 Hp 细菌与胃癌
随着分子生物学技术的发展及对胃癌认识的加深，研究者们认识到，在胃癌患者（无论是否存在 Hp 感染）的胃黏膜中还存在胃定植菌群的失调，且除 Hp 感染外，其他微生物也可能参与对胃癌发生及发展的调控[10]。首先，胃癌患者胃内菌群丰度显著降低。与慢性胃炎、胃黏膜肠上皮化生及上皮内肿瘤患者相比较，胃癌患者胃黏膜的定植菌群多样性显著降低。Abate 等[26]完成的一项单中心研究发现，与慢性胃炎患者相比，胃癌患者黏膜中的微生物多样性显著降低（P<0.05），但是胃癌组织中的乳酸菌、链球菌、普雷沃菌及拟杆菌的含量则明显高于非恶性组织（P<0.05），提示上述菌种可能在一定程度上参与了胃癌的发生及进展。Hu 等[27]对胃癌患者胃灌洗液标本进行测序发现，胃癌患者胃内微生态的特点是菌群丰度降低，存在 13 个菌群富集，而 31 个菌类出现分离，其中富集最为明显的是奈瑟球菌属、普雷沃菌属、聚集杆菌属、肺炎链球菌、牙髓卟啉单胞菌。其次，存在胃癌前病变的患者胃内微生态也发生了显著改变。Liu 等[28]基于我国 148 例胃炎或胃癌前病变患者的胃活检、胃液和粪便样本进行了 16S rRNA 基因分析，结果显示，存在胃癌前病变（萎缩及肠化）的患者胃黏膜中，双球菌属、细孔菌属、链球菌属、放线菌属及嗜血杆菌属等其他菌属丰度显著升高，同时存在上皮内瘤变的患者胃黏膜内不动杆菌属的丰度升高。上述研究结果也提示，在胃炎向肿瘤的进展演变过程中，胃内定植菌群多样性呈显著下降趋势。但如何证实胃内微生物与胃癌前病变发展的可能相关性呢？Kwon 等[29]将具有癌前病变或胃癌的胃微生物群移植到正常小鼠体内，结果显示，移植了肠化或胃癌患者胃微生物群的模型小鼠可以发生癌前病变的表现。再次，发生胃癌的患者胃内微生态主要表现为富集厚壁菌门和变性菌门的特征。Liu 等[30]开展的一项大样本临床研究纳入了 109 例健康对照、183 例浅表性胃炎、135 例萎缩性胃炎、124 例肠化、94 例上皮内瘤变、344 例胃癌患者，结果显示，所有患者的胃黏膜组织中均可以鉴定出 3 种类型胃微生物群落，除 Hp 以外，另外 2 个微生物群落分别为富集厚壁菌门和变形菌门；梭杆菌属、链球菌属、韦荣球菌属等在胃癌肿瘤组织中分布丰富，主要分布在富集厚壁菌属的微生物群落中。
明确了胃癌患者胃内微生态的相关特征及失衡的主要表现，意味着通过特定方法对异常的胃内微生态进行检测从而早期识别并诊断胃癌变成了可能。Zhou 等[31]使用 16S rRNA 分析了胃癌患者胃黏膜及粪便中定植菌群的情况，结果显示，在上皮内瘤变、胃癌（包括早期及晚期）患者的胃黏膜及粪便中，咽峡炎链球菌及星座链球菌明显富集，同时胃黏膜内上述菌属丰度升高用于诊断胃癌具有较高的灵敏度及特异度，而粪便中上述菌属的丰度在诊断晚期胃癌时具有较高的准确度。Coker 等[32]分析了来自我国内蒙古的 126 例患者的胃黏膜内定植菌情况，提出联合 5 种菌属对胃癌及单纯的胃内慢性炎症进行鉴别诊断具有较高的临床价值；该研究显示，与慢性胃炎相比，存在肠化及胃癌的患者胃黏膜内定植菌群显著失调，尤其是胃癌患者，存在 21 类菌群的丰度升高及 10 类菌群的明显缺失（P<0.05）；基于临床患者随访队列的相关性分析显示，上述定植菌群的失调与胃部疾病的进展存在相关性（P<0.001），其中 5 类定植菌改变最为显著，分别为链球菌、咽峡炎链球菌、微小单胞菌、假丝酵母菌、痢疾杆菌，上述 5 种菌属联合用于区别诊断胃癌与慢性胃炎的曲线下面积可达 0.82［95% 置信区间（confidence interval, CI）（0.70，0.88）］，具有较高的临床诊断价值；此外，在 Hp 阴性胃炎患者中，上述菌群之间的相互作用强度更高。Liu 等[33]的 Meta 分析显示，胃癌发生的各个阶段（包括癌前病变）中，胃微生态的构成及生态图谱都存在显著改变，胃癌患者胃黏膜中的条件致病菌属包括梭菌属、细小单胞菌属、细孔菌属、普雷沃菌属和消化链球菌属的丰度显著升高，而益生菌属如双歧杆菌属、芽孢杆菌属和布鲁菌属等的丰度则显著降低；与萎缩性胃炎患者相比，胃癌患者胃黏膜中韦荣菌属、小类杆菌属、颗粒链菌属、草螺菌属、丛毛单胞菌属、金黄杆菌属、希瓦菌属和螺杆菌属等 8 个定植菌属的丰度存在显著差异，上述菌属用于区别诊断萎缩性胃炎及胃癌的曲线下面积为 0.85［95%CI（0.71，0.91）］；此外，与 Hp 阴性人群相比，Hp 阳性的胃癌患者胃黏膜中定植菌群多样性显著降低，且菌群种类及丰度也存在改变，而胃内定植菌群之间的相互作用也显著减弱，提示在 Hp 感染状态下，胃内定植菌群会受到显著抑制。此项研究也同时证实了 Hp 感染对胃内微生态具有显著的影响。
3.2 根除 Hp 后发生胃癌与胃微生态
人类胃肠道中复杂的微生物群体与自身和宿主相互作用，对健康和疾病的发展产生深远影响，现代测序技术的发展使我们能够深入了解胃肠道微生物。Hp 与胃肠道共生菌群之间的相互作用可能与 Hp 相关的致癌性和胃外表现有关[23]。Hp 感染是 70%～80% 的胃溃疡及 90% 的十二指肠溃疡的致病因素，而约 90% 的非贲门胃癌与 Hp 感染存在相关性，规范根除 Hp 可以显著降低消化性溃疡及胃癌的发生率[34]。但随着数十年来药物的改进及标准 Hp 根除治疗的广泛普及，消化性溃疡复发率及远端胃癌的发生率显著下降，但近端胃癌及弥漫性胃癌的发生率则有所升高[35-36]。Doorakkers 等[37]对瑞典 95176 例接受了 Hp 根除治疗的患者长期随访发现，仍有约 0.2% 的患者发生了胃腺癌；此外，在根除 Hp 后反流性食管炎、Barrett 食管及食管癌的发病率也存在一定的上升趋势。这也提示了除 Hp 感染外，仍有其他因素参与了胃癌、食管癌等疾病的发生过程。Kumar 等[38]开展的大规模临床研究中，累计纳入 371813 例 Hp 感染患者，通过长期随访发现，在 Hp 感染后 5、10、20 年胃癌的累计发病率分别为 0.37%、0.50% 及 0.65%，而且即使接受了根除 Hp 治疗后的患者发生胃癌的风险也较既往无 Hp 感染的患者更高［风险比=1.16，95%CI（0.74，1.83）］；与未接受根除治疗的 Hp 感染患者相比，接受 Hp 根除治疗后远端胃癌的发病率有所下降，而近端胃癌的发病率并没有显著下降。基于此，研究者也认为，对根除 Hp 后仍可能发生胃癌的高风险萎缩性胃炎患者进行分级评估十分重要，何种因素在 Hp 根除后胃癌的发生中发挥调控作用也值得深入研究。
前述研究证据已显示，作为长时间的慢性感染状态，Hp 感染对胃内微生态的平衡有着重要影响，而在根除 Hp 治疗后，胃内微生态也可能因为药物影响、胃内炎症的缓解等多种因素而发生改变[39]。胃内微生态的改变是否可能参与到根除 Hp 治疗后胃癌的致病与进展，目前仍存在巨大争议，一些学者尝试开展了部分研究，并取得了一定进展。Li 等[40]基于我国十二指肠溃疡患者（n=102）的研究显示，慢性 Hp 感染的溃疡患者在接受包含铋剂的四联疗法治疗后，胃窦黏膜内的乳酸菌属、柔嫩梭菌亚菌属及肠杆菌属显著增加，而梭杆菌属显著减少，女性与男性患者之间的菌群结构分布有显著差异。He 等[41]的研究也表明，不管是三联还是四联的根除 Hp 疗法都可能在短期内引起胃肠道菌群紊乱，尤其是胃内微生态结构的改变，具体来说，根除 Hp 后胃黏膜中的定植菌群多样性逐渐增加，除 Hp 丰度显著降低外，还存在链球菌属、嗜血杆菌属及奈瑟菌属丰度的降低，而乳酸杆菌属、双歧杆菌属、变形杆菌属、拟杆菌属、梭菌属及放线菌属等益生菌的丰度则均较前增加。长期的随访发现，这些菌群的紊乱有些可以在一段时间后恢复，另一些则不会恢复。胃内微生态结构的这种改变可能也与根除 Hp 治疗胃内炎症程度改善及胃癌发病率降低相关。虽然根除 Hp 对胃内微生态的平衡有着重要影响，但是这种影响与根除 Hp 后发生胃癌的关系还缺乏深入的研究。一方面，胃黏膜定植菌群作为消化道组成部分，会受到外来因素的不断影响，食物、药物等因素都可能导致微生态的动态改变，而这种改变很难全程监测分析；另一方面，胃癌的发生机制仍未阐明，除胃内微生态外，仍有大量其他因素在其中发挥作用，且这些因素的作用效果有可能是长期缓慢的，目前仍难以建立十分标准的动物模型来模拟这一过程。
4 胃内微生态促进胃癌发生的可能机制
随着对胃内微生态功能的不断深入研究，其参与调节胃癌发生的功能也得到了研究者的重视，虽然具体的分子生物学机制目前尚未完全阐明，但这为进一步阐述胃癌的发生及进展提供了有效的证据支持，也为探索新的防治胃癌的方法提供了重要参考[42]。一方面，在 Hp 感染患者中，Hp 仍是胃内微生态中的主要致病菌，也是导致胃癌发生的最重要病原学因素，其相关的致病及致癌机制也得到深入阐述[43]。另一方面，大量研究也证实，除 Hp 外的其他胃内定植菌也可能通过多种途径参与胃癌的发生。He 等[44]的研究发现，在 Hp 感染患者中，Hp 和猪鼻支原体在胃癌的发生中均发挥着重要的促进作用，其中猪鼻支原体能够通过分泌抗原蛋白来促进胃黏膜上皮细胞分泌 β-catenin，并激活 Wnt 信号通路，从而增强胃癌细胞上皮间质转换及侵袭能力，促进肿瘤的发生及进展。Peng 等[45]的研究纳入了 61 例慢性胃炎患者、55 例胃黏膜肠化患者、64 例胃癌患者，采集了胃黏膜及胃液标本进行 16S rRNA 基因测序分析，结果显示，慢性胃炎患者与肠化患者的定植菌群构成存在差异，且肠化患者定植菌群的多样性更低；胃癌患者胃黏膜中的定植菌群组成结构改变更为明显，且伴有胃酸减少及致癌性亚硝酸盐水平的升高，其中，乳酸菌属、细孔菌属及双胞菌属的丰度降低更为明显，同时上述菌属协助胃酸分泌及促进亚硝酸盐代谢能力也明显降低，从而促进了胃癌的发生。Yang 等[46]采用 16S rRNA 基因测序方法对 53 例胃癌及 30 例慢性胃炎患者的胃黏膜组织菌群进行分析，结果显示，与慢性胃炎患者相比，胃癌患者的胃黏膜组织中存在微生物多样性降低的特点，同时海洋杆菌属、甲基杆菌属和铜氧单胞菌属等菌属则存在明显富集；其中甲基杆菌属的丰度与胃癌患者不良预后存在明显相关性，在甲基杆菌丰度较高的胃癌组织中，存在转化生长因子-β 表达及 CD8+ T 细胞计数的显著降低；研究者同时也在模型小鼠中观察到这一现象，这一结果也提示了甲基杆菌可能通过影响转化生长因子-β 表达及 CD8+ T 细胞功能来达到促进胃癌发生的作用。
有趣的是，虽然根除 Hp 可以显著降低胃癌的发生风险，但在根除 Hp 后进展为胃癌的患者则更多见近端及弥漫性的胃癌，相关的机制目前仍未完全阐明。如 Hara 等[36]的研究发现，随访的 247 例 Hp 感染患者中 11 例（4.5%）在根除治疗后发生胃癌，其中 10 例患者均为发生于胃小弯的恶性肿瘤。相关的机制方面，Morgan 等[47]使用了 16S rRNA 扩增子测序方法对 13 个胃癌近端组织、16 个胃癌远端组织及其匹配的非肿瘤组织的胃微生物组进行分析，结果显示，胃癌患者近端及远端组织的微生物多样性及丰度并无明显差异；但在属水平上，近端组织中的普雷沃菌属_RC9、卟啉单胞菌属、卡通菌属、变形杆菌属、颤杆菌属和莫拉菌属的丰度显著增加，远端组织中甲基杆菌属则存在丰度显著增加；代谢组学分析显示，远端肿瘤组织与匹配的非肿瘤组织之间有 30 种代谢物存在差异，而近端之间则只有 4 种代谢物存在差异，这些代谢产物主要来源于鞘脂信号通路、精氨酸生物合成、蛋白质消化吸收、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢等。该研究结果显示了近端及远端胃癌发生和发展的在微生物及代谢组方面存在的不同机制。弥漫性胃癌与胃内微生态关系也得到了一些研究结果的证实。如 Hsieh 等[48]的研究显示，弥漫性胃癌患者存在具核梭杆菌的富集及丰度增高，尤其是在存在转移的晚期胃癌患者中，胃内定植的具核梭杆菌更高；生存分析显示，Hp 及具核梭杆菌高丰度均是弥漫性胃癌患者预后不良的独立风险因素，Hp 及具核梭杆菌丰度均高的患者预后更差；基于蛋白组学分析发现，具核梭杆菌定植能够导致胃上皮细胞内的肌动蛋白动力学紊乱，从而可能增强肿瘤细胞的侵袭及转移能力，促进肿瘤的进展；研究结果也提示具核梭杆菌和 Hp 的联合定植可能是晚期胃癌患者接受胃切除术后生存率较差的预测生物标志物。上述研究结果从另一个方面阐述了胃内微生态参与了对胃癌发生的调节，提示胃内微生态在上述过程中的重要作用。
5 总结与展望
综上所述，胃微生态作为胃内定植的菌群，其组成结构受到多种因素的影响，且胃微生态的改变在胃癌的发生及进展中发挥着重要的调控作用。对于感染 Hp 的患者，即使在接受根除 Hp 治疗后，也可能进展为胃癌，而研究证据也显示，胃内微生态组成结构的异常改变可能在其中参与了胃癌的发生与发展。但目前针对胃内微生态与 Hp 感染及胃癌的关系仍存在许多尚未解决的问题，例如 Hp 与其他定植菌之间的相互作用机制、Hp 根除后微生态如何参与胃癌致病等，均还需要更先进的分析技术和更大样本的患者队列进行研究。随着测序分析技术的不断发展，对胃内微生态的研究也更为准确便捷，这也为临床探索胃癌的致病机制提供了重要支持。随着对胃内微生态在胃相关疾病中的进一步深入认识，相关的研究证据也为开发基于微生态调节的全新胃癌防治方法提供了重要参考，从而使更多的患者从中获益。
利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。