综述:揭示牙周炎与口腔癌之间的联系:整合临床、临床前和体外数据的系统性综述

【字体: 时间:2025年09月11日 来源:Cancer and Metastasis Reviews 8.7

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  本综述系统整合临床、实验及分子证据,揭示牙周炎(尤其伴Porphyromonas gingivalis与Fusobacterium nucleatum感染)通过慢性炎症、上皮-间质转化(EMT)及免疫逃逸等机制促进口腔鳞状细胞癌(OSCC)发生发展。尽管存在方法学异质性,Meta分析支持牙周炎与OSCC风险正相关,为口腔癌防治提供微生物-免疫交互新视角。

  

1 引言

头颈部恶性肿瘤是全球癌症死亡的重要原因,2022年估计新增758,020例病例并导致379,069例死亡。该区域约90%的恶性肿瘤为鳞状细胞癌(HNSCC),起源于口腔、咽和喉的黏膜上皮。HNSCC在男性中发生率更高(男女比例约2:1),主要影响65岁以上人群。基于监测、流行病学和最终结果(SEER)数据,2016年和2021年口腔和咽癌的5年总生存率分别为68.9%和69.5%。口腔是头颈部癌症最常见的亚部位,口腔鳞状细胞癌(OSCC)通常表现为红白斑块(增殖性红斑和 leukoplakia)或外生/内生性病变,伴或不伴不愈合溃疡。这些癌症具有高复发率、治疗抵抗和易转移的特点。2022年估计有389,846例新发OSCC病例和188,438例相关死亡,使其成为全球癌症相关死亡的第15大原因。预计到2045年,新发病例将增至579,096例,较2022年增长48.5%。此外,根据SEER癌症统计事实,2025年美国预计将发生59,660例口腔和咽癌新病例及12,770例相关死亡。2015-2021年SEER的5年相对生存率显示,OSCC的生存率因位置而异,从唇癌的90.4%到口底癌的52.4%不等。

手术切除辅以放化疗是OSCC的主要治疗手段,但不良反应包括言语和吞咽困难,可能需气管造口术或饲管。尽管有干预措施,早期(局部)疾病的5年生存率约为70%至90%(因位置而异),而晚期疾病的总体生存率仅为约20%至40%。因此,全面了解风险因素对OSCC的有效预防至关重要。

OSCC的主要风险因素包括烟草、酒精和槟榔。烟草和酒精的使用显著增加了发生OSCC的几率,尤其是吸烟和无烟烟草与酒精联合使用时(OR=16.17)。在个体产品中,无过滤嘴吸烟(OR=8.38)和无烟烟草(OR=6.82)与OSCC密切相关。单独饮酒也构成显著风险(OR=5.01),强化了其作为独立风险因素的作用。香烟含多种致癌物(如亚硝胺、碳氢化合物和挥发性化合物),导致DNA加合物和致癌基因突变。酒精通过酒精脱氢酶代谢为乙醛,该化合物与DNA反应形成加合物,可触发突变或破坏DNA合成,从而促进癌变。

细菌感染和慢性炎症也与OSCC风险增加相关。持续慢性炎症期间炎症细胞释放的促炎细胞因子和介质可能因氧化应激升高导致DNA损伤、癌基因激活和肿瘤抑制基因失活。此外,炎症可通过刺激血管生成、增殖和存活来促进癌症生长、侵袭和转移。炎症还与抗肿瘤免疫应答抑制相关,使肿瘤能够逃避宿主免疫监视,这对肿瘤进展至关重要。

牙周炎是一种复杂的多因素口腔炎症性疾病,由对菌斑生物膜失调的过度免疫应答引发,导致牙齿支持结构的进行性破坏。2021年有超过10亿人受重度牙周炎影响,全球年龄标准化患病率为12.5%,预计到2050年将超过15.6亿,年增长率为3.06%。虽然年龄标准化患病率无显著性别差异,但男性略高。患病率在50-64岁个体中达到峰值,随后下降并在80岁左右稳定。临床上,牙周炎表现为牙龈炎症(红斑、肿胀、探诊出血)、临床附着丧失、牙周袋形成、牙龈退缩、根分叉病变和影像学骨丧失。症状包括牙齿动度增加、迁移和倾斜。牙周炎进展的后果是恒牙丧失(无牙颌),影响生活质量、咀嚼功能/食物摄入和社会心理健康。

牙周炎在流行病学上与多种慢性炎症驱动疾病相关,包括心脏代谢疾病、神经退行性疾病、胃肠道疾病和癌症。由于牙周炎与慢性炎症相关,口腔病原体可能在癌症起始和进展中扮演重要角色。特别是,Fusobacterium nucleatum(F.n.)与乳腺癌相关,通过凝集素介导与肿瘤细胞上的Gal-GalNAc结合促进生长和转移,牙周炎女性患乳腺癌风险略有增加。在胰腺癌中,F.n.见于15.5%的患者,并与大肿瘤和不良预后相关,通过增强CXCL1分泌、招募髓源性抑制细胞和抑制CD8+ T细胞实现。Porphyromonas gingivalis(P.g.)与胰腺癌相关,在胰腺癌患者的口腔和肿瘤组织中均检测到,并通过中性粒细胞主导的促炎微环境(含中性粒细胞分泌的趋化因子和弹性蛋白酶)加速小鼠肿瘤发展。牙周炎还与结直肠癌相关。F.n.在结直肠癌中被识别,通过FadA粘附素结合E-钙黏蛋白,激活β-连环蛋白信号,并触发致癌通路促进进展。此外,P.g.通过增加肿瘤数量和体积、招募髓系细胞和诱导促炎特征增强结直肠癌。

多项流行病学研究确定了牙周炎与HNSCC和OSCC风险增加之间的显著关联。此外,特定牙周病原体(包括P.g.和F.n.)在OSCC组织中的丰度高于正常组织。实验研究表明,P.g.和F.n.抑制上皮标志物并上调间质标志物,表明这些细菌可在OSCC细胞中诱导上皮-间质转化(EMT)样变化,这一特征促进OSCC进展。此外,P.g.诱导的IL-8产生通过上调MMP分泌增强OSCC侵袭。值得注意的是,F.n.和P.g.的慢性共感染在体内促进OSCC进展,生物膜诱导的牙周炎与致癌剂诱导的OSCC中的大病变相关。相反,一些与牙周炎负相关的微生物群(如Neisseria sicca和Corynebacterium matruchotii)在体外抑制OSCC发展。

相比之下,一些研究未能建立OSCC与牙周炎之间的明确关联。此外,评估牙周炎的方法存在显著差异。虽然一些研究依赖临床测量(如牙周临床参数和影像学牙槽骨丧失评估),但其他研究使用自我报告措施,导致不一致。本系统性综述的目标是通过综合多项研究的数据来澄清OSCC与牙周炎之间的潜在关联,提供全面理解。基于文献,我们将提出一种机制,通过该机制牙周炎的微生物组和宿主反应影响OSCC发展和进展。最后,本综述将建立一个框架,以指导未来流行病学研究以一致性和精确性评估牙周炎与OSCC之间的关系。

2 材料与方法

本系统性综述与Meta分析遵循系统综述和Meta分析优先报告项目(PRISMA)声明,协议已在PROSPERO注册(ID: CRD42024552444)。聚焦问题通过PECO框架(人群、暴露、比较、结果)阐述:“牙周炎相关的微生物组和宿主反应是否影响OSCC发展/进展?”。纳入标准包括评估牙周炎与OSCC关联的涉及人类、动物或体外数据的原始研究文章。人类研究包括病例对照和队列研究,涉及临床或自我报告牙周炎和组织学确认OSCC的个体。体外研究包括使用人/动物OSCC细胞系、上皮细胞或免疫细胞暴露于牙周病原体或其组分并评估癌症相关机制(如增殖、凋亡、侵袭、炎症和EMT)的实验。动物研究包括结合肿瘤诱导(注射SCC细胞或致癌剂4NQO)的牙周炎模型(如结扎诱导或微生物接种)并评估癌症相关结果(如肿瘤生长、免疫调节或信号通路)的研究。排除标准包括综述文章、会议摘要、社论、致编辑信、书籍章节以及非英语发表的研究。此外,未评估牙周状态(临床、影像学或自我报告)或未联系牙周发现评估微生物存在(如在肿瘤组织或唾液中)的研究也被排除。

在PubMed/MEDLINE、Embase、Web of Science、Scopus和Cochrane图书馆数据库实施了全面检索策略,识别截至2025年6月16日的相关出版物。使用医学主题词(MeSH)和Embase主题词(Emtree)开发检索策略,采用布尔运算符(AND、OR、NOT)组合描述符并优化检索,遵守各数据库的语法规则。未应用发表时间限制。电子数据库的检索结果通过Covidence?平台管理。软件内自动识别并去除重复参考文献。然后使用Covidence?筛选工具通过标题和摘要筛选结果。阅读纳入文章中的参考文献以识别数据库检索未发现的额外相关研究。

两名研究者(S.C.P和J.A.O)独立执行初始检索以评估标题和摘要的相关性。检查结果的一致性;冲突通过与第三名研究者(M.C.M)讨论解决。两名研究者(S.C.P和J.A.O)独立阅读并评估所有相关文章的全文基于选择标准,并使用Covidence?平台中的标准化表格提取数据。提取的数据按研究设计分类:人类研究提取数据包括研究设计、国家、参与者数量和性别、参与者年龄(均值和标准差)、病例和对照组受试者选择标准、牙周炎和癌症评估方法、混杂因素、观察到的牙周炎与OSCC关系(阳性、阴性或无关系)、优势比、牙周病原体评估方法、组织评估方法和主要结果。体外研究提取数据包括细胞类型、使用的牙周炎相关细菌、共培养方案、评估方法、主要结果和调查机制。动物研究提取数据包括动物模型/类型、实验组、每组样本量、功能实验(如基因沉默、转基因小鼠或抑制剂使用)、牙周炎诱导模型、癌症诱导模型、安乐死时间、评估方法、微生物组数据、主要结果和潜在机制。

两名评审员(S.C.P和J.A.O)分别评估纳入研究的质量。任何分歧通过与第三评审员(M.C.M)讨论解决,之后重新评估研究。使用JBI批判性评估工具评估病例对照和队列研究的方法学质量。对于病例对照研究,应用了原始清单10个问题中的9个,排除了不适用于评估研究的问题9。对于队列研究,使用了11个问题中的7个,排除了不适用于纳入研究的问题6、8、9和10。每个项目评估为“是”(低风险)、“否”(高风险)或“不清楚”(可用信息不足无法确定偏倚风险)。当研究获得高达49%的“是”答案时,认为偏倚严重性高;当获得50%-69%时为中等;当达到超过70%的“是”分数时为低;这些标准用于其他研究。使用SYRCLE的偏倚风险工具评估动物研究,包括10个涉及选择、实施、检测、损耗、报告和其他偏倚的问题。每个项目判断为低、高或不清楚偏倚风险;“是”表示低,“否”表示高,“不清楚”指当可用信息不足时分配。由于缺乏普遍接受的评估偏倚风险的标准工具,未对体外研究进行质量评估分析。

3 结果

3.1 研究选择

在线数据库检索找到6,992个结果,其中5,932个唯一条目。基于标题和摘要排除了5,648篇出版物。通过全文阅读评估了316篇出版物(284篇来自数据库检索,32篇来自其他检索方法)。其中,200篇出版物(176篇来自数据库检索,24篇通过其他检索方法)随后基于纳入标准被排除,116篇被纳入系统性综述(定性分析)。在这116篇出版物中,26篇用于Meta分析。

3.2 合格研究的特征

共纳入116项研究,分类为仅人类(47项)、仅体外(33项)、仅动物(6项)或这些的组合(30项)(例如,10项研究为体外和动物)。为描述目的,研究分组为“人类”、“体外”和“动物”类别。维恩图说明了研究类别之间的分布和重叠。

纳入系统性综述的67项研究分类为人类研究,主要特征总结在表1中。人类研究进一步分类为病例对照(35项)、队列(13项)和表型功能(19项)研究。35项病例对照研究比较有和无OSCC的个体以评估牙周炎暴露,13项队列研究评估OSCC患者中牙周炎的存在。其中一些研究还评估了肿瘤活检中的牙周病原体和肿瘤相关标志物。在病例对照研究中,5项评估了牙周病原体,3项分析了肿瘤活检中的肿瘤相关标志物,3项调查了两者;其中一项还包括舌拭子和唾液样本以及补充动物实验。在13项队列研究中,2项仅评估牙周病原体,1项评估了牙周病原体和肿瘤相关标志物。在表型功能研究中,2项仅包括肿瘤活检分析以评估牙周病原体,4项专注于癌症/免疫学标志物,5项调查了两者,全部结合体外和动物评估。此外,3项研究结合了肿瘤活检评估牙周病原体,3项用于癌症/免疫学标志物,1项研究评估了两者,全部结合体外分析。最后,一项表型功能研究检查了唾液、牙齿和舌斑以及肿瘤活检中的牙周病原体,并辅以动物评估。

约一半的67项人类研究在美国和中国进行(美国近25%,中国24%)。最常用的评估牙周炎的方法是牙周临床检查(24%的研究)、影像学牙槽骨丧失评估(22%)和自我报告的牙龈疾病诊断(12%)。60%的研究使用活检进行癌症评估。仅考虑病例对照和队列研究,37项报告了OSCC与牙周炎之间的正相关,而11项研究未发现关联。

人类研究中的牙周病原体主要在肿瘤活检中研究(15项研究),额外分析在唾液(5项研究)、龈下菌斑(4项研究)和其他(如口拭子、口腔漱洗液、舌斑)样本上进行。评估病原体的最常见方法是16S rRNA基因测序(35%的研究)、荧光原位杂交(26%)和聚合酶链反应(PCR)(22%)。P.g.(56%的研究)和F.n.(30%)是最常研究的细菌。肿瘤活检研究评估了涉及免疫调节(CD4、CD8、CXCL2、CXCR4、FOXP3、IFN-γ、IL-6、IL-8、IL-17、PD-1、TLR-4、TLR-9)、细胞信号传导(AHR、AKT1、c-Jun、FOXO1、PDCD4、SMYD3、STAT3)、炎症和抗菌过程(CD68、DC-SIGN、DEFA4、H3cit、hBD-1、hBD-2、hBD-3、HNP-1/3、LDH、MPO)、细胞增殖和凋亡(BIM、CD44、Ki-67、P53)、侵袭和血管生成(IDO1、LTSCCAT、miR-21、SDF1、TDO2)的标志物。免疫组织化学(50%)和免疫荧光(35%)是这些研究的主要技术。

61项体外研究纳入系统性综述。其中,33项仅为体外,11项包括人类、体外和动物数据,7项结合人类和体外数据,10项包括动物和体外数据。这些研究的特征总结在表2中。38项体外研究使用源自人舌SCC的细胞系,包括SCC25(13项研究)、CAL27(13项研究)和HSC-3(12项研究)。49项研究使用P.g.,20项使用F.n.刺激细胞。其他细菌包括Escherichia coli(7项研究)、Streptococcus gordonii(4项研究)和Treponema denticola(T.d.)(4项研究),一些研究使用多种细菌。体外评估的基因和蛋白质与细胞外基质降解、组织重塑和肿瘤侵袭(CYP1A1、FN1、LAMC2、MMP-1、MMP-2、MMP-7、MMP-9、MMP-10);EMT和细胞迁移/侵袭(E-钙黏蛋白、N-钙黏蛋白、SNAI1、SLUG、Twist、波形蛋白、ZEB1);炎症、肿瘤进展和免疫逃逸(H3cit、IFN-γ、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-17、MPO、PD-L1、PD-L2、TNF-α);信号通路调节,包括炎症、细胞周期、凋亡、肿瘤发生(Akt2、JAK1、MyD88、NF-κB、p21、p53、STAT3、TLR4、TLR2);细胞增殖、信号传导和癌症进展(β-连环蛋白、Cyclin D1、Cytokeratin 13、Ets1、GSK3β、HSP27、Jun、Ki-67)相关。与肿瘤发生和转移相关的干性标志物(CD133、CD44)以及自噬和血管生成相关标志物(LC3、VEGFA、VEGFC)也被分析。评估这些标志物和细胞行为的方法包括蛋白质印迹(38项研究)、定量逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR)(36项研究)、迁移和侵袭试验(32项研究)和其他技术(如细胞增殖、免疫荧光、RNA测序、酶联免疫吸附测定[ELISA]等)。为归一化,使用了看家基因和结构蛋白,通常是GAPDH、β-肌动蛋白、α-微管蛋白和微管蛋白。

29项动物研究纳入系统性综述;11项整合了人类、体外和动物方法,10项为体外和动物实验,6项仅为动物,2项涉及人类和动物方法。这些研究的特征总结在表3中。最常用的是C57BL/6、BALB/c和BALB/c裸鼠。牙周炎主要通过口服给予P.g.单独或与F.n.组合诱导。癌症诱导通常通过注射SCC7(源自腹壁的小鼠SCC细胞系)或4NQO致癌剂实现。也使用了CAL27和OSC-20细胞。动物模型中使用了各种注射部位,包括背部皮下区域,如2

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