口腔细菌和真菌微生物组
与胰腺癌发病风险

摘要

重要性：口腔微生物组可能参与胰腺癌的发生发展，但目前证据主要局限于16S扩增子测序和小型回顾性病例对照研究。

目的：检验口腔细菌和真菌微生物组与胰腺癌后续发病风险的关系。

设计、地点与参与者：本研究基于两个美国大型流行病学队列——美国癌症协会癌症预防研究-II营养队列（CPS-II）和前列腺、肺、结直肠和卵巢癌筛查试验（PLCO）。在提供口腔样本的队列参与者中，识别出随访期间新发胰腺癌的病例，按1:1频率匹配对照。

暴露：口腔细菌和真菌微生物组分别通过全基因组鸟枪法测序和ITS测序进行表征。使用逻辑回归分析牙周病原体与胰腺癌的关系，使用ANCOM-BC2进行微生物组范围的关联分析，并构建微生物风险评分（MRS）。

主要结局与测量：胰腺癌发病率。

结果：在122 000名提供样本的队列参与者中，445人在中位8.8年随访后发生胰腺癌，匹配445名对照。牙周病原体牙龈卟啉单胞菌、微小微单胞菌和结瘤真杆菌与胰腺癌风险升高相关。微生物组范围扫描发现8种口腔细菌与风险降低及13种与风险升高相关。真菌中，念珠菌属与胰腺癌风险升高相关。基于27种口腔菌种的MRS，每增加1个标准差，胰腺癌风险增加3.44倍（95%CI 2.63-4.51）。

结论与相关性：口腔细菌和真菌是胰腺癌发病的重要风险因素，口腔微生物组可作为识别胰腺癌高风险人群的生物标志物，助力个性化预防。

1. 引言

胰腺癌的5年生存率仅为13%，是一种高度致命的恶性肿瘤。吸烟、肥胖、胰腺炎和遗传因素是已知风险因素，但这些因素仅能解释不足30%的胰腺癌。为降低胰腺癌的疾病负担，迫切需要增进对该病特定病因的科学认识，并为预防措施提供指导。

作者假设口腔细菌和真菌与胰腺癌风险相关。已有充分证据表明微生物相关的不良口腔健康状态[2-4]，特别是牙周病[5-9]，是胰腺癌的风险因素。利用直接细菌测量方法，作者此前研究表明口腔携带牙龈卟啉单胞菌与胰腺癌风险增加相关[11]。口腔真菌微生物组也是口腔微生物组的基石成分，临床念珠菌病在临床队列研究中与胰腺癌风险升高相关[15]。尽管研究主要聚焦于细菌微生物组和胰腺癌，口腔真菌与胰腺癌后续发病风险的关系仍基本未被探索。本研究在2个大型美国队列中进行前瞻性巢式病例对照研究，使用全基因组鸟枪法测序和ITS测序，评估口腔细菌和真菌微生物组与胰腺癌风险的关系。

2. 方法

研究人群

CPS-II队列包括来自21个州的>184 000名50-74岁参与者，2001-2002年收集70000份口腔漱洗样本；PLCO是大型随机临床试验，2000-2003年收集52000份口腔漱洗样本。嵌套病例对照设计，胰腺癌病例组织学确诊为原发性胰腺腺癌。匹配因素包括队列、5岁年龄组、性别、种族。

微生物组表征

全基因组鸟枪法测序用于口腔细菌，ITS1测序用于真菌。测序数据经SHOGUN流程处理。统计分析使用ANCOM-BC2调整协变量，FDR校正后细菌Q<.05和真菌Q<.10为显著。同时评估牙周红色复合体（齿垢密螺旋体、牙龈卟啉单胞菌、福赛坦纳菌）和橙色复合体相关病原体。基于多基因风险评分概念构建微生物风险评分（MRS）。

3. 结果

参与者特征

890名参与者中46.7%为女性，平均年龄67.2岁。匹配因素在病例和对照组间均衡。胰腺癌参与者中吸烟、饮酒、胰腺癌家族史比例更高。

口腔细菌与胰腺癌风险

红色复合体的牙龈卟啉单胞菌（OR 1.27, 95%CI 1.03-1.57）以及橙色复合体的结瘤真杆菌（OR 1.42, 95%CI 1.14-1.76）和微小微单胞菌（OR 1.36, 95%CI 1.09-1.70）与胰腺癌风险升高相关。微生物组范围扫描发现21种新口腔细菌与胰腺癌风险相关——变形菌门3种、拟杆菌门2种、放线菌门2种与风险降低相关；拟杆菌门3种、放线菌门6种、梭杆菌1种、厚壁菌门特定菌种与风险升高相关。

口腔真菌与胰腺癌风险

念珠菌属是最常见的真菌属（丰度47.6%），其升高与胰腺癌风险显著相关（Fold change 1.58, 95%CI 1.05-2.38）。热带念珠菌和未分类念珠菌与风险升高相关（Q<.10），而白色念珠菌与风险降低相关。念珠菌与胰腺癌的关联在使用烟草的参与者中尤为显著。在胰腺肿瘤组织中也优先检测到念珠菌属成员。

微生物风险评分

基于3种先验牙周病原体、20种其他细菌和4种真菌的MRS，每增加1个标准差，胰腺癌风险增加3.44倍（95%CI 2.63-4.51），在两个队列间高度可重复。微生物群落聚类分析揭示3个不同的风险聚类，具有不同的代谢功能模块——聚类1富集高风险细菌（碳水化合物和脂质代谢），聚类2富集念珠菌（环境处理和致病通路），聚类3富集普雷沃菌属（核苷酸和氨基酸代谢）。

4. 讨论

在两个大规模、完善的队列中，研究显示牙周红色和橙色复合体的特定细菌病原体与胰腺癌风险升高相关。微生物组范围扫描进一步鉴定出另外20种相关细菌。真菌中，念珠菌丰度升高也增加胰腺癌风险。综合为MRS后，27种微生物因子与胰腺癌风险超过3倍的升高相关。

牙周病——一种微生物源性的口腔慢性炎症状态——已在多项流行病学研究中与胰腺癌关联。牙龈卟啉单胞菌是最广泛研究的细菌，在小鼠研究中显示可从口腔迁移至胰腺，诱导胰腺化生并加速肿瘤进展[42]。多种风险相关细菌显示出与口腔卫生不良[43]和牙周病相关的生态学特征[44-52]。真菌方面，本研究发现口服念珠菌丰度升高与胰腺癌风险升高相关，在胰腺肿瘤和正常组织样本中也证实念珠菌存在。在动物模型中，念珠菌已报道通过调节肿瘤免疫驱动胰腺肿瘤发生[37]。

MRS提供的细菌和真菌综合风险评估是一种识别胰腺癌高风险人群的有前途的工具。这些发现也强调了口腔健康干预对预防胰腺癌的潜在重要性。

局限性：作为观察性研究，存在未测量混杂因素的可能性；真菌识别参考数据库不完整；单次口腔样本采集；研究人群主要为白种人，推广性可能受限。优势：前瞻性巢式病例对照设计确保微生物组不受癌症影响；采用全基因组鸟枪法测序和ITS测序，结合团队开发的新型分析流程，质量控制优秀。

5. 结论

这项队列研究提供了强有力的证据，表明口腔微生物组（包括细菌和真菌）是胰腺癌发病的重要风险因素——MRS每增加1个标准差，胰腺癌发生风险升高超过3倍。口腔微生物组有望作为生物标志物，识别胰腺癌高风险人群，助力个性化预防。