Микробиота полости рта представляет собой сложное сообщество микроорганизмов, включая бактерии, грибы и вирусы. Она играет важную роль в поддержании здоровья и функции различных систем организма. В последние годы в исследованиях изучалась связь между микробиотой полости рта и различными заболеваниями, в том числе с онкологией желчевыводящих путей.
Рак желчевыводящих путей — это редкое, но агрессивное заболевание, часто диагностирующееся на поздних стадиях. Его развитие связано с рядом факторов, включая генетическую предрасположенность, питание, инфекционные процессы и — как показывают новые исследования — состоянием микробиоты.
Что включает в себя микробиота человека
Микробиота человека включает в себя разнообразные сообщества микроорганизмов, которые существуют в симбиозе с человеком и состоят из микробов, относящихся к разным доменам жизни (группам организмов, объединенных по определенным признакам). Эти популяции микроорганизмов, включающие бактерии, грибы, вирусы и археи, играют двойную роль в биологии организма-хозяина.
С одной стороны, они имеют важное значение в поддержании гомеостаза организма посредством иммуномодуляции, метаболизма питательных веществ и поддержания целостности эпителиального барьера. С другой стороны, дисбиоз — нарушение баланса в составе микроорганизмов — связан с онкогенезом из-за хронического воспаления, метаболического перепрограммирования и уклонения от иммунного ответа.
Взаимодействие между микробиотой и иммунитетом хозяина — важнейший фактор, определяющий состояние здоровья человека. Изменения в составе местной микрофлоры тесно связаны с различными патологическими состояниями. Особый интерес представляет полость рта, поскольку она считается второй по величине средой обитания микроорганизмов в организме и служит входными воротами в желудочно-кишечный тракт.
Микробиота полости рта включает огромное количество видов бактерий, а также грибы и вирусы. Её баланс может нарушаться под воздействием таких факторов, как употребление алкоголя, плохая гигиена полости рта, пародонтит и длительное применение антибиотиков.
Были проведены современные исследования, связывающие дисбаланс микробиоты полости рта с раком желчевыводящих путей. В этих изучениях рассматривается, как бактериальная транслокация, воспалительные метаболиты и иммунные изменения могут способствовать развитию онкологии. Были оценены установленные факторы риска этого заболевания, в том числе желчные камни, первичный склерозирующий холангит, цирроз и инфекция H. pylori, на предмет их связи с изменениями микробиоты полости рта.
Эпидемиологические исследования показали, что риск развития рака желчевыводящих путей повышают заболевания пародонта и плохая гигиена полости рта. Анализ секвенирования выявил бактерии орального происхождения (Prevotella, Fusobacterium, Streptococcus) в желчи и опухолевых тканях, что указывает на миграцию микроорганизмов при глотании или через кровоток. Механистические исследования показали, что микробные компоненты (например, липополисахариды, мембранные везикулы) активируют воспалительные пути (TLR4/NF-κB, STAT3) и изменяют иммунные контрольные точки, а метаболиты потенциально влияют на метаболизм желчных клеток.
Что такое рак желчевыводящих путей
Рак желчевыводящих путей представляет собой гетерогенную группу злокачественных новообразований, происходящих из эпителиальных клеток желчевыводящей системы, включая внутрипеченочную холангиокарциному (iCCA), перихилярную (воротную) холангиокарциному (pCCA), дистальную холангиокарциному (dCCA) и рак желчного пузыря. Несмотря на относительно низкую общую заболеваемость среди населения в целом, онкологические заболевания желчевыводящих путей демонстрируют тенденцию к росту во всем мире.
Эти злокачественные новообразования представляют собой серьезную клиническую проблему из-за отсутствия симптомов на раннем периоде развития заболевания, частого выявления на поздних стадиях после метастазирования, высокой устойчивости к химиотерапии и ограниченности возможностей таргетной терапии. В результате пятилетняя выживаемость при этих заболеваниях составляет менее тридцати процентов.
Микроокружение опухоли представляет собой сложную экосистему, состоящую как из клеток организма-хозяина, так и из микробных клеток, связанных с неопластической тканью, в которой резидентная (облигатная) микробиота активно участвует в развитии рака. Новые данные свидетельствуют о том, что микробиота формирует микроокружение опухоли посредством прямого контакта с тканями организма-хозяина или через секретируемые метаболиты. Например, бутират, короткоцепочечная жирная кислота, образующаяся в результате бактериальной ферментации пищевых волокон, обладает противоопухолевыми свойствами. Он способствует апоптозу раковых клеток и замедляет рост опухоли. Эти эффекты были опосредованы множеством механизмов, включая ингибирование гистондеацетилазы (HDAC) — ферментов, контролирующих экспрессию генов посредством ремоделирования хроматина, а также активацию рецепторов, сопряженных с G-белком, и регуляцию клеточного метаболизма.
Хотя большинство исследований в области микробиома и онкологии сосредоточено на кишечнике, появляется всё больше свидетельств того, что микробы полости рта также влияют на системные заболевания. Доказано, что различные патофизиологические факторы, в том числе употребление табака и алкоголя, длительный приём антибиотиков, кариес и пародонтит, могут вызывать дисбактериоз полости рта, и такие нарушения микробиома имеют серьезные последствия для ее здоровья.
Являясь начальным сегментом пищеварительного тракта, микробиота полости рта может перемещаться в нижележащие органы пищеварения при глотании (ось «полость рта — кишечник»), попадать в системный кровоток через воспаленные или поврежденные ткани полости рта (ось «полость рта — кровь») или другими способами. Эти перемещенные микробы и их метаболиты могут влиять на отдаленные органы, в том числе на печень и желчевыводящую систему, нарушая местные микробные сообщества, вызывая воспалительные реакции или изменяя метаболические пути.
Нормальная микробиота полости рта
Полость рта представляет собой сложную микробную экосистему, являющуюся вторым по величине резервуаром микроорганизмов в организме человека. Усовершенствованный анализ ДНК микробиома выявил в ней наличие более 700 различных видов бактерий. Виды и рода микроорганизмов в полости рта различаются у разных людей в зависимости от факторов окружающей среды. Однако у здоровых людей преобладают одни и те же типы бактерий. Сохранение основного состава микробиоты при здоровом состоянии организма позволило получить ценные сведения о взаимосвязи между здоровьем полости рта и системным здоровьем.
Микробиота состоит из различных микроорганизмов, включая бактерии, грибы, вирусы, археи и прокариоты, но современные исследования в основном сосредоточены на бактериальных сообществах. Современные технологические достижения, в том числе высокопроизводительное секвенирование 16S рРНК (молекулярно-генетический метод, использующийся для изучения состава микробиома), метагеномика, геномика отдельных клеток и комплексный мультиомный анализ (количественное определение и оценка тысяч молекул из биологических образцов, охватывающих несколько биологических уровней), позволили экспертам всесторонне и точно охарактеризовать структуру и функции микробиоты полости рта.
Современные данные позволяют определить основные типы бактерий в полости рта в порядке их распространенности: Firmicutes (включая Streptococcus, Gemella, Eubacterium, Selenomonas, Veillonella), актинобактерии (включая Actinomyces, Atopobium, Rothia), протеобактерии (включая Neisseria, Eikenella, Campylobacter), Bacteroidetes (включая Porphyromonas, Prevotella, Capnocytophaga), Fusobacteria (включая Fusobacterium и Leptotrichia), TM7, спирохеты, OD2 и Synergistetes. К преобладающим родам относятся Streptococcus, Haemophilus, Neisseria, Prevotella, Veillonella и Rothia.
Микробиота полости рта и онкология желчевыводящих путей
Ротовая полость, служащая начальным отделом пищеварительного тракта, функционирует как эндогенный резервуар для кишечной микробиоты. Микроорганизмы полости рта демонстрируют многочисленные пути перемещения в пищеварительный тракт посредством прямой колонизации, регуляции иммунными медиаторами и диффузии метаболитов.
Посредством глотания и кровообращения микробиота полости рта мигрирует и колонизирует слизистую оболочку кишечника по оси рот-кишечник. Проникая в желудочно-кишечный тракт, она взаимодействует с обитающими в кишечнике микробами и изменяет микробный состав кишечника и иммунную микросреду с помощью таких механизмов, как конкуренция, симбиоз и совместное использование питательных веществ. Попав в кишечник, микробиота полости рта может модулировать энтерогепатическую циркуляцию желчных кислот, влияя на их превращение кишечной микробиотой во вторичные желчные кислоты.
Эти вторичные желчные кислоты влияют на метаболизм в печени и иммунные реакции, что приводит к изменению передачи сигналов желчными кислотами через FXR и TGR5 (рецепторы желчных кислот), что может способствовать хроническому воспалению и нарушению иммунной регуляции, потенциально способствуя развитию рака желчевыводящих путей. Более того, кишечная микрофлора и ее метаболиты, включая короткоцепочечные жирные кислоты, вторичные желчные кислоты и липополисахариды (ЛПС), оказывают значительное влияние на гепатобилиарную систему посредством сигнального механизма по оси кишечник-печень.
Желчь, светло-желтая жидкость, синтезируемая гепатоцитами, состоит из желчных кислот (ЖК), холестерина, фосфолипидов и белков и транспортируется из печени и желчного пузыря в кишечник по желчным протокам. Микробиота желчевыводящих путей преимущественно состоит из представителей типов Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria и Proteobacteria, а также дополнительных типов, включая Verrucomicrobia, Chlamydiae, Acidobacteria, Planctomycetes, Cyanobacteria, Spirochaetes и Fusobacteria, которые присутствуют в меньших количествах (0,05–0,5 %).
В исследовании 14 пациентов с перихилярной (воротной) холангиокарциномой (pCCA) наблюдалось увеличение численности рода Prevotella, ассоциированного с оральной флорой. Анализ данных 9 пациентов с дистальной холангиокарциномой (dCCA) выявил повышенное содержание рода Streptococcus, Prevotella и Actinomyces.
С помощью секвенирования 16S рРНК желчной микробиоты 8 пациентов с дистальной холангиокарциномой было продемонстрировано, что, хотя общий состав микробиоты оставался относительно стабильным, наблюдалось значительное увеличение численности рода Gemmatimonadetes, Nitrospirae и Planctomycetes, сопровождавшееся заметным снижением Chloroflexi.
В ходе другого анализа секвенирования 16S рРНК с участием 60 пациентов с раком желчевыводящих путей было установлено, что преобладающие обитатели опухолевой ткани желчевыводящих путей — бактерии родов Dietzia и Pseudomonas. Кроме того, в случаях заражения Opisthorchis viverrini наблюдалось обогащение бифидобактериями. Примечательно, что представители рода Dietzia в основном входят в состав микробиоты кожи и полости рта, в то время как Pseudomonas и Bifidobacteriaceae, будучи условно-патогенными микроорганизмами, могут колонизировать полость рта в результате воздействия окружающей среды, а затем проникать в желчевыводящие пути.
Микробиота полости рта и факторы риска развития рака желчевыводящих путей
Рак желчевыводящих путей включает в себя два основных подтипа: рак желчных протоков (холангиокарцинома) и рак желчного пузыря. К установленным факторам риска развития рака желчных протоков относятся первичный склерозирующий холангит (ПСХ), болезнь Кароли и камни в желчных протоках. К основным предрасполагающим факторам развития рака желчного пузыря относятся, в частности, желчнокаменная болезнь и первичный склерозирующий холангит.
Желчнокаменная болезнь. Это заболевание может возникать в любом отделе желчевыводящей системы, включая желчный пузырь, а также внутрипеченочные и внепеченочные желчные протоки. Современные данные свидетельствуют о положительной корреляции между желчнокаменной болезнью и повышенным риском развития рака желчевыводящих путей и желчного пузыря. Приблизительно у 70–90% пациентов с раком желчного пузыря в анамнезе была желчнокаменная болезнь.
Многочисленные исследования выявили роль микроорганизмов в патогенезе этого заболевания. Популяционное исследование выявило значительную положительную корреляцию между плохой гигиеной полости рта и желчнокаменной болезнью. Кроме того, с помощью полногеномного секвенирования (WMS) и секвенирования 16S было выявлено 25 микроорганизмов, обитающих в полости рта и дыхательных путях, среди 54 видов микроорганизмов в образцах желчи пациентов с камнями в общем желчном протоке. При этом количество видов бактерий, обитающих в полости рта, превышало количество видов, обитающих в кишечнике.
Кроме того, из 13 обнаруженных видов бактерий в желчи 8 принадлежали к микроорганизмам полости рта, что указывает на существенную связь между ее микробиотой и желчнокаменной болезнью. Дополнительные исследования с использованием секвенирования 16S выявили повышенное содержание Escherichia и Klebsiella у пациентов с желчнокаменной болезнью, при этом в желчи также обнаружены Chryseobacterium.
Помимо этого, в желчи пациентов с желчнокаменной болезнью постоянно присутствовали роды, ассоциированные с микробиотой полости рта, в том числе Lachnoanerobaculum, Atopobium, Oribacterium и Stomatobaculum, причём их количество увеличивалось по мере развития заболевания.
Первичный склерозирующий холангит. Это расстройство представляет собой хроническое воспалительное заболевание печени, характеризующееся прогрессирующим рубцеванием желчных протоков и внутрипеченочной билиарной системы.
Многочисленные исследования подтвердили повышенное содержание Streptococcus, Veillonella и Enterococcus в микробиоте кишечника у пациентов с первичным склерозирующим холангитом. Анализ образцов слюны и кала пациентов выявил значительное увеличение количества восьми видов бактерий, в том числе Streptococcus salivarius, Veillonella parvula, Actinomyces и Bifidobacterium. Это позволяет предположить, что потенциальная транслокация и колонизация микробиоты полости рта — ключевой фактор в патогенезе первичного склерозирующего холангита.
Цирроз печени. Были получены доказательства и механизмы, подтверждающие, что цирроз печени является предраковым состоянием при раке желчевыводящих путей.
Как уже отмечалось ранее, состояние пародонта тесно связано с микробиомом полости рта. Между циррозом печени и пародонтитом существует прямая причинно-следственная связь. Исследование с участием 164 пациентов с неалкогольной жировой болезнью печени показало, что у пациентов с инфекцией P. gingivalis в слюне и более глубокими пародонтальными карманами показатели жёсткости печени были выше, чем у пациентов без заболеваний пародонта. У пациентов с повышенной жесткостью печени были выявлены повышенные титры сывороточных антител против штаммов P. gingivalis FDC381 и SU63.
Логистический регрессионный анализ подтвердил корреляцию между заболеваниями пародонта и ригидностью печени. Поддесневая микробиота при пародонтите, ассоциированном с циррозом печени, состоит из особого бактериального сообщества, которое обычно не имеет отношения к обычному пародонтиту, считающегося результатом дисбактериоза из-за нарушения иммунной функции.
Что касается характерных изменений в микробиоте слюны у пациентов с циррозом печени, то у них наблюдается снижение относительной численности местных бактерий (таких как Streptococcus), в то время как относительная численность потенциально патогенных семейств (Enterobacteriaceae и Enterococcaceae) значительно возрастает. Эти данные позволили экспертам предположить, что дисбактериоз полости рта может быть связан с прогрессированием заболевания печени.
В мазках из ротоглотки у пациентов с циррозом печени и пневмонией по сравнению с пациентами без пневмонии было обнаружено повышенное содержание Bacteroides, Neisseria и Actinomyces, в то время как популяция Streptococcus была снижена.
В ходе количественного метагеномного анализа микробиома кишечника у 98 пациентов с циррозом печени и 83 здоровых людей из контрольной группы было выявлено 66 кластеров, представляющих гомологичные виды бактерий, которые различались в группах пациентов с циррозом и здоровых людей. Среди 28 видов бактерий, преобладающих у пациентов с циррозом печени, большинство происходит из полости рта. Проведенные исследования продемонстрировали, что у пациентов с фиброзом печени в микробиоте кишечника наблюдается повышенное относительное содержание штаммов Clostridium и пониженное относительное содержание Faecalibacterium.
Helicobacter pylori. Определенные штаммы H. pylori связаны с повышенным риском развития заболеваний верхних отделов желудочно-кишечного тракта. Микробиота полости рта, расположенная выше желудка, служит основным источником микробиоты желудка. Исследования показали, что инфекция, вызванная H. pylori, не только связана со степенью взаимодействия между микробиотой полости рта и слизистой оболочкой желудка, но и сама может влиять на состав бактериальных сообществ полости рта, изменяя локальный уровень pH или вызывая конкурентную колонизацию.
В проведенных изучениях отмечалось, что аномальное количество определенных бактерий в полости рта, таких как Gemella и Holdemanella, значительно повышает риск развития рака желудка. Они не только тесно связаны с развитием этого заболевания, но и могут посредством сложных взаимодействий с H. pylori влиять на рост бактерий. Эксперты предполагают, что это может влиять на риск развития онкологии желчевыводящих путей. Такой дисбиоз нарушает барьерную функцию слизистой оболочки как полости рта, так и желудка. Он также может влиять на патогенность H. pylori посредством коагуляции бактерий, совместного образования биопленок и внутренней транслокации. Эти процессы могут способствовать возникновению и прогрессированию заболеваний желчевыводящей системы.
