摘要
产肠毒素脆弱拟杆菌（ETBF）是肠道共生菌脆弱拟杆菌的致病亚型，其致病机制围绕核心毒素脆弱拟杆菌毒素（BFT）展开，涉及多层面的宿主-菌群互作。BFT通过裂解肠上皮E-钙黏蛋白破坏细胞连接，激活β-连环蛋白等信号通路促进异常增殖，并经GPR35、STAT3等轴加剧屏障损伤及上皮-间质转化。同时，ETBF诱导核因子（NF）-κB通路分泌白细胞介素（IL）-8等促炎因子，通过Stat3依赖机制驱动Th17细胞应答及IL-17A释放，构建促癌炎症微环境，招募髓系抑制细胞抑制抗肿瘤免疫。此外，ETBF通过调控lncRNA/miRNA网络及表观遗传修饰影响细胞增殖凋亡，并与宿主Kirsten鼠类肉瘤(KRAS)、B-Raf原癌基因丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（BRAF）等遗传变异及肠道胆汁酸代谢紊乱协同增强致癌效应。综上，ETBF通过屏障破坏、慢性炎症、免疫重塑及宿主-菌群互作参与疾病进展，为相关疾病的靶向干预提供了关键靶点。
根据世界卫生组织的报告，结直肠癌（colorectal cancer，CRC）已成为全球第三大最常见的癌症类型，每年导致超过100万例死亡[1]。近年研究显示，产肠毒素脆弱拟杆菌（enterotoxigenic bacteroides fragilis，ETBF）在CRC患者中定植率显著升高，且与肿瘤分期和分子亚型相关。ETBF的促癌机制涉及屏障破坏、免疫失调、表观遗传重塑等多个维度，针对ETBF的治疗策略取得重要进展。本文整合近年研究成果，系统阐述ETBF的生物学特性、致癌机制及创新治疗策略，旨在为CRC的菌群靶向治疗提供新视角。
1 ETBF的致病机制
1.1 肠道屏障破坏
ETBF是肠道共生菌脆弱拟杆菌（bacteroides fragilis）的产毒亚群，分泌约20 kD的活性脆弱拟杆菌毒素（bacteroides fragilis toxin，BFT）。BFT能特异性裂解肠上皮细胞黏附连接的关键蛋白E-钙黏蛋白（E-cadherin）的胞外域。E-cadherin降解破坏细胞间连接，释放β-连环蛋白（β-catenin）并激活其核内信号通路β-catenin/T细胞因子（TCF），诱导c-Myc等促增殖基因表达，推动上皮细胞异常增殖[2]。
BFT通过G蛋白偶联受体GPR35介导信号传导，抑制GPR35可阻断BFT对E-cadherin的切割和炎症反应[3]。BFT通过细胞外信号调节激酶（ERK）/激活蛋白-1（AP-1）上调基质金属蛋白质酶-7（MMP-7），促进多配体蛋白聚糖-2（syndecan-2）脱落，加剧屏障通透性[4]。BFT通过信号转导与转录激活因子3（STAT3）/锌指增强子结合蛋白2（ZEB2）轴诱导上皮-间质转化（EMT），抑制紧密连接蛋白（如Occludin、ZO-1）和黏蛋白2（MUC2）的表达，进一步削弱屏障功能并促进结直肠癌进展[5]。
1.2 慢性炎症与促癌微环境
ETBF通过诱导炎症反应构建促癌微环境协同致癌，抑制关键信号通路可干预疾病进程。
BFT通过切割E-cadherin破坏细胞间黏附结构，导致β-catenin信号异常激活，并与核因子-κB（NF-κB）协同上调白细胞介素（IL）-8等促炎因子表达。但即使未完全降解E-cadherin，单纯的细胞连接破坏（如EDTA处理）也可直接触发IL-8分泌[6]。
在慢性定植阶段，ETBF通过Stat3依赖性机制诱导结肠黏膜辅助性T细胞17（Th17）细胞应答，特征性分泌IL-17A并激活IL-17R/NF-κB通路[7]，促使CXCL1等趋化因子形成近端至远端黏膜梯度，招募CXCR2+未成熟髓系细胞至远端结肠，构建髓系细胞依赖性促癌微环境[8]。上述过程中，Stat3激活需与IL-17依赖性NF-κB信号协同作用，共同驱动炎症相关肿瘤发生。实验表明，咖啡酸苯乙酯（CAPE）可通过抑制NF-κB活性及下调IL-17A/CXCL1表达，在动物模型中显著抑制ETBF诱导的结肠炎及肿瘤形成[9]。
1.3 免疫调控
ETBF通过多种机制重塑肠道免疫微环境，包括调节性T细胞（regulatory T cells，Treg）与辅助性T细胞17（T helper 17 cells，Th17）失衡，骨髓来源的抑制性细胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSCs）活化，B细胞调控失衡及树突状细胞（dendritic cells，DCs）免疫耐受促进炎症与肿瘤发生。
在多发性肠腺瘤（Min小鼠）中，ETBF定植引发黏膜Tregs活化，Tregs消耗局部IL-2解除对Th17分化的抑制，选择性促进Th17细胞极化并生成IL-17，IL-17驱动的慢性炎症加剧结肠炎并促进肿瘤发生[10]。
在腺瘤性息肉病coli基因（Apc）突变背景下，ETBF显著促进结肠肿瘤微环境中单核细胞亚群（MO-IMCs）积聚，通过激活IL-17/STAT3信号通路驱动其向免疫抑制性单核细胞来源的髓系抑制性细胞（MO-MDSCs）分化，MO-MDSCs高表达诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、吲哚胺-2，3-双加氧酶1（IDO1）、程序性死亡配体-1（PD-L1）等分子，抑制CD8+T细胞抗肿瘤活性，且ETBF诱导的IL-17进一步通过NF-κB和STAT3信号增强MDSCs募集与活化，形成促炎性与免疫抑制并存的正反馈环路[11]。
在B细胞缺陷小鼠中，ETBF诱导的结肠炎症间接参数（体质量、盲肠/脾脏损伤等）显著恶化，盲肠促炎介质肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、iNOS、IL-1β等表达持续升高，虽Th17/γδ T细胞活化但IL-17A水平无显著差异，提示B细胞缺失导致免疫微环境调控失衡[12]。
ETBF还可通过活性氧（ROS）介导的ERK/p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）通路激活核因子E2相关因子2（Nrf2），诱导DCs中血红素加氧酶-1（HO-1）表达上调（不依赖NF-κB和AP-1信号通路），调控DC功能极化与免疫耐受，可能通过招募调节性T细胞及平衡促炎细胞因子重塑肿瘤或炎症免疫微环境[13]。
1.4 调控增殖凋亡
ETBF通过多维度分子机制重塑CRC细胞的增殖与凋亡平衡，驱动恶性进展。在增殖调控方面，ETBF通过上调长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）LRP11-AS1竞争性结合微小RNA（microRNA，miR）-149-3p，解除其对细胞周期蛋白依赖性激酶4（CDK4）的抑制作用，激活CDK4/视网膜母细胞瘤蛋白（Rb）/E2F转录因子轴，促进细胞周期G1/S期转换[14]；同时，ETBF诱导的lncRNA BFAL1通过吸附miR-155-5p和miR-200a-3p，上调Ras同源家族成员RHEB表达并激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1（mTORC1）信号通路，进一步加速蛋白质合成与细胞生长[15]。此外，ETBF通过上调组蛋白去乙酰化酶HDAC3抑制miR-139-3p表达，导致促癌基因（如MYC、WNT通路组分）激活，增强细胞增殖与侵袭能力[16]。
在凋亡逃逸方面，ETBF分泌的BFT激活p38 MAPK/Nrf2信号轴，诱导抗氧化蛋白Sulfiredoxin-1（Srx-1）表达，通过清除ROS抑制线粒体凋亡通路（如Cytochrome C释放及Caspase-9活化），同时组蛋白去乙酰化酶3（HDAC3）通过表观遗传沉默促凋亡基因（如PUMA、NOXA）进一步削弱凋亡应答[17]。
1.5 宿主遗传与表观遗传易感性
研究表明，ETBF与宿主遗传变异存在显著协同作用。KRAS突变抑制miR-3655表达，导致SURF6上调，阻断干扰素调节因子7（IRF7）的核转位及干扰素（IFN）β分泌，削弱宿主对ETBF的清除能力，形成促癌微环境[18]。在BRAF突变CRC中，ETBF可能通过IFNγ-MDSC-PD-L1轴促进免疫逃逸的机制[19]。当宿主存在Apc杂合性缺失时，ETBF通过诱导Apc位点杂合性丢失（LOH）加速肿瘤形成；若同时存在错配修复缺陷如错配修复蛋白2（Msh2）缺失，ETBF则驱动Apc截短突变，提示其在遗传性CRC（如Lynch综合征）中的关键作用[20]。此外，宿主遗传背景通过调控肿瘤干细胞分化影响ETBF致癌表型：BRAFV600E突变导致WNT信号减弱的“revival型”干细胞，特征为聚集蛋白（Clu）/尾型同源盒转录因子2（CDX2）高表达，而Msh2缺失则增强经典WNT通路并扩增LGR5+干细胞群体[21]。
ETBF通过干预宿主表观遗传调控网络，多层面重塑癌症相关信号通路。在组蛋白修饰层面，ETBF激活Toll样受体4（TLR4）/核因子活化T细胞5（NFAT5）信号轴，上调组蛋白去甲基化酶JMJD2B，特异性清除NANOG启动子区的组蛋白H3第9位赖氨酸三甲基化（H3K9me3）修饰，增强癌症干细胞自我更新能力[22]；同时通过组蛋白去乙酰化酶3（HDAC3）介导的组蛋白去乙酰化抑制miR-139-3p表达，促进肿瘤侵袭转移[16]。在RNA表观修饰层面，ETBF诱导甲基转移酶样蛋白14（METTL14）依赖的m6A甲基化修饰，下调miR-149-3p，解除其对PHF5A的抑制，进而调控KAT2A mRNA的可变剪切，激活超氧化物歧化酶2（SOD2）介导的抗氧化促癌通路[23]。lncRNA LRP11-AS1通过竞争性结合miR-149-3p上调CDK4，驱动细胞周期进程[14]；而lncRNA BFAL1则通过吸附miR-155-5p和miR-200a-3p，激活RHEB/mTOR信号轴，促进肿瘤代谢重编程[15]。
1.6 肠道微生物群结构与宿主代谢
在肠道定植竞争中，非产毒脆弱拟杆菌（NTBF）通过Ⅵ型分泌系统（T6SS）分泌抗菌蛋白，直接抑制ETBF的定植能力[24]。研究显示，当NTBF菌株（如NCTC 9343）优先定植于小鼠肠道时，可显著减少ETBF数量并阻止其诱发的结肠炎和肿瘤[25]；然而，若二者同时定植，ETBF则通过分泌毒素BFT破坏肠上皮屏障，侵入肠道固有层，从而逃逸NTBF的抑制作用[26]。在遗传易感人群（如家族性腺瘤性息肉病患者）中，ETBF与产colibactin毒素的大肠杆菌共定植时，ETBF诱导的炎症（如IL-17分泌）与大肠杆菌的基因毒性共同加速结直肠肿瘤形成[27]。
代谢调控层面，结直肠癌患者中法尼醇X受体（FXR）功能异常导致胆汁酸代谢紊乱，促癌次级胆汁酸（如脱氧胆酸）水平升高，直接刺激肠上皮细胞增殖。这些胆汁酸还增加分泌型免疫球蛋白A（sIgA）的产生，帮助ETBF黏附并形成生物膜。形成“胆汁酸-sIgA-ETBF”的恶性循环，加剧肠道菌群失调[28]。此外，ETBF的外膜囊泡（OMVs）携带毒素前体和代谢活性分子（如脂多糖），可被宿主细胞吸收，干扰能量代谢（如增强糖酵解）或激活促炎信号通路（如TLR4/NF-κB）[29]。BFT通过上调宿主精胺氧化酶（SMO）增加ROS生成，导致DNA损伤，促进结直肠癌[30]。
2 结论与展望
ETBF通过BFT毒素切割E-cadherin、引发慢性炎症并重塑免疫微环境，与宿主遗传变异（KRAS、BRAF）及表观遗传异常协同驱动结直肠癌。具体而言：BFT作为关键效应分子，通过靶向E-cadherin等细胞连接蛋白，不仅直接破坏肠道物理屏障，还通过多条信号通路（如β-catenin、STAT3）启动上皮细胞异常增殖和EMT，为肿瘤发生奠定基础。
ETBF通过诱导Th17细胞极化及IL-17A分泌，激活NF-κB等通路形成慢性炎症，同时招募免疫抑制性细胞（如MDSCs），构建“促炎-促癌”恶性循环，这一过程中Stat3与NF-κB的协同作用是关键节点。ETBF通过调控Treg/Th17失衡、抑制CD8+T细胞功能及诱导树突状细胞免疫耐受，削弱宿主抗肿瘤免疫监视，为病原体定植和肿瘤进展创造条件。ETBF与宿主遗传变异（如KRAS、Apc突变）、表观遗传修饰（如组蛋白去乙酰化、m⁶A甲基化）及肠道代谢物（如胆汁酸、sIgA）的协同作用，进一步放大其致癌效应，体现了“菌群-宿主-环境”交互在疾病中的核心地位。这些机制共同揭示了ETBF作为“肠道菌群失调驱动疾病”的典型代表，如何从局部屏障损伤逐步发展为系统性炎症及恶性转化，为理解肠道菌群与结直肠癌等疾病的关联提供了理论依据。
尽管ETBF致病机制的研究已取得进展，但仍存在诸多待探索的方向，未来研究可聚焦于以下方面：BFT的信号传导网络（如GPR35下游分子互作）、ETBF与其他肠道菌群（如产colibactin大肠杆菌）的协同致癌机制、OMVs在代谢干扰中的具体作用等。此外，ETBF如何通过表观遗传修饰（如非编码RNA调控、组蛋白修饰）长期影响宿主细胞命运，以及不同遗传背景下（如Lynch综合征）的特异性机制，值得进一步挖掘。
现有治疗策略靶向其定植与毒素活性，如用窄谱抗生素、NTBF竞争性抑制、天然化合物抗炎及纳米抗体、噬菌体疗法等，但临床转化面临耐药性、菌群扰动等挑战。未来研究可从三方面突破：一是优化NTBF的T6SS工程应用，开发靶向噬菌体疗法，调控胆汁酸代谢打破恶性循环；二是联合IL-17A/CXCL1抑制剂与免疫检查点阻断剂，或靶向MO-MDSCs通路，逆转免疫抑制；三是开发HDAC3或METTL14特异性抑制剂，阻断miRNA异常与肿瘤干细胞活化。同时需借助人源化类器官及基因编辑动物模型，评估长期菌群调控安全性。