常 蓓，趙春苗，于丁一 綜述;余 擎 審校

(第四軍醫(yī)大學口腔醫(yī)院，陜西西安 710032)

根尖生物膜細菌組成及干擾措施

常 蓓，趙春苗，于丁一 綜述;余 擎 審校

(第四軍醫(yī)大學口腔醫(yī)院，陜西西安 710032)

根尖生物膜是難治性根尖周炎遷延不愈的重要原因，目前關于根尖生物膜的細菌種類及其去除方法的研究較多，但有關細菌種類的研究結果不盡相同;其去除方法僅限于根尖顯微手術。本文就根尖生物膜的形成及其干擾措施的研究現(xiàn)狀作一綜述。

生物膜;根尖生物膜;根尖外科手術

［牙體牙髓牙周病學雜志，2014，24(1):52］

［Chinese Journal of Conservativedentistry，2014，24(1):52］

生物膜是由原核生物多細胞聚合而形成的［1］，既可以靜止于物體的表面也可持續(xù)發(fā)展［2］。細菌生物膜是細菌的一個共生系統(tǒng)，浮游的細菌一旦形成了生物膜，其生存能力以及對外界的抵抗能力均大大提高。這種由細菌及其分泌物形成的結構廣泛存在于機體表面，且其形成與否不僅與細菌生存環(huán)境中的養(yǎng)分、溫度、pH、滲透壓、鐵離子濃度等因素有關［3］;同時還與細菌自身的濃度、生長狀態(tài)，以及鞭毛、菌毛等附加結構有關［4］。許多疾病如骨髓炎、囊性纖維化、壞死性筋膜炎、細菌性前列腺炎以及慢性根尖周炎等都有細菌生物膜的參與。

口腔生態(tài)環(huán)境較為復雜，細菌生物膜廣泛地存在于各種口腔硬組織和修復體表面［5］。目前對口腔生物膜的研究多集中在菌斑生物膜和根管內生物膜。菌斑生物膜是一種基質包裹的未礦化的細菌性群體，主要粘附在牙面或者修復體表面，是齲病和牙周病的主要致病因素。根管內生物膜是根管內細菌聚集在一起形成的細菌聚合體，存在于根管內和牙本質小管內，是根管感染性疾病的主要原因;糞腸球菌是根管內生物膜的主要組成細菌，也是根管治療失敗后持續(xù)感染的主要菌種［6］。根尖生物膜是在牙齒根尖部形成的生物膜結構，主要存在于慢性根尖周炎的根尖牙骨質表面，有的存在于超充填的牙膠尖表面。在拔除的難治性根尖周炎患牙的表面可以觀察到細菌和包被的多糖，還可以觀察到絲狀和螺旋狀的浮游細菌從多糖包被的結構中游離出來;這些細菌附著于根尖部位的牙骨質表面并侵蝕根尖部位［7］，是根管治療失敗的主要原因，從而導致了難治性根尖周炎。

目前關于根尖生物膜的細菌種類及其去除方法已有較多研究，但有關細菌種類的研究結果不盡相同;其去除方法僅限于根尖顯微手術。本文就根尖生物膜的形成及其干擾措施的研究現(xiàn)況作一綜述，并對其預防和可能的干擾措施作一展望。

1 根尖生物膜的細菌組成

關于根尖生物膜細菌的研究方法主要有掃描電鏡觀察和種類鑒定，但其研究的結果不盡相同。檢出的細菌主要包括糞腸球菌、放線菌屬、丙酸桿菌屬和口腔鏈球菌等。

1.1 糞腸球菌

Noiri等［7］研究發(fā)現(xiàn)，感染根管內的細菌可穿過根尖孔而進入根尖周組織，并形成根尖生物膜;Watnick等［8］報道，成熟的生物膜可在外界因素誘導下釋放浮游菌，引起慢性感染或者重新進行粘附繁殖而形成新的生物膜。因此根尖生物膜的細菌主要來源于感染根管內的說法被大多數(shù)人所接受，可以理解為根管內細菌或者根管內生物膜釋放的浮游菌通過根尖孔而在根尖重新定植。

細菌在牙髓病和根尖周病的發(fā)生發(fā)展中起著關鍵作用，充填后殘存于根管系統(tǒng)中的細菌是根管治療失敗的重要原因之一。其中糞腸球菌是根管治療失敗病例中最常分離到的微生物，該菌能侵入牙本質小管，可在根管充填后缺乏營養(yǎng)、且無其他微生物共生的環(huán)境下生存下來;并具有在根管壁上形成生物膜的能力。因此伴有糞腸球菌根管內感染的根尖周炎即使經(jīng)過標準化的根管治療，仍有可能無法治愈，殘存于根管內的糞腸球菌仍可通過根尖孔形成根尖生物膜［9］。另外，糞腸球菌還能抵抗抗菌劑并適應變化的根管環(huán)境，是持續(xù)性根尖損傷的優(yōu)勢菌［10－11］。在根管充填后，仍有根尖損傷的病例中糞腸球菌的檢出率為24%～77%［12］。

但是Nair等指出，在難治性根尖周炎的尖周組織中球菌和桿菌并不占主導地位［13］。Noiri等也報道，在難治性根尖周炎患牙的根尖2 mm區(qū)域存有大量的絲狀和螺旋狀細菌，只有在表面和多糖包被的縫隙里才有少量的球菌和桿菌;同時還可觀察到浮游細菌從生物膜中被釋放出來［7，14］。

雖然很多實驗都表明根尖生物膜中的細菌是從感染的根管而來，但在根管內生物膜形成中起重要作用的糞腸球菌在根尖生物膜細菌組成中所占的比例卻很少。說明根尖生物膜的細菌有其自己的特性，與根管內細菌生物膜的組成和生存環(huán)境是不同的。

1.2 放線菌屬和丙酸桿菌屬

文獻報道較多且檢出率較高的引起尖周組織發(fā)生持續(xù)感染的細菌有放線菌屬和丙酸桿菌屬［15］。Ricucci等［16］報道，在持續(xù)性根尖周炎患者的根管內雖然未觀察到可染色的細菌，但在其根尖分叉處可明顯看到有放線菌的聚集。這些放線菌主要是內氏放線菌和邁耶放線菌［17］。但目前還沒有相關文獻支持放線菌可單獨引起根尖周炎。

Wang等［18］對1例根管治療1年后且沒有急性根尖周感染的上頜中切牙進行取樣檢測發(fā)現(xiàn)，在其根尖生物膜中存在細胞外基質以及口腔放線菌屬、丙酸桿菌屬、普氏菌屬、鏈球菌屬、卟啉單胞菌、伯霍爾德桿菌屬等;其中放線菌屬和丙酸桿菌屬的檢出率最高，分別為84.6% 和61.5%。

1.3 口腔鏈球菌

尹仕海等［19］研究發(fā)現(xiàn)，根尖生物膜中的細菌種類、檢出率、構成比等與感染根管基本一致，主要的細菌有口腔鏈球菌、嗜血菌、消化鏈球菌、小韋榮球菌、放線菌、瘡皰丙酸桿菌以及產(chǎn)黑色素和不產(chǎn)黑色素的G－厭氧短桿菌等;其中口腔鏈球菌的構成比較高，達31%;其次是不產(chǎn)黑色素的厭氧短桿菌，約13.6%，再次是放線菌，約10.6%，而瘡皰丙酸桿菌最低，僅占4.2%。

1.4 其他菌屬

郭惠杰等［20］報道，慢性根尖周炎患牙的根尖生物膜檢出率較高的細菌是微小消化鏈球菌和具核梭桿菌。另有實驗表明，不同臨床情況下，根尖生物膜中的細菌組成也有差異，有竇道的病例中，主要細菌為口腔鏈球菌、糞腸球菌、衣氏放線菌、牙髓卟啉單胞菌;而在無竇道的病例中，主要檢出菌為卟啉單胞菌、普氏菌、擬桿菌等［21］。此外，Signorett等［17］從顯微根尖手術切下的根尖組織中還發(fā)現(xiàn)了解脲素擬桿菌和梭菌屬。

以上研究結果不盡相同，說明根尖生物膜在不同情況下細菌的組成是不同的。提示，對根尖生物膜中細菌種類進行研究時，應考慮不同的臨床情況。

2 預防根尖生物膜形成的手段以及相應的治療方法

存在于根尖生物膜中的細菌與浮游細菌不同，不僅能逃避吞噬細胞的吞噬，還具有較強的耐藥性。更嚴重的是，根尖生物膜形成緩慢，臨床癥狀不明顯，易被忽視［22］。目前對于根尖生物膜并沒有十分有效的治療手段，只能盡可能預防其形成。細菌一旦在根尖周定植并形成生物膜，只有通過切除根尖的方法來預防感染的進一步擴散。目前，常用的預防和干預措施主要有以下3方面。

2.1 規(guī)范化的根管治療

在根管治療過程中，除盡量徹底清理根管內感染物質外，還應嚴密充填根管，并避免超填，因為這些充填物可以為根管內的細菌到達根管外起橋梁作用，而殘存于主根管、側枝根管以及充填物與根管壁間的細菌及其代謝產(chǎn)物也會借此通過根尖孔進入尖周組織并在根管外表面定植形成根尖生物膜，從而造成尖周組織的炎癥性病變［7］。有研究發(fā)現(xiàn)，X－ray顯示根尖區(qū)正常的死髓牙的根尖沒有細菌生物膜的存在，說明較為徹底的根管治療可以在一定程度上防止根尖生物膜的形成［23］。

2.2 抗生素的使用

抗生素雖然不能徹底殺滅根尖生物膜中的細菌，但是可以控制慢性根尖周炎的急性發(fā)作，或緩解其癥狀。有研究發(fā)現(xiàn)，抗生素治療雖能改善急性臨床癥狀，但是也會使浮游細菌從生物膜中釋放出來增加根尖周感染的危險性;而且不能完全殺死生物膜內的細菌;長期使用可增加細菌的耐藥性［24］。

2.3 根尖外科手術

生物膜中浮游細菌的脫離是引起持續(xù)性根尖周炎的感染源［25］，因此可以通過切除根尖部位來控制感染。掃描電鏡觀察顯示，根尖外表面的細菌生物膜以根尖孔為中心向四周擴散，但并沒有覆蓋整個牙根表面［20］;而且根尖生物膜是在病理情況下形成的，通過根尖手術可以徹底清除感染灶，并促進根尖周組織病變的愈合;但是在選擇治療方案時要考慮術后并發(fā)癥，特別是對于根尖處有副根管開口的情況［26］，以求達到最好的治療效果［27］。

3 根尖生物膜的預防和干擾措施展望

3.1 根管充填物表面的抗菌劑涂層

有研究發(fā)現(xiàn)，在硅膠導尿管上涂一層含銀離子的涂層后，可以抑制其表面的生物膜形成［28］。因此，可考慮在牙膠尖表面也涂上抗菌劑涂層，以達到預防根尖生物膜形成的目的。但這種涂層不要局限于抗生素，以避免產(chǎn)生耐藥性。

3.2 酶制劑的使用

有研究發(fā)現(xiàn)，明膠酶可明顯減少細菌生物膜的形成［29］。因此可以選用對生物膜有特異性降解作用的酶制成單一或混合制劑，涂抹在難治性根尖孔的周圍，以防止根尖生物膜的形成。

3.3 抗菌肽的使用

體外研究表明，MTAD和乳鏈球菌素聯(lián)合使用對糞腸球菌有很好的殺菌效果［30］;重組人類β防衛(wèi)素3(β－defensin－3)可以有效清除根管內的病原微生物［31］。因此，也可以考慮用抗菌肽進行處理，以預防根尖生物膜的形成。

3.4 激光

Matsuo等認為，僅通過根管的預備和充填并不能完全清除感染根管系統(tǒng)的細菌［32］。特別是側枝根管和根尖周區(qū)域的生物膜，采用常規(guī)的方法更難以去除?，F(xiàn)已明確，激光對放線菌、糞腸球菌、梭桿菌屬、牙齦卟啉單胞菌等在改良羅賓斯模型(modified Robbinsdevice)和羥基磷灰石盤中形成的生物膜均有顯著作用。特別是牙科激光設備可以進入根管內部，并能有效清除感染根管內的生物膜［33］;而且，各種激光的抗菌作用也在根管內得到證實［34－35］。因此，對于常規(guī)消毒無效的難治性根尖周炎亦可以考慮選擇合適的激光照射進行聯(lián)合治療。

3.5 保存活髓，活髓移植

研究表明活髓牙的根尖表面均沒有觀察到細菌生物膜，僅有牙周膜膠原纖維網(wǎng)［36］。因此，可以通過盡可能的保存活髓的方法來防止根尖生物膜的形成，或通過牙髓移植、牙髓組織工程等方法來恢復牙齒本身的防御功能。

［1］Lai S，Tremblay J，Deziel F.Swarming motility:a multicellular behaviour conferring antimicrobial resistance［J］.Environ Microbiol，2009，11(1):126 －136.

［2］Ian W.The biofilm matrix－an immobilized butdynamic microbial environment［J］.Trends Microbiol，2001，9(5):222 －227.

［3］Levis K.Riddle of biofilm resistance［J］.Antimicrob Agents Chemother，2001，45(4):999 －1007.

［4］李彤，莊輝.細菌生物膜的研究進展［J］.中華微生物學和免疫學雜志，2002，22(3):343－346.

［5］Shahal Y，Steinbergd，Hirschfeld Z，et al.In vitro bacterial adherence onto pellicle－coated aesthetic restorative materials［J］.J Oral Rehabil，1998，25(1):52－58.

［6］Sundqvistg，F(xiàn)igdord，Persson S，et al.Microbiologic analysis of teeth with failed endodontic treatment and the outcome of conservative retreatment［J］.Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod，1998，85(1):86 －93.

［7］Noiri Y，Ehara A，Kawahara T，et al.Participation of bacterial biofilms in refractory and chronic periapical periodontitis［J］.J Endod，2002，28(10):679－683.

［8］Watnick P，Kolter R.Biofilm，city of microbes［J］.J Bacterial，2000，182(10):2675 －2679.

［9］Nair PN.On the causes of persistent apical periodontitis:a review［J］.Int Endod J，2006，39(4):249 －281.

［10］Rocas IN，Jung IY，Lee CY，et al.Polymerase chain reaction identification of microorganisms in previously root－filled teeth in a South Korean population［J］.J Endod，2004，30(7):504 －508.

［11］Pinheiro ET，Gomes BP，F(xiàn)erraz CC，et al.Microorganisms from canals of root－filled teeth with periapical lesions［J］.Int Endod J，2003，36(1):1 －11.

［12］Stuart CH，Schwartz SA，Beeson TJ，et al.Enterococcus faecalis:its role in root canal treatment failure and current concepts in retreatment［J］.J Endod，2006，32(2):93 －98.

［13］Nair PN，Sjogren U，Kreyg，et al.Intraradicular bacteria and fungi in root－ filled，asymptomatic human teeth with therapy－resistant periapical lesions:a long－term light and electron microscopic follow－up study［J］.J Endod，1990，16(2):580 －588.

［14］Sunde PT，Olsen I，DebeliangJ，et al.Microbiota of periapical lesions refractory to endodontic therapy［J］.J Endod，2002，28(4):304－310.

［15］Tronstad L，Barnett F，Riso K，et al.Extraradicular endodontic infections［J］.Endoddent Traumatol，1987，3(2):86 －90.

［16］Ricuccid，Siqueira JF Jr.Apical actinomycosis as a continuum of intraradicular and extra－radicular infection:case report and critical review on its involvement with treatment failure［J］.J Endod，2008，34(9):1124－1129.

［17］Signoretti FG，Endo MS，Gomes BP，et al.Persistent extraradicular infection in root－filled asymptomatic human tooth:scanning electron microscopic analysis and microbial investigation after apical microsurgery［J］.J Endod，2011，37(12):1696 －1700.

［18］Wang J，Liang Y，Chen W，et al.Bacterial flora and extraradicular biofilm associated with apical segment of teeth with posttreatment apical periodontitis［J］.J Endod，2012，38(7):954－959.

［19］尹仕海，譚靜，汪莉，等.慢性根尖周炎患牙根尖生物膜的細菌學研究［J］.口腔醫(yī)學研究，2008，24(6):615－618.

［20］郭惠杰，王嘉德.慢性根尖周炎患牙牙根尖外表面的細菌生物膜［J］.北京大學學報，2009，41(5)，571－574.

［21］高陽.難治性根尖周炎的基礎和臨床實驗研究［D］.西安:第四軍醫(yī)大學，2009.

［22］Costerton JW，Stewart PS，Greenberg EP.Bacterial biofilms:a common cause of persistent infections［J］.Science，1999，284(5418):1318－1322.

［23］Leonardo MR，Rossi MA，Silva LAB，et al.EM evaluation of bacterial biofilm and microorganisms on the apical external root surface of human teeth［J］.J Endod，2002，28(12):815 －818.

［24］Marrie TJ，Nelligan J，Costerton JW.A scanning and transmission electron microscopic study of an infected endocardial pacemaker lead［J］.Circulation，1982，66(6):1339 －1341.

［25］Costerton JW，Lewandowski Z，CaldwelldE，et al.Microbial biofilms［J］.Annu Rev Microbiol，1995，49:711 －745.

［26］Furusawa M，Asai Y.SEM observation of resected root canal ends following apicoectomy［J］.Bull Tokyodent Coll，2002，43(1):7－12.

［27］Kvist T，Reit C.Postoperativediscomfort associated with surgical and nonsurgical endodontic retreatment［J］.Endoddent Traumatol，2000，16(2):71 －74.

［28］Hashimoto H.Evaluation of the anti－biofilm effect of a new anti－bacterial silver citrate/lecithin coating in an in vitro experimental system using a modified Robbinsdevice［J］.Kansenshogaku Zasshi，2001，75(8):678 －685.

［29］Hancock LE，Perego M.The enterococcus faecalis fsr two compnent system controls biofilmdevelopment through production ofgelatinase［J］.J Bacteriol，2004，186(17):5629 －5639.

［30］Tong Z，Zhou L，Li J，et al.In vitro evaluation of the antibacterial activities of MTAD in combination with nisin against Enterococcus faecalis［J］.J Endod，2011，37(8)，1116 －1120.

［31］Song W，Shi Y，Xiao M，et al.In vitro bactericidal activity of recombinant human β－defensin－3 against pathogenic bacterial strains in human tooth root canal［J］.Int J Antimicrob Agents，2009，33(3):237 －243.

［32］Matsuo T，Shirakami T，Ozaki K，et al.An immunohistological study of the localization of bacteria invading root pulpal walls of teeth with periapical lesions［J］.J Endod，2003，29(3):194－200.

［33］Noiri Y，Katsumoto T，Azakami H，et al.Effects of Er:YAG laser irradiation on biofilm－forming bacteria associated with endodontic pathogens in vitro［J］.J Endod，2008，34(7):826 －829.

［34］Wang QQ，Zhang CF，Yin XZ.Evaluation of the bactericidal effect of Er，Cr:YSGG，and Nd:YAG lasers in experimentally infected root canals［J］.J Endod，2007，33(7):830 －832.

［35］Schoop U，Kluger W，Dervisbegovic S，et al.Innovative wavelengths in endodontic treatment［J］.Lasers Surg Med，2006，38(6):624－630.

［36］陳蕾，尹仕海，鄒玲，等.慢性根尖周炎根尖生物膜的掃描電鏡觀察［J］.口腔醫(yī)學研究，2005，21(2):147－149.

The bacteria formulation of the extraradicular biofilms and the preventive measures

CHANG Bei，ZHAO Chun－miao，YUding－yi，YU Qing
(School of Stomotology，The Fourth Military Medical University，Xi’an 710032，China)

The refractory periapical periodontitis is likelydeveloped with the extraradicular biofilm.There are some studies about the formation of extraradicular biofilms and the relavant bacteria，but the results are various amongdifferent studies.Except for apical microsurgery，there are few measures for the removal of extraradicular biofilms.This article reviews the various bacteria in the formation of the bacterial biofilms and the possible preventive measures todeal with the extraradicular biofilms.

biolfilms;extraradicular biofilms;apical microsurgery

R780.2

A

1005－2593(2014)01－0052－04

2013－03－14

常蓓(1990－)，女，漢族，陜西西安人。8年制博士生

余擎，E －mail:yuqing@fmmu.edu.cn

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