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        口腔微生態(tài)研究進(jìn)展

        2020-12-20 13:45:56向盈盈楊向紅魏云林季秀玲

        向盈盈,皮 婷,宋 飛,楊向紅,魏云林,季秀玲

        (1)昆明市延安醫(yī)院口腔科;2)藥學(xué)部,云南昆明 650051;3)昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院微創(chuàng)介入科,云南昆明 650106;4)昆明理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,云南昆明 650500)

        口腔微生態(tài)系統(tǒng)是微生物群落與宿主共生形成的生態(tài)系統(tǒng),相互之間可進(jìn)行能量、物質(zhì)以及遺傳信息的交換[1-2]??谇晃⑸鷳B(tài)中的理化環(huán)境,如溫度、濕度、pH 值,是口腔微生物生存的重要微環(huán)境。不僅外界環(huán)境可影響口腔微生物的定植,口腔內(nèi)結(jié)構(gòu)形態(tài)的改變同樣也會(huì)影響口腔微生物的定植??谇晃⑸锵嗷タ?fàn)帲嗷ミm應(yīng),使口腔微生物不斷地變遷、進(jìn)化、成熟[1-2]。

        1 口腔生理生化特性

        1.1 唾液

        唾液是由唾液腺分泌的混合液體,無(wú)色無(wú)味,正常成人每日分泌量1.0~1.5 L,其中水分約占99%,其余成份主要是粘蛋白、球蛋白、尿素、尿酸、唾液淀粉酶、溶菌酶等有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)鹽(主要為鈣鹽、銨鹽等)[1]。唾液中的溶菌酶及無(wú)機(jī)鹽可以抑制細(xì)菌及菌膜的形成,增強(qiáng)牙齒的抗酸能力,減少溶解度。唾液晝夜分泌量相差極大,白天咀嚼食物時(shí)唾液分泌量增加,動(dòng)態(tài)分泌流率峰值達(dá)2.27 mL/min,不僅有助于清除口腔中的食物殘?jiān)沂箍谇粌?nèi)的細(xì)菌暫時(shí)減少,保持口腔清潔,起到保護(hù)口腔作用。夜間唾液分泌總量減少,但靜態(tài)分泌流率峰值達(dá)0.57 mL/min,較清晨及上午增高,夜間唾液靜態(tài)分泌流率的增高,除保持口腔濕潤(rùn)外,還可以維持一定量的唾液抑制致病菌,特別是鏈球菌(Streptococcus)、乳酸桿菌(Lactobacillus)這類產(chǎn)酸菌,減少齲病的發(fā)生。

        1.2 pH 值

        正常成年人的口腔pH 值近中性,約為6.6~7.1??谇籶H 變化與睡眠、體位、年齡和飲食生活習(xí)慣有關(guān)。白天,進(jìn)食后大量分泌的唾液、談話、直立重力因素等共同調(diào)節(jié)口腔pH 值。夜晚,唾液不是調(diào)節(jié)口腔內(nèi)pH 值的主要因素,而是與人體的食管下段括約肌(lowesophageal sphincter,LES)有關(guān)。在未進(jìn)食情況下,縱行的食管粘膜皺襞造成食管腔的封閉狀態(tài),這種狀態(tài)產(chǎn)生的“毛細(xì)管現(xiàn)象”使胃液通過(guò)食管進(jìn)入口腔,從而降低口腔pH 值,發(fā)育成熟的LES 可以阻止胃內(nèi)容逆流。在嬰幼兒階段,由于LES 發(fā)育不成熟以及胃呈水平態(tài),導(dǎo)致胃內(nèi)容逆流,口腔pH 值明顯較成人低,但是隨著年齡增加,口腔pH 值也逐漸升高到正常值?,F(xiàn)代人在飲食上多偏向于肉類、辛辣飲食、并且有抽煙等不良生活習(xí)慣,導(dǎo)致口腔內(nèi)毒素及酸性物質(zhì)堆積過(guò)多,使pH 下降,口腔環(huán)境變?yōu)樗嵝原h(huán)境,從而產(chǎn)生多種口腔疾病。

        口腔中的pH 的高低與齲齒的形成密切相關(guān)[2]。唾液pH 值越高者齲齒率越低,反之,pH 值低,齲齒發(fā)生率則高,牙菌斑生物膜是導(dǎo)致牙齲產(chǎn)生的直接原因。唾液中的酸性物質(zhì)使牙釉質(zhì)表面pH值降低,引起局部脫鈣,糖蛋白與牙釉質(zhì)表面形成鈣化蛋白絡(luò)合物構(gòu)成牙菌斑的基質(zhì),牙菌斑形成后細(xì)菌產(chǎn)酸,分解無(wú)機(jī)物而形成齲壞。在唾液pH 值升高時(shí),唾液成分中的鈣鹽能夠沉淀析出,并在菌斑內(nèi)沉積,使菌斑發(fā)生鈣化,從而抑制齲壞[3]。

        1.3 口腔中氧含量

        人體口腔中分布有大量的厭氧和需氧菌屬微生物,它們均為條件致病菌。厭氧菌是口腔內(nèi)的主要病原菌,是人體正常菌群的重要組成部分,其數(shù)量遠(yuǎn)高于需氧菌,約占總菌屬的90%。厭氧菌中以產(chǎn)黑色素厭氧菌、消化鏈球菌(Peptostreptococcus)、普氏菌屬(Prevotella)、放線菌(Actinomycetes)、CO2噬纖維素菌(CO2Cytophagacea)、梭桿菌(Fusobacterium)和優(yōu)桿菌屬(Eubacterium)的微生物為主,需氧和兼性厭氧菌以口腔鏈球菌(Streptococcus)、表型葡萄球菌(S.epidermidis)、嗜血菌屬(Haemophilus winslow)和奈瑟氏菌屬(Neisseria)為主[4]。所以口腔中的氧含量對(duì)細(xì)菌活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生重要影響??谇粌?nèi)的氧含量隨外界環(huán)境及人類活動(dòng)時(shí)刻變化,白天由于人類談話及進(jìn)食活動(dòng),口腔內(nèi)的氧含量明顯增多,需氧菌活躍,抑制厭氧菌活動(dòng)。夜間口腔內(nèi)的氧含量下降,厭氧菌代謝增加,大量增殖[5],口腔厭氧菌總數(shù)可以達(dá)到日間細(xì)菌總數(shù)的7 倍[6]。在缺氧環(huán)境下,細(xì)菌分解代謝及無(wú)氧代謝增加,產(chǎn)生大量的有機(jī)酸、硫化物、氨、牙垢等破壞牙釉質(zhì)。同時(shí),夜間季也蒙假絲酵母 (Candida guilliermind)、白色假絲酵母(Monilia albican)等真菌數(shù)量也會(huì)增加,因此夜間是形成口腔異味及齲齒等口腔疾病最為主要的時(shí)期。

        2 口腔不同部位的微生物分布及演化

        2.1 口腔不同部位的微生物分布

        由于口腔中定植位點(diǎn)的不同以及氧含量、營(yíng)養(yǎng)成分、溫度及宿主免疫體系的不同,口腔微生物形成了復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。在健康個(gè)體中,牙齒鄰面微生物多樣性最高,頰部微生物多樣性最低[7],在軟組織、唾液、舌部及齦上菌斑中,以革蘭陽(yáng)性菌為優(yōu)勢(shì)菌,包括血鏈球菌、變異鏈球菌(Streptococcus mutans)、緩癥鏈球菌、唾液鏈球菌和乳桿菌,其中齦上菌斑中鏈球菌屬占有主要比例。放線菌屬在齦上及齦下菌斑中具有非常高的數(shù)量占比。嗜乳酸桿菌(Lactobacillus acidophilus)及革蘭陰性桿菌更多的存在于舌部[8]??谇恢羞€定植有全身致病菌,如金黃色釀膿葡萄球菌(Streptococcus pyogenes)、糞腸球菌(Enterococcus faecalis)及綠膿假單胞菌 (Pesudomonas pyocyaneum)的定植[9]。齦下菌斑則主要由革蘭陰性厭氧菌構(gòu)成,如放線桿菌(Actinomycesbovis)、伴放線放線桿菌 (Actinobacillus actinomycetemcomitans)、福賽斯坦納菌(Tannerella forsythia)、彎曲桿菌(Campylobacter)、CO2噬纖維菌、嚙蝕艾肯菌(Eikenella corrodens)、具核梭桿菌(Fusobacterium nucleatum)、牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonas gingivalis)、中間普雷沃菌(Prevotella intermedia),以及口腔螺旋體如齒垢密螺旋體(Treponmadnticola)等,它們都是牙周病的主要致病菌[10]。

        2.2 不同生長(zhǎng)時(shí)期口腔微生物的演化

        新生兒口腔一般是無(wú)菌的,出生后嬰兒就開始不斷發(fā)生人與人或人與環(huán)境之間的緊密接觸,從而與微生物之間建立起超級(jí)生物體(Superorganism)。出生時(shí)嬰兒口腔內(nèi)早期檢出的乳酸桿菌和糞腸球菌可能來(lái)源于母親分娩時(shí)陰道內(nèi)的正常菌群。嬰兒在出生1 d 以后,新生兒的口腔即出現(xiàn)大量微生物定植,特別是唾液鏈球菌(Streptococcus salivarius)、緩癥鏈球菌和表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)等早期定植細(xì)菌。表皮葡萄球菌是人類皮膚上的正常需氧菌,在多數(shù)健康嬰兒口腔檢出的原因可能與母乳喂養(yǎng)時(shí)嬰兒口腔接觸母親乳房和嬰兒喜歡吮指有關(guān)。新生兒口腔中最早定植的厭氧菌主要為韋榮氏球菌(Verllonella),主要分布于新生兒口腔中的舌乳頭間的少氧區(qū)。嬰兒1 個(gè)月左右在無(wú)牙口腔中還可檢出溶齒放線菌(Actinomyces odontolyticus)與白色念珠菌(Monilia albican)等微生物,說(shuō)明新生兒期預(yù)防念珠菌感染也非常重要[11]。Cephas 等[12]發(fā)現(xiàn)在無(wú)牙頜兒童口腔中微生物主要由厚壁菌門、變異菌門、放線菌門、梭桿菌門、螺旋體門及擬桿菌門6 個(gè)門構(gòu)成,其中厚壁菌門、變異菌門、放線菌門及梭桿菌門均為優(yōu)勢(shì)菌門。從嬰兒到成年的過(guò)程中,口腔內(nèi)微生物的豐度增加,但微生物種群的多樣性則降低了。

        幼兒期乳牙的萌出為細(xì)菌定植提供新的生態(tài)位點(diǎn),口腔中微生物的數(shù)量及種類發(fā)生了重大改變。Ling 等[13]對(duì)乳牙期兒童唾液進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)5個(gè)門:厚壁菌門、變異菌門、放線菌門、梭桿菌門及擬桿菌門,包括7 個(gè)屬:纖毛菌屬(Leptotrichia Trevisan)、鏈球菌屬(Streptococcus)、放線菌屬 (Actinomyces)、普雷沃菌屬(Prevotella)、卟啉單胞菌屬(Porphyromonas)、奈瑟菌屬(Neisseria)及韋榮球菌屬(Veillonella),其中鏈球菌屬、不動(dòng)桿菌屬,莫拉菌屬,水棲菌屬等的豐度要高于兒童其他時(shí)期。Milnes[14]調(diào)查了學(xué)齡前兒童牙齒上的正常菌群,發(fā)現(xiàn)在門齒、磨牙的唇面和舌面(除下門齒外),鏈球菌屬是優(yōu)勢(shì)菌屬,特別是變異鏈球菌的感染率明顯增加,提示齲齒發(fā)生率可能會(huì)增高。下門齒上的優(yōu)勢(shì)菌屬是放線菌屬,在所有牙齒表面上奈瑟氏球菌屬多于韋榮氏菌屬。另外,還發(fā)現(xiàn)了革蘭氏陰性桿菌和絲狀菌,主要包括了嗜血菌 (Haemophilus influenzae)、梭桿菌(Fusobacterium)、槌殼噬纖維菌(Capnocy-tophaga)、纖毛菌(Leptotrichia)和紅牛肝單胞菌屬(Porphyromonas)的微生物。

        混合牙列期,健康兒童口腔內(nèi)的核心微生物種屬與健康成人相似,但是牙周可疑致病菌牙齦卟啉單胞菌、齒垢密螺旋體、福賽斯坦納菌(Tannerella forsythia)、直腸彎曲菌(Campylobacter rectus)、中間普雷沃菌(Prevotella intermedia)、侵蝕艾肯菌(Eikenella corrodens)相對(duì)豐度低于成年人,而齲病相關(guān)菌屬如孿生球菌屬(Gemella)、顆粒鏈菌屬(Granulicatella)的相對(duì)豐度要高于健康成人[15],提示兒童患齲齒的風(fēng)險(xiǎn)較高。Shaw 等[16]等從不同國(guó)家,不同城市,但有共同的飲食習(xí)慣和生活方式中的阿什肯納齊猶太人(Ashkenazi jewish)家族的DNA 和唾液樣本中證實(shí):家庭環(huán)境是決定唾液微生物相似性的最重要因素,兒童擁有與父母親最相似的核心唾液微生物細(xì)菌組成,包括鏈球菌、羅氏菌(Rothia)、奈瑟氏菌(Neisseria)和普氏菌屬(Prevotella)微生物。日本混合牙列期兒童中未檢出齒垢密螺旋體[17],而巴西兒童中檢出齒垢密螺旋體比例高達(dá)70%~80%,提示地域或飲食因素也是口腔內(nèi)細(xì)菌定植的重要因素。Lópezd 等[18]認(rèn)為阿拉伯人群中伴放線放線桿菌和中間普氏菌的檢出率較高,原因在于他們?nèi)狈谇恍l(wèi)生習(xí)慣,很少使用抗微生物藥物以及缺乏口腔保健。

        3 微生物與口腔腫瘤

        目前發(fā)現(xiàn)口腔腫瘤患者內(nèi)的微生物與正常人群具有明顯差異,但是微生物在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制尚不清楚[19]。腫瘤組織的形成改變了細(xì)菌的定植??谇击[癌中厭氧菌種類及數(shù)量增多,可能與腫瘤內(nèi)部氧化還原電位降低有關(guān)。在鱗狀細(xì)胞癌樣本 中 已 經(jīng) 發(fā) 現(xiàn) 口 炎 消 化 鏈 球 菌(Peptostreptococcus)、唾液鏈球菌、格氏鏈球菌(Streptococcus gordonii)、溶血孿生球菌(Gemella haemolysans)、麻疹孿生球菌 (Geotrichum candidum)、約翰森菌(Actinomyces johnsonii)、副血鏈球菌Ⅰ型(Streptococcus parasanguis)[19]、黃色植物桿菌(Plantibacter?flavus)、密執(zhí)安棒狀桿菌(Clavibacter michiganensis)和棲熱菌(Thermus)[20-21]等增多。同時(shí)厭氧菌普雷沃菌屬、韋榮菌屬、卟啉單胞菌屬和CO2噬纖維菌的數(shù)量也有明顯增加[22-23]。念珠菌感染與口腔惡性腫瘤相關(guān)[24],伴有念珠菌感染的口腔白斑有更高的惡變率[25-26]。牙齦卟啉單胞菌的豐度增高與口腔癌相關(guān)[27]。

        4 小結(jié)

        人類微生物組(Microbiome)系指與人們共生共棲并在一定條件下導(dǎo)致各種疾病的微生物遺傳信息的總和。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院于2007 年底啟動(dòng)了人類微生物組項(xiàng)目(human microbiomeproject,HMP)[28],口腔微生物組被列為HMP 計(jì)劃的研究重點(diǎn)之一??谇晃⑸锝M特指包括細(xì)菌、古細(xì)菌、真菌和病毒等人類口腔中微生物的總和[29]??谇晃⑸锸侨梭w各種微生物群落中最復(fù)雜的一種,這些微生物常以群體的方式導(dǎo)致各種口腔疾病[30]。群體中的每一個(gè)個(gè)體均參與了疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程,即使是低豐度的成員依然可能作為復(fù)雜的群落行為表現(xiàn)的關(guān)鍵物種[31]。

        口腔是一個(gè)天然開放系統(tǒng),是微生物在人體上的重要棲息地,口腔環(huán)境為微生物的持續(xù)培養(yǎng)提供相對(duì)恒定的條件[32]。深入研究口腔微生態(tài)有助于我們更準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)口腔微環(huán)境和口腔疾病的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸,為口腔健康保駕護(hù)航。

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