具核梭桿菌的致病性與其可引起的口腔疾病

謝曉婷+王以玲+肖水清

【摘要】 人體口腔內(nèi)可分離出大量細(xì)菌，具核梭桿菌是其中比較有代表性的一種。具核梭桿菌是一種革蘭氏陰性專性厭氧菌，最初認(rèn)為它是一種有益菌，但隨著微生物檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步和組織病理學(xué)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)在多種口腔疾病中均可檢測(cè)出大量具核梭桿菌。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)它有很強(qiáng)致病性，能引起多種口腔疾病，如口腔炎性病變，化膿性病變及壞疽性病變等。同時(shí)具核梭桿菌能與口腔內(nèi)許多其他致病菌共聚，產(chǎn)生協(xié)同作用，從而影響疾病的發(fā)展，加速病變進(jìn)程，加重嚴(yán)重程度，阻礙了臨床治療。故本文對(duì)具核梭桿菌的致病性與所引起的牙齦炎、牙周炎、牙髓炎、牙周牙髓聯(lián)合病變、根尖周炎做一綜述。

【關(guān)鍵詞】 具核梭桿菌； 致病性； 口腔疾病

Pathogenicity and Oral Disease Caused by Fusobacterium Nucleatum/XIE Xiao-ting，WANG Yi-ling，XIAO Shui-qing.//Medical Innovation of China，2017，14（10）：145-148

【Abstract】 There are a large number of bacteria was isolated in human oral，F(xiàn)usobacterium nucleatum is one of the most representative.Originally considered it is a kind of beneficial bacteria，but with the advancement of microbial detection technologies and development of histopathology，discovery Fusobacterium nucleatum can be detected in a variety of diseases.Further explore it was found severely pathogenicity，can cause many kinds of oral diseases，such as oral inflammatory diseases，oral suppurative lesions and oral gangrenous diseases.Than Fusobacterium nucleatum has coaggregation with other pathogens in oral，synergetic effect with each other，thus influences diseases development，promote progression of lesions，increase the severity，so the clinic therapy has been largely delayed.This review focused on Fusobacterium nucleatum caused by oral diseases，include gingivitis，periodontitis，pulpitis，combined periodontal-endodontic lesions and periapical periodontitis.

【Key words】 Fusobacterium nucleatum； Pathogenicity； Oral diseases

First-authors address：Dept.of Orthodontics，College of Stomatology，Binzhou Medical University，Binzhou 256603，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2017.10.040

具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）以下簡(jiǎn)稱fn，是一種革蘭氏陰性（G-）專性厭氧菌，因形狀似紡錘而得名[1-3]，廣泛分布于人類及其他生物體內(nèi)，尤其在口腔中檢出率極高。最初認(rèn)為其是一種口腔正常菌群，但隨著檢測(cè)水平的進(jìn)步，發(fā)現(xiàn)其不斷出現(xiàn)在病變標(biāo)本中，后經(jīng)研究證實(shí)該菌為條件致病菌，F(xiàn)n具有較強(qiáng)致病能力，并廣泛存在于病變牙髓、牙周及其他口腔炎性病灶中，正因如此，近年來(lái)fn受到越來(lái)越多的關(guān)注和重視。

1 Fn的致病性及臨床意義

1.1 致病性 Fn致病性比較特殊，它可黏附在黏膜或上皮表面，進(jìn)而侵襲到深層組織，如牙周袋，這時(shí)在牙周袋內(nèi)該菌能協(xié)同牙齦卟啉單胞菌，幽門螺線桿菌，血鏈球菌等產(chǎn)生共聚作用，通過這種黏附-侵襲-共聚的模式大大加強(qiáng)了致病性。同時(shí)Fn主要能量來(lái)源并非葡萄糖，而是利用氨基酸分解代謝產(chǎn)物供能，上述諸因素有利于其在口腔環(huán)境中長(zhǎng)期存活，也能使它在牙周疾病中長(zhǎng)期存在[4]。另外，F(xiàn)n代謝可產(chǎn)生丁酸，丁酸能抑制牙齦細(xì)胞增殖，尤其是成纖維細(xì)胞，影響其功能，同時(shí)能滲透入牙齦表皮細(xì)胞，并在牙菌斑中不斷累積共聚。Tipton等[5]通過對(duì)丁酸與單核巨噬細(xì)胞之間聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，丁酸能影響人體外周血單核細(xì)胞增殖、分裂和凋亡，尤其是丁酸的抑制反應(yīng)呈劑量依賴性，此研究進(jìn)一步證實(shí)丁酸能誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡，從而調(diào)控牙周組織中免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞群體的數(shù)目[6]。

1.2 臨床意義 口腔中生存著數(shù)目龐大的微生物，它們間有極其復(fù)雜的共棲方式。正常情況下，菌群與宿主維持一種動(dòng)態(tài)平衡，同時(shí)口腔各菌群之間也維持著相對(duì)平衡，這種平衡狀態(tài)對(duì)于維護(hù)口腔健康有十分重大的意義[7]。對(duì)宿主有益的細(xì)菌稱之為口腔正常菌群或固有菌群，另外一部分細(xì)菌，因定植于口腔的不同部位而引起不同病變[8]，稱其為致病菌。Fn做為一種條件致病菌，在菌斑生物膜形成、細(xì)菌定植、混合感染的進(jìn)展變化中起重要作用，臨床上主要體現(xiàn)在：擁有多種凝集素，與其他細(xì)菌有很強(qiáng)凝集力、共聚力；產(chǎn)生作用于甲硝唑的內(nèi)毒素，從而引起抗藥作用。這些特性加強(qiáng)了其致病性，阻礙了臨床治療，增加了病人的痛苦，所以研究Fn的致病性對(duì)臨床治療有十分重要的意義。

2 具核梭桿菌與口腔疾病

2.1 牙齦炎與牙周炎 革蘭氏陰性厭氧菌可引起牙周組織破壞，是牙周疾病的病原微生物。在超過700種口腔細(xì)菌中通?？煞蛛x出大量Fn尤其是牙周袋內(nèi)含量更大[8]，因此被認(rèn)為是牙齦炎及牙周炎的重要致病菌。Yoshimura等[9]研究小鼠生殖細(xì)胞NFκB受體依賴細(xì)胞先轉(zhuǎn)染人TLRs 質(zhì)粒，再將其置于凍干處理過的牙周菌斑中，觀察細(xì)菌誘導(dǎo)NFκB依賴的CD25的表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)n可誘導(dǎo)7.7/Hu TLR2和7.7/Hu TLR4細(xì)胞表達(dá)CD25，加重炎癥反應(yīng)。

另有研究表明，牙周炎的始動(dòng)因子牙菌斑，在形成時(shí)可與Fn產(chǎn)生共聚效應(yīng)。一般說(shuō)來(lái)，初期定植的細(xì)菌只與初期定植者及梭桿菌發(fā)生共聚，末期定植的細(xì)菌僅與梭桿菌發(fā)生共聚[10]，這樣看來(lái)梭桿菌屬基本上可與所有口腔微生物發(fā)生共聚[11]。并且，F(xiàn)n作為梭桿菌的一種，在菌斑生物膜形成中期定植于牙齒表面，幫助初、末期定植細(xì)菌進(jìn)行銜接[12]，并促進(jìn)微生物共聚[13]。實(shí)驗(yàn)表明，F(xiàn)n能很大程度上促進(jìn)引起齲病的細(xì)菌和引起牙周組織破壞的細(xì)菌的共聚反應(yīng)。有學(xué)者通過體外培養(yǎng)牙周致病菌菌株，并觀察這些細(xì)菌的共聚作用可知，F(xiàn)n可以和大多數(shù)致齲性細(xì)菌共聚，共聚度大于2（27%）；伴放線放線桿菌只能與少數(shù)致齲性細(xì)菌共聚，且效應(yīng)相對(duì)較弱，共聚度小于1（13%）[14]。由此可推斷：Fn扮演了連接牙周病與齲病進(jìn)展的角色，成為二者共同存在于口腔生態(tài)系的關(guān)鍵菌屬[15]。

Fn產(chǎn)生的多種毒力因子，均可不同程度破壞機(jī)體正常功能細(xì)胞，同時(shí)造成人體免疫系統(tǒng)缺陷。結(jié)合Fn自身的生物學(xué)特性黏附和共聚，發(fā)揮著定植和擾亂宿主的能力[16]，既能與菌斑中的各種蛋白結(jié)合，又可主導(dǎo)菌屬內(nèi)和菌屬間的黏附共聚，產(chǎn)生組織破壞性[17]。FnPK1594表達(dá)為相對(duì)分子質(zhì)量30×103的半乳糖結(jié)合型黏附素，既能介導(dǎo)黏附共聚牙齦卟啉單胞菌PK1594，又能介導(dǎo)結(jié)合破壞哺乳動(dòng)物細(xì)胞[18]。Shaniztki等[19]發(fā)現(xiàn)FnPK1594還含有與N-乙酰神經(jīng)氨酸的特異性粘附素，表明兩者可發(fā)生共聚。Haffajee等[20]發(fā)現(xiàn)Fn等桔紅群細(xì)菌和福塞坦氏菌、牙齦卟啉單胞菌等紅群細(xì)菌間關(guān)系密切。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)在有氧環(huán)境中，無(wú)論菌落以何種形式存在（浮游態(tài)或生物膜態(tài)），當(dāng)Fn數(shù)目下降時(shí)，伴放線放線桿菌等許多厭氧細(xì)菌數(shù)目都顯著下降[21]。Diaz等[22]發(fā)現(xiàn)，晚期定植的厭氧細(xì)菌如牙齦卟啉單胞菌，不論是在富氧環(huán)境或是二氧化碳耗盡的環(huán)境下，若Fn缺乏均無(wú)法存活。以上研究結(jié)果均可見Fn對(duì)于牙周炎的影響貫穿于病程始終。

2.2 牙髓炎 通常由齲病引起，也意味著齲病最前沿的細(xì)菌通常直接參與牙髓炎的形成并促進(jìn)其炎癥發(fā)展[23]。Rocas等[24]通過對(duì)30例深齲引起牙髓炎患者（23例女性和7例男性，年齡12～33歲）進(jìn)行反棋盤法實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)炎癥牙髓中能檢測(cè)出大量Fn，F(xiàn)n存在于牙髓炎癥的始終，在不同的階段，含量及引起的臨床癥狀均不同?？赡嫘匝浪柩纂A段，F(xiàn)n與冷敏感直接相關(guān)。隨著牙髓炎癥進(jìn)一步發(fā)展，F(xiàn)n影響牙髓中糖蛋白的分解。此外，F(xiàn)n聚集可能會(huì)選擇性攻擊宿主。

2.3 牙周牙髓聯(lián)合病變 牙周-牙髓聯(lián)合病變即患牙同時(shí)罹患牙髓病變和牙周損傷。牙髓和牙周組織在解剖學(xué)上相通，因此兩者起初各自獨(dú)立的疾病均可互相促進(jìn)和影響，導(dǎo)致聯(lián)合性病變的發(fā)生。弓飛等[25]通過研究由于牙周損害從而致使牙髓病變的36例患者的47顆患牙，發(fā)現(xiàn)Fn檢出率很高。Ricucci等[26]研究表明，牙髓發(fā)生炎癥后，F(xiàn)n可侵入側(cè)支根管甚至根尖分歧部分，使牙髓發(fā)生變性壞死，并且根據(jù)病程的進(jìn)展，細(xì)菌及其毒力產(chǎn)物會(huì)占據(jù)整個(gè)側(cè)支根管長(zhǎng)度，進(jìn)而引發(fā)牙周組織炎性反應(yīng)。Clark-Holke等[27]發(fā)現(xiàn)，玷污層被清除后細(xì)菌不能從髓腔側(cè)侵及牙周組織，而在未去除玷污層的對(duì)照組中，根尖處稍有細(xì)菌滲漏，其中大部分是Fn，此發(fā)現(xiàn)證實(shí)，F(xiàn)n能夠通過側(cè)支根管或牙本質(zhì)小管，從根管系統(tǒng)內(nèi)部侵入牙周組織，對(duì)其產(chǎn)生破壞。Noguchi等[28]分別研究了難治性根尖周炎的根管內(nèi)部、外部以及根尖部的細(xì)菌生物膜，發(fā)現(xiàn)在根管外部細(xì)菌生物膜內(nèi)，占主導(dǎo)地位的是Fn、福塞坦氏菌、牙齦卟啉菌、中間普氏菌，與此同時(shí)，這些細(xì)菌在根管系統(tǒng)內(nèi)部同樣大量分布，其相似率達(dá)到85%以上。這也暗示在根管治療失敗時(shí)，根尖部分可有細(xì)菌生存，若Fn繼續(xù)存活，則這些細(xì)菌不只侵襲根管系統(tǒng)內(nèi)部，還會(huì)侵襲根管系統(tǒng)外的區(qū)域，同時(shí)這也是難治性根尖炎產(chǎn)生的主要原因[29]。

2.4 根尖周炎 細(xì)菌感染是根尖周炎的主要致病因素，同時(shí)也導(dǎo)致許多根尖周病治療后仍然遷延不愈。研究人員發(fā)現(xiàn)，慢性根尖周炎患者患牙根尖部周圍的牙骨質(zhì)表面能分離出菌斑生物膜結(jié)構(gòu)。菌斑生物膜是一種由大量細(xì)菌組成的膜性結(jié)構(gòu)，即由基質(zhì)包裹的互相粘附，或粘附于牙面、牙間或修復(fù)體表面的軟而未礦化的細(xì)菌性群體，不能被水沖去或漱掉[30]。現(xiàn)在認(rèn)為菌斑生物膜的形成與根尖周炎的發(fā)生有十分復(fù)雜的聯(lián)系。

基于這個(gè)發(fā)現(xiàn)，郭惠杰等[31]選取臨床被診斷為慢性根尖周炎且無(wú)法保留的患牙10例，其中包括未經(jīng)治療及根管治療失敗的患牙各5例，對(duì)照組則選取5例因正畸減數(shù)拔除的健康前磨牙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果對(duì)10例慢性根尖周炎患者患牙拔除之前根管內(nèi)細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)，均顯示為陽(yáng)性結(jié)果且均為混合性感染，其中革蘭氏陽(yáng)性（G+）厭氧菌6種，革蘭氏陰性（G-）厭氧菌3種。在所有患牙樣本中Fn的檢出率較高，在根管治療失敗組的5例樣本中糞腸球菌檢出率較高，而在對(duì)照組的5例樣本根管內(nèi)則未檢出細(xì)菌。該實(shí)驗(yàn)證明根尖周病患的牙菌斑生物膜中可檢出大量Fn，其結(jié)果與Gomes等[32]、Pinheiro等[33]、Noir等[34]學(xué)者研究結(jié)果一致，可見Fn與根尖周炎的發(fā)生發(fā)展聯(lián)系密切。

綜上所述，F(xiàn)n作為口腔疾病發(fā)生部位的優(yōu)勢(shì)菌，在與伴放線聚集桿菌、牙齦卟啉單胞菌、福塞坦氏菌和變異鏈球菌等的混合感染中起協(xié)同作用，而且與牙周炎、牙髓炎、牙周-牙髓聯(lián)合病變以及根尖周炎密切相關(guān)。與其他口腔疾病，如齲病[35]、牙槽膿腫[36]、口腔壞疽性病變有一定關(guān)系。這一聯(lián)系提示Fn研究的重要性：能由局部到整體探究口腔疾病的發(fā)生發(fā)展過程，從而指導(dǎo)臨床治療，同時(shí)對(duì)于口腔疾病的預(yù)防也有重大意義。同時(shí)Fn與其他很多疾病亦有廣泛聯(lián)系，如不良妊娠、胃腸道疾病、心血管疾病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、呼吸道感染和阿爾茨海默病，在此不做一一闡述。

參考文獻(xiàn)

[1] Han Y W.Fusobacterium nucleatum：A commensal-turned pathogen[J].Curr Opin Microbiol，2015，F(xiàn)eb（23）：141-147.

[2] Allen-Vercoe E，Strauss J，Chadee K.Fusobacterium nucleatum：An emerging gut pathogen[J].Gut Microbes，2011，Sep12（5）：294-298.

[3] Roberts G L.Fusobacterial infections： An underestimated threat[J].Br J Biomed Sci，2000，57（2）：156-162.

[4]郭楊，張玉潔，肖水清.具核梭桿菌生物學(xué)特性及檢測(cè)手段的研究進(jìn)展[J].International Journal of Stomatology，2012，39（6）：770-774.

[5] Tipton D A，Legan Z T，Dabbous M K.Methamphetamine cytotoxicity and effect on LPS-stimulated IL-1beta production by human monocytes[J].Toxicol In Vitro，2010，24（3）：921-927.

[6]朱昱.脂多糖激發(fā)丁酸誘導(dǎo)人外周血單個(gè)核細(xì)胞凋亡[J].Journal of Clinical Oral Medicine，1992，8（4）：191-193.

[7]孟煥新.牙周病學(xué)[M].4版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2000：63.

[8] Moons P，Michiels C W，Aertsen A.Bacterial interactions in biofilms[J].Crit Rev Microbiol，2009，35（3）：157-168.

[9] Yoshimura A，Kaneko T，Kato Y，et al.Lipopolysaccharides fromperiodontopathic bacteria porphyromonas gingivalis and capnocytophagaochracea are antagonists for human Toll-like receptor4[J].Infect Immunity，2002，70（1）：218-225.

[10] Kolenbrander P E，Ganeshkumar N，Cassels F J，et al.

Coaggregation：Specific adherence among humanoral plaquebacteria[J].FASEB J，1993，7（5）：406-413.

[11] Takemoto T，Hino T，Yoshida M，et al.Purification of arginine-sensitive hemagglutinin from Fusobacterium nucleatum and its role in coaggregation[J].J Periodontal Res，1993，28（1）：21-26.

[12] Kolenbrander P E.Multispecies communities：Interspecies interactions influence growth on saliva as sole nutritional source[J].Int J Oral Sci，2011，3（2）：49-54.

[13] Kremer B H，van Steenbergen T J.Peptostreptococcusmicros coaggregates with Fusobacterium nucleatumand non-encapsulated Porphyromonas gingivalis[J].FEMS Microbiol Lett，2000，182（1）：57-62.

[14]富饒，李德懿.牙周病和齲病致病菌的共聚及共聚抑制[J].臨床口腔醫(yī)學(xué)雜志，2005，21（1）：10-12.

[15]薛紅蕾，楊德琴.具核梭桿菌在牙菌斑生物膜中的作用[J].國(guó)際口腔醫(yī)學(xué)，2013，40（5）：657-660.

[16] Weisburg W G，Barns S M， Pelletier D A，et al.16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study[J].Bacteriol，1991，173（2）：697-703.

[17]謝立蘋，李中華，邵世和.具核梭桿菌的研究進(jìn)展[J].北華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，4（4）：319-321.

[18] Weiss E I，Shaniztki B，Dotan M，et al. Attachment of Fusobacterium nucleatum PK1594 to mammalian cells and its coaggregation with periodontopathogenic bacteria are mediated by the same galactose-binding adhesin[J].Oral Microbiol Immunol，2000，15（6）：371-377.

[19] Shaniztki B， Ganeshkumar N， Weiss E I.Characterization of a novel N-acetylneuraminic acid-specific Fusobacterium nucleatum PK1594 adhesin[J].Oral Microbiol Immunol，1998，13（1）：47-50.

[20] Socransky S S，Haffajee A D，Cugini M A，et al.Microbial complexes in subgingival plaque[J].J ClinPeriodontol，1998，2（52）：134-144.

[21]孫昌娟，徐屹.牙周病原菌黏附共聚機(jī)制的研究進(jìn)展[J].國(guó)際口腔醫(yī)學(xué)雜志，2006，33（4）：270-271.

[22] Diaz P I，Zilm P S，Rogers A H.Fusobcteium nucletum supports the frowth of Porphyromonas gingivlis，Prevotella intermedia and Fusobacterium nucleatum[J].Microbiol，2002，148（Pt2）：467-472.

[23]史俊南，唐榮銀，文玲英，等.25年來(lái)我們?cè)谘浪枭飳W(xué)方面的研究[J].牙體牙髓牙周病學(xué)雜志，2005，15（1）：1-1.

[24] R??as I N，Lima K C，Assun??o I V，et al.Advanced Caries Microbiota In Teeth With Irreversible Pulpitis[J].Joumal of Endodontics，2015，41（9）：1450-1455.

[25]弓飛，崔廣慶，程濤，等.牙周牙髓聯(lián)合病變與常見牙周病原體感染的相關(guān)性分析[J].中華醫(yī)院感染學(xué)雜志，2014，24（14）：3593-3596.

[26] Ricucci D，Siqueira J F.Fate of the tissue in lateral canals and apical ramifications in response to pathologic conditions and treatment procedures[J].Endod，2010，36（1）：1-15.

[27] Clark-Holke D，Drake D，Walton R，et al.Bacterial penetration through canals of endodontically treated teeth in the presence or absence of the smear layer[J].J Den，2003，31（4）：275-281.

[28] Noguchi N，Noiri Y，Narimatsu M，et al.Identification and localization of extraradicular biofilm-forming bacteria associated with refractory endodontic pathogens[J].Appl Environ Microbiol，2005，71（12）：8738-8743.

[29]楊谷宇，梁景平.牙周和牙髓組織間細(xì)菌感染的相互影響[J].中國(guó)實(shí)用口腔科雜志，2011，4（5）：305-308.

[30] Costerton J W，Stewart P S，Greenberg E P.Bacterialbiofilms：a common cause of persistent infections[J].Science，1999，284（5418）：1318.

[31]郭惠杰，王嘉德.慢性根尖周炎患牙根尖外表面的細(xì)菌生物膜[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2009，41（5）：571-574.

[32] Gomes B，Pinheiro E，Gade-Neto C，et al.Microbiological examination of infected dental root canals[J].Oral Microbiol Immunol，2004，19（2）：71-76.

[33] Pinheiro E T，Gomes B P，F(xiàn)erraz C C，et al.Microorganisms from canals of root-Filled teeth with periapical lesions[J].Int Endod J，2003，36（1）：1-11.

[34] Noiri Y，Ehara A，Kawahana T，et al.Participation of bacterial Biofilms in refractory and chronic periapical periodontitis[J].

J Endod，2002，28（10）：679-681.

[35] Almstahl A，Wikstrom M.Oral microflora in subjects with reduced salivary secretion[J].Journal of Dental Research，1999，78（8）：1410-1416.

[36] Bolstad A L，Jensen H B，Bakken V.Taxnonmy，Biology，and Periodontal Aspects of Fusobactrium nucleatum[J].Clinical Microbiology Reviews，1996，9（1）：55-71.