口腔微生態(tài)與阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征相關(guān)性研究進(jìn)展

王歡歡，韓繼明，李建華，錢(qián)小順，劉霖*

(1延安大學(xué)醫(yī)學(xué)院，陜西 延安 716000；中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院第二醫(yī)學(xué)中心：2心血管內(nèi)科，4呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，北京 100853；3中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院國(guó)家老年疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，北京 100853)

阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征(obstructive sleep apnea syndrome，OSAS)是臨床常見(jiàn)的潛在性致死性疾病，成年人患病率為4%～9%，且隨著年齡增長(zhǎng)患病率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)[1-3]。已有研究證實(shí)OSAS可引發(fā)一系列臨床合并癥，包括心腦血管疾病、代謝障礙及神經(jīng)認(rèn)知障礙等，給患者家庭及社會(huì)醫(yī)療保健系統(tǒng)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)[4]。Pan等[5]一項(xiàng)涉及34 382例患者參與的薈萃分析發(fā)現(xiàn)，OSAS不僅是心血管疾病死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，也是全因死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

OSAS患者發(fā)病機(jī)制不全相同，可能與上氣道解剖平面狹窄、睡眠中上氣道擴(kuò)張肌反應(yīng)不足、高環(huán)路增益或低覺(jué)醒閾相關(guān)。目前OSAS機(jī)制學(xué)研究尚處于初級(jí)階段，深入探究OSAS患者的發(fā)病機(jī)制，切斷聯(lián)系通路是我們潛在的治療靶點(diǎn)[6]。隨著“人類微生物組計(jì)劃”的大力開(kāi)展，從微生態(tài)學(xué)角度挖掘OSAS的發(fā)生機(jī)制是一種新思路?？谇晃⑸锶郝湟蛉〔姆奖悖蔀椤叭駛€(gè)體微生物組檢測(cè)項(xiàng)目”的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象[7]。幾項(xiàng)臨床研究已發(fā)現(xiàn)口腔微生態(tài)失衡與OSAS及其合并癥的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)[8-11]。鑒于此，本文圍繞口腔微生態(tài)與OSAS的最新研究成果進(jìn)行綜述，為OSAS機(jī)制學(xué)的進(jìn)一步研究提供參考。

1 口腔微生態(tài)的定義

人體口腔中細(xì)菌種類約700余種，其中30%～40%不可培育，是人體最復(fù)雜的微生物集群之一[12]?？谇晃⑸鷳B(tài)是定植于口腔的微生物組，由口腔組織器官和存在于口腔中各種微生物群兩大部分組成。在口腔固有結(jié)構(gòu)提供的適宜環(huán)境下，微生物之間以及微生物與宿主之間相互棲息、相互拮抗，維持著一種動(dòng)態(tài)平衡[13]。正常情況下，口腔微生物群會(huì)隨人體不同生長(zhǎng)時(shí)期動(dòng)態(tài)變化，直到成年，口腔結(jié)構(gòu)固定，口腔微生物多樣性增加，使口腔菌群維持動(dòng)態(tài)平衡，有利于抵御外來(lái)病菌或傷害的刺激，維護(hù)人體健康[13，14]。但考慮其防御能力有限，一旦受到超負(fù)荷的細(xì)菌、真菌、外界環(huán)境及個(gè)體壓力等因素影響，口腔內(nèi)菌群組成、比例失調(diào)，口腔微生態(tài)受到病原菌的遷移定植、菌血癥、炎癥因子侵襲及自身免疫等影響，可引發(fā)口腔疾患、食道癌、胰腺癌、冠心病及系統(tǒng)性紅斑狼瘡等疾病[13]。因此，積極探討口腔微生態(tài)作為疾病治療新靶點(diǎn)對(duì)促進(jìn)人類整體健康有現(xiàn)實(shí)意義。

2 口腔微生態(tài)與OSAS的研究進(jìn)展

OSAS是易被忽視的高發(fā)疾病[15]。近年來(lái)，隨著微生態(tài)學(xué)的高速發(fā)展，通量指紋技術(shù)、熒光原位雜交及宏基因組學(xué)等微生物菌群檢測(cè)技術(shù)的出現(xiàn)，口腔微生態(tài)與OSAS相關(guān)研究取得了一些初步成果。

2.1 口腔微生物指標(biāo)對(duì)OSAS有預(yù)警作用

一項(xiàng)關(guān)于OSAS與牙周炎關(guān)系的橫斷面研究發(fā)現(xiàn)，100例 OSAS患者中有73%的人群患有中/重度牙周疾病，而口腔微生物菌群間穩(wěn)態(tài)的打破是口腔致病菌侵襲牙周組織，引發(fā)牙周炎的主要原因，提示OSAS與口腔微生態(tài)失衡密切相關(guān)[8]。Ko等[9]對(duì)OSAS患者口腔樣本進(jìn)行16s rRNA焦磷酸測(cè)序和生物活性分析發(fā)現(xiàn)，輕度OSAS患者較健康人牙齦卟啉單胞菌相對(duì)豐度顯著上升，中重度OSAS較輕度OSAS患者口腔中吉米菌相對(duì)豐度顯著增高。另一項(xiàng)高通量測(cè)序結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，與健康兒童相比，OSAS兒童口腔菌群結(jié)構(gòu)和豐度發(fā)生明顯變化，硬毛菌門(mén)、變形桿菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、梭菌門(mén)和放線菌門(mén)成為其最優(yōu)勢(shì)的門(mén)，占總序列的98.6%[2]?？赡苡捎贠SAS患者上氣道塌陷，氣道壓力改變會(huì)顯著減少空氣流量，從而影響上呼吸道的水分和氧含量，使OSHS患者口咽菌群發(fā)生紊亂[16]。考慮到OSAS與健康人群口腔菌群的差異，我們或許可通過(guò)對(duì)社區(qū)人群口腔優(yōu)勢(shì)菌的檢測(cè)來(lái)篩查潛在的OSAHS患者，并對(duì)其進(jìn)行及早干預(yù)。此外，唾液樣本與口腔樣本的關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)，是維持口腔微生態(tài)平衡的重要因素。有研究顯示與健康成人相比，OSAS患者呼吸紊亂指數(shù)增高，唾液中三葉因子(trefoil factor ,TFF)3含量增加， TFF3與口腔中唾液蛋白結(jié)合形成“連接肽”，可使口腔黏液黏度增加，加劇上呼吸道阻力，導(dǎo)致OSAS發(fā)生或加重[10]。TFF是一類含有一個(gè)或幾個(gè)三葉因子結(jié)構(gòu)域的分泌蛋白，與黏液蛋白相互作用，影響?zhàn)ひ吼ざ龋饕磉_(dá)在唾液腺中[17]。目前OSAS的診斷主要依據(jù)患者主訴與多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)，此過(guò)程昂貴且漫長(zhǎng)。上述研究結(jié)果表明，OSAS患者口腔中的卟啉單胞菌、吉米菌及TFF3水平較健康人群高，可作為OSAS患者篩查指標(biāo)應(yīng)用于臨床。

2.2 從口腔微生態(tài)角度認(rèn)識(shí)OSAS的發(fā)生機(jī)制

有關(guān)OSAS發(fā)病機(jī)制的研究還處于探討階段。上氣道解剖平面狹窄、上氣道擴(kuò)張肌反應(yīng)不足和低覺(jué)醒閾值等是目前OSAS的主要發(fā)生機(jī)制[6,18]。OSAS患者多有先天性上氣道狹窄或肥胖，上氣道的橫截面面積減小，使其咽部標(biāo)準(zhǔn)閉合壓升高，易引起上氣道塌陷，導(dǎo)致OSAS發(fā)生。此外，睡眠時(shí)個(gè)體的上氣道擴(kuò)張肌接受較少的呼吸驅(qū)動(dòng)中心及負(fù)壓力感受器的調(diào)節(jié)，大多數(shù)擴(kuò)張肌活力下降，以頦舌肌后墜阻塞上氣道最為常見(jiàn)，會(huì)導(dǎo)致OSAS患者病情加重。OSAS患者的間歇性低氧及高碳酸血癥可直接刺激人體的外周化學(xué)感受器，加快肺通氣，緩解高碳酸血癥。但過(guò)度通氣會(huì)使個(gè)體發(fā)生低碳酸血癥，反饋到呼吸中樞會(huì)使患者出現(xiàn)呼吸暫停或者低通氣，如此周而復(fù)始的呼吸運(yùn)動(dòng)稱為周期性呼吸，促進(jìn)或加重OSAS。OSAS患者上氣道呼吸肌、胸廓、膈肌異常運(yùn)動(dòng)可改變胸腔內(nèi)負(fù)壓，刺激皮層覺(jué)醒導(dǎo)致患者主訴夜尿增多、憋醒等[18，19]。隨著“人類微生物組計(jì)劃”的大力開(kāi)展，從微生態(tài)學(xué)角度挖掘OSAS的發(fā)生機(jī)制是一種新方式。肥胖是OSAS最為顯著的危險(xiǎn)因素之一，OSAS發(fā)生率隨體質(zhì)量指數(shù)、頸圍、腰臀比的增加而增加[20]。吳宇佳等[21]研究比較了肥胖者與正常體質(zhì)量者口腔微生物組成及代謝通路，發(fā)現(xiàn)肥胖組口腔中丹毒絲菌綱、產(chǎn)黑色素普雷沃氏菌及唾液普雷沃氏菌等相對(duì)豐度均高于正常體質(zhì)量組，且與營(yíng)養(yǎng)和能量代謝、人體疾病等通路相關(guān)的基因在肥胖組中顯著富集，提示口腔微生物菌群與肥胖密切相關(guān)?？谇皇呛粑c消化過(guò)程的始發(fā)器官，與消化道菌群休戚相關(guān)。Schmidt等[22]對(duì)不同地域人群的口腔及腸道菌群宏基因組測(cè)序，比較其不同菌種轉(zhuǎn)移指數(shù)評(píng)分發(fā)現(xiàn)，59%的口腔微生物會(huì)頻繁地向腸道轉(zhuǎn)移和定植,其中潛在致病菌及齲齒致病菌具有較高的轉(zhuǎn)移評(píng)分?？谇晃⑸镞M(jìn)入腸道后,通過(guò)替代原有的共生菌破壞微生物群落的穩(wěn)定性,促進(jìn)特定致病菌的選擇性生長(zhǎng),侵入及定植在腸道組織中,損害腸屏障的完整性,改變腸道微環(huán)境,促使疾病發(fā)生[23]。大量研究發(fā)現(xiàn)糞便樣本與口腔樣本微生物群落高度相關(guān)，在同一個(gè)體口腔和腸道內(nèi)均檢測(cè)出相對(duì)豐度高的普雷沃氏菌屬[21，24，25]?？谇痪旱奈蓙y可直接影響腸道菌群及其代謝途徑和產(chǎn)物的變化。普雷沃氏菌主要參與碳水化合物及蛋白質(zhì)發(fā)酵，其在腸道中作為產(chǎn)氫菌與需氫的產(chǎn)甲烷菌互利共生，使得機(jī)體從食物中更有效地?cái)z取營(yíng)養(yǎng)成分[21]。腸道中普雷沃菌豐度增加會(huì)使支鏈氨基酸水平升高，支鏈氨基酸通過(guò)激活雷帕霉素復(fù)合物-1反饋性抑制胰島素信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致胰島素抵抗，使血糖濃度升高。升高的血糖通過(guò)下丘腦連接交感神經(jīng)刺激胰島B細(xì)胞分泌過(guò)量胰島素，產(chǎn)生高胰島素血癥。高胰島素血癥不僅會(huì)使食欲亢進(jìn)，產(chǎn)生多食癥狀，而且可促使過(guò)多的能量被脂肪組織攝取，導(dǎo)致脂肪細(xì)胞膨脹，出現(xiàn)肥胖[26]。肥胖會(huì)導(dǎo)致氣道脂肪過(guò)度堆積和頸部脂肪壓迫，直接引起人體的上氣道狹窄進(jìn)而促進(jìn)OSAS的發(fā)生發(fā)展。此外，口腔的共生微生物群具有代謝活性，口腔微生態(tài)失調(diào)使得口腔環(huán)境PH值下降，這種酸性環(huán)境有利于病原菌的生長(zhǎng)繁殖，導(dǎo)致白細(xì)胞介素家族、腫瘤壞死因子等促炎細(xì)胞因子分泌增加,介導(dǎo)呼吸道炎性水腫，誘發(fā)或加重OSAS發(fā)生[13]。Nizam等[27]研究指出，OSAS應(yīng)被視為低度慢性炎癥性疾病，與正常人群相比，OSAS患者唾液及血液中白細(xì)胞介素-6水平顯著升高[28]。扁桃體也是口腔微生態(tài)的重要組成部分。Sarmiento等[29]對(duì)行扁桃體切除術(shù)的OSAS兒童進(jìn)行扁桃體細(xì)菌培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)金黃色葡萄球菌、流感嗜血桿菌、亞黃酸梭菌和化膿性梭菌等潛在致病性細(xì)菌的種類及豐富增高，提示口腔微生態(tài)失衡可直接導(dǎo)致扁桃體肥大或扁桃體炎，使口咽部通道狹窄，加速OSAS的發(fā)生發(fā)展。

對(duì)口腔微生物組學(xué)的研究可以揭示OSAS潛在的病理過(guò)程，從而為OSAS的診斷提供方向。但目前關(guān)于口腔微生態(tài)失衡影響OSAS發(fā)生發(fā)展的研究較少，尚需大樣本量對(duì)OSAS患者與健康受試者進(jìn)行宏基因組測(cè)序技術(shù)分析，檢測(cè)其口腔微生物功能基因的多樣性，對(duì)氨基酸合成代謝通路、脂類代謝通路等功能通路中的關(guān)鍵基因進(jìn)行詳細(xì)比較分析，尋找與OSAS相關(guān)的關(guān)鍵功能基因，從口腔微生態(tài)角度認(rèn)識(shí)OSAS的發(fā)生機(jī)制。

2.3 調(diào)節(jié)口腔微生態(tài)有望成為防治OSAS及其合并癥的新策略

OSAS及其臨床合并癥嚴(yán)重威脅人類生命健康，但現(xiàn)有治療措施仍以對(duì)癥、緩解癥狀為主，無(wú)法達(dá)到根治。Ko等[30]比較無(wú)創(chuàng)正壓通氣治療前后OSAS患者口腔標(biāo)本的細(xì)菌組成，發(fā)現(xiàn)孿生球菌屬豐度顯著下降，葡萄球菌豐度增加，提示口腔菌群豐度的高低與OSAS治療效果存在緊密聯(lián)系。有研究證實(shí)，孿生球菌屬參與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成，而動(dòng)脈粥樣硬化斑塊是OSAS相關(guān)高血壓發(fā)生發(fā)展的重要因素，通過(guò)干擾口腔中孿生球菌屬豐度可有效減少OSAS患者相關(guān)高血壓的發(fā)生[31]。葡萄球菌是一種能減少NO3的口腔細(xì)菌，可通過(guò)NO3-NO2-NO途徑產(chǎn)生NO，改善內(nèi)皮細(xì)胞功能，降低OSAS相關(guān)高血壓的發(fā)生。Chattopadhyay等[32]研究指出,通過(guò)益生菌干預(yù)可促進(jìn)個(gè)體口腔菌群的多樣性及豐度回升，有效抑制口腔病原菌如變形鏈球菌、乳酸桿菌等的生長(zhǎng)繁殖。減少口腔病原菌的種類及豐度，對(duì)恢復(fù)口腔微環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，減少由病原菌介導(dǎo)的呼吸道炎性水腫引發(fā)的上氣道阻塞有很大幫助。鑒于此，積極開(kāi)展口腔益生菌干預(yù)OSAS的嘗試似乎是很有希望的[33]。

3 小結(jié)與展望

綜上，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于口腔微生態(tài)與OSAS的相關(guān)研究?jī)H報(bào)道了不同程度OSAS患者唾液中菌群種屬、豐度的差異及兒童OSAS患者與健康人群口腔微生物菌群的差異，但并不能證實(shí)兩者間的因果關(guān)系。且目前缺乏益生菌干預(yù)和(或)無(wú)創(chuàng)正壓通氣治療對(duì)OSAS患者口腔微生態(tài)影響的干預(yù)性研究證據(jù)。因此，證實(shí)口腔微生態(tài)變化在OSAS病理生理過(guò)程中的作用，加大對(duì)OSAS患者的干預(yù)性研究是未來(lái)我們應(yīng)該努力的方向。