口腔微生態(tài)與慢性病關系的研究進展

徐雅琴 凌茜文 李毅蘋 褚夫江*

(1.廣東藥科大學生命科學與生物制藥學院，廣東 廣州 510006；2.廣東省生物活性藥物研究重點實驗室，廣東 廣州 510006；3.好易康生物科技(廣州)有限公司，廣東 廣州 510006)

我國慢性病患者已超過2.6 億，慢性病導致的死亡占總死亡人數(shù)的85%，慢性病已成為我國重要的社會問題和公共衛(wèi)生問題[1]。2017年1月國務院印發(fā)了《中國防治慢性病中長期規(guī)劃(2017-2025年)》，規(guī)劃指出慢性病主要包括心腦血管疾病、腫瘤、慢性呼吸系統(tǒng)疾病、糖尿病和口腔疾病，以及內分泌、腎臟、骨骼、神經系統(tǒng)疾病等[2]，值得關注的是口腔疾病作為新增慢性病納入了此次規(guī)劃。

作為消化及呼吸系統(tǒng)起始端的口腔，因其結構及功能多樣性，形成了豐富的微生物多樣性，并且是僅次于腸道的人體第二大微生物群落棲息地[3]。人體內有超過100萬億與宿主共生的微生物，許多細菌是口腔特有的?？谇恢杏?00多種細菌，包括至少11個細菌門和70個屬[4]。近期研究發(fā)現(xiàn)，腸道微生物的變化與眾多慢性疾病的發(fā)生和發(fā)展有關，并提出了“慢性病的腸源性學說”[5]?？谇晃⑸鷳B(tài)與慢性病發(fā)生與發(fā)展之間也存在密切的關系，并且逐漸引起了研究人員的關注和重視。

1 口腔微生態(tài)與心腦血管疾病

高血壓、高血脂、吸煙、飲酒及遺傳因素等是誘導心血管疾病(Cardiovascular Diseases，CVDs)的經典危險因素[6]。近年國內外流行病學研究表明，細菌與病毒感染引起的炎癥反應與CVDs的發(fā)病機制密切相關，其中由口腔微生物群失調引起的口腔感染是這類炎癥反應的重要組成部分[7]。隨著人們認識的廣泛性和研究的深入性，口腔微生態(tài)與CVDs的相關性越來越得到研究者的認同。

中、美、德等多國研究人員都報道過口腔微生態(tài)與冠心病等CVDs之間的關系[8]?？谇晃⑸飸B(tài)失調與動脈粥樣硬化心血管事件的比值比、風險比和相對危險度增加呈顯著的正相關[9]。另外，牙周疾病與心血管疾病、口腔衛(wèi)生不良與急性心肌梗死之間存在關聯(lián)已得到證實[10]。一項對92例有動脈粥樣硬化癥狀患者的研究表明，相對健康對照組，50%動脈粥樣硬化患者口腔中有較高豐度的韋氏球菌(anaeroglobus)，同時在動脈粥樣硬化斑塊中檢測到了幾種口腔中的細菌，包括齦紫單胞菌和伴放線桿菌等[11]。另外，美國一項前瞻性臨床研究評估了牙周病(periodontal disease，PD)與CVDs全因死亡率的關系。對3105例中度PD和561例嚴重PD的男性患者隨訪長達18年，男性PD的嚴重程度與30～64歲CVDs死亡率和全因死亡率風險相關[12]?？谇晃⑸鷳B(tài)失調是造成口腔疾病的重要原因，口腔疾病進而可能通過炎癥途徑影響了CVDs的發(fā)生發(fā)展[13]。

2 口腔微生態(tài)與腫瘤

流行病學研究表明，患牙周病或口腔細菌引起的牙齒缺失的人患腫瘤的風險增加[14]。引起慢性牙周病的細菌如普氏桿菌、卟啉單胞菌和鏈球菌等、病毒及真菌如白色念珠菌等與口腔腫瘤之間存在密切關系[15, 16]。在口腔癌患者黏膜表面和組織活檢中，白色念珠菌的檢出率和載荷量明顯高于非口腔癌患者[17]。近期研究表明，口腔鱗狀細胞癌患者唾液中的牙齦二氧化碳噬纖維菌、產黑色素普雷沃菌和緩癥鏈球菌含量明顯增加，將這3種細菌作為診斷標志物，可診斷約80%的口腔鱗狀細胞癌[18]。

此外，口腔微生物組也可能參與了其他遠隔器官腫瘤的發(fā)生。在食道鱗狀細胞癌患者中，其唾液菌群的多樣性降低，同時菌群結構發(fā)生改變[19]。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，在食道鱗狀細胞癌病變區(qū)牙齦卟啉單胞菌的檢出率高達61%，鄰近部位的檢出率僅為12%，而正常部位不曾被檢出[20]。另外，研究發(fā)現(xiàn)口腔菌群中牙齦卟啉單胞菌與伴放線桿菌的共存也會增加原發(fā)性胰腺癌風險[21]，研究人員利用高通量測序技術分析了8名胰腺癌患者，78名其他疾病患者和22名健康人的唾液菌群組成，發(fā)現(xiàn)胰腺癌患者唾液中牙齦卟啉單胞菌屬的豐度相對較高[22]。同時，口腔來源的微生物與結直腸腫瘤(colorectal cancer，CRC)的發(fā)生也密切相關[23]。CRC患者腫瘤組織與正常組織相比，具核梭桿菌(Fusobacterium nucleatum，F(xiàn)n)的序列呈明顯過表達，F(xiàn)n通過淀粉樣特性的粘附素(FadA)與直腸上皮細胞的E-cadherin結合，激活β-catenin和wnt調控的轉錄過程，導致一系列癌基因、信號基因、炎癥因子表達增加[24]。

3 口腔微生態(tài)與慢性呼吸系統(tǒng)疾病

口腔微生態(tài)與呼吸系統(tǒng)疾病的關系長期被忽視。一些長期臥床不起、生活不能自理、口腔衛(wèi)生較差、牙周狀況不理想的老人，吸入性肺炎的發(fā)病率較高[25]?？谇粌妊乐苤虏【敕蝺?，可導致支氣管炎和其他呼吸系統(tǒng)感染；唾液中與牙周病相關的酶可改變黏膜表面，促進呼吸道病原體的黏附和定植；來源于牙周組織的細胞因子可改變呼吸系統(tǒng)組織上皮，促進致病菌感染[26]?？谇晃⑸锝M與慢性阻塞性肺疾病( chronic obstructive pulmonary disease，COPD)也存在緊密關系，不良口腔衛(wèi)生及牙周狀況顯著增加罹患COPD風險，并且與COPD頻繁發(fā)作相關[27]。在此過程中，一方面齦下菌斑是COPD病原菌的儲存庫，可被持續(xù)吸入呼吸道中[28]；另一方面口腔及咽部的細菌分泌物也會吸入呼吸道中，對呼吸道上皮細胞產生刺激，誘發(fā)炎癥，而這些分泌物大多來自口腔疾病，最常見的是齲齒，其次是牙周炎和牙齦炎[29]。另有研究也發(fā)現(xiàn)義齒菌斑也可能導致COPD病情的進一步加重[30]。

4 口腔微生態(tài)與糖尿病

研究發(fā)現(xiàn)，影響牙齒支撐結構的局部牙周感染可通過將口腔致病細菌傳播到其他器官，促進全身炎癥狀態(tài)，增加糖尿病的患病風險[31]。炎癥性牙周組織可能是內分泌樣炎癥介質的來源，從而導致胰島素抵抗增加[32]。與此同時，也有多項研究證實，糖尿病是牙周炎的主要危險因素之一[33]?？谇患膊∨c糖尿病之間存在密切的雙向關系。

一項在重度牙周炎對Ⅱ型糖尿病患者血糖控制的影響研究中發(fā)現(xiàn)，健康對照組患者血糖控制水平明顯優(yōu)于重度牙周炎患者[34]。另有研究發(fā)現(xiàn)，非牙周病組的糖尿病患病率為11.9%，明顯低于牙周病組的糖尿病患病率17.6%，提示糖尿病與牙周病發(fā)病的相關性[35]。最早發(fā)現(xiàn)牙周病對糖尿病有負面影響的研究結果發(fā)現(xiàn)，牙周病的嚴重程度與血糖控制的效果相關，提出牙周病可能會影響糖尿病[36]。近期有研究提出，糖尿病患者病程和牙周損害程度與其牙齦下細菌種類和菌群的數(shù)量有關。病程越長、牙周損害越重的糖尿病患者，其菌群的種類和數(shù)量與血糖的相關性越強[37]。

5 口腔微生態(tài)與口腔疾病

人類口腔中的微生物群豐富程度僅次于胃腸道，包括細菌、真菌、支原體、原生動物和病毒等，其中細菌占據(jù)主要地位[38]。這些微生物與口腔固有環(huán)境共同形成一個類似于人類腸道“生態(tài)系統(tǒng)”的口腔微生態(tài)系統(tǒng)[39]。研究表明，除因生活習慣及口腔內結構改變造成的口腔微損傷外[40]，90%以上的口腔問題由細菌引起，如致病菌大量滋生導致口腔菌群失衡引起的齲齒、牙齦及牙周病、黏膜病、種植體周圍炎甚至口腔癌等[41]，其中最具破壞性的口腔致病細菌包括齒垢密螺旋體，福賽斯坦納菌和牙齦卟啉單胞菌等[42]。另外，口腔微環(huán)境中也存在益生菌，最常見的兩類益生菌分別為乳桿菌類和雙歧桿菌類，占口腔微生物總量不足1%[43]。但值得注意的是，益生菌的作用也是相對的，如乳桿菌在發(fā)揮去除口腔異味的同時可能具有加速齲齒的風險[44]。

5.1 口腔微生態(tài)與齲病

齲齒是最常見的慢性傳染病，它以細菌為主要病原體，在許多因素的作用下導致牙齒硬組織的慢性和漸進性破壞[45]。研究證實，以變異鏈球菌為代表的產酸菌及耐酸菌屬如乳酸桿菌屬、雙歧桿菌屬等被證明與齲活躍程度顯著相關[46]。而放線菌屬、梭桿菌屬、卟啉單胞菌屬也可能與齲病相關[47]，這表明齲病是由多種微生物組成的復雜群體共同作用的結果。當口腔微生態(tài)環(huán)境中關鍵因素改變，致使某些條件致病菌競爭性生長，口腔穩(wěn)態(tài)被打破，原有的低致齲菌群轉化為高致齲菌群，導致齲病發(fā)生[48]。

5.2 口腔微生態(tài)與牙齦及牙周病

口腔不潔時，口腔中的細菌會通過特定的分子相互作用附著到已成型的牙獲得性膜上，形成細菌生物膜[49]。隨著定植細菌的增多，菌斑生物膜逐漸成為致密的牙菌斑生物膜[50]。牙菌斑生物膜如清潔不及時，會進一步礦化為牙石，而牙石表面粗糙，有利于菌斑的繼續(xù)積聚，進而對于牙齦等造成影響，引發(fā)牙齦炎[51]。牙齦炎繼續(xù)發(fā)展為牙周炎，出現(xiàn)牙周組織溢膿，口臭不適，牙槽骨破壞吸收，牙齦萎縮，牙根暴露，牙齒松動等癥狀，最終可導致牙齒脫落[52]。牙齦炎的發(fā)生、發(fā)展的復雜性與齦下微生物與個體間復雜的宿主免疫和炎癥反應密切相關[53]。齦下微生物的組成主要包括細菌、古細菌、真菌和病毒，其中細菌約500種，最為豐富[54]。健康人群和牙齦炎患者的口腔微生物的組成存現(xiàn)明顯的差異，其中牙齦卟啉單胞菌和中間普氏菌等是造成牙齦炎的主要細菌[55]。牙齦炎是牙周炎連續(xù)的炎癥級聯(lián)反應[56]。研究人員根據(jù)牙周袋中各類細菌與疾病相關性，將細菌群落被分為紅色、橙色、紫色、藍色、綠色和黃色復合體[57]。第一復合體(紅)：與牙周炎緊密相關的菌群，包括福賽坦氏菌、牙齦卟啉單胞菌和齒垢密螺旋體；第二復合體(橙)：與牙周炎緊密相關的核心群，包括具核梭桿菌的牙周亞種、中間普氏菌、變黑普氏菌和微小消化鏈球菌等；第三種復合體(黃)：由血鏈球菌、口腔鏈球菌、輕鏈球菌、格登鏈球菌及中間鏈球菌等組成；第四種復合體(綠)：包括3種二氧化碳噬纖維菌、簡明彎曲菌、侵蝕艾肯菌、伴放線聚集桿菌；第五種復合體(紫)：由小韋榮菌和溶齒放線菌構成；第六種復合體(藍)：由放線菌構成，其中紅色復合體與牙周臨床參數(shù)緊密相關，特別是牙周袋深度和探診出血，橙色復合體與牙周袋深度相關[58]。

5.3 口腔微生態(tài)與口腔黏膜病

口腔黏膜病的表現(xiàn)形式多種多樣，常見的主要包括復發(fā)性阿弗他潰瘍、干燥綜合癥、口腔扁平苔蘚、口腔念珠菌病等[59]。健康狀態(tài)下，口腔微生物、黏膜免疫細胞及上皮屏障三者相互作用，維持口腔微生態(tài)穩(wěn)定。疾病狀態(tài)下，口腔微生態(tài)紊亂，各種致病菌及其毒力因子、代謝產物等激惹免疫系統(tǒng)，直接或間接破壞上皮屏障，促進口腔黏膜病的發(fā)生發(fā)展，產生免疫炎癥反應或不可逆轉的“炎-癌”轉化[60]。研究人員在檢測中發(fā)現(xiàn)，復發(fā)性口腔潰瘍患者存在口腔黏膜細菌組成結構及數(shù)量顯著性改變，唾液樣本中鏈球菌、韋榮球菌和奈瑟菌數(shù)量明顯少于健康人群[61]。而干燥綜合癥患者唾液中厚壁菌門細菌數(shù)量較健康對照組明顯升高，互養(yǎng)菌門及螺旋體屬細菌的數(shù)量較健康對照組明顯降低，且細菌物種的豐度明顯減少[62]。研究人員發(fā)現(xiàn)口腔扁平苔蘚患者頰黏膜表面梭桿菌屬、纖毛菌屬和勞特普羅菌屬相對豐度顯著增加[63]；口腔扁平苔蘚病損黏膜表面及唾液中牙周致病菌構成比升高，提示牙周致病菌在口腔扁平苔蘚發(fā)病過程中起到直接或間接的作用[64]?？谇荒钪榫≈饕l(fā)生于60歲以上老年女性，當口腔微環(huán)境因某些口腔疾病、佩戴義齒等局部因素或在使用某些藥物、惡性疾病及營養(yǎng)不良等全身因素刺激時，白念珠菌從共生生物體轉變?yōu)椴≡w，引起感染[65]。另外，最近研究發(fā)現(xiàn)，新型冠狀病毒-19也可能導致念珠菌病的發(fā)生[66]。

5.4 口腔微生態(tài)與種植體周圍炎

種植體周圍炎是指因菌斑積聚在種植體上，發(fā)生于種植體周圍組織的炎癥性損害，表現(xiàn)為機體免疫功能和炎癥之間的平衡被破壞[67]。細菌侵入種植體周圍組織后會引起機體的免疫應答反應，盡管免疫應答反應能夠清除細菌等有害物質，但是其產生的細胞因子、蛋白酶、前列腺素等會加速種植體周圍組織的破壞[68]。

5.5 口腔微生態(tài)與口腔癌

口腔癌是頭頸部最常見的惡性腫瘤，90%以上為唇部和口腔的披覆黏膜的鱗狀細胞癌，與口咽癌一起，位列全球第八大最常見的惡性腫瘤，是世界范圍內公共健康的重大威脅[69]?？谇晃⑸锱c口腔鱗癌的發(fā)生與發(fā)展存在密切關系，研究發(fā)現(xiàn)與臨近的正常黏膜相比，卟啉單胞菌屬和梭桿菌屬在口腔鱗癌組織表面顯著增加[70]。另有研究發(fā)現(xiàn)，與健康的牙齦組織相比，牙齦鱗狀細胞癌切片呈現(xiàn)較高的染色強度，提示鱗癌組織內牙齦卟啉單胞菌豐度顯著增加[71]。除此之外，口腔鱗癌病損區(qū)的擬桿菌門豐度均顯著增加，提示擬桿菌門與口腔鱗癌風險增加有關，或可作為生物標記物[72]。

6 其他

1891年口腔微生物學家D·米勒提出“口腔局灶性感染”理論，認為口腔微生物感染科影響身體的其他部位，形成各種系統(tǒng)性疾病。后續(xù)科研學在此基礎上，進一步研發(fā)發(fā)現(xiàn)，口腔的微生物感染與類風濕性關節(jié)炎、腎炎、心內膜炎及其他疾病密切相關[73]。這一理論的支持者認為，口腔微生物及其代謝物可以進入血液循環(huán)系統(tǒng)和引起各種全身或退化性變化。隨著對口腔局灶性感染的重視，口腔微生態(tài)也與肝臟疾病[74]、神經系統(tǒng)疾病[75]、不良妊娠結局[76]等密切相關。

7 總結

綜上所述，口腔微生態(tài)在人類微生物群落和人類健康中起著重要作用。口腔微生態(tài)的狀態(tài)也可以反應人體健康和疾病的情況，在相關疾病的風險預警和療效監(jiān)測中起到重要作用[77]?？谇晃⑸锝M學研究近年來在宏基因組、宏轉錄組、宏蛋白質組、宏代謝組等高通量組學技術的推動下，實現(xiàn)了多維度、多方向的快速發(fā)展，口腔微生態(tài)與人類慢性疾病的發(fā)生與發(fā)展的相關性也將得到更好的認識。