糞腸球菌與口腔微生物相互作用的研究進(jìn)展

劉千溪 吳佳益 任彪 黃睿潔

1.口腔疾病研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院兒童口腔科 成都 610041；

2.口腔疾病研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院牙體牙髓病科 成都 610041；

3.口腔疾病研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心四川大學(xué)華西口腔醫(yī)學(xué)院 成都 610041

口腔是人體中微生物定植的重要生態(tài)系，人類口腔中定植的700多種細(xì)菌與200多種真菌影響著口腔健康[1]。菌群之間可以通過分泌生物代謝產(chǎn)物、物理接觸、基因轉(zhuǎn)移等相互作用來改變定植環(huán)境條件、影響機(jī)體免疫，增強(qiáng)致病菌的感染毒力等，促進(jìn)如齲病、根尖周炎、牙周炎等口腔感染性疾病的發(fā)生發(fā)展[2-3]。菌群之間的相互作用是致病機(jī)制的關(guān)鍵。

糞腸球菌是人體口腔、消化道和生殖道的常見菌。其可單獨(dú)形成生物膜，對常用的根管消毒藥物具有耐受能力，它還可以分泌明膠酶、溶細(xì)胞素等多種毒力因子導(dǎo)致難治性根尖周炎的發(fā)生。糞腸球菌經(jīng)常從牙周炎、難治性根尖周炎等病灶中與其他菌群共同分離出來[4-6]。糞腸球菌與其他菌種，如白色念珠菌、金黃色葡萄球菌、牙齦卟啉單胞菌、放線菌屬、鏈球菌屬等，存在著多種協(xié)助作用[7-8]，促進(jìn)菌群耐藥性的轉(zhuǎn)移、對環(huán)境適應(yīng)能力的提高、侵襲力或毒力的提升，進(jìn)而導(dǎo)致疾病治療難度的增加。

1 糞腸球菌與白色念珠菌的交互作用

白色念珠菌與糞腸球菌可從治療失敗的根管中同時(shí)檢出，且檢出率較高[9]，二者的相互作用可能是導(dǎo)致根管治療失敗的原因。

在白色念珠菌感染的免疫缺陷小鼠中，糞腸球菌是其腸道和口腔黏膜的主要定植細(xì)菌[10]。糞腸球菌可顯著上調(diào)白色念珠菌中生物膜調(diào)節(jié)器1（regulator of biofilm 1，ROB1）、非二酪氨酸80（non-dityrosine 80，NDT80）、生物膜重調(diào)器1（biofilm regulator 1，BRG1）及凝集素樣序列3（agglutinin-like sequence 3，ALS3）的表達(dá)，增加白色念珠菌黏附上皮組織、形成生物膜、降解鈣黏蛋白及侵入黏膜上皮的能力，使雙菌感染侵入到黏膜組織的更深層。相較于單菌，雙菌種在侵入黏膜組織時(shí)形成了更大更堅(jiān)固的生物膜[11]。白色念珠菌及糞腸球菌雙菌種感染組織的乳酸脫氫酶釋放量顯著上升，說明雙菌感染較糞腸球菌單菌感染對組織破壞程度更大[12]?？梢姸呦嗷プ饔每梢源龠M(jìn)感染的發(fā)生發(fā)展，使機(jī)體的病變加重。在體外培養(yǎng)時(shí)，糞腸球菌可產(chǎn)生多種抑制白色念珠菌菌絲形成的物質(zhì)，如EntV細(xì)菌素和抗念珠菌蛋白[13]。然而在體內(nèi)模型中，白色念珠菌顯著下調(diào)糞腸球菌的細(xì)菌素EntV相關(guān)的基因的表達(dá)下降[14]，說明在體內(nèi)感染時(shí)，二者呈協(xié)同關(guān)系。研究[15-17]表明，白色念珠菌可促進(jìn)根面齲的主要病原微生物黏性放線菌形成更加致密的生物膜，白色念珠菌的麥角甾醇生物合成途徑在此作用中至關(guān)重要。該途徑及其相似途徑是否在白色念珠菌促進(jìn)糞腸球菌的致病能力中發(fā)揮作用有待進(jìn)一步研究。

2 糞腸球菌與變異鏈球菌的交互作用

變異鏈球菌是齲壞的主要致病菌，其與根管感染密切相關(guān)，47%治療后的根管中可檢測到鏈球菌屬的存在[18-19]。Deng等[20]將糞腸球菌與變異鏈球菌共同接種在與牙本質(zhì)含量相似的羥磷灰石圓片上，發(fā)現(xiàn)變異鏈球菌使糞腸球菌形成了更厚更大的生物膜，然而細(xì)菌的總數(shù)沒有出現(xiàn)明顯變化，生物膜形成的增加的原因尚不清楚，這可能與細(xì)菌之間相互作用促進(jìn)生物膜基質(zhì)的分泌有關(guān)。用常用的根管沖洗劑洗必泰同時(shí)處理雙菌生物膜及糞腸球菌單菌生物膜，發(fā)現(xiàn)雙菌生物膜中活菌的數(shù)量更多，說明當(dāng)變異鏈球菌存在時(shí)，雙菌種對抗菌藥物的抗性較糞腸球菌單菌更高[21]。促進(jìn)糞腸球菌生物膜形成可導(dǎo)致難治性根尖周炎的發(fā)生，這對常用的根管治療藥物抗性提高增加了治療難度，為難治性根尖周炎的發(fā)展提供了條件[22]。綜上，變異鏈球菌與糞腸球菌的相互作用可促進(jìn)生物膜的形成，增強(qiáng)致病性，并協(xié)同抗藥。

然而變異鏈球菌在相互作用中，也可通過分泌的受密度感應(yīng)系統(tǒng)調(diào)控的二肽抗菌素SmbAB[23]和RM-10[24]可抑制糞腸球菌DNA與蛋白質(zhì)的合成，從而殺滅糞腸球菌，爭取更多的生存資源，說明二者仍然存在競爭關(guān)系。糞腸球菌是否也可分泌某些菌素來反制變異鏈球菌對其產(chǎn)生的抑制作用，以及在動(dòng)物模型中這種菌素可否引起菌群失調(diào)，從而治病還有待進(jìn)一步的研究證明。

3 糞腸球菌與戈登鏈球菌的交互作用

戈登鏈球菌最早定植在牙齒表面獲得性膜中的細(xì)菌，其存在可促進(jìn)后續(xù)微生物的定植[25]。持續(xù)的根管感染與鏈球菌屬有著顯著的相關(guān)性，特別是戈登鏈球菌與糞腸球菌[26-27]。糞腸球菌中的耐藥基因可轉(zhuǎn)移至戈登鏈球菌，后者可進(jìn)一步將耐藥基因傳遞到更多菌種[28-29]，這給持續(xù)感染的根管的治療帶來了挑戰(zhàn)。

在糞腸球菌中，每株糞腸球菌都含有最多4個(gè)攜帶耐藥性基因的質(zhì)粒，包括潛在的結(jié)合質(zhì)粒[30]。持續(xù)感染根管中的糞腸球菌與戈登鏈球菌常發(fā)生耐藥性交換[31]。戈登鏈球菌分泌的信息素s.g.cAM373可誘導(dǎo)糞腸球菌的耐藥質(zhì)粒pAM373從糞腸球菌轉(zhuǎn)移至戈登鏈球菌。質(zhì)粒pAM373家族中的一些成員具有萬古霉素抗藥性，致使戈登鏈球菌獲得耐萬古霉素的能力[32]。在質(zhì)粒轉(zhuǎn)移過程中糞腸球菌表面糖蛋白聚集物分泌增多，有助于細(xì)菌之間的共聚及DNA的轉(zhuǎn)移，從而為pAM373質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移創(chuàng)造條件[33]。s.g.cAM373還可以誘導(dǎo)結(jié)合質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到其他不含這種信息素的口腔鏈球菌中，如變異鏈球菌、血液鏈球菌、咽峽炎鏈球菌和豬鏈球菌，且可發(fā)生較大的DNA片段的轉(zhuǎn)移，這些轉(zhuǎn)移的片段可作為質(zhì)粒在受體菌內(nèi)穩(wěn)定地存在，或選擇性地結(jié)合到染色體中[29]。

糞腸球菌與戈登鏈球菌基因轉(zhuǎn)移的相關(guān)研究為在感染根管內(nèi)耐藥基因可發(fā)生水平轉(zhuǎn)移的假說提供了證據(jù)[31]，當(dāng)根管菌株含有共軛質(zhì)粒或轉(zhuǎn)座子基因時(shí)，根管治療期間或治療后耐藥性基因可轉(zhuǎn)移到其他菌群中導(dǎo)致根管治療失敗，符合糞腸球菌為難治性根尖周炎主要檢出菌的臨床記錄[5]。

4 糞腸球菌與金黃色葡萄球菌的交互作用

金黃色葡萄球菌是口腔頜面部間隙感染的主要致病菌[34]。其中，耐甲氧西林金葡菌（methicillin-resistantStaphylococcus aureus，MRSA）危害較大。MRSA感染已經(jīng)被列為世界范圍內(nèi)三大難解決的感染性疾病之一[35-36]，而糞腸球菌可傳遞針對MRSA最為有效的藥物萬古霉素的耐藥基因，因而兩者的相互作用不容忽視。

vanA質(zhì)粒在人體內(nèi)通過藕聯(lián)結(jié)合可從糞腸球菌轉(zhuǎn)移到金黃色葡萄球菌導(dǎo)致耐萬古霉素的金黃色葡萄球菌（vancomycin-resistantStaphylococcus aureus，VRSA）的產(chǎn)生。在耐藥性基因的轉(zhuǎn)移中，含pSK41樣質(zhì)粒的MRSA分泌的某種pSK41編碼的類信息素脂蛋白通過誘導(dǎo)供體菌株和受體菌株的聚集，促進(jìn)信息素應(yīng)答質(zhì)粒在糞腸球菌之間的結(jié)合[37]。將對萬古霉素敏感的MRSA與攜帶vanA質(zhì)粒的糞腸球菌進(jìn)行藕聯(lián)實(shí)驗(yàn)，含pSK41樣質(zhì)粒的MRSA分離株成功接受了外源性的糞腸球菌的vanA質(zhì)粒，不含pSK41樣質(zhì)粒的MRSA則接受失敗[38-39]。

在根尖周炎中亦有金黃色葡萄球菌的檢出[40]，但尚未在根尖周炎病灶中發(fā)現(xiàn)VRSA。萬古霉素耐藥性的供菌、難治性根尖周炎的主要檢出菌糞腸球菌的存在為根尖周炎中VRSA的產(chǎn)生提供了可能。一旦根尖周炎中產(chǎn)生VRSA，將使根尖周炎成為無藥可用、難以攻克的臨床難題。

5 糞腸球菌與牙齦卟啉單胞菌、伴放線放線桿菌的交互作用

在重度牙周炎患者牙周袋內(nèi)常可檢測出牙齦卟啉單胞菌、伴放線放線桿菌及糞腸球菌[41-42]。糞腸球菌的存在減弱了機(jī)體對于牙齦卟啉單胞菌與伴放線放線桿菌的免疫應(yīng)答反應(yīng)，給牙齦卟啉單胞菌和伴放線放線桿菌提供了免疫逃避的機(jī)制，加重了牙周炎的發(fā)展。

有學(xué)者[43-44]通過研究糞腸球菌、牙齦卟啉單胞菌和伴放線放線桿菌導(dǎo)致牙周炎的致病因子：糞腸球菌的脂磷壁酸（lipoteichoic acid，LTA）、牙齦卟啉單胞菌的脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）和伴放線放線桿菌的脂多糖發(fā)現(xiàn)了這種免疫逃逸機(jī)制。Toll樣受體（Toll-like receptor，TLR）在識(shí)別結(jié)合牙齦卟啉單胞菌和伴放線放線桿菌的LPS后導(dǎo)致機(jī)體分泌趨化因子白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-8從而引起免疫應(yīng)答。糞腸球菌的LTA可以上調(diào)人牙周韌帶細(xì)胞的TLR激活通路中負(fù)調(diào)控因子白介素-1受體相關(guān)激酶M（IL-1 receptor associated kinase M，IRAK-M），從而抑制調(diào)控IL-8產(chǎn)生的絲裂原活化蛋白激酶的磷酸化，導(dǎo)致IL-8相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子與DNA的結(jié)合活性降低，促進(jìn)炎癥的發(fā)展。

此外，金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的LTA含有飽和?；湥谙嗤瑮l件下沒有表現(xiàn)出抑制機(jī)體免疫應(yīng)答的作用，可能是該類LTA與糞腸球菌含有不飽和脂肪酸的LTA在脂質(zhì)成分上的細(xì)微差異。植物乳桿菌含有不飽和脂肪酸的LTA，通過IRAK-M激活削弱了大腸桿菌LPS誘導(dǎo)的人類腫瘤細(xì)胞中腫瘤壞死因子-α的產(chǎn)生[45]，可能與糞腸球菌LTA和植物乳桿菌LTA等含有不飽和脂肪酸的LTA抑制有關(guān)細(xì)菌誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的能力有關(guān)。

6 小結(jié)

糞腸球菌與其他菌的相互作用總結(jié)于表1。糞腸球菌與口腔微生物的相互作用在疾病的預(yù)防與治療中十分重要，通過相互作用使得雙菌的組織侵襲力上升、耐藥性提高，降低了機(jī)體對其產(chǎn)生的免疫應(yīng)答，從而導(dǎo)致遷延不愈的感染[5]，相關(guān)抗生素的耐藥性轉(zhuǎn)移也提高了臨床治療的難度。

糞腸球菌與其他細(xì)菌及真菌之間，不僅存在協(xié)同關(guān)系，也存在拮抗作用。例如，變異鏈球菌的部分菌株可以分泌一種受密度感應(yīng)系統(tǒng)調(diào)控的抗菌素SmbAB[23]和RM-10[46]來抑制糞腸球菌的生長，其中RM-10可以中止糞腸球菌的DNA、RNA與蛋白質(zhì)的合成。糞腸球菌的存在使金黃色葡萄球菌參與營養(yǎng)代謝的相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)，加大了其生存壓力，通過金黃色葡萄球菌的腸毒素SEs的酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測到SEs的分泌也受到抑制[47-48]。乳桿菌屬分泌的脂磷壁酸可以破壞糞腸球菌在牙本質(zhì)小片上的生物膜，降低其對常用根管清洗劑的抗性[49-50]?？谇晃⑸镩g的相互作用多種而復(fù)雜，這些作用也因菌群定植的環(huán)境而異，在生存壓力小的環(huán)境中菌種之間可相互抑制，而在生存壓力大的環(huán)境中則相互促進(jìn)、互利互惠，導(dǎo)致微生態(tài)改變，協(xié)同致病，抗藥等。通過體內(nèi)模型以及臨床樣本監(jiān)測，對相互作用進(jìn)一步探究可深入地理解糞腸球菌與口腔相關(guān)感染性疾病發(fā)生發(fā)展的機(jī)制，為口腔疾病的治療提供新的角度。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。