口腔微生物与心血管疾病的相关性研究进展

赵洋洋，郭玉洪，刘 原，冯娇群，唐耀平，2

口腔微生物群是人体五大菌库之一，人类口腔中存在约700余种微生物，其中获得纯培养的有250余种[1-2]，包括细菌、真菌和病毒等。其中细菌占据大多数[3]，一般正常成年人的口腔中有500亿～1 000亿细菌。口腔微生物不仅固定在口腔中发挥其正常的生理功能，还能转移到身体的其他部位，引起感染和局部炎症反应[4]。近年来，随着微生物学研究的进展，口腔微生物与数种常见重大慢性非传染性疾病之间的相关性研究也逐步证实，口腔微生物与心血管疾病(cardiovascular diseases，CVDs)、消化系统疾病、神经系统疾病等全身系统性疾病以及类风湿性关节炎、糖尿病、肿瘤、早产等有关[5]。在CVDs的病因及病理学研究中，高血压、高血脂、吸烟、饮酒及遗传因素等经典危险因素对诱发或加重CVDs的影响是毋庸置疑的[6-7]。然而研究人员也逐渐意识到，这些影响因素并不能解释CVDs所有的临床表现和流行病学特征，由其引起的CVDs仅占临床总发病率的50%～70%[8]，还有一部分CVDs病因尚不明确。近几年，国内外流行病学研究表明，细菌与病毒感染引起的炎症反应与CVDs的发病机制密切相关，由口腔微生物群失调引起的口腔感染是这类炎症反应的重要组成部分。口腔微生物与CVDs关系的研究最早见于1963年[9]，随着人们认识的广泛性和研究的深入性，其相关性越来越得到研究者们的认同。

1 口腔微生物对CVDs的致病作用

1.1 口腔微生物对冠心病的致病作用 来自中国、美国和德国等十几个国家的研究人员曾大量报道口腔感染性疾病与冠心病等CVDs之间的关系[10-11]。研究发现，口腔微生物群失调与动脉粥样硬化心血管事件的比值比、风险比和相对危险度增加呈显著的正相关[12]。Menon等[13]利用16SrRNA扩增子测序技术在冠心病病人的动脉粥样硬化斑块中发现了引起牙周炎和龋齿的口腔细菌种类，且冠心病与龋齿在口腔微生物群的组成上有极大的相似之处，表明口腔微生物与冠心病有关联。Fak等[14]对92例病人的口腔微生物进行焦磷酸测序，发现口腔内丰富的厌氧菌可能与动脉粥样硬化有关。Koren等[15]选取15例受试者，使用454焦磷酸测序16S rRNA基因检测动脉粥样硬化斑块、口腔和内脏组织中的微生物多样性，研究发现口腔和肠道内的部分微生物可以影响血浆胆固醇水平的表达，从某种程度上来说，口腔细菌的存在可能导致动脉粥样硬化和CVDs的发生。廖武堂等[16]也发现了通过改善牙周感染性症状，消除口腔牙周致病菌，可以减少机体炎症反应，降低血脂水平，减少动脉粥样硬化发生的可能性。这为冠心病的病因探索和临床治疗手段的补充开辟了广阔的思路。

心肌梗死属于冠心病的一种类型。1989 年，Mattila等[17]曾在研究中证实了口腔微生物群失衡所致的牙周炎与急性心肌梗死(AMI)存在相关性。Stein等[18]曾发现大量AMI病人具有终末期牙周慢性感染的证据，并且通过聚合酶链反应(PCR)测定致病血栓，检测到多种牙周病原体，其中以放线杆菌和牙龈卟啉单胞菌居首。王绍峰等[19]通过对比分析老年AMI病人口腔牙周临床指标，发现老年AMI与牙周临床指标及牙周炎患病之间联系密切。有研究选择60岁以上AMI病人为研究对象，通过检测牙科情况、心功能指标及外周血炎性因子表达，结果显示，AMI病人的牙周疾病程度更严重，炎性因子表达水平的等级更高[20]。Górski等[21]通过病例对照研究，对社会人口学、心脏病学和牙周学变量进行评估，分析发现经年龄、性别、吸烟、高血压、糖尿病、体质指数、教育程度、收入等因素调整后，牙周炎与AMI之间存在一定的正相关。Holmlund等[22]对比口腔健康是否与心肌梗死、心力衰竭和中风3种不同的CVDs相关，选择探牙出血(BOP)、牙囊深度(NDP)和牙槽数(NT)3项指标作为研究靶点，结果显示，以牙槽数为主要代表的口腔健康指标与心肌梗死、心力衰竭相关。因此，在心肌梗死的流行病学研究中，口腔微生物的影响作用不容忽视，某些口腔指数甚至可以作为其临床研究的指标。

1.2 口腔微生物对高血压的致病作用 口腔微生物在高血压病程中也发挥着重要的生理作用。阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)是高血压的独立危险因素之一，Ko等[23]选择了139个口腔样本，并通过焦磷酸测序和16S rRNA的生物信息学分析确定其微生物的组成，发现OSAHS合并高血压病人中牙龈卟啉单胞菌和放线杆菌的相对丰度较高，促炎细胞因子升高，可知口腔微生物与高血压密切相关，阐明口腔微生物群的差异有助于了解OSAHS相关高血压的发病机制。有研究采用DNA-DNA棋盘杂交技术检测11种龈下细菌，发现龈下牙周致病菌的水平与收缩压/舒张压的升高及高血压患病率直接相关[24]。程倩等[25]利用聚合酶链反应变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)指纹图谱技术对老年高血压病人的口腔唾液微生物群落结构进行研究分析，结果显示，与健康对照组相比，高血压病人唾液微生物群落的丰富度和Shannon指数显著降低。也有研究表明，刷牙频率低的人患高血压的风险明显高于饭后刷牙的人，减少刷牙次数会增加高血压的发生率[26]。

1.3 口腔微生物对CVDs产生致病作用的机制 目前认为口腔微生物对心血管产生致病作用主要与动脉粥样硬化斑块形成相关：①口腔微生物可以通过其表面胶原样分子和血小板聚集相关蛋白促进血栓形成[27]；②革兰阴性菌释放的脂多糖可以通过刺激免疫调节因子从宿主释放以结合T细胞受体或内皮细胞，促进动脉粥样硬化斑块的发生；③口腔微生物中的菌毛和内毒素等毒力因子会造成牙周组织损伤，引起上皮屏障缺陷，从而进入血液循环，严重影响血管内皮细胞功能，导致内皮功能紊乱、动脉粥样硬化斑块形成和其他疾病[28]；④口腔感染性细菌可刺激细胞产生大量炎性因子，如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)等[29]，破坏机体免疫系统，引起相关炎症及血管内皮损伤，促进动脉粥样硬化斑块形成；⑤口腔内的血链球菌通过破损的口腔黏膜进入血液，激活单核细胞发生外源性凝血，诱导血小板发生血栓样聚集，形成菌血症促进动脉粥样硬化斑块形成。综上可知，口腔微生物的参与对于动脉粥样硬化引起的诸多CVDs的发生发展至关重要，两者相互影响、密不可分，提示口腔微生物可作为了解心血管系统疾病的重要窗口。

2 口腔微生物对CVDs的保护作用

2.1 口腔微生物对冠心病的保护作用 口腔微生物通过促进一氧化氮(NO)的产生在人类心血管生理中发挥重要的共生功能。近年来，随着NO、口腔微生物和冠心病内在关系的研究层层深入，NO已被逐渐认识到在人类许多生理病理过程中扮演着重要的角色，是维护血管自身内环境平衡防治CVDs的重要信息分子[30]。其中口腔微生物通过激活NO补充途径[硝酸盐(NO3-)-亚硝酸盐(NO2-)- NO][31]释放大量NO，发挥控制血压、抑制血小板聚集和保护血管活性的功能[32]，有效提高NO生物利用度，减少组织氧化应激的产生[33]，预防心肌缺血-再灌注损伤，起到良好的心血管保护作用。NO补充途径不依赖于氧(O2)，在NO2-浓度降低的情况下依赖口腔微生物激活，是对一氧化氮合酶(NOS)依赖途径的有益补充，其相关研究是证实口腔微生物对冠心病等CVDs具有保护作用的有利依据。

2.2 口腔微生物对高血压的保护作用 高血压会增加病人罹患心脏病和中风的风险，据估计，尽管使用药物进行积极的治疗，但其中只有约50%的病人能够较好地控制血压，口腔特定菌群的存在与否可能决定血压的稳定水平。通过使用口服抗菌剂破坏肠唾液循环可导致高血压相关收缩压升高。Tribble等[34]通过16S rRNA基因测序和分析，检测使用氯己定防腐漱口水1周是否与有口腔卫生行为记录且无口腔疾病的健康正常血压个体的舌体菌群变化和静息收缩压有关。研究表明，通过定期清洁口腔，维持口腔健康，并从饮食中摄入足够的NO3-，可以改善静息收缩压，亚硝酸还原酶水平较高的个体静息收缩压较低。Bryan等[35]研究表明通过消毒清洗口腔或过度使用抗生素来消除口腔细菌会导致正常人血压升高，如果在抗菌后补充NO2-可以使血压恢复稳定，即口腔内硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的重新定殖可以使血压正常化。研究者提供了口腔微生物和系统血压调节之间相关联的依据，通过维持口腔微生物的群落平衡来管理系统性高血压是心血管医学中一种全新的范例。这些结果进一步支持了口腔微生物通过NO3-- NO2-- NO通路促进人类健康的概念。

2.3 口腔微生物对CVDs产生保护作用的机制 研究表明，口腔微生物产生心血管保护作用的机制可能与NO3-的肠唾液循环相关。在口腔唾液腺中，大量经由唾液腺-肠道循环产生及从饮食摄入的NO3-被唾液腺吸收并聚集在唾液中。在正常的生理条件下，系统内大约25%的NO3-被主动吸收在唾液腺中。位于舌体后部的共生厌氧菌以硝酸还原酶为介质，将NO3-还原成NO2-，并将NO3-和NO2-作为该菌落的最终电子受体，辅助机体完成从NO3-还原到NO的第一步，随着体液吞下的NO2-在胃肠道中进一步还原成NO和其他的氮化物，在维持体内NO的动态平衡中扮演着重要的角色[36]，这一生理过程称之为NO3-的肠唾液循环。口腔微生物在NO产生的补充途径中发挥着至关重要的作用，对动脉粥样硬化引起的心肌缺血等CVDs具有保护作用，能有效减低CVDs发生的概率，一定程度上还可以防止其他正常细胞功能障碍。

3 中药、口腔微生物与CVDs

中医学基于五脏与形体诸窍紧密相连的认知，认为口舌与心脏关系密切。公元8世纪敦煌遗书《辅行诀脏腑用药法要》就记载了采用“着舌以通心气”的立法以硝石雄黄散治疗急心痛(冠心病心绞痛或心肌梗死)的临床应用[37]，疗效确切。现代研究也表明了中药在维护口腔微生物群落平衡、预防或治疗CVDs等方面发挥着举足轻重的作用[38]。中药对口腔病原微生物的抑菌实验研究表明，银杏叶提取物对牙龈卟啉单胞菌具有抑制和杀灭功效[39]，且具有降血糖、调血脂、抗炎及改善胰岛素抵抗的作用，预处理能够减轻因急性心肌缺血导致的心肌损伤，被广泛用于治疗冠心病、高血压、高脂血症、病毒性心肌炎等[40]。黄正蔚等[41]研究了11种中药粗提物的抗菌活性及中药对细菌代谢产酸和合成胞外多糖能力的影响，结果表明常用于临床CVDs的中药三七能全面抑制口腔细菌代谢酸的产生，川芎和三七均能显著抑制变形链球菌胞外水不溶性多糖的生成。季育[42]研究中药复方口炎清，发现其能够调节口腔微生物群的稳态，适当提高链球菌及韦荣氏菌群的数量，同时能够提高机体T辅助细胞和自然杀伤细胞的数量，改善细胞免疫功能，提高免疫力，有利于减少口腔疾病的复发。而口炎清组方中的麦冬[43]、生地黄[44]、丹皮[45]、枳壳[46]、甘草[47]等中药在CVDs中均有相应的运用先例，丹皮、枳壳和甘草更是心内科常用药物。

4 总结与展望

CVDs是一种全身性疾病，即全身各种疾病都有可能成为其发生和发展的重要组成部分，因此，对CVDs的研究也不能局限在个别环节。此外，虽然口腔微生物群与CVDs之间存在相关性，但是在动脉粥样硬化过程的各个阶段中，众多牙周致病菌及其致病因子究竟发挥着何种作用，以及能发挥多大作用仍是一个很模糊的概念，而且目前尚未有研究直接给出两者之间存在因果关系的证据，其具体作用机制还有待进一步研究。对口腔微生物群失调所致口腔疾病的预防或治疗是否可以降低CVDs的发病率目前也尚无定论，有待于进一步研究。现有证据已证实两者具有密切联系，口腔微生物群相关机制的研究对CVDs的诊疗依然能提供一定的帮助，且中药对于维持口腔微生物群稳态，保护心血管系统效果理想，用药安全、副作用小，对这一领域的进一步研究在预防和控制CVDs，弥补未来更多心血管领域的空白，为心血管领域开拓新的视野，提高人类的生活质量等方面，具有重要的意义。