口腔微生态与慢性病关系的研究进展

徐雅琴 凌茜文 李毅苹 褚夫江*

(1.广东药科大学生命科学与生物制药学院，广东 广州 510006；2.广东省生物活性药物研究重点实验室，广东 广州 510006；3.好易康生物科技(广州)有限公司，广东 广州 510006)

我国慢性病患者已超过2.6 亿，慢性病导致的死亡占总死亡人数的85%，慢性病已成为我国重要的社会问题和公共卫生问题[1]。2017年1月国务院印发了《中国防治慢性病中长期规划(2017-2025年)》，规划指出慢性病主要包括心脑血管疾病、肿瘤、慢性呼吸系统疾病、糖尿病和口腔疾病，以及内分泌、肾脏、骨骼、神经系统疾病等[2]，值得关注的是口腔疾病作为新增慢性病纳入了此次规划。

作为消化及呼吸系统起始端的口腔，因其结构及功能多样性，形成了丰富的微生物多样性，并且是仅次于肠道的人体第二大微生物群落栖息地[3]。人体内有超过100万亿与宿主共生的微生物，许多细菌是口腔特有的。口腔中有700多种细菌，包括至少11个细菌门和70个属[4]。近期研究发现，肠道微生物的变化与众多慢性疾病的发生和发展有关，并提出了“慢性病的肠源性学说”[5]。口腔微生态与慢性病发生与发展之间也存在密切的关系，并且逐渐引起了研究人员的关注和重视。

1 口腔微生态与心脑血管疾病

高血压、高血脂、吸烟、饮酒及遗传因素等是诱导心血管疾病(Cardiovascular Diseases，CVDs)的经典危险因素[6]。近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，其中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[7]。随着人们认识的广泛性和研究的深入性，口腔微生态与CVDs的相关性越来越得到研究者的认同。

中、美、德等多国研究人员都报道过口腔微生态与冠心病等CVDs之间的关系[8]。口腔微生物态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[9]。另外，牙周疾病与心血管疾病、口腔卫生不良与急性心肌梗死之间存在关联已得到证实[10]。一项对92例有动脉粥样硬化症状患者的研究表明，相对健康对照组，50%动脉粥样硬化患者口腔中有较高丰度的韦氏球菌(anaeroglobus)，同时在动脉粥样硬化斑块中检测到了几种口腔中的细菌，包括龈紫单胞菌和伴放线杆菌等[11]。另外，美国一项前瞻性临床研究评估了牙周病(periodontal disease，PD)与CVDs全因死亡率的关系。对3105例中度PD和561例严重PD的男性患者随访长达18年，男性PD的严重程度与30～64岁CVDs死亡率和全因死亡率风险相关[12]。口腔微生态失调是造成口腔疾病的重要原因，口腔疾病进而可能通过炎症途径影响了CVDs的发生发展[13]。

2 口腔微生态与肿瘤

流行病学研究表明，患牙周病或口腔细菌引起的牙齿缺失的人患肿瘤的风险增加[14]。引起慢性牙周病的细菌如普氏杆菌、卟啉单胞菌和链球菌等、病毒及真菌如白色念珠菌等与口腔肿瘤之间存在密切关系[15, 16]。在口腔癌患者黏膜表面和组织活检中，白色念珠菌的检出率和载荷量明显高于非口腔癌患者[17]。近期研究表明，口腔鳞状细胞癌患者唾液中的牙龈二氧化碳噬纤维菌、产黑色素普雷沃菌和缓症链球菌含量明显增加，将这3种细菌作为诊断标志物，可诊断约80%的口腔鳞状细胞癌[18]。

此外，口腔微生物组也可能参与了其他远隔器官肿瘤的发生。在食道鳞状细胞癌患者中，其唾液菌群的多样性降低，同时菌群结构发生改变[19]。进一步的研究发现，在食道鳞状细胞癌病变区牙龈卟啉单胞菌的检出率高达61%，邻近部位的检出率仅为12%，而正常部位不曾被检出[20]。另外，研究发现口腔菌群中牙龈卟啉单胞菌与伴放线杆菌的共存也会增加原发性胰腺癌风险[21]，研究人员利用高通量测序技术分析了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组成，发现胰腺癌患者唾液中牙龈卟啉单胞菌属的丰度相对较高[22]。同时，口腔来源的微生物与结直肠肿瘤(colorectal cancer，CRC)的发生也密切相关[23]。CRC患者肿瘤组织与正常组织相比，具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum，Fn)的序列呈明显过表达，Fn通过淀粉样特性的粘附素(FadA)与直肠上皮细胞的E-cadherin结合，激活β-catenin和wnt调控的转录过程，导致一系列癌基因、信号基因、炎症因子表达增加[24]。

3 口腔微生态与慢性呼吸系统疾病

口腔微生态与呼吸系统疾病的关系长期被忽视。一些长期卧床不起、生活不能自理、口腔卫生较差、牙周状况不理想的老人，吸入性肺炎的发病率较高[25]。口腔内牙周致病菌吸入肺内，可导致支气管炎和其他呼吸系统感染；唾液中与牙周病相关的酶可改变黏膜表面，促进呼吸道病原体的黏附和定植；来源于牙周组织的细胞因子可改变呼吸系统组织上皮，促进致病菌感染[26]。口腔微生物组与慢性阻塞性肺疾病( chronic obstructive pulmonary disease，COPD)也存在紧密关系，不良口腔卫生及牙周状况显著增加罹患COPD风险，并且与COPD频繁发作相关[27]。在此过程中，一方面龈下菌斑是COPD病原菌的储存库，可被持续吸入呼吸道中[28]；另一方面口腔及咽部的细菌分泌物也会吸入呼吸道中，对呼吸道上皮细胞产生刺激，诱发炎症，而这些分泌物大多来自口腔疾病，最常见的是龋齿，其次是牙周炎和牙龈炎[29]。另有研究也发现义齿菌斑也可能导致COPD病情的进一步加重[30]。

4 口腔微生态与糖尿病

研究发现，影响牙齿支撑结构的局部牙周感染可通过将口腔致病细菌传播到其他器官，促进全身炎症状态，增加糖尿病的患病风险[31]。炎症性牙周组织可能是内分泌样炎症介质的来源，从而导致胰岛素抵抗增加[32]。与此同时，也有多项研究证实，糖尿病是牙周炎的主要危险因素之一[33]。口腔疾病与糖尿病之间存在密切的双向关系。

一项在重度牙周炎对Ⅱ型糖尿病患者血糖控制的影响研究中发现，健康对照组患者血糖控制水平明显优于重度牙周炎患者[34]。另有研究发现，非牙周病组的糖尿病患病率为11.9%，明显低于牙周病组的糖尿病患病率17.6%，提示糖尿病与牙周病发病的相关性[35]。最早发现牙周病对糖尿病有负面影响的研究结果发现，牙周病的严重程度与血糖控制的效果相关，提出牙周病可能会影响糖尿病[36]。近期有研究提出，糖尿病患者病程和牙周损害程度与其牙龈下细菌种类和菌群的数量有关。病程越长、牙周损害越重的糖尿病患者，其菌群的种类和数量与血糖的相关性越强[37]。

5 口腔微生态与口腔疾病

人类口腔中的微生物群丰富程度仅次于胃肠道，包括细菌、真菌、支原体、原生动物和病毒等，其中细菌占据主要地位[38]。这些微生物与口腔固有环境共同形成一个类似于人类肠道“生态系统”的口腔微生态系统[39]。研究表明，除因生活习惯及口腔内结构改变造成的口腔微损伤外[40]，90%以上的口腔问题由细菌引起，如致病菌大量滋生导致口腔菌群失衡引起的龋齿、牙龈及牙周病、黏膜病、种植体周围炎甚至口腔癌等[41]，其中最具破坏性的口腔致病细菌包括齿垢密螺旋体，福赛斯坦纳菌和牙龈卟啉单胞菌等[42]。另外，口腔微环境中也存在益生菌，最常见的两类益生菌分别为乳杆菌类和双歧杆菌类，占口腔微生物总量不足1%[43]。但值得注意的是，益生菌的作用也是相对的，如乳杆菌在发挥去除口腔异味的同时可能具有加速龋齿的风险[44]。

5.1 口腔微生态与龋病

龋齿是最常见的慢性传染病，它以细菌为主要病原体，在许多因素的作用下导致牙齿硬组织的慢性和渐进性破坏[45]。研究证实，以变异链球菌为代表的产酸菌及耐酸菌属如乳酸杆菌属、双歧杆菌属等被证明与龋活跃程度显著相关[46]。而放线菌属、梭杆菌属、卟啉单胞菌属也可能与龋病相关[47]，这表明龋病是由多种微生物组成的复杂群体共同作用的结果。当口腔微生态环境中关键因素改变，致使某些条件致病菌竞争性生长，口腔稳态被打破，原有的低致龋菌群转化为高致龋菌群，导致龋病发生[48]。

5.2 口腔微生态与牙龈及牙周病

口腔不洁时，口腔中的细菌会通过特定的分子相互作用附着到已成型的牙获得性膜上，形成细菌生物膜[49]。随着定植细菌的增多，菌斑生物膜逐渐成为致密的牙菌斑生物膜[50]。牙菌斑生物膜如清洁不及时，会进一步矿化为牙石，而牙石表面粗糙，有利于菌斑的继续积聚，进而对于牙龈等造成影响，引发牙龈炎[51]。牙龈炎继续发展为牙周炎，出现牙周组织溢脓，口臭不适，牙槽骨破坏吸收，牙龈萎缩，牙根暴露，牙齿松动等症状，最终可导致牙齿脱落[52]。牙龈炎的发生、发展的复杂性与龈下微生物与个体间复杂的宿主免疫和炎症反应密切相关[53]。龈下微生物的组成主要包括细菌、古细菌、真菌和病毒，其中细菌约500种，最为丰富[54]。健康人群和牙龈炎患者的口腔微生物的组成存现明显的差异，其中牙龈卟啉单胞菌和中间普氏菌等是造成牙龈炎的主要细菌[55]。牙龈炎是牙周炎连续的炎症级联反应[56]。研究人员根据牙周袋中各类细菌与疾病相关性，将细菌群落被分为红色、橙色、紫色、蓝色、绿色和黄色复合体[57]。第一复合体(红)：与牙周炎紧密相关的菌群，包括福赛坦氏菌、牙龈卟啉单胞菌和齿垢密螺旋体；第二复合体(橙)：与牙周炎紧密相关的核心群，包括具核梭杆菌的牙周亚种、中间普氏菌、变黑普氏菌和微小消化链球菌等；第三种复合体(黄)：由血链球菌、口腔链球菌、轻链球菌、格登链球菌及中间链球菌等组成；第四种复合体(绿)：包括3种二氧化碳噬纤维菌、简明弯曲菌、侵蚀艾肯菌、伴放线聚集杆菌；第五种复合体(紫)：由小韦荣菌和溶齿放线菌构成；第六种复合体(蓝)：由放线菌构成，其中红色复合体与牙周临床参数紧密相关，特别是牙周袋深度和探诊出血，橙色复合体与牙周袋深度相关[58]。

5.3 口腔微生态与口腔黏膜病

口腔黏膜病的表现形式多种多样，常见的主要包括复发性阿弗他溃疡、干燥综合症、口腔扁平苔藓、口腔念珠菌病等[59]。健康状态下，口腔微生物、黏膜免疫细胞及上皮屏障三者相互作用，维持口腔微生态稳定。疾病状态下，口腔微生态紊乱，各种致病菌及其毒力因子、代谢产物等激惹免疫系统，直接或间接破坏上皮屏障，促进口腔黏膜病的发生发展，产生免疫炎症反应或不可逆转的“炎-癌”转化[60]。研究人员在检测中发现，复发性口腔溃疡患者存在口腔黏膜细菌组成结构及数量显著性改变，唾液样本中链球菌、韦荣球菌和奈瑟菌数量明显少于健康人群[61]。而干燥综合症患者唾液中厚壁菌门细菌数量较健康对照组明显升高，互养菌门及螺旋体属细菌的数量较健康对照组明显降低，且细菌物种的丰度明显减少[62]。研究人员发现口腔扁平苔藓患者颊黏膜表面梭杆菌属、纤毛菌属和劳特普罗菌属相对丰度显著增加[63]；口腔扁平苔藓病损黏膜表面及唾液中牙周致病菌构成比升高，提示牙周致病菌在口腔扁平苔藓发病过程中起到直接或间接的作用[64]。口腔念珠菌病主要发生于60岁以上老年女性，当口腔微环境因某些口腔疾病、佩戴义齿等局部因素或在使用某些药物、恶性疾病及营养不良等全身因素刺激时，白念珠菌从共生生物体转变为病原体，引起感染[65]。另外，最近研究发现，新型冠状病毒-19也可能导致念珠菌病的发生[66]。

5.4 口腔微生态与种植体周围炎

种植体周围炎是指因菌斑积聚在种植体上，发生于种植体周围组织的炎症性损害，表现为机体免疫功能和炎症之间的平衡被破坏[67]。细菌侵入种植体周围组织后会引起机体的免疫应答反应，尽管免疫应答反应能够清除细菌等有害物质，但是其产生的细胞因子、蛋白酶、前列腺素等会加速种植体周围组织的破坏[68]。

5.5 口腔微生态与口腔癌

口腔癌是头颈部最常见的恶性肿瘤，90%以上为唇部和口腔的披覆黏膜的鳞状细胞癌，与口咽癌一起，位列全球第八大最常见的恶性肿瘤，是世界范围内公共健康的重大威胁[69]。口腔微生物与口腔鳞癌的发生与发展存在密切关系，研究发现与临近的正常黏膜相比，卟啉单胞菌属和梭杆菌属在口腔鳞癌组织表面显著增加[70]。另有研究发现，与健康的牙龈组织相比，牙龈鳞状细胞癌切片呈现较高的染色强度，提示鳞癌组织内牙龈卟啉单胞菌丰度显著增加[71]。除此之外，口腔鳞癌病损区的拟杆菌门丰度均显著增加，提示拟杆菌门与口腔鳞癌风险增加有关，或可作为生物标记物[72]。

6 其他

1891年口腔微生物学家D·米勒提出“口腔局灶性感染”理论，认为口腔微生物感染科影响身体的其他部位，形成各种系统性疾病。后续科研学在此基础上，进一步研发发现，口腔的微生物感染与类风湿性关节炎、肾炎、心内膜炎及其他疾病密切相关[73]。这一理论的支持者认为，口腔微生物及其代谢物可以进入血液循环系统和引起各种全身或退化性变化。随着对口腔局灶性感染的重视，口腔微生态也与肝脏疾病[74]、神经系统疾病[75]、不良妊娠结局[76]等密切相关。

7 总结

综上所述，口腔微生态在人类微生物群落和人类健康中起着重要作用。口腔微生态的状态也可以反应人体健康和疾病的情况，在相关疾病的风险预警和疗效监测中起到重要作用[77]。口腔微生物组学研究近年来在宏基因组、宏转录组、宏蛋白质组、宏代谢组等高通量组学技术的推动下，实现了多维度、多方向的快速发展，口腔微生态与人类慢性疾病的发生与发展的相关性也将得到更好的认识。