粪肠球菌与口腔微生物相互作用的研究进展

刘千溪 吴佳益 任彪 黄睿洁

1.口腔疾病研究国家重点实验室 国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院儿童口腔科 成都 610041；

2.口腔疾病研究国家重点实验室 国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院牙体牙髓病科 成都 610041；

3.口腔疾病研究国家重点实验室 国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医学院 成都 610041

口腔是人体中微生物定植的重要生态系，人类口腔中定植的700多种细菌与200多种真菌影响着口腔健康[1]。菌群之间可以通过分泌生物代谢产物、物理接触、基因转移等相互作用来改变定植环境条件、影响机体免疫，增强致病菌的感染毒力等，促进如龋病、根尖周炎、牙周炎等口腔感染性疾病的发生发展[2-3]。菌群之间的相互作用是致病机制的关键。

粪肠球菌是人体口腔、消化道和生殖道的常见菌。其可单独形成生物膜，对常用的根管消毒药物具有耐受能力，它还可以分泌明胶酶、溶细胞素等多种毒力因子导致难治性根尖周炎的发生。粪肠球菌经常从牙周炎、难治性根尖周炎等病灶中与其他菌群共同分离出来[4-6]。粪肠球菌与其他菌种，如白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、牙龈卟啉单胞菌、放线菌属、链球菌属等，存在着多种协助作用[7-8]，促进菌群耐药性的转移、对环境适应能力的提高、侵袭力或毒力的提升，进而导致疾病治疗难度的增加。

1 粪肠球菌与白色念珠菌的交互作用

白色念珠菌与粪肠球菌可从治疗失败的根管中同时检出，且检出率较高[9]，二者的相互作用可能是导致根管治疗失败的原因。

在白色念珠菌感染的免疫缺陷小鼠中，粪肠球菌是其肠道和口腔黏膜的主要定植细菌[10]。粪肠球菌可显著上调白色念珠菌中生物膜调节器1（regulator of biofilm 1，ROB1）、非二酪氨酸80（non-dityrosine 80，NDT80）、生物膜重调器1（biofilm regulator 1，BRG1）及凝集素样序列3（agglutinin-like sequence 3，ALS3）的表达，增加白色念珠菌黏附上皮组织、形成生物膜、降解钙黏蛋白及侵入黏膜上皮的能力，使双菌感染侵入到黏膜组织的更深层。相较于单菌，双菌种在侵入黏膜组织时形成了更大更坚固的生物膜[11]。白色念珠菌及粪肠球菌双菌种感染组织的乳酸脱氢酶释放量显著上升，说明双菌感染较粪肠球菌单菌感染对组织破坏程度更大[12]。可见二者相互作用可以促进感染的发生发展，使机体的病变加重。在体外培养时，粪肠球菌可产生多种抑制白色念珠菌菌丝形成的物质，如EntV细菌素和抗念珠菌蛋白[13]。然而在体内模型中，白色念珠菌显著下调粪肠球菌的细菌素EntV相关的基因的表达下降[14]，说明在体内感染时，二者呈协同关系。研究[15-17]表明，白色念珠菌可促进根面龋的主要病原微生物黏性放线菌形成更加致密的生物膜，白色念珠菌的麦角甾醇生物合成途径在此作用中至关重要。该途径及其相似途径是否在白色念珠菌促进粪肠球菌的致病能力中发挥作用有待进一步研究。

2 粪肠球菌与变异链球菌的交互作用

变异链球菌是龋坏的主要致病菌，其与根管感染密切相关，47%治疗后的根管中可检测到链球菌属的存在[18-19]。Deng等[20]将粪肠球菌与变异链球菌共同接种在与牙本质含量相似的羟磷灰石圆片上，发现变异链球菌使粪肠球菌形成了更厚更大的生物膜，然而细菌的总数没有出现明显变化，生物膜形成的增加的原因尚不清楚，这可能与细菌之间相互作用促进生物膜基质的分泌有关。用常用的根管冲洗剂洗必泰同时处理双菌生物膜及粪肠球菌单菌生物膜，发现双菌生物膜中活菌的数量更多，说明当变异链球菌存在时，双菌种对抗菌药物的抗性较粪肠球菌单菌更高[21]。促进粪肠球菌生物膜形成可导致难治性根尖周炎的发生，这对常用的根管治疗药物抗性提高增加了治疗难度，为难治性根尖周炎的发展提供了条件[22]。综上，变异链球菌与粪肠球菌的相互作用可促进生物膜的形成，增强致病性，并协同抗药。

然而变异链球菌在相互作用中，也可通过分泌的受密度感应系统调控的二肽抗菌素SmbAB[23]和RM-10[24]可抑制粪肠球菌DNA与蛋白质的合成，从而杀灭粪肠球菌，争取更多的生存资源，说明二者仍然存在竞争关系。粪肠球菌是否也可分泌某些菌素来反制变异链球菌对其产生的抑制作用，以及在动物模型中这种菌素可否引起菌群失调，从而治病还有待进一步的研究证明。

3 粪肠球菌与戈登链球菌的交互作用

戈登链球菌最早定植在牙齿表面获得性膜中的细菌，其存在可促进后续微生物的定植[25]。持续的根管感染与链球菌属有着显著的相关性，特别是戈登链球菌与粪肠球菌[26-27]。粪肠球菌中的耐药基因可转移至戈登链球菌，后者可进一步将耐药基因传递到更多菌种[28-29]，这给持续感染的根管的治疗带来了挑战。

在粪肠球菌中，每株粪肠球菌都含有最多4个携带耐药性基因的质粒，包括潜在的结合质粒[30]。持续感染根管中的粪肠球菌与戈登链球菌常发生耐药性交换[31]。戈登链球菌分泌的信息素s.g.cAM373可诱导粪肠球菌的耐药质粒pAM373从粪肠球菌转移至戈登链球菌。质粒pAM373家族中的一些成员具有万古霉素抗药性，致使戈登链球菌获得耐万古霉素的能力[32]。在质粒转移过程中粪肠球菌表面糖蛋白聚集物分泌增多，有助于细菌之间的共聚及DNA的转移，从而为pAM373质粒的转移创造条件[33]。s.g.cAM373还可以诱导结合质粒转移到其他不含这种信息素的口腔链球菌中，如变异链球菌、血液链球菌、咽峡炎链球菌和猪链球菌，且可发生较大的DNA片段的转移，这些转移的片段可作为质粒在受体菌内稳定地存在，或选择性地结合到染色体中[29]。

粪肠球菌与戈登链球菌基因转移的相关研究为在感染根管内耐药基因可发生水平转移的假说提供了证据[31]，当根管菌株含有共轭质粒或转座子基因时，根管治疗期间或治疗后耐药性基因可转移到其他菌群中导致根管治疗失败，符合粪肠球菌为难治性根尖周炎主要检出菌的临床记录[5]。

4 粪肠球菌与金黄色葡萄球菌的交互作用

金黄色葡萄球菌是口腔颌面部间隙感染的主要致病菌[34]。其中，耐甲氧西林金葡菌（methicillin-resistantStaphylococcus aureus，MRSA）危害较大。MRSA感染已经被列为世界范围内三大难解决的感染性疾病之一[35-36]，而粪肠球菌可传递针对MRSA最为有效的药物万古霉素的耐药基因，因而两者的相互作用不容忽视。

vanA质粒在人体内通过藕联结合可从粪肠球菌转移到金黄色葡萄球菌导致耐万古霉素的金黄色葡萄球菌（vancomycin-resistantStaphylococcus aureus，VRSA）的产生。在耐药性基因的转移中，含pSK41样质粒的MRSA分泌的某种pSK41编码的类信息素脂蛋白通过诱导供体菌株和受体菌株的聚集，促进信息素应答质粒在粪肠球菌之间的结合[37]。将对万古霉素敏感的MRSA与携带vanA质粒的粪肠球菌进行藕联实验，含pSK41样质粒的MRSA分离株成功接受了外源性的粪肠球菌的vanA质粒，不含pSK41样质粒的MRSA则接受失败[38-39]。

在根尖周炎中亦有金黄色葡萄球菌的检出[40]，但尚未在根尖周炎病灶中发现VRSA。万古霉素耐药性的供菌、难治性根尖周炎的主要检出菌粪肠球菌的存在为根尖周炎中VRSA的产生提供了可能。一旦根尖周炎中产生VRSA，将使根尖周炎成为无药可用、难以攻克的临床难题。

5 粪肠球菌与牙龈卟啉单胞菌、伴放线放线杆菌的交互作用

在重度牙周炎患者牙周袋内常可检测出牙龈卟啉单胞菌、伴放线放线杆菌及粪肠球菌[41-42]。粪肠球菌的存在减弱了机体对于牙龈卟啉单胞菌与伴放线放线杆菌的免疫应答反应，给牙龈卟啉单胞菌和伴放线放线杆菌提供了免疫逃避的机制，加重了牙周炎的发展。

有学者[43-44]通过研究粪肠球菌、牙龈卟啉单胞菌和伴放线放线杆菌导致牙周炎的致病因子：粪肠球菌的脂磷壁酸（lipoteichoic acid，LTA）、牙龈卟啉单胞菌的脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）和伴放线放线杆菌的脂多糖发现了这种免疫逃逸机制。Toll样受体（Toll-like receptor，TLR）在识别结合牙龈卟啉单胞菌和伴放线放线杆菌的LPS后导致机体分泌趋化因子白细胞介素（interleukin，IL）-8从而引起免疫应答。粪肠球菌的LTA可以上调人牙周韧带细胞的TLR激活通路中负调控因子白介素-1受体相关激酶M（IL-1 receptor associated kinase M，IRAK-M），从而抑制调控IL-8产生的丝裂原活化蛋白激酶的磷酸化，导致IL-8相关转录因子与DNA的结合活性降低，促进炎症的发展。

此外，金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的LTA含有饱和酰基链，在相同条件下没有表现出抑制机体免疫应答的作用，可能是该类LTA与粪肠球菌含有不饱和脂肪酸的LTA在脂质成分上的细微差异。植物乳杆菌含有不饱和脂肪酸的LTA，通过IRAK-M激活削弱了大肠杆菌LPS诱导的人类肿瘤细胞中肿瘤坏死因子-α的产生[45]，可能与粪肠球菌LTA和植物乳杆菌LTA等含有不饱和脂肪酸的LTA抑制有关细菌诱导免疫应答的能力有关。

6 小结

粪肠球菌与其他菌的相互作用总结于表1。粪肠球菌与口腔微生物的相互作用在疾病的预防与治疗中十分重要，通过相互作用使得双菌的组织侵袭力上升、耐药性提高，降低了机体对其产生的免疫应答，从而导致迁延不愈的感染[5]，相关抗生素的耐药性转移也提高了临床治疗的难度。

粪肠球菌与其他细菌及真菌之间，不仅存在协同关系，也存在拮抗作用。例如，变异链球菌的部分菌株可以分泌一种受密度感应系统调控的抗菌素SmbAB[23]和RM-10[46]来抑制粪肠球菌的生长，其中RM-10可以中止粪肠球菌的DNA、RNA与蛋白质的合成。粪肠球菌的存在使金黄色葡萄球菌参与营养代谢的相关基因表达上调，加大了其生存压力，通过金黄色葡萄球菌的肠毒素SEs的酶联免疫吸附试验检测到SEs的分泌也受到抑制[47-48]。乳杆菌属分泌的脂磷壁酸可以破坏粪肠球菌在牙本质小片上的生物膜，降低其对常用根管清洗剂的抗性[49-50]。口腔微生物间的相互作用多种而复杂，这些作用也因菌群定植的环境而异，在生存压力小的环境中菌种之间可相互抑制，而在生存压力大的环境中则相互促进、互利互惠，导致微生态改变，协同致病，抗药等。通过体内模型以及临床样本监测，对相互作用进一步探究可深入地理解粪肠球菌与口腔相关感染性疾病发生发展的机制，为口腔疾病的治疗提供新的角度。

利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。