口腔微生态研究进展

向盈盈，皮 婷，宋 飞，杨向红，魏云林，季秀玲

（1）昆明市延安医院口腔科；2）药学部，云南昆明 650051；3）昆明医科大学第三附属医院微创介入科，云南昆明 650106；4）昆明理工大学生命科学与技术学院，云南昆明 650500）

口腔微生态系统是微生物群落与宿主共生形成的生态系统，相互之间可进行能量、物质以及遗传信息的交换[1-2]。口腔微生态中的理化环境，如温度、湿度、pH 值，是口腔微生物生存的重要微环境。不仅外界环境可影响口腔微生物的定植，口腔内结构形态的改变同样也会影响口腔微生物的定植。口腔微生物相互抗争，相互适应，使口腔微生物不断地变迁、进化、成熟[1-2]。

1 口腔生理生化特性

1.1 唾液

唾液是由唾液腺分泌的混合液体，无色无味，正常成人每日分泌量1.0～1.5 L，其中水分约占99%，其余成份主要是粘蛋白、球蛋白、尿素、尿酸、唾液淀粉酶、溶菌酶等有机物和少量无机盐（主要为钙盐、铵盐等）[1]。唾液中的溶菌酶及无机盐可以抑制细菌及菌膜的形成，增强牙齿的抗酸能力，减少溶解度。唾液昼夜分泌量相差极大，白天咀嚼食物时唾液分泌量增加，动态分泌流率峰值达2.27 mL/min，不仅有助于清除口腔中的食物残渣，而且使口腔内的细菌暂时减少，保持口腔清洁，起到保护口腔作用。夜间唾液分泌总量减少，但静态分泌流率峰值达0.57 mL/min，较清晨及上午增高，夜间唾液静态分泌流率的增高，除保持口腔湿润外，还可以维持一定量的唾液抑制致病菌，特别是链球菌（Streptococcus）、乳酸杆菌（Lactobacillus）这类产酸菌，减少龋病的发生。

1.2 pH 值

正常成年人的口腔pH 值近中性，约为6.6～7.1。口腔pH 变化与睡眠、体位、年龄和饮食生活习惯有关。白天，进食后大量分泌的唾液、谈话、直立重力因素等共同调节口腔pH 值。夜晚，唾液不是调节口腔内pH 值的主要因素，而是与人体的食管下段括约肌（lowesophageal sphincter，LES）有关。在未进食情况下，纵行的食管粘膜皱襞造成食管腔的封闭状态，这种状态产生的“毛细管现象”使胃液通过食管进入口腔，从而降低口腔pH 值，发育成熟的LES 可以阻止胃内容逆流。在婴幼儿阶段，由于LES 发育不成熟以及胃呈水平态，导致胃内容逆流，口腔pH 值明显较成人低，但是随着年龄增加，口腔pH 值也逐渐升高到正常值。现代人在饮食上多偏向于肉类、辛辣饮食、并且有抽烟等不良生活习惯，导致口腔内毒素及酸性物质堆积过多，使pH 下降，口腔环境变为酸性环境，从而产生多种口腔疾病。

口腔中的pH 的高低与龋齿的形成密切相关[2]。唾液pH 值越高者龋齿率越低，反之，pH 值低，龋齿发生率则高，牙菌斑生物膜是导致牙龋产生的直接原因。唾液中的酸性物质使牙釉质表面pH值降低，引起局部脱钙，糖蛋白与牙釉质表面形成钙化蛋白络合物构成牙菌斑的基质，牙菌斑形成后细菌产酸，分解无机物而形成龋坏。在唾液pH 值升高时，唾液成分中的钙盐能够沉淀析出，并在菌斑内沉积，使菌斑发生钙化，从而抑制龋坏[3]。

1.3 口腔中氧含量

人体口腔中分布有大量的厌氧和需氧菌属微生物，它们均为条件致病菌。厌氧菌是口腔内的主要病原菌，是人体正常菌群的重要组成部分，其数量远高于需氧菌，约占总菌属的90%。厌氧菌中以产黑色素厌氧菌、消化链球菌（Peptostreptococcus）、普氏菌属（Prevotella）、放线菌（Actinomycetes）、CO2噬纤维素菌（CO2Cytophagacea）、梭杆菌（Fusobacterium）和优杆菌属（Eubacterium）的微生物为主，需氧和兼性厌氧菌以口腔链球菌（Streptococcus）、表型葡萄球菌（S.epidermidis）、嗜血菌属（Haemophilus winslow）和奈瑟氏菌属（Neisseria）为主[4]。所以口腔中的氧含量对细菌活动会产生重要影响。口腔内的氧含量随外界环境及人类活动时刻变化，白天由于人类谈话及进食活动，口腔内的氧含量明显增多，需氧菌活跃，抑制厌氧菌活动。夜间口腔内的氧含量下降，厌氧菌代谢增加，大量增殖[5]，口腔厌氧菌总数可以达到日间细菌总数的7 倍[6]。在缺氧环境下，细菌分解代谢及无氧代谢增加，产生大量的有机酸、硫化物、氨、牙垢等破坏牙釉质。同时，夜间季也蒙假丝酵母 （Candida guilliermind）、白色假丝酵母（Monilia albican）等真菌数量也会增加，因此夜间是形成口腔异味及龋齿等口腔疾病最为主要的时期。

2 口腔不同部位的微生物分布及演化

2.1 口腔不同部位的微生物分布

由于口腔中定植位点的不同以及氧含量、营养成分、温度及宿主免疫体系的不同，口腔微生物形成了复杂的生态系统。在健康个体中，牙齿邻面微生物多样性最高，颊部微生物多样性最低[7]，在软组织、唾液、舌部及龈上菌斑中，以革兰阳性菌为优势菌，包括血链球菌、变异链球菌（Streptococcus mutans）、缓症链球菌、唾液链球菌和乳杆菌，其中龈上菌斑中链球菌属占有主要比例。放线菌属在龈上及龈下菌斑中具有非常高的数量占比。嗜乳酸杆菌（Lactobacillus acidophilus）及革兰阴性杆菌更多的存在于舌部[8]。口腔中还定植有全身致病菌，如金黄色酿脓葡萄球菌（Streptococcus pyogenes）、粪肠球菌（Enterococcus faecalis）及绿脓假单胞菌 （Pesudomonas pyocyaneum）的定植[9]。龈下菌斑则主要由革兰阴性厌氧菌构成，如放线杆菌（Actinomycesbovis）、伴放线放线杆菌 （Actinobacillus actinomycetemcomitans）、福赛斯坦纳菌（Tannerella forsythia）、弯曲杆菌（Campylobacter）、CO2噬纤维菌、啮蚀艾肯菌（Eikenella corrodens）、具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）、牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）、中间普雷沃菌（Prevotella intermedia），以及口腔螺旋体如齿垢密螺旋体（Treponmadnticola）等，它们都是牙周病的主要致病菌[10]。

2.2 不同生长时期口腔微生物的演化

新生儿口腔一般是无菌的，出生后婴儿就开始不断发生人与人或人与环境之间的紧密接触，从而与微生物之间建立起超级生物体（Superorganism）。出生时婴儿口腔内早期检出的乳酸杆菌和粪肠球菌可能来源于母亲分娩时阴道内的正常菌群。婴儿在出生1 d 以后，新生儿的口腔即出现大量微生物定植，特别是唾液链球菌（Streptococcus salivarius）、缓症链球菌和表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）等早期定植细菌。表皮葡萄球菌是人类皮肤上的正常需氧菌，在多数健康婴儿口腔检出的原因可能与母乳喂养时婴儿口腔接触母亲乳房和婴儿喜欢吮指有关。新生儿口腔中最早定植的厌氧菌主要为韦荣氏球菌（Verllonella），主要分布于新生儿口腔中的舌乳头间的少氧区。婴儿1 个月左右在无牙口腔中还可检出溶齿放线菌（Actinomyces odontolyticus）与白色念珠菌（Monilia albican）等微生物，说明新生儿期预防念珠菌感染也非常重要[11]。Cephas 等[12]发现在无牙颌儿童口腔中微生物主要由厚壁菌门、变异菌门、放线菌门、梭杆菌门、螺旋体门及拟杆菌门6 个门构成，其中厚壁菌门、变异菌门、放线菌门及梭杆菌门均为优势菌门。从婴儿到成年的过程中，口腔内微生物的丰度增加，但微生物种群的多样性则降低了。

幼儿期乳牙的萌出为细菌定植提供新的生态位点，口腔中微生物的数量及种类发生了重大改变。Ling 等[13]对乳牙期儿童唾液进行分析，发现5个门：厚壁菌门、变异菌门、放线菌门、梭杆菌门及拟杆菌门，包括7 个属：纤毛菌属（Leptotrichia Trevisan）、链球菌属（Streptococcus）、放线菌属 （Actinomyces）、普雷沃菌属（Prevotella）、卟啉单胞菌属（Porphyromonas）、奈瑟菌属（Neisseria）及韦荣球菌属（Veillonella），其中链球菌属、不动杆菌属，莫拉菌属，水栖菌属等的丰度要高于儿童其他时期。Milnes[14]调查了学龄前儿童牙齿上的正常菌群，发现在门齿、磨牙的唇面和舌面（除下门齿外），链球菌属是优势菌属，特别是变异链球菌的感染率明显增加，提示龋齿发生率可能会增高。下门齿上的优势菌属是放线菌属，在所有牙齿表面上奈瑟氏球菌属多于韦荣氏菌属。另外，还发现了革兰氏阴性杆菌和丝状菌，主要包括了嗜血菌 （Haemophilus influenzae）、梭杆菌（Fusobacterium）、槌壳噬纤维菌（Capnocy-tophaga）、纤毛菌（Leptotrichia）和红牛肝单胞菌属（Porphyromonas）的微生物。

混合牙列期，健康儿童口腔内的核心微生物种属与健康成人相似，但是牙周可疑致病菌牙龈卟啉单胞菌、齿垢密螺旋体、福赛斯坦纳菌（Tannerella forsythia）、直肠弯曲菌（Campylobacter rectus）、中间普雷沃菌（Prevotella intermedia）、侵蚀艾肯菌（Eikenella corrodens）相对丰度低于成年人，而龋病相关菌属如孪生球菌属（Gemella）、颗粒链菌属（Granulicatella）的相对丰度要高于健康成人[15]，提示儿童患龋齿的风险较高。Shaw 等[16]等从不同国家，不同城市，但有共同的饮食习惯和生活方式中的阿什肯纳齐犹太人（Ashkenazi jewish）家族的DNA 和唾液样本中证实：家庭环境是决定唾液微生物相似性的最重要因素，儿童拥有与父母亲最相似的核心唾液微生物细菌组成，包括链球菌、罗氏菌（Rothia）、奈瑟氏菌（Neisseria）和普氏菌属（Prevotella）微生物。日本混合牙列期儿童中未检出齿垢密螺旋体[17]，而巴西儿童中检出齿垢密螺旋体比例高达70%～80%，提示地域或饮食因素也是口腔内细菌定植的重要因素。Lópezd 等[18]认为阿拉伯人群中伴放线放线杆菌和中间普氏菌的检出率较高，原因在于他们缺乏口腔卫生习惯，很少使用抗微生物药物以及缺乏口腔保健。

3 微生物与口腔肿瘤

目前发现口腔肿瘤患者内的微生物与正常人群具有明显差异，但是微生物在肿瘤发生发展中的作用机制尚不清楚[19]。肿瘤组织的形成改变了细菌的定植。口腔鳞癌中厌氧菌种类及数量增多，可能与肿瘤内部氧化还原电位降低有关。在鳞状细胞癌样本 中 已 经 发 现 口 炎 消 化 链 球 菌（Peptostreptococcus）、唾液链球菌、格氏链球菌（Streptococcus gordonii）、溶血孪生球菌（Gemella haemolysans）、麻疹孪生球菌 （Geotrichum candidum）、约翰森菌（Actinomyces johnsonii）、副血链球菌Ⅰ型（Streptococcus parasanguis）[19]、黄色植物杆菌（Plantibacter?flavus）、密执安棒状杆菌（Clavibacter michiganensis）和栖热菌（Thermus）[20-21]等增多。同时厌氧菌普雷沃菌属、韦荣菌属、卟啉单胞菌属和CO2噬纤维菌的数量也有明显增加[22-23]。念珠菌感染与口腔恶性肿瘤相关[24]，伴有念珠菌感染的口腔白斑有更高的恶变率[25-26]。牙龈卟啉单胞菌的丰度增高与口腔癌相关[27]。

4 小结

人类微生物组（Microbiome）系指与人们共生共栖并在一定条件下导致各种疾病的微生物遗传信息的总和。美国国立卫生研究院于2007 年底启动了人类微生物组项目（human microbiomeproject，HMP）[28]，口腔微生物组被列为HMP 计划的研究重点之一。口腔微生物组特指包括细菌、古细菌、真菌和病毒等人类口腔中微生物的总和[29]。口腔微生物是人体各种微生物群落中最复杂的一种，这些微生物常以群体的方式导致各种口腔疾病[30]。群体中的每一个个体均参与了疾病的发生发展过程，即使是低丰度的成员依然可能作为复杂的群落行为表现的关键物种[31]。

口腔是一个天然开放系统，是微生物在人体上的重要栖息地，口腔环境为微生物的持续培养提供相对恒定的条件[32]。深入研究口腔微生态有助于我们更准确地认识口腔微环境和口腔疾病的发生、发展、转归，为口腔健康保驾护航。