消化疾病的口腔菌群基础及在诊断中的应用

周 铖，刘 力，赵唯含，寇小妮，张大鹏，刘芳芳

1.陕西中医药大学第一临床医学院，陕西 咸阳 712000；2.陕西中医药大学附属医院消化一科；3.陕西中医药大学附属医院肝病二科

人体拥有一个庞大的微生物生态环境，消化道则是这种共生环境的主要构成部分，其微生物种类可达到3万种，并且微生物基因数量超过人类基因组的数量级[1]。微生物与宿主人体在生存中达到一种平衡，大多数微生物参与人体的相关代谢，可以帮助消化、促进维生素的合成、刺激肠道免疫系统的发展、与上皮细胞共同构成防止病原体入侵的内在屏障[2-3]。口腔与肠道相通，均包含庞大的微生物群落，菌群具有同源性，口腔菌群失调的原因不仅仅是消化道内细菌负荷传递，在结肠、直肠的病变上，更可能是肠道菌群代谢物以主动吸收及破坏上皮屏障等方法，通过血液或淋巴循环对口腔的靶向影响，因此口腔菌群在消化疾病的发生、发展中不可忽视[4]。口腔菌群变化易于检测，且肉眼即能观察到舌苔的变化，通过研究菌群失调与消化疾病发生的重要机制，了解口腔菌群与消化疾病的相关性，可以为消化疾病的诊断提供新的思路，在中医舌诊的现代化方面也有重要意义。

1 口腔菌群的稳态

口腔微生物群至今共发现29门365属，其中最丰富的微生物群主要有蛋白菌、厚壁菌、拟杆菌、放线菌、梭杆菌和TM7。在属水平上，链球菌属、奈瑟菌属、普氏菌属、放线杆菌属和韦氏杆菌属的相对丰度较高[5]。这些丰度较高的菌群具有特定的表面配体，与唾液中的糖蛋白结合，以选择性的方式定植在口腔中[6]。邻近的口腔微生物在人体代谢上相互作用，协同分泌糖蛋白或酶等物质，更有效地代谢糖类、脂肪和蛋白质[7]。He等[8]在进行体外口腔菌群的竞争试验中显示，口腔微生物群落对外来细菌(大肠杆菌、乳酸杆菌等)的繁殖表现出拮抗作用，竞争并抑制外来细菌的生长，这也是能保持口腔菌群稳态的重要原因。通过分析口腔微生物群落数量和组成的变化，可以揭示疾病与微生物变化之间的关系，为疾病的防治提供有力的理论依据。

2 口腔菌群与消化疾病

2.1 口腔菌群与食管疾病口腔与食管在解剖位置上紧密相连，不仅菌群种类丰度具有极大的相似性，且食管疾病所导致菌群的变化也能较快地表现在口腔中[5]。Barrett食管患者的口腔菌群中硬壁菌相对丰度增加，变形杆菌减少，且唾液中劳托利亚菌(伯克氏科细菌属)及链球菌作为检测对象，在鉴别诊断上能达到较高的准确性[9]。多项前瞻性研究表明，食管癌患者在口腔菌群的表现具有差异性，口腔菌群的多样性明显降低，食管腺癌(esophageal adenocarcinoma，EAC)的发生与福赛斯坦纳菌密切相关，而劳托利亚菌、心杆菌属、棒杆菌属、消化球菌的减少在食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)中特异性较高[10-11]。在临床上，患有凝血障碍、心肺疾病的患者并不适合食管内镜检查，唾液检测作为非侵入性试验，准确率高，可作为诊断食管疾病的主要方法之一[12]。

2.2 口腔菌群与胃部疾病胃内长期的高酸环境及各种抗菌酶，使得大多数微生物在胃内不易定植，且肠道的细菌负荷无法向上消化道如食管、口腔传导，在门水平上，包括放线杆菌、拟杆菌、厚壁菌、梭杆菌和变形杆菌构成了胃内的主要微生物群[13]。胃部疾病的发生通常与幽门螺杆菌(Helicobacter pylori，H.pylori)感染有关，其可沿食管向上部定植，从而发生口腔H.pylori感染。Ansar等[14]发现，口腔中感染H.pylori的患者，出现胃食管反流病(gastroesophageal reflux，GERD)、食管括约肌松弛症、十二指肠炎及十二指肠溃疡的概率显著增加。在GERD发生后，口腔红斑出现、腭黏膜损伤、唾液腺功能改变，口腔内微生物环境发生变化，口腔念珠菌病的患病率增加[15]。几项对胃癌患者口腔菌群检测的研究发现，奈瑟菌和嗜血杆菌显著减少，变形菌门的数量也明显降低[16]。Wu等[17]将胃癌患者分为非贲门癌组与贲门癌组，在检测口腔菌群后发现，与正常人群相比，两组患者口腔菌群的α多样性与β多样性降低，门水平上，非贲门癌组硬壁菌丰度较高，拟杆菌丰度较低，硬壁菌/拟杆菌呈现高数值，但这一特点在贲门癌患者中并未出现，贲门癌患者口腔中营养缺陷菌属、韦荣球菌属显著增加。对于无法耐受胃镜的人群，口腔菌群可以作为胃癌早期检测或风险评估的生物标志物。

2.3 口腔菌群与肝胆疾病口腔菌群与肠-肝轴的关联性近几年不断被强调，肝脏受门静脉循环系统的影响，接受着从肠道吸收的各种代谢物质，肠道微生物的紊乱可使肠道屏障出现通透性的改变，肝脏可能受到来自肠道更多毒力因素的作用[18]。但肝脏也能通过分泌胆汁酸和免疫球蛋白IgA抗体等方式影响近端及远端口腔菌群，对菌群种类的控制起着重要的调节作用，这就是口-肠-肝轴存在的重要体现[4]。多项研究表明，牙周炎与非酒精性肝病、肝硬化、肝癌及肝移植并发症的发生、发展有着密不可分的联系，血清中谷丙转氨酶较高的人群更易得牙周炎，肝硬化患者牙周状况比健康人群差，更易出现牙菌斑和牙结石，并且牙周治疗可能会使肝功能的某些指标得到改善[19-20]。肝硬化患者唾液中毛螺菌科、瘤球菌科及梭菌科数量减少，肠杆菌科数量增加，唾液中内毒素和内毒素结合蛋白的含量明显高于正常人[21]。肝癌患者舌苔微生物群与健康人群也有明显区别，这些微生物群多与镍铁转运、氨基酸转运和能量代谢有关，其中巴氏杆菌科、链球菌科、假单胞菌科较正常人群减少，梭杆菌科、钩端螺旋菌科、放线菌科较正常人增加[22-23]。随着口-肠-肝轴不断深入的研究，通过调节口腔及肠道菌群来缓解肝损伤，将会成为今后治疗肝病的重要方法之一。

2.4 口腔菌群与胰腺疾病慢性胰腺炎是常见的胰腺疾病之一，长期的炎症浸润将导致肠道通透性增加、细菌过度生长，从而引发继发性感染和内毒素血症，急性发病时，血、尿淀粉酶具有高度特异性[24]。胰腺癌是消化道死亡率较高的癌症，确诊后的半年存活率仅有50%，CA199、CEA等肿瘤标志物缺乏足够的敏感性和特异性，只能作为参考的指标[25]。目前诸多的研究均致力于口腔菌群在胰腺癌诊断上的应用。与健康人群相比，胰腺癌患者口腔中的嗜血杆菌、卟啉单胞菌、纤毛菌和梭杆菌的丰度变化较大，具有特异性[26-27]。唾液中轻链球菌及长奈瑟菌的丰度变化可作为鉴别胰腺癌和慢性胰腺炎的依据[28]。牙周病患者胰腺癌的患病率显著高于健康人群，并与牙龈卟啉单胞菌抗体的升高呈正相关，而与梭杆菌门的丰度增加呈负相关[29]。另外，Risch等[30]发现，H.pylori感染将增加胰腺癌的患病率。这些检测将有助于胰腺癌的早期筛查、病因预防及二级预防。

2.5 口腔菌群与肠道疾病口腔与肠道均拥有着各自稳定的微生物群落，两者虽然在解剖位置上距离较远，但可以通过消化道的菌群传导及释放细胞因子互相影响。Francavilla等[31]在肠炎患儿唾液中的菌群进行16s rRNA基因分析，发现在厚壁菌门中，血链球菌、芽孢菌、毛螺菌科丰度增加，在拟杆菌门中，牙髓卟啉单胞菌、普氏菌属丰度增加。炎症性肠病(inflammatory bowel disease，IBD)在全球的发病率正逐年增加，基因及先天免疫系统异常已无法全面解释其病因，近年肠道微生物群失调成为该病的研究重点[32]。与健康人群相比，IBD患者的韦荣球菌属及普氏菌属丰度增加，而链球菌属及嗜血菌属相对丰度减少[33]。IBD患者粪便溶菌酶水平明显升高，而唾液溶菌酶水平明显低于健康人群，与溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)及健康人群相比，克罗恩病(Crohn’s disease，CD)的口腔微生物群多样性的降低更加明显，梭杆菌与厚壁菌减少具有特异性[34]。结直肠癌(colorectal cancer，CRC)是全球患病率第三的恶性肿瘤，在我国的发病率也逐年升高，肠镜与活检虽然能及早发现并定性原发灶，但由于肠道准备、内镜操作可能使患者带来一定痛苦，我国40岁之前的肠镜普及率仍未到达一半[35]。Flemer等[36]发现，CRC患者的口腔菌群中具核梭杆菌、消化链球菌、细小单胞菌的变化具有独特性。多项研究也印证了这一发现，口腔具核梭杆菌通过调节癌细胞的自噬而促进CRC对化疗的耐受，在CRC的发生、发展中起着重要作用[37-39]。口腔微生物在一定程度上影响肠道微生物的发育，通过对IBD、CRC与其他疾病之间口腔微生物群的进一步研究及比较，将为发现IBD、CRC特有的非侵入性生物标志物提供重要信息。

3 口腔菌群与舌苔

中医舌诊起源甚早，在《内经》中就已指出，“舌为心之苗……脾之外候……”经过2 000多年的经验积累，中医舌诊的理论体系逐渐完善，形成了望舌苔而知病邪性质、病位深浅、邪正消长，望舌质而知脏腑虚实、气血盛衰，司外揣内、见微知著的中医诊断特色。在中医学上，舌苔由胃气上蒸所生；在现代医学中，舌苔主要由舌乳头与填嵌在其间隙内脱落的角化上皮细胞构成，舌中唾液、食物碎屑和渗出的白细胞可稍改变舌苔形态。随着高通量测序16s rRNA技术的成熟，舌苔的微生物学基础逐渐被明确。由于口腔中各部位的环境具有差异，微生物群也存在差异，如拟杆菌在唾液中含量较丰富，梭状芽胞杆菌聚集在舌背，黄杆菌在牙龈菌斑中的数量较多[5]。舌苔表面也具有固定的微生物群，若感染、炎症反应导致口腔菌群的稳态遭到破坏，舌苔也随着口腔菌群的改变而出现不同特征，形成了中医舌苔的不同分型。Han等发现，CRC、肺癌及胃癌由于舌苔微生物的不同，在舌苔上的厚薄程度具有差异性[40]。口腔念珠菌病可见口腔中成片的白色斑块，颊黏膜和软腭可见酵母和菌丝的形态，在中医舌苔的诊断则多为地图舌，白腻腐苔[41]。中医学中舌苔的分型众多(薄白苔、薄黄苔、白腻苔、黄腻苔等)，在疾病的鉴别上具有独到优势，若能找出舌苔分型与微生物变化之间的规律，可使中医舌诊在疾病的诊断上更具客观化与现代化。

4 总结与展望

随着微生物学、代谢学领域的技术进步，复杂的口腔微生物群落与消化疾病的联系慢慢揭开。诸多研究表明，口腔菌群的变化在消化疾病的发生、发展中有足够的敏感性和特异性，口腔菌群的检测可能成为疾病诊断的热门研究方向。然而，了解不同疾病口腔微生物的组成只是初步阶段，这些组成变化确实有助于疾病的诊断及对预后的判断，但未了解特定微生物群变化的意义，所以探寻这些微生物群的相互作用及对人体的影响才是研究的深层次方向，而以特定菌群为目标对口腔微生物群进行的调整，将来可能成为疾病的治疗方案之一。目前，关于口腔菌群与消化疾病的联系性尚有几个问题亟需解决：(1)鉴于口腔微生物种类繁多，建立口腔微生物综合数据库，对于研究口腔菌致病具有重要的参考意义；(2)目前口腔菌群紊乱导致消化性疾病的发病机制仍不明确；(3)一部分研究的结果并不一致，这可能是由于所使用的技术、标准化方法、样本量的差异，需要多中心、更大样本量的临床研究。综上所述，口腔菌群检测如唾液检测的广泛应用，还需要不断探索与努力。