口腔微生态与阻塞性睡眠呼吸暂停综合征相关性研究进展

王欢欢，韩继明，李建华，钱小顺，刘霖*

(1延安大学医学院，陕西 延安 716000；中国人民解放军总医院第二医学中心：2心血管内科，4呼吸与危重症医学科，北京 100853；3中国人民解放军总医院国家老年疾病临床医学研究中心，北京 100853)

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(obstructive sleep apnea syndrome，OSAS)是临床常见的潜在性致死性疾病，成年人患病率为4%～9%，且随着年龄增长患病率呈现上升趋势[1-3]。已有研究证实OSAS可引发一系列临床合并症，包括心脑血管疾病、代谢障碍及神经认知障碍等，给患者家庭及社会医疗保健系统带来沉重的负担[4]。Pan等[5]一项涉及34 382例患者参与的荟萃分析发现，OSAS不仅是心血管疾病死亡的独立危险因素，也是全因死亡的独立危险因素。

OSAS患者发病机制不全相同，可能与上气道解剖平面狭窄、睡眠中上气道扩张肌反应不足、高环路增益或低觉醒阈相关。目前OSAS机制学研究尚处于初级阶段，深入探究OSAS患者的发病机制，切断联系通路是我们潜在的治疗靶点[6]。随着“人类微生物组计划”的大力开展，从微生态学角度挖掘OSAS的发生机制是一种新思路。口腔微生物群落因取材方便，成为“全民个体微生物组检测项目”的重点关注对象[7]。几项临床研究已发现口腔微生态失衡与OSAS及其合并症的发生、发展密切相关[8-11]。鉴于此，本文围绕口腔微生态与OSAS的最新研究成果进行综述，为OSAS机制学的进一步研究提供参考。

1 口腔微生态的定义

人体口腔中细菌种类约700余种，其中30%～40%不可培育，是人体最复杂的微生物集群之一[12]。口腔微生态是定植于口腔的微生物组，由口腔组织器官和存在于口腔中各种微生物群两大部分组成。在口腔固有结构提供的适宜环境下，微生物之间以及微生物与宿主之间相互栖息、相互拮抗，维持着一种动态平衡[13]。正常情况下，口腔微生物群会随人体不同生长时期动态变化，直到成年，口腔结构固定，口腔微生物多样性增加，使口腔菌群维持动态平衡，有利于抵御外来病菌或伤害的刺激，维护人体健康[13，14]。但考虑其防御能力有限，一旦受到超负荷的细菌、真菌、外界环境及个体压力等因素影响，口腔内菌群组成、比例失调，口腔微生态受到病原菌的迁移定植、菌血症、炎症因子侵袭及自身免疫等影响，可引发口腔疾患、食道癌、胰腺癌、冠心病及系统性红斑狼疮等疾病[13]。因此，积极探讨口腔微生态作为疾病治疗新靶点对促进人类整体健康有现实意义。

2 口腔微生态与OSAS的研究进展

OSAS是易被忽视的高发疾病[15]。近年来，随着微生态学的高速发展，通量指纹技术、荧光原位杂交及宏基因组学等微生物菌群检测技术的出现，口腔微生态与OSAS相关研究取得了一些初步成果。

2.1 口腔微生物指标对OSAS有预警作用

一项关于OSAS与牙周炎关系的横断面研究发现，100例 OSAS患者中有73%的人群患有中/重度牙周疾病，而口腔微生物菌群间稳态的打破是口腔致病菌侵袭牙周组织，引发牙周炎的主要原因，提示OSAS与口腔微生态失衡密切相关[8]。Ko等[9]对OSAS患者口腔样本进行16s rRNA焦磷酸测序和生物活性分析发现，轻度OSAS患者较健康人牙龈卟啉单胞菌相对丰度显著上升，中重度OSAS较轻度OSAS患者口腔中吉米菌相对丰度显著增高。另一项高通量测序结果还发现，与健康儿童相比，OSAS儿童口腔菌群结构和丰度发生明显变化，硬毛菌门、变形杆菌门、拟杆菌门、梭菌门和放线菌门成为其最优势的门，占总序列的98.6%[2]。可能由于OSAS患者上气道塌陷，气道压力改变会显著减少空气流量，从而影响上呼吸道的水分和氧含量，使OSHS患者口咽菌群发生紊乱[16]。考虑到OSAS与健康人群口腔菌群的差异，我们或许可通过对社区人群口腔优势菌的检测来筛查潜在的OSAHS患者，并对其进行及早干预。此外，唾液样本与口腔样本的关联性最强，是维持口腔微生态平衡的重要因素。有研究显示与健康成人相比，OSAS患者呼吸紊乱指数增高，唾液中三叶因子(trefoil factor ,TFF)3含量增加， TFF3与口腔中唾液蛋白结合形成“连接肽”，可使口腔黏液黏度增加，加剧上呼吸道阻力，导致OSAS发生或加重[10]。TFF是一类含有一个或几个三叶因子结构域的分泌蛋白，与黏液蛋白相互作用，影响黏液黏度，主要表达在唾液腺中[17]。目前OSAS的诊断主要依据患者主诉与多导睡眠监测，此过程昂贵且漫长。上述研究结果表明，OSAS患者口腔中的卟啉单胞菌、吉米菌及TFF3水平较健康人群高，可作为OSAS患者筛查指标应用于临床。

2.2 从口腔微生态角度认识OSAS的发生机制

有关OSAS发病机制的研究还处于探讨阶段。上气道解剖平面狭窄、上气道扩张肌反应不足和低觉醒阈值等是目前OSAS的主要发生机制[6,18]。OSAS患者多有先天性上气道狭窄或肥胖，上气道的横截面面积减小，使其咽部标准闭合压升高，易引起上气道塌陷，导致OSAS发生。此外，睡眠时个体的上气道扩张肌接受较少的呼吸驱动中心及负压力感受器的调节，大多数扩张肌活力下降，以颏舌肌后坠阻塞上气道最为常见，会导致OSAS患者病情加重。OSAS患者的间歇性低氧及高碳酸血症可直接刺激人体的外周化学感受器，加快肺通气，缓解高碳酸血症。但过度通气会使个体发生低碳酸血症，反馈到呼吸中枢会使患者出现呼吸暂停或者低通气，如此周而复始的呼吸运动称为周期性呼吸，促进或加重OSAS。OSAS患者上气道呼吸肌、胸廓、膈肌异常运动可改变胸腔内负压，刺激皮层觉醒导致患者主诉夜尿增多、憋醒等[18，19]。随着“人类微生物组计划”的大力开展，从微生态学角度挖掘OSAS的发生机制是一种新方式。肥胖是OSAS最为显著的危险因素之一，OSAS发生率随体质量指数、颈围、腰臀比的增加而增加[20]。吴宇佳等[21]研究比较了肥胖者与正常体质量者口腔微生物组成及代谢通路，发现肥胖组口腔中丹毒丝菌纲、产黑色素普雷沃氏菌及唾液普雷沃氏菌等相对丰度均高于正常体质量组，且与营养和能量代谢、人体疾病等通路相关的基因在肥胖组中显著富集，提示口腔微生物菌群与肥胖密切相关。口腔是呼吸与消化过程的始发器官，与消化道菌群休戚相关。Schmidt等[22]对不同地域人群的口腔及肠道菌群宏基因组测序，比较其不同菌种转移指数评分发现，59%的口腔微生物会频繁地向肠道转移和定植,其中潜在致病菌及龋齿致病菌具有较高的转移评分。口腔微生物进入肠道后,通过替代原有的共生菌破坏微生物群落的稳定性,促进特定致病菌的选择性生长,侵入及定植在肠道组织中,损害肠屏障的完整性,改变肠道微环境,促使疾病发生[23]。大量研究发现粪便样本与口腔样本微生物群落高度相关，在同一个体口腔和肠道内均检测出相对丰度高的普雷沃氏菌属[21，24，25]。口腔菌群的紊乱可直接影响肠道菌群及其代谢途径和产物的变化。普雷沃氏菌主要参与碳水化合物及蛋白质发酵，其在肠道中作为产氢菌与需氢的产甲烷菌互利共生，使得机体从食物中更有效地摄取营养成分[21]。肠道中普雷沃菌丰度增加会使支链氨基酸水平升高，支链氨基酸通过激活雷帕霉素复合物-1反馈性抑制胰岛素信号级联反应，导致胰岛素抵抗，使血糖浓度升高。升高的血糖通过下丘脑连接交感神经刺激胰岛B细胞分泌过量胰岛素，产生高胰岛素血症。高胰岛素血症不仅会使食欲亢进，产生多食症状，而且可促使过多的能量被脂肪组织摄取，导致脂肪细胞膨胀，出现肥胖[26]。肥胖会导致气道脂肪过度堆积和颈部脂肪压迫，直接引起人体的上气道狭窄进而促进OSAS的发生发展。此外，口腔的共生微生物群具有代谢活性，口腔微生态失调使得口腔环境PH值下降，这种酸性环境有利于病原菌的生长繁殖，导致白细胞介素家族、肿瘤坏死因子等促炎细胞因子分泌增加,介导呼吸道炎性水肿，诱发或加重OSAS发生[13]。Nizam等[27]研究指出，OSAS应被视为低度慢性炎症性疾病，与正常人群相比，OSAS患者唾液及血液中白细胞介素-6水平显著升高[28]。扁桃体也是口腔微生态的重要组成部分。Sarmiento等[29]对行扁桃体切除术的OSAS儿童进行扁桃体细菌培养，发现金黄色葡萄球菌、流感嗜血杆菌、亚黄酸梭菌和化脓性梭菌等潜在致病性细菌的种类及丰富增高，提示口腔微生态失衡可直接导致扁桃体肥大或扁桃体炎，使口咽部通道狭窄，加速OSAS的发生发展。

对口腔微生物组学的研究可以揭示OSAS潜在的病理过程，从而为OSAS的诊断提供方向。但目前关于口腔微生态失衡影响OSAS发生发展的研究较少，尚需大样本量对OSAS患者与健康受试者进行宏基因组测序技术分析，检测其口腔微生物功能基因的多样性，对氨基酸合成代谢通路、脂类代谢通路等功能通路中的关键基因进行详细比较分析，寻找与OSAS相关的关键功能基因，从口腔微生态角度认识OSAS的发生机制。

2.3 调节口腔微生态有望成为防治OSAS及其合并症的新策略

OSAS及其临床合并症严重威胁人类生命健康，但现有治疗措施仍以对症、缓解症状为主，无法达到根治。Ko等[30]比较无创正压通气治疗前后OSAS患者口腔标本的细菌组成，发现孪生球菌属丰度显著下降，葡萄球菌丰度增加，提示口腔菌群丰度的高低与OSAS治疗效果存在紧密联系。有研究证实，孪生球菌属参与动脉粥样硬化斑块的形成，而动脉粥样硬化斑块是OSAS相关高血压发生发展的重要因素，通过干扰口腔中孪生球菌属丰度可有效减少OSAS患者相关高血压的发生[31]。葡萄球菌是一种能减少NO3的口腔细菌，可通过NO3-NO2-NO途径产生NO，改善内皮细胞功能，降低OSAS相关高血压的发生。Chattopadhyay等[32]研究指出,通过益生菌干预可促进个体口腔菌群的多样性及丰度回升，有效抑制口腔病原菌如变形链球菌、乳酸杆菌等的生长繁殖。减少口腔病原菌的种类及丰度，对恢复口腔微环境的稳态，减少由病原菌介导的呼吸道炎性水肿引发的上气道阻塞有很大帮助。鉴于此，积极开展口腔益生菌干预OSAS的尝试似乎是很有希望的[33]。

3 小结与展望

综上，目前国内外关于口腔微生态与OSAS的相关研究仅报道了不同程度OSAS患者唾液中菌群种属、丰度的差异及儿童OSAS患者与健康人群口腔微生物菌群的差异，但并不能证实两者间的因果关系。且目前缺乏益生菌干预和(或)无创正压通气治疗对OSAS患者口腔微生态影响的干预性研究证据。因此，证实口腔微生态变化在OSAS病理生理过程中的作用，加大对OSAS患者的干预性研究是未来我们应该努力的方向。