谷禾健康
近年来,越来越多的人开始关注口腔健康。但实际上,很多口腔问题早已在悄悄增加。无论是儿童常见的龋齿,成年人困扰的口臭,还是中老年人高发的牙周病,其发生率都在不断上升。其中,牙周炎因患病人数众多、进展隐匿,已被认为是一个重要的公共卫生问题。
更值得关注的是,口腔健康并不仅仅关乎牙齿本身。过去十多年的研究发现,口腔微生物与全身健康之间存在着密切联系。例如,牙周炎与糖尿病、心血管疾病、类风湿性关节炎,甚至阿尔茨海默病等慢性疾病之间,都存在一定关联。
在口腔微生物组(上)篇中,我们探讨了口腔微生物组的复杂性,口腔菌群的定植与平衡(口腔微生物组指南(上):认识菌群定植、共生与失调,守护全身健康),接下来这篇,我们将深入了解口腔微生物组如何与多种系统性疾病相互作用,揭示其潜在机制和临床意义。通过分析口腔微生物组的失调如何影响心血管疾病、糖尿病、认知衰退等健康问题,我们将为口腔健康管理提供新的视角和干预策略。
龋 齿
为什么爱吃糖会把菌斑推向致病状态
► 龋齿的本质与成因
龋齿,俗称“蛀牙”,本质上并不是某一种细菌单独造成的结果,而是一种由微生物介导、受饮食驱动的牙体硬组织进行性破坏。它的关键,在于牙菌斑生物膜的生态平衡是否被打破。
在健康状态下,牙面菌群与宿主处于动态平衡之中。但当口腔长期受到可发酵碳水化合物,尤其是蔗糖的反复冲击时,这种平衡就会开始偏移。
根据“生态学假说”,龋病并非由单一病原体引起,而是整个龈上微生物组在持续糖压力下发生生态演替的结果。
► 生态平衡的破坏与致龋循环
糖被摄入后,菌斑中的产酸菌会迅速代谢底物,产生大量乳酸,使局部pH值下降。若这种过程反复发生,菌斑环境就会长期处于酸化状态。当pH持续低于约5.5时,对酸敏感的共生菌受到抑制,而更耐酸、也更善于产酸的菌群则被逐渐富集。于是,菌群结构开始从相对稳定的共生状态,转向更有利于致龋的失调状态。
在这一过程中,变形链球菌(Streptococcus mutans)和乳杆菌(Lactobacillus)是典型代表。它们既能产酸,又能耐受酸性环境,因此在低pH条件下更容易获得优势,并进一步强化局部酸化,形成一个自我维持的“致龋恶性循环”。
龈上牙菌斑的不同形态
Kim et al., 2020
► 龋齿的复杂性
其中, S. mutans之所以重要,不只是因为它产酸能力强,还因为它能够利用蔗糖合成大量胞外多糖(EPS)。
EPS作为生物膜基质,一方面促进细菌在牙面的黏附、聚集和生物膜成熟,另一方面形成物理屏障,削弱唾液的缓冲作用,使酸性产物更容易在生物膜深层积聚。结果是,牙釉质长期暴露于低pH微环境中,脱矿逐渐发生,最终形成龋损。
► 细菌、真菌的协同作用
近年来的研究还提示,龋病并不完全是细菌。尤其在严重早期儿童龋中,白色念珠菌(Candida albicans)也可能参与致病过程。它与 S. mutans 之间存在明显的跨界协同: 白色念珠菌的菌丝可为 S. mutans 提供附着支架,而 S. mutans 产生的EPS又能将 C. albicans 稳定嵌入生物膜。两者共同存在时,生物膜的结构稳定性和产酸能力都会增强,从而加重牙体组织破坏。
因此,更准确地说,龋齿是口腔微生物组由共生走向失调的典型结果。当菌斑生态被持续推向一个更酸、更黏、更利于致龋菌生存的方向时,龋病就开始发生了。
牙周病
牙龈发炎、牙槽骨吸收,菌群是怎样失控的
牙周病是一类影响牙齿支持组织的慢性炎症性疾病,主要包括牙龈炎和牙周炎。它的起点并不复杂:龈下菌斑生物膜发生失调。但问题在于,这种失调一旦越过某个阈值,后果就不简单。
牙龈炎是牙周病的早期阶段,也是相对可逆的阶段。它通常由菌斑堆积引发,表现为牙龈红肿、出血。这个阶段,微生物组的整体变化还不算剧烈,但已经开始出现向革兰氏阴性菌倾斜的趋势。如果炎症长期得不到控制,病变就会向深部组织推进,逐渐发展为牙周炎。
► 牙周炎的生态变化与关键病原体(牙龈卟啉单胞菌等)
牙周炎的关键变化,是生态位变了。随着牙周袋形成,龈下环境变得更加缺氧,同时龈沟液渗出增加,局部富含蛋白质、血红素和宿主组织降解产物。这种环境不再适合原本占优势的健康相关菌,反而更有利于严格厌氧、蛋白水解型细菌扩张。
因此,牙周炎是一个多物种协同驱动的失调过程。其中,牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)常被视为关键病原体。它能够通过牙龈蛋白酶等毒力因子破坏宿主免疫监视、操纵炎症反应,为整个致病菌群创造更有利的生存条件。
与此同时,福赛斯坦纳菌(Tannerella forsythia)和齿垢密螺旋体(Treponema denticola)也常与其共同富集,被视为重度牙周炎的核心相关菌群。
► 牙周炎的复杂性与恶性循环
除了这些重要菌,其他厌氧菌也在其中发挥协同作用。比如,具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)常被称为“桥梁菌”,因为它能够连接早期和晚期定植菌,促进更复杂的生物膜形成。与此同时,Prevotella intermedia、Parvimonas micra、Filifactor alocis等菌也常参与其中,共同塑造出一个更稳定、也更具破坏性的龈下微生态。
► 牙周炎:多样性增加
和龋病不同,牙周炎的微生物变化并不主要表现为少数菌独占优势,而常常表现为多样性增加。这提示牙周袋已经形成了一个更复杂的生态系统:营养来源更多,微环境分层更明显,不同细菌之间的协作也更强。
换句话说,牙周炎不是简单的感染加重,而是一个失调群落逐步成熟的过程。
► 失调菌群与宿主炎症反应相互放大——造成组织破坏
这些菌群通过LPS、蛋白酶和其他代谢产物持续刺激宿主,诱导一种过度而破坏性的炎症反应。最终,胶原纤维被降解,牙槽骨发生吸收,牙齿支持组织逐渐丧失,临床上就表现为牙周袋加深、附着丧失、牙齿松动,甚至脱落。
所以,牙周病更像是口腔微生物组在龈下环境中完成了一次方向错误的重组:菌群越失调,炎症越难控制;炎症越持续,越有利于致病菌继续扩张。牙周炎的进展,正是这种恶性循环的结果。
口腔念珠菌病
当共生真菌变成机会致病菌
口腔念珠菌病,俗称“鹅口疮”,是最常见的口腔真菌感染,主要由白色念珠菌(Candida albicans)过度生长所致。它的特殊之处在于:白色念珠菌本来就是口腔中的常见共生菌。问题在于什么条件下,它会从共生状态转向致病状态。
► 这种转变通常发生在宿主防御被削弱的时候
常见诱因包括免疫力下降、长期使用广谱抗生素、佩戴义齿以及唾液分泌减少。这些因素看似不同,但共同指向一点:它们都会改变口腔原有的微生态平衡,使原本受到限制的念珠菌获得扩张机会。
►口腔念珠菌病的发生,同样嵌在微生物之间的相互作用之中
抗生素的使用就是典型例子。它在抑制细菌感染的同时,也会杀灭那些原本对白色念珠菌具有抑制作用的细菌,从而为真菌过度生长腾出空间。
更复杂的是,口腔中的细菌对念珠菌并不都是拮抗的。一些细菌会与其形成协同关系。例如,口腔链球菌(Streptococcus oralis)可增强白色念珠菌的黏附、生物膜形成和对宿主组织的侵袭能力。
相反,也有一些共生菌具有保护作用。比如乳酸杆菌(Lactobacillus)能够通过产生乳酸、过氧化氢和细菌素等物质,抑制白色念珠菌的生长及其菌丝形成,在维持细菌—真菌平衡中发挥重要作用。
► 从致病机制看,白色念珠菌的关键是毒力状态的切换
其致病性主要依赖于几个环节:
► 白色念珠菌转为致病菌,出现白斑
当这些过程被启动后,白色念珠菌就不再只是“定植者”,而成为能够黏附、侵入并损伤上皮的机会致病者。临床上,最终表现为口腔黏膜上的典型白色斑块。
因此,口腔念珠菌病是一次真菌—细菌—宿主三者失衡。当抑制力量减弱、协同因素增强,而白色念珠菌又完成了从共生型向侵袭型的切换,疾病就发生了。
牙周袋:一个容易被忽视的炎症和细菌储源
如果说龋病和牙周病首先是口腔局部的微生态失衡,那么更值得警惕的是:这种失衡并不总停留在口腔内部。
尤其在牙周炎中,牙周袋可以被视为一个持续存在的炎症和细菌储源。在这个环境里,失调的龈下微生物群长期定植,局部炎症不断维持,牙龈上皮屏障也随之受损,甚至形成溃疡面。这样一来,口腔与全身之间原本相对清晰的边界,就变得不再稳固。
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这意味着,牙周袋更像是一个持续向外释放细菌、细菌产物和炎症介质的源头。日常生活中,咀嚼、刷牙等看似普通的动作,都可能造成短暂菌血症,使口腔中的微生物或其成分进入血液循环。
因此,牙周炎的意义不能只理解为牙龈发炎或牙槽骨吸收。从全身角度看,它还代表着一种持续存在的炎症。也正因为如此,口腔健康与全身健康之间的关系,是可能存在明确的生物学通路。
细菌、毒素和炎症介质,如何从口腔影响全身
口腔微生物组失调之所以可能影响全身,主要有三条路径:细菌本身进入循环、细菌产物进入循环,以及局部炎症介质外溢。
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路径一,细菌本身进入循环
牙周炎时,受损的牙龈屏障为细菌进入血流提供了直接通道。
研究已经在动脉粥样硬化斑块、关节滑液,甚至阿尔茨海默病患者的大脑中,检测到牙周相关致病菌的DNA或菌体本身,如Porphyromonas gingivalis 和 Fusobacterium nucleatum。
这并不意味着口腔细菌必然是这些疾病的单一病因,但至少说明,它们并非始终被限制在口腔局部。
路径二,细菌产物进入循环
细菌结构成分和代谢产物的系统性作用,其中最典型的是革兰氏阴性菌外膜上的脂多糖(LPS)。
LPS进入血液后,可与宿主细胞表面的Toll样受体4(TLR4)结合,激活NF-κB等炎症信号通路,诱导TNF-α、IL-6、IL-1β等促炎细胞因子产生,从而推动或维持一种低度的全身炎症状态。
口腔源LPS驱动的代谢性内毒素血症,被认为是连接牙周炎与胰岛素抵抗、动脉粥样硬化等代谢性疾病的重要机制之一。
路径三,局部炎症介质溢出到全身循环
牙周炎病灶中会持续产生大量TNF-α、IL-6、IL-1β、PGE₂和MMPs。这些分子不仅参与局部组织破坏,也可能进入循环,对远端器官产生影响。
比如,升高的TNF-α和IL-6可干扰肝脏和脂肪组织的胰岛素信号传导,促进胰岛素抵抗;同样,这类炎症因子也会加重血管内皮功能障碍,促进动脉粥样硬化斑块形成与不稳定。
从这个意义上说,牙周炎并不是一个封闭在口腔里的局部事件。它更像是一个持续释放炎症信号的慢性病灶。
为什么口腔炎症和全身慢病常常互相加重
口腔与全身之间的关系,关键不只在于口腔炎症影响全身,还在于它们之间往往是双向作用。
◐ 全身慢性病 👉 口腔
一方面,糖尿病、肥胖、心血管疾病等慢性病常伴随着持续的低度系统性炎症。这种全身炎症状态会改变口腔局部环境,对口腔微生物组施加新的选择压力,促进失调发生。
在2型糖尿病患者中,高血糖可导致中性粒细胞趋化和吞噬能力下降,削弱机体对牙菌斑细菌的清除能力;同时,AGEs积累又会过度激活巨噬细胞,放大TNF-α、IL-1β等促炎反应,使局部组织破坏更重、更难恢复。
◑ 口腔 👉 全身慢性病
另一方面,系统性炎症还会改变龈沟液和唾液成分。牙龈血管通透性增加后,龈沟液流量上升,其中富含血清蛋白、炎症介质和宿主降解产物,为蛋白水解型牙周致病菌提供了更有利的营养条件。
对糖尿病患者而言,唾液和龈沟液中的葡萄糖浓度升高,又进一步为糖酵解细菌提供额外底物,推动致龋菌和部分牙周相关菌扩张。
恶性循环
慢性炎症还常伴随氧化应激增强。过量活性氧不仅会损伤牙周组织,也会进一步改变微生物生存环境。结果是,原本已经失衡的口腔微生物组更容易向致病方向偏移,而失调菌群又反过来加剧牙周炎、龋病等口腔疾病的严重程度。
于是就形成了一个典型的恶性循环:
全身慢病所伴随的低度炎症 → 改变口腔局部环境 → 促进口腔微生物组失调 → 加重口腔炎症 → 进一步推高全身炎症负担。
这也解释了为什么对一些慢性病患者来说,口腔问题往往不是孤立出现的。它既是局部失衡的结果,也可能是全身炎症状态的一部分表现。
越来越多研究提示,口腔微生物组并不是孤立的局部生态。尽管不同疾病的证据强度并不一致,但它与代谢、免疫、炎症以及神经退行性过程之间,可能存在真实的生物学联系。
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1.糖尿病
被高血糖重塑的口腔微生物组
在口腔微生物组与全身疾病的联系中,2型糖尿病(T2D)与牙周炎是目前证据较充分。
菌群为什么会失衡?因为生态位先变了
糖尿病并不会凭空制造某一种致病菌,而是先改变了菌群赖以生存的生态位。高血糖状态下,唾液和龈沟液中的葡萄糖浓度升高,唾液pH下降,龈沟液渗出增多,局部血清蛋白和组织降解产物也更容易进入牙周袋。对微生物而言,这意味着营养底物更丰富、炎症相关分子更多、局部环境更有利于耐炎症和机会致病菌扩张,导致口腔菌群往往会逐渐偏离共生状态,滑向更具炎症驱动性的失调状态。
菌群结构变化
系统综述显示,与健康对照相比,2型糖尿病患者口腔微生物组中常可见厚壁菌门富集,部分研究还观察到梭杆菌门(Fusobacteria)增多,而拟杆菌门在健康人群中更常见。
属水平上,Prevotella、Catonella、Leptotrichia、Rothia 等菌属更常被报道为富集。另一些研究则提示,2型糖尿病患者中还可能出现变形菌门增加,而梭杆菌门和弯曲杆菌门相对减少。
虽然不同研究结果不完全一致,但糖尿病导致的改变反映了菌群结构和功能整体向促炎方向偏移。
菌群功能的重组
关于菌群α多样性的研究结果也并不统一:有的研究发现升高,有的发现降低。这恰恰说明,关键不在于“菌更多还是更少”,而在于菌群之间的关系、代谢分工和生态功能被重新组织了。
已有研究提示,血糖控制较差时,龈下产丁酸菌减少;而糖尿病相关代谢紊乱可伴随琥珀酸积累,进一步增强Fusobacterium nucleatum、Porphyromonas gingivalis 等牙周相关菌的生长优势和毒力表达。
炎症本身也在塑造菌群
糖尿病相关的菌群失调,并不只是高糖“喂出来”的结果,炎症本身也是力量。研究显示,糖尿病状态下,中性粒细胞趋化、吞噬和杀菌功能受损,巨噬细胞更倾向于维持促炎表型,T细胞反应也更偏向Th1/Th17而非免疫调节状态。结果是,机体一方面对菌斑清除不足,另一方面局部炎症又持续放大,最终形成“清除不够、炎症过强、修复不足”的失衡状态。
动物实验发现,糖尿病易感小鼠在疾病进展过程中会出现口腔菌群明显重塑;而阻断 IL-17 通路后,糖尿病背景下口腔菌群的致病性可以被部分削弱。
也就是说,炎症并不只是菌群失调的后果,它反过来也在推动菌群向更具致病性的方向演化。
2型糖尿病与牙周炎之间的双向循环关系
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doi: 10.1080/20002297.2026.2635233
微生物通路与全身健康
口腔微生物组不仅因为它影响牙龈和牙周组织,还可能通过代谢通路参与更广泛的全身调控。
口腔菌群参与的硝酸盐–亚硝酸盐–一氧化氮(NO)通路逐渐受到关注。部分口腔细菌能够将唾液中的硝酸盐还原为亚硝酸盐,后者进一步参与体内NO生成。NO与血管舒张、葡萄糖代谢和免疫调节密切相关,因此这条通路可能是连接口腔健康与心脏代谢健康的重要桥梁。
已有小型实验研究发现,干扰口腔硝酸盐还原菌会影响血压和代谢反应;ORIGINS研究也提示,反映更强亚硝酸盐生成能力的微生物标志,与更低的心代谢风险评分相关。
这意味着,牙周炎相关的菌群失调,可能不仅加重局部炎症,也可能削弱NO相关代谢通路。
牙周炎对糖代谢的影响
牙周病中的细菌、脂多糖(LPS)及炎症介质可持续进入循环,推动低度全身炎症,干扰胰岛素信号,并促进胰岛素抵抗。
纵向研究和荟萃分析提示,牙周炎与新发糖尿病风险升高相关;
一项荟萃分析显示,牙周炎与新发糖尿病风险增加相关,风险比约为1.26(95% CI 1.12–1.41)。
ORIGINS研究进一步将龈下菌群组成与炎症水平、胰岛素抵抗、前驱糖尿病患病率及后续血糖变化联系起来,表明口腔菌群失调可能不仅是糖尿病的结果,也可能参与糖代谢恶化。
治疗牙周,也可能帮助控糖
随机对照试验、系统综述和Cochrane综述显示,牙周治疗后 3–4个月,糖尿病患者的 HbA1c平均可下降约0.43%。
这一变化幅度虽然不算巨大,但已具有明确临床意义,也说明控制牙周炎可能减轻代谢负担。
综上所述,高血糖持续改变口腔生态位,推动菌群结构、代谢功能和宿主反应失衡;失调菌群又通过局部炎症、系统炎症、NO通路受损及潜在的口腔—肠道轴效应,反过来参与糖代谢恶化。因此,牙周管理应被纳入整体代谢管理的一部分。
2.肥胖
口腔微生物组重塑加剧牙周炎风险
肥胖除了与肠道微生物组的稳定关联外,越来越多的证据显示,肥胖状态也伴随口腔微生物组的系统性重塑,并可能通过炎症与代谢通路与牙周炎形成相互促进的双向关系。
肥胖相关的脂肪组织炎症可导致循环中TNF-α、IL-6、CRP等炎症介质升高,诱发或加重胰岛素抵抗。同时,脂肪因子谱系失衡(如瘦素升高、脂联素下降)可影响中性粒细胞与巨噬细胞功能,改变组织修复与免疫稳态,使牙周组织更易处于促炎与破坏性微环境,为牙周相关致病菌的定植与扩张提供生态位基础。
慢性牙周炎与肥胖之间的双向联系机制
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doi: 10.1016/j.jds.2025.07.009
门水平的偏移
研究显示,肥胖个体的唾液中常观察到厚壁菌门相对富集,而拟杆菌门在非肥胖个体中更占优势。这一现象与部分2型糖尿病研究的结果相似,提示口腔微生物组可能对“能量过剩—低度炎症—代谢紊乱”背景存在共同响应模式。这类门水平差异反映了群落生态结构的整体偏移,提示肥胖状态下口腔微生态稳态更易被打破,并向促炎相关的结构迁移。
属水平变化:从“饮食底物信号”到“牙周致病潜能”
在属水平上,肥胖个体唾液中显著富集的菌属包括:
肥胖相关口腔菌群改变,同时包含营养底物改变、免疫炎症偏移与致病潜能上调等多个层面。
肥胖与牙周致病菌群:即便无临床牙周炎,也可能预先定植
除了上述菌属,一些与牙周病相关的“菌团复合体”细菌也与肥胖相关,并且在部分研究中,这种关联可在统计上独立于临床牙周炎的存在。值得注意的是,传统上与重度牙周炎密切相关的核心病原组合(“红色复合体”)包括:
这一现象提示肥胖可能通过系统性炎症与免疫调节改变,先行改变口腔/牙周生态位,使这些牙周相关病原体更易稳定存在,随后在菌斑积累或局部屏障受损等条件下进一步推动牙周组织破坏。
表明肥胖不仅是牙周炎的背景风险因素,也可能通过驱动牙周致病菌群的结构性偏移参与疾病进程。
致肥胖微生物组
致肥胖微生物组(obesogenic microbiota)的讨论框架同样适用于口腔。肥胖的慢性低度炎症与脂肪因子失衡背景下,口腔微生物组更易发生促炎与牙周致病方向的生态重组。这种重组可能通过增强局部与系统炎症、加重胰岛素抵抗相关通路,反过来参与肥胖相关代谢风险与牙周并发症的形成。
因此,在肥胖人群中评估与干预口腔微生态(尤其是龈下/唾液菌群及牙周状态),可能具有超越口腔局部的代谢与炎症管理意义。
3.肝病
牙周炎加重肝纤维化,口腔微生态影响肝功能
近年来,越来越多临床研究支持“口腔—肠道—肝轴”的存在,即牙周炎相关口腔失衡可通过全身炎症、内毒素血症及口源菌经肠道转运等途径影响肝脏。
现有系统综述纳入的 20 项研究总体提示:口腔炎症与肝损伤之间具有生物学合理性,但因果关系尚未建立,且不同研究在样本来源、检测方法和肝病表型上存在较大异质性。
MASLD/NAFLD:以牙龈卟啉单胞菌为代表的牙周致病菌最受关注
在各类肝病中,关于 MASLD/NAFLD 的证据最多。现有研究显示,牙周炎暴露,尤其是牙龈卟啉单胞菌,与 NAFLD 更重的肝脏表型、特别是肝纤维化进展相关。
部分研究发现,唾液中牙龈卟啉单胞菌检出率在 NAFLD 患者中更高,其侵袭性 fimA 基因型与病情进展有关;另有研究提示,牙龈卟啉单胞菌升高与肝脏硬度增加及进展性纤维化风险升高相关。
除牙龈卟啉单胞菌外,Aggregatibacter actinomycetemcomitans、Prevotella intermedia、Tannerella forsythia、Fusobacterium nucleatum也被反复提及。
其中特别是 A. actinomycetemcomitans 与更差的代谢/肝脏表型(如胰岛素抵抗、脂肪肝程度)有关,而 NAFLD 相关口腔失衡中还可见 Porphyromonas endodontalis、Prevotella intermedia、Fusobacterium nucleatum增多。不过,需要注意的是,并非所有研究都支持单一病原体模型。
大样本人群研究显示,血清抗牙龈卟啉单胞菌抗体与 NAFLD 并无明确关联;相反,较新的 16S 研究更支持群落水平信号,即与 MASLD 相关的并非单一菌,而是以 Neisseria、Streptococcus、Fusobacterium、Veillonella 为优势的唾液微生物群结构变化。
口腔-肠道-肝脏轴将牙周炎与非酒精性脂肪性肝病联系起来
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doi: 10.2147/IJGM.S554833
其他肝病类型:病毒性肝炎、肝硬化、酒精性肝炎和 HCC 亦可见口腔微生态异常
除脂肪性肝病外,病毒性肝炎和肝硬化患者也常伴有更重的牙周负担。
研究提示,在 HBV/HCV 相关肝病中,牙周炎与肝纤维化进展存在关联;肝硬化患者口腔中“红复合体”相关菌群,即牙龈卟啉单胞菌、Tannerella forsythia 和 Treponema denticola,可相对增多。另一方面,也有研究指出,肝硬化合并牙周炎患者的龈下菌群并不一定表现为经典红/橙复合体富集,而更像是免疫功能受损背景下的非典型失衡。
在 AAH 中,患者针对牙龈卟啉单胞菌的IgG/IgA/IgM 水平升高,且 IgM 反应与肝损伤指标相关。
在 HCC 尤其是 MASH/NASH-HCC 中,现有小样本研究提示 Fusobacterium nucleatum富集最为稳定,而牙龈卟啉单胞菌、Tannerella forsythia、Prevotella intermedia 也有升高趋势。
另有研究发现,HBV→肝硬化→HCC 进展过程中,唾液菌群多样性下降,并伴随分期相关的口腔菌群变化,提示其可能具有一定的分层或标志物价值。
可能机制:全身炎症、内毒素和口源菌-肠道转运是主要通路
现有证据更支持间接机制而非频繁的直接细菌移位。牙周致病菌及其产物,尤其是 LPS 和毒力因子,可激活 TLR/NF-κB 信号通路,促进 TNF-α、IL-1β、IL-6 等促炎因子释放,诱导氧化应激并激活肝内 Kupffer 细胞,从而推动脂肪变性、炎症和纤维化。
通过吞咽唾液,口源菌及其内毒素还可进入肠道,改变肠道菌群和屏障功能,经门静脉进入肝脏,形成“口腔—肠道—肝”炎症放大回路。值得注意的是, 在失代偿期肝硬化腹水患者中,研究未在腹水中检出牙龈卟啉单胞菌或 A. actinomycetemcomitans,提示临床上更可能是炎症/内毒素介导,而非直接转位至腹水。
4.炎症性肠病
双向关联、口腔—肠道轴
炎症性肠病(IBD)主要包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD),是一类以慢性肠道炎症、菌群失衡和免疫异常为特征的疾病。现有研究普遍提示,IBD 与牙周炎存在明确的双向关联:IBD 患者牙周炎的患病率和严重程度更高,而牙周病人群发生 IBD,尤其是 UC 的风险也可能升高。这提示两者可能通过“口腔—肠道轴”相互影响。
微生物机制:口源致病菌与肠道失衡相互牵连
牙周炎相关菌群可通过消化道或血源途径影响肠道生态,其中较受关注的“桥接菌”包括 Klebsiella、Porphyromonas gingivalis、Fusobacterium nucleatum 、 Candida albicans。
其中,P. gingivalis 及其所在的“红复合体”成员 Treponema denticola、Tannerella forsythia 是牙周炎的重要致病菌;F. nucleatum 可破坏肠黏膜屏障;Candida albicans 也可能参与肠道炎症放大。
IBD肠道菌群常表现为多样性下降,厚壁菌门减少,变形菌门增加;放线菌门在部分研究中增加;拟杆菌门的变化各研究结果不一,不同IBD亚型间存在差异。其中产丁酸菌 Faecalibacterium prausnitzii 明显减少,被认为与肠道抗炎能力下降密切相关。
IBD 对口腔微生态的反向影响
IBD 不仅累及肠道,也会反向改变口腔生态。已有研究发现,IBD 患者口腔中 Spirochaetes、Bacteroidetes 、 Prevotella 增多,而健康人口腔中常见的 Streptococcus 减少;部分研究还提示口腔 Firmicutes、Fusobacteria 下降。由于这些变化与牙周炎相关生态失衡存在重叠,IBD 可能通过重塑口腔微环境,进一步促进牙周炎症发展。
牙周炎与炎症性肠病之间的微生物相关性
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doi: 10.3389/fcimb.2023.1132420
共同免疫通路:Th17/Treg 失衡与促炎因子升高
IBD 与牙周炎共享多条免疫炎症机制,其中 Th17/Treg 失衡 是最核心的共同通路之一。口源致病菌可通过 TLR/MyD88/NF-κB 等信号通路激活免疫反应,促进 IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-17 等促炎因子升高,并通过 RANKL、M-CSF 和 MMP-9 等途径加重组织破坏和屏障损伤。相对地,Treg 相关的 IL-10 和 TGF-β 保护作用减弱,也会进一步推动口腔与肠道炎症的恶性循环。
总体来看,IBD 与牙周炎之间存在较明确的双向联系,其核心基础在于口源致病菌向肠道迁移、IBD 反向重塑口腔微生态,以及共同的免疫炎症失衡。不过,现有证据仍以相关性研究为主,其因果关系及干预价值仍需更多纵向和机制研究进一步验证。
5.类风湿关节炎
口腔微生物组可能是重要诱因之一
类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, 简称RA)是一种以关节滑膜慢性炎症为核心的系统性自身免疫病,通常由遗传易感(如特定HLA-DRB1基因型)与环境因素(如吸烟、感染)共同触发。
牙周炎与类风湿关节炎:关联强、且可能可逆
近年证据提示,牙周炎相关的口腔微生物组失调可能是RA的重要环境触发因素之一。流行病学研究相对一致地显示:RA患者更易合并且更易出现重度牙周炎;反之,牙周炎人群RA风险上升。
更值得注意的是,在RA患者中,牙周炎严重程度往往与疾病活动度(如DAS28)及炎症指标(CRP、ESR)呈正相关;而非手术牙周治疗(NSPT)在改善牙周状况的同时,也被报道可在一定程度上降低RA活动度。
这些现象提示:口腔炎症与RA并非简单“共病”,而可能共享可被干预的炎症—免疫通路。
关键桥梁:异常瓜氨酸化与ACPA,并非一定从关节开始
RA最具代表性的免疫学特征之一是抗瓜氨酸化蛋白抗体(ACPA)。
ACPA常在关节症状出现前多年即可检出,提示RA的自身免疫启动可能发生在关节之外。
“黏膜起源假说”据此提出:口腔、肺、肠道等黏膜部位的慢性炎症与微生物刺激,可能先诱导异常的蛋白瓜氨酸化,继而打破免疫耐受,推动ACPA产生与成熟。牙周炎局部环境中宿主PAD酶活性升高、龈沟液/牙龈组织中瓜氨酸化蛋白增加,也为“口腔先行”的路径提供了生物学可解释性。
类风湿性关节炎发病机制中的口腔-肠道-免疫-营养轴
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doi: 10.3390/ijms27052385
两类机制型关键菌:牙龈卟啉单胞菌直接促瓜氨酸化;伴放线聚集杆菌诱导超瓜氨酸化
高危个体的口腔失调:可能早于关节炎发作
在尚未出现典型关节炎表现、但已ACPA阳性的RA高危人群中,研究者已观察到口腔微生物组失调特征:即使在牙周临床表现不典型的位点,也可出现偏向牙周炎样的生态结构,并更易检出或富集与牙周炎相关的菌群(其中包括上述关键菌)。
与此同时,“双向瓜氨酸化/分子模拟”也被提出:宿主炎症反应既可瓜氨酸化自身蛋白,也可能瓜氨酸化细菌蛋白;部分抗体可能先针对细菌抗原产生,随后因交叉反应转向自身靶点,从而推动自身免疫扩展。
总体而言,现有证据支持:牙周炎相关口腔微生物组失调可能通过异常瓜氨酸化—ACPA轴参与RA的启动与放大,其中牙龈卟啉单胞菌(PPAD)与伴放线聚集杆菌(LtxA)是目前机制链条中最关键的两类病原线索。
因此,从口腔微生物组视角看,RA并不一定是“从关节开始”的疾病;在遗传易感个体中,口腔黏膜可能提供了一个长期、低度但持续的自身抗原生成与免疫驱动场景,也使口腔健康干预成为值得关注的辅助策略之一。
干预方向
非手术牙周治疗(NSPT),包括龈上刮治、龈下刮治和强化口腔卫生指导,是牙周管理的标准措施,也是类风湿关节炎和牙周炎患者最常采用的干预措施。非手术牙周治疗可以显著改善牙周结果,如探诊深度、附着丧失和牙龈出血指数。更重要的是,在接受神经内分泌治疗的类风湿关节炎患者的短期随访中,他们的全身炎症指标(如疾病活动评分和急性期反应物)显示出下降趋势。
然而,这些系统性益处通常仅在3到6个月的随访期内有效,其可持续性尚未通过长期研究得到确认。
抗菌辅助治疗:在牙周临床实践中,阿莫西林与甲硝唑的短期系统应用是非手术治疗的常见强化措施。特别是对于具有侵袭性或难治性牙周炎的患者。
系统性抗生素治疗需要考虑药物耐药性和个体耐受性的风险。因此,抗菌辅助治疗应被视为RA患者严重或难治性牙周炎的个体化选择,并需仔细评估与微生物群破坏相关的潜在系统性影响。
生物制剂:研究表明,生物制剂如抗TNF和抗IL-6与某些患者牙周炎症指标的降低相关,提示全身炎症的缓解可能对牙周健康带来益处。
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普遍认为,良好的口腔卫生行为(如定期刷牙、使用牙线和牙间刷)、戒烟以及定期专业维护和口腔菌群检测可以显著降低牙周病复发的风险。对于类风湿患者,纳入口腔健康教育和长期随访可以帮助减少局部炎症负担,从而在一定程度上降低全身炎症水平。
多学科合作是提高治疗效果的关键:类风湿科与牙周医生的联合管理可以实现疾病信息共享和协调治疗计划,避免治疗盲点,促进RA和牙周病的双重控制。未来的临床研究还应将牙周和类风湿结果设定为共同终点,以更全面地评估干预的临床意义。
6.高血压
信号明确,但特征菌尚未定型
高血压(Hypertension)是全球超过12亿人面临的重大健康问题。越来越多的研究表明,它与口腔微生物群密切相关。
与T2D和肥胖相比,高血压与口腔微生物组的结果具有异质性。“两者有关联”这一点明确,但具体是哪些菌升高、哪些菌下降,不同研究之间并不总是一致。
高血压口腔菌群变化
从群落特征看,关于α多样性和β多样性的结果并不统一:有研究发现高血压患者多样性下降,也有研究发现升高,还有一些研究未见显著差异。
具体而言,Atopobium、Prevotella、Bacteroides、Streptococcus、Veillonella等细菌在高血压患者的唾液中丰度显著升高。
牙周相关菌群,可能是更稳定的一条线索
相比“单个属是否升高”,牙周致病相关菌群的富集也许是理解高血压更有意义的切入点。
牙周炎的致病菌和抗体负荷较高与收缩压、舒张压和高血压患病率显著相关。据报道,包括中间普里沃菌(P. intermedia)、牙龈卟啉单胞菌(P. gingivalis)和具核梭杆菌(F. nucleatum)在内的多种牙周细菌与高血压显著相关。
口腔微生物易位参与了高血压的进展
尽管在生理条件下,胃和胆汁酸可以杀死大多数微生物,但口腔微生物仍可通过吞咽直接进入肠道,尤其是在牙周感染的情况下。
来自重度牙周炎患者的卟啉单胞菌科和梭杆菌属可在小鼠肠道中易位并定植。牙龈卟啉单胞菌通过FimA菌毛侵入树突状细胞作为转运载体,从而进入人类主动脉内皮细胞,对高血压构成威胁。
在接受人类口腔微生物移植的高血压患者和高血压小鼠中,韦荣氏球菌属是口腔-肠道间常见的稳定富集的传递菌。
菌群代谢物的调节作用
在重度牙周炎患者和实验性牙周炎ApoE-/-小鼠的血清中,发现三甲基胺N-氧化物(TMAO)水平升高,导致肠道菌群失调和内皮功能受损(图A)。高血压患者的独特代谢簇与龈下菌斑中的微生物群显著相关。
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doi: 10.3389/fcimb.2025.1731845
牙周病原体通过诱导内皮功能障碍来加重高血压
研究发现,牙周炎患者的肱动脉血流介导性扩张(FMD)下降,暗示内皮功能受损。同时,严重感染的牙周组织释放的促炎介质可进入体循环,进而影响内皮功能。宿主免疫系统对微生物感染作出反应,因此不同易感性的宿主个体之间血管内皮损伤程度不同。牙周炎症可通过血管内皮细胞上的受体(包括TLR-2和TLR-4)检测到,从而激活炎症级联反应,释放促炎细胞因子并促进粘附分子的表达。
一氧化氮(NO)水平的调节
口腔微生物组通过调节一氧化氮(NO)水平影响高血压。
NO是由内皮细胞产生的血管舒张剂,具有重要的生理功能。内源性NO由特定的NOS合成,以L-精氨酸为底物,利用氧气、NADPH等(还需BH4等多种辅因子),将L-精氨酸转化为L-瓜氨酸,同时生成NO。
NOS主要分为三类:
神经型NOS、诱导型NOS、内皮型NOS
其中内皮型NOS(eNOS)是维持内皮完整性和血管张力的关键调节因子。
释放的NO可以立即被氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。唾液腺和饮食中的硝酸盐可以通过口腔细菌中的硝酸盐还原酶还原为亚硝酸盐,随后再被去硝化细菌转化为NO。
研究表明,正常血压个体的唾液中NO和微生物多样性较高。
多种口腔微生物,包括Neisseria、Haemophilus、Granulicatella、Veillonella、Prevotella、Corynebacterium、Actinomyces、Rothia,能够还原硝酸盐。
具体而言,Streptococcus mutans、Fusobacterium nucleatum、Veillonella dispar具有亚硝酸盐还原能力。然而,感染牙龈卟啉单胞菌的内皮细胞会产生过量的活性氧(ROS),这可能干扰NO通路,并降低NO的生物活性。
值得注意的是,NO的释放还具有抗菌活性,能够对抗与牙周炎相关的细菌,如Aggregatibacter actinomycetemcomitans、F. nucleatum。然而,使用抗菌漱口水可能会导致口腔微生物组的组成变化,从而影响NO的产生。
多项研究表明,使用抗菌漱口水会降低唾液和血浆中的硝酸盐/亚硝酸盐浓度,导致血压升高。相反,含有无机硝酸盐和抗氧化剂的漱口水可以影响口腔微生物组的多样性和结构,促进肠-唾液循环,并在一周内有助于降低血压。
另一项荟萃分析未显示漱口水使用与血压之间存在显著关系。这种不一致的可能原因包括漱口水的成分和使用时间的差异,以及高血压的严重程度不同。
理解这一机制不仅有助于我们更好地认识高血压的病理生理,还可能为其预防和治疗提供新的思路。
心血管疾病(CVDs)中口腔-肠道轴的机制
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doi: 10.3389/fcimb.2025.1658502
7.动脉粥样硬化
口腔菌群参与血管炎症与斑块形成
动脉粥样硬化的核心病理基础是血管内膜脂质沉积、慢性炎症和内皮功能障碍。
口腔菌群在血管炎症与斑块形成中的作用
现有研究提示,口腔微生物组可能通过系统性炎症、菌血症、血管内皮损伤以及代谢紊乱等多条路径参与其进展。牙周炎患者常伴随白细胞计数升高以及 TNF-α、IL-6、IL-8、aMMP-8 等炎症标志物升高,这种低度全身炎症可促进内皮功能障碍,并增加动脉粥样硬化风险。
口腔菌群的变化与动脉粥样硬化的关联
在菌群层面,已有研究发现,动脉粥样硬化患者唾液中 Streptococcus、Lactobacillus、Actinobacteria、Cutibacterium 的丰度较高,而 Bacteroidetes 相对减少。
多项研究在动脉粥样硬化斑块中检测到了口腔来源细菌或其DNA,其中较常被提及的包括 Veillonella、Streptococcus 以及牙周相关病原体牙龈卟啉单胞菌。
有研究甚至提示,牙龈卟啉单胞菌是冠状动脉和股动脉标本中检出的优势菌之一。与此同时,Fusobacterium nucleatum 还被报道可通过促进肝脏糖酵解和脂质生成,加重动脉粥样硬化表型。
8.心肌梗死
可能影响梗死后损伤修复
心肌梗死(MI)患者常表现出更差的牙周状态,且口腔微生物组组成也出现改变。
心肌梗死:牙周健康与口腔微生物组变化
临床研究显示,心肌梗死患者往往具有更深的牙周袋和更重的牙周炎,并伴随牙龈卟啉单胞菌和普雷沃菌属丰度升高;此外,针对 Tannerella forsythia 的较低抗体水平还被报道与心肌梗死患者更高的心血管死亡风险相关。
在更直接的证据层面,研究者已在心肌梗死患者斑块中检测到Viridans Streptococci和 Aggregatibacter actinomycetemcomitans。
口腔微生物组对心肌梗死及其后果的影响
动物实验进一步提示,口腔菌群不仅可能与梗死发生有关,还可能影响梗死后的炎症修复过程:例如,牙龈卟啉单胞菌可侵入缺血心肌,其LPS可激活 CD8+ T细胞、增强 MMP-9 活性并加重心肌破裂风险;其毒力因子 gingipains 还可通过干扰自噬过程损伤梗死后心肌。
另有研究提示,Streptococcus 可沿“口腔—肠道轴”转移并加重实验性心肌梗死。因而,从口腔微生物组角度看,心肌梗死相关改变不仅体现在有无某种菌,更涉及炎症放大、免疫重编程和远隔器官损伤修复失衡。
9.感染性心内膜炎
口腔菌血症具临床指向性的例证
感染性心内膜炎(IE)是一种涉及心脏瓣膜感染的疾病。在几类心血管疾病中,感染性心内膜炎与口腔微生物的联系最为直接。
链球菌属(尤其口腔链球菌)是口腔中最常见、同时也是心内膜炎中重要的一类病原。口腔来源链球菌不仅可进入血流,还可通过影响单核细胞向树突状细胞分化,干扰宿主对病原体的清除。
除链球菌外,口腔微生物中的 HACEK 群也与感染性心内膜炎密切相关,包括 Haemophilus parainfluenzae、Aggregatibacter spp.、Cardiobacterium spp.、Eikenella corrodens \Kingella spp.。
其中,A. actinomycetemcomitans 的关联尤受关注。该菌不仅与牙周感染相关,还可借助黏附因子 EmaA 结合心脏瓣膜中高表达的I型胶原,因此被认为是从口腔到心脏瓣膜传播的代表性病原之一。
总体而言,一个清晰的“口腔—心脏”路径:牙周炎或口腔操作导致菌血症,随后病原在易感瓣膜表面黏附、定植并形成感染灶。
心血管疾病相关口腔-肠道菌群的作用机制
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doi: 10.3389/fcimb.2025.1658502
10.心力衰竭
证据仍有限,但炎症与NO通路值得关注
已有研究提示,较差的牙周状态和口腔微生物多样性变化与心力衰竭发生风险有关;同时,P. gingivalis抗体水平升高也与更高的心力衰竭患病风险相关。
动物研究进一步表明,P. gingivalis 诱导的牙周炎可加速保留射血分数心衰(HFpEF)的进展,其机制可能涉及全身炎症升高和NO耗竭。此外,在射血分数降低型心衰(HFrEF)患者中,还观察到口腔硝酸盐还原能力下降,提示口腔菌群参与的硝酸盐–亚硝酸盐–NO通路可能是心力衰竭的重要调节环节。
由于NO与血管舒张、微循环灌注和心肌功能密切相关,这一发现使调节口腔微生态或补充无机硝酸盐成为潜在干预方向。另一方面,心力衰竭本身也可通过肠道屏障受损加重肠道失调,而口腔菌群向肠道转移可能进一步放大全身炎症,形成“口腔—肠道—心脏”恶性循环。
11.阿尔茨海默
口腔菌群可能参与,不只是伴随现象
如果说心血管疾病中的关键问题,是口腔炎症如何影响血管;那么在阿尔茨海默病(AD)中,更值得关注的则是:口腔微生物组失调,是否会通过慢性炎症、屏障破坏和神经免疫激活,参与神经退行性过程。
现有证据提示,牙周炎、牙齿缺失和较差口腔卫生与认知下降及 AD 风险升高有关。包括 ARIC 在内的一些前瞻性人群研究,以及多项医保数据库研究,都反复给出了相似方向的信号:口腔健康越差,后续认知结局往往也越不理想。
需要强调的是,这类研究首先说明的是“相关”,而不是已经完成严格意义上的因果证明。
口腔菌群失调与阿尔茨海默病
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doi.org/10.1016/j.bcp.2025.117362
牙周相关病原体及其成分在中枢层面的线索
在 AD 相关研究中,最常被提及的菌是牙龈卟啉单胞菌(P. gingivalis)。
Dominy 团队等研究曾在 AD 患者脑组织中检测到 P. gingivalis 及其毒力因子 gingipains;此外,Treponema denticola、其他口腔螺旋体,以及部分口腔来源细菌 DNA,也在部分研究中被报道与 AD 脑组织或外周标志物有关。
从机制上看,关键可能是“牙周炎储源”持续向脑部相关通路施压
牙周炎可反复造成短暂菌血症,并持续释放LPS、蛋白酶和促炎介质。在老龄化、血脑屏障功能下降和全身低度炎症存在的背景下,这些信号更可能通过血行途径放大神经炎症。尤其是 P. gingivalis 的 LPS 和 gingipains,被认为可激活小胶质细胞,诱导 TNF-α、IL-1β、IL-6 等炎症反应,并与 Aβ 沉积、tau 异常磷酸化 等 AD 关键病理过程相关。动物实验也提示,口腔感染或牙周致病菌暴露可加重脑内炎症和淀粉样病理改变。
“口腔-大脑轴”以及牙龈卟啉单胞菌在阿尔茨海默病病理学中的拟议作用
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doi: 10.1080/20002297.2026.2635233
AD 相关的口腔微生物信号
以 P. gingivalis、T. denticola、Tannerella forsythia 等为代表的牙周致病生态位,在长期失调状态下,持续提供炎症刺激、病原成分和免疫扰动;而宿主衰老、屏障脆弱和神经免疫失衡,则决定了这些信号是否会进一步转化为中枢损伤。
牙周炎可能作为一个长期炎症与病原储源,通过系统炎症、病原转位和神经免疫激活,参与 AD 的发生发展。
不过,现阶段证据仍以关联和机制研究为主;要把它真正提升为可操作的风险预测或干预靶点,仍需要更多纵向队列和干预研究支持。
12.帕金森
口腔致病菌增多,牙周病风险升高
多项研究发现,帕金森(PD)患者在唾液、龈下菌斑和口腔软组织的微生物组谱与健康对照组不同。
基于16S rRNA测序的研究显示,PD患者口腔软组织菌群的β多样性显著降低,并表现出更高的致病菌负荷。常见的富集类群包括Prevotella、Streptococcus、Lactobacillus,此外,Streptococcus mutans、Kingella oralis、Veillonella等菌群也有所增加,而Treponema、Lachnospiraceae相对减少。
帕金森的流涎、吞咽困难及唾液pH变化可能重塑口腔微环境,因此这些差异应视为与帕金森相关的微生态信号。
牙周炎与PD风险
牙周疾病被视为帕金森的危险因素,病例-对照研究显示帕金森与探诊出血及炎症标志物升高相关。中国台湾省的回顾性匹配队列显示,牙周病患者随访中的PD新发风险更高(调整后HR≈1.43)。此外,在无牙周病个体中,定期洁治与PD风险降低相关。
13.精神疾病
抑郁与焦虑、自闭症、精神分裂
抑郁与焦虑:口腔菌群改变更多体现为炎症背景下的相关信号
已有研究提示,抑郁或焦虑人群可出现唾液或其他口腔生态位菌群组成改变,部分文献反复提到 Streptococcus、Prevotella、Veillonella、Neisseria、Actinomyces 等常见口腔菌属的丰度差异。与此同时,这类人群常伴随较差的口腔卫生、牙龈炎/牙周炎负担增加以及炎症指标升高,因此口腔菌群变化很可能与慢性低度炎症状态共同出现,而不一定直接参与精神症状的发生。
口腔微生物组在抑郁、焦虑中的研究仍以横断面观察为主,现阶段更适合将其视为一种相关生物学信号,而非已确立的病因机制。
自闭症谱系障碍:可见菌群差异,但受饮食和行为因素影响较大
关于自闭症谱系障碍(ASD)的口腔微生物研究,多集中于儿童人群。现有研究普遍提示,ASD 患儿与神经典型儿童相比,在唾液、牙菌斑或口腔拭子样本中可见菌群组成差异,但不同研究之间的一致性相对有限。
被报道发生变化的通常仍是口腔常见优势菌属,如Streptococcus、Prevotella、Veillonella、Neisseria、Actinomyces 等。
这一领域解释难度较大,主要因为 ASD 儿童往往同时存在饮食偏好明显、口腔清洁配合度差异、龋病或牙周炎风险升高、抗生素或其他药物暴露等情况,上述因素都可能显著影响口腔微生态。
ASD 相关的口腔菌群改变可能反映了行为、饮食、口腔卫生与炎症状态共同作用下的生态偏移,但尚不足以作为独立的诊断标志物。
口腔微生物群影响神经精神疾病的可能机制
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doi.org/10.1016/j.bbr.2024.115111
精神分裂症:菌群差异存在,但药物和生活方式混杂尤为突出
这一领域受到的混杂因素可能比前两类疾病更复杂。
吸烟率升高、抗精神病药物使用、代谢异常、口腔卫生不良及牙周疾病负担增加,均可能显著改变口腔微生态。现有研究提示,精神分裂症患者与健康对照之间可见菌群组成差异,涉及的菌群仍多为 Streptococcus、Prevotella、Veillonella、Neisseria、Actinomyces 等口腔常见类群,以及与牙周炎生态位相关的变化。
精神分裂症中的口腔菌群异常与疾病相关的免疫炎症异常、代谢改变及口腔健康状况相互交织。未来研究尤其需要对吸烟、用药和牙周状态进行严格分层,才能更清楚地判断口腔微生物组改变的临床意义。
14.慢性肾病
口腔微生物组也会发生明显重塑
与健康对照相比,CKD患者口腔菌群的整体结构不同,且微生物多样性往往升高。在菌群组成上,链球菌属、放线菌属(Actinomyces)、纤细菌属(Leptotrichia)以及柠檬酸杆菌属(Citrobacter)等更常见;而普雷沃菌属、Alloprevotella、Haemophilus则相对减少。
CKD患者常伴随尿素代谢异常、唾液成分变化和慢性炎症状态,这些因素都可能改变口腔微环境,从而影响菌群定植与竞争。
功能预测分析还发现,CKD相关口腔菌群在精氨酸代谢和色氨酸代谢方面增强,提示其可能通过炎症放大、NO相关通路受扰以及尿毒症毒素前体增加等机制,参与疾病进展。
一些口腔菌与肾功能指标之间还存在相关性。例如,Prevotella与较好的肾功能指标相关,而部分富集菌则与血肌酐、尿素氮升高及eGFR下降相关。
从口腔微生物组的角度看,CKD不仅伴随局部微生态失调,这些变化还有望成为一种无创辅助筛查和风险评估线索。不过,目前相关证据仍以观察性研究为主,其因果关系和具体机制仍需进一步研究确认。
15.癌症
口腔癌、食管癌、胃癌、结直肠癌、肺癌等
口腔微生物组失调与多器官肿瘤相关,反复出现的关键菌主要是牙龈卟啉单胞菌、具核梭杆菌和齿垢密螺旋体。
共同机制主要包括:慢性炎症(LPS、gingipains、胶原酶、细胞裂解毒素)、直接致基因毒性(乙醛、亚硝化反应、CDT)、免疫逃逸/免疫抑制(TLR/NLR、MDSC、TAN/TAM、TIGIT/CEACAM1)以及信号与表观遗传重编程(NF-κB、MAPK/ERK、PI3K/AKT、JAK/STAT、WNT/β-catenin、Notch、COX-2、CpG高甲基化)。
可能的传播途径包括吞咽进入消化道、菌血症/淋巴播散、微误吸和黏膜直接转移。
✨ 口腔癌
口腔鳞状细胞癌(OSCC)中常见富集菌包括:P. gingivalis、F. nucleatum、
Prevotella intermedia、P. melaninogenica、Tannerella forsythia、Peptostreptococcus、Parvimonas、Capnocytophaga、
Streptococcus anginosus
其中,P. gingivalis可上调miR-21/PDCD4/AP-1、激活PI3K/AKT和NF-κB/MAPK、抑制凋亡并增强侵袭和耐药;F. nucleatum与炎症型菌群特征相关;S. anginosus可趋化并激活中性粒细胞和单核细胞,促进上皮异常增生。
部分研究还发现P. gingivalis可上调肿瘤细胞免疫检查点相关分子。
✨ 食管癌
食管癌,尤其是食管鳞癌(ESCC),最常见相关菌为P. gingivalis;其在食管组织中的检出与分期、病理特征、生存有关,血清IgG/IgA抗-P. gingivalis抗体也被提出可作为诊断/预后线索。
其他相关菌包括F. nucleatum、T. denticola、Prevotella、S. anginosus。
其中,T. denticola偏向通过持续黏膜定植、低度慢性炎症、NF-κB相关细胞因子信号和蛋白水解性组织破坏参与癌变;F. nucleatum可经NLRP3炎症小体—MDSC通路促进顺铂耐药,并可通过自噬相关机制增强化疗耐受;唾液中Prevotella及P. gingivalis/Prevotella比值也被用于风险识别。
✨ 胃癌
胃癌中常见变化包括Streptococcus富集。研究提示其与谷胱甘肽、半胱氨酸、蛋氨酸等代谢通路增强相关。
多种口腔链球菌,如S. mitis、S. gordonii、S. salivarius、S. sanguinis、S. oralis,具有酒精脱氢酶(ADH)活性,可将乙醇代谢为乙醛,增加致癌暴露。整体上,口腔来源菌可能沿口腔—胃轴参与胃内菌群重塑和代谢异常。
✨ 结直肠癌
结直肠癌(CRC)中:
最核心的菌是具核梭杆菌(F. nucleatum),
其次是牙龈卟啉单胞菌(P. gingivalis)。
具核梭杆菌
具核梭杆菌可经菌血症或淋巴播散到达结直肠,也可耐受胃酸后经消化道转移;其表面蛋白FadA与E-cadherin结合,激活β-catenin信号,Fap2可结合肿瘤表面的Gal-GalNAc并与免疫抑制受体TIGIT作用,抑制NK/T细胞杀伤;同时可诱导IL-8、CXCL1分泌,促进迁移,并在MSI-H CRC中与CD68+巨噬细胞增多相关,还可促进CD103+树突细胞和Foxp3+ Treg扩增。
具核梭杆菌促进结直肠癌进展的机制
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DOI: 10.1080/20002297.2026.2635233
牙龈卟啉单胞菌
牙龈卟啉单胞菌可通过gingipains降解细胞外基质、免疫球蛋白、补体和细胞因子,促进免疫逃逸;还可激活NLRP3炎症小体、诱导细胞衰老、上调PI3K/AKT、JAK/STAT3、MAPK/ERK、WNT/β-catenin,抑制caspase-3/9介导的凋亡,并通过调控miR-203/SOCS3维持抗凋亡状态。
部分研究已尝试将粪便F. nucleatum DNA作为结直肠癌标志物。
与结直肠癌相关的口腔微生物丰度
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doi: 10.3390/pathogens14121233
✨ 肺癌
肺癌相关口腔来源菌常见于Streptococcus、Prevotella、Veillonella、Haemophilus、Rothia、Neisseria、Porphyromonas等。
机制上以炎症驱动最突出。P. gingivalis和A. actinomycetemcomitans可通过TLR识别及其下游TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8等炎症因子上调促进肿瘤微环境形成;A. actinomycetemcomitans产生的CDT还可诱导DNA双链断裂和持续炎症。
非小细胞肺癌中TLR4、TLR5、TLR7、TLR8表达升高,部分可能与口腔病原体诱导的DNA甲基化/受体表达重塑有关。F. nucleatum还可通过FadA–E-cadherin–β-catenin轴促进侵袭和转移。
口腔微生物组与肺癌相关性的总结
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doi: 10.3390/cancers18040591
干预方向
口腔保健的重要性:专业的口腔卫生干预对肺癌患者尤其重要。研究表明,良好的口腔卫生可以显著降低误吸性肺炎的发生率,这对于免疫系统受损的肺癌患者尤为关键。定期的口腔护理和牙周治疗可以帮助减少病原体的转移,从而降低肺部感染的风险。
抗微生物肽(AMPs):AMPs在肺癌治疗中也显示出潜力。这些小肽具有广谱的抗菌、抗病毒和抗肿瘤能力,可能通过调节免疫反应和直接杀死癌细胞来改善治疗效果。
将口腔健康纳入整体健康促进策略被认为是一种有效的癌症预防方法。良好的口腔卫生习惯和定期口腔菌群检测被视为降低肺癌及其他癌症风险的重要措施。
在化疗前,特别是在高剂量化疗之前,将牙周治疗纳入治疗方案具有优势。
目前已知的针对口腔微生物群的策略
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doi: 10.3390/cancers18040591
✨ 胰腺癌
唾液中,胰腺癌患者可见Neisseria elongata和Streptococcus mitis减少,Veillonella、Campylobacter、Prevotella较常见;
后续研究又提示Leptotrichia、P. gingivalis、A. actinomycetemcomitans、Streptococcus 升高,舌苔中Leptotrichia、Fusobacterium也可增多。
前瞻性研究发现,抗P. gingivalis抗体水平升高与后续胰腺癌风险增加相关;胰腺癌组织中Fusobacterium spp.相对丰度更高。
机制上,P. gingivalis可激活PAR2/NF-κB、ERK1/2-Ets1和p38/HSP27,诱导proMMP-9表达并促进基质降解;还可促进肿瘤相关中性粒细胞释放中性粒细胞弹性蛋白酶,增强肿瘤发生,并可上调胰腺癌相关基因Reg3A/G。另有研究提出口腔菌可能参与p53相关突变过程。
✨ 其他
肝癌、膀胱癌、宫颈癌、乳腺癌等这些癌症反复被关注的仍是P. gingivalis、F. nucleatum、T. denticola等牙周相关菌,其可能通过慢性炎症、免疫失衡、菌血症/门静脉途径转移参与肿瘤微环境形成。
现阶段以相关性证据为主,缺乏足够机制验证。
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DOI: 10.1080/20002297.2026.2635233
口腔健康是会随着机体内环境的变化而动态波动。其中,一个经常被忽视、却极为关键的因素,就是激素水平的改变。
青春期、妊娠期、更年期以及长期应激状态,都是机体激素谱发生明显变化的阶段。此时,口腔黏膜、牙龈血管、唾液分泌、局部免疫反应,乃至口腔微生物组本身,都会随之发生重塑。
换句话说,许多人在这些阶段更容易出现牙龈出血、口干、口臭、牙周炎加重或念珠菌感染,并不只是“清洁没做好”,而往往是激素变化、宿主反应和微生物生态改变共同作用的结果。
青春期
激素变化为什么会让牙龈更敏感
很多青少年出现牙龈红肿、刷牙出血,并不一定是因为菌斑突然增多,而是因为激素变化先把牙龈的“反应阈值”调低了。
性激素水平上升后,牙龈血管通透性增加,龈沟液渗出变多。GCF 中富含蛋白质、肽类、血红素及宿主组织降解产物,这会使龈下环境更有利于厌氧菌和蛋白水解型菌群生长。结果是,原本相对稳定的龈下微生态更容易向炎症相关方向偏移。
在这一过程中,Prevotella intermedia 是最经典的代表,因为它能够利用孕酮和雌二醇作为维生素 K 的替代物,从而在青春期更容易获得生长优势。与此同时,Capnocytophaga等与青春期牙龈炎相关的菌群也常可增加。如果局部菌斑控制本就欠佳,龈下生态位还可能进一步向更典型的牙周炎相关群落偏移,使 Tannerella 和 Treponema 这类厌氧菌更容易稳定存在。
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此外,青春期也常伴随饮食频率增加、含糖零食摄入上升和口腔清洁不稳定,这会使龋病风险同步增高。在这一背景下,S. mutans 等致龋菌也更容易在菌斑中获得优势。因此,青春期口腔问题增加,往往并不局限于牙龈炎,而是可能同时表现为牙龈炎症易感性上升与龋病风险增加。
妊娠期
为什么孕期更容易出现牙龈炎和菌群波动?
妊娠期是激素波动最显著的生理阶段之一。高水平雌激素和孕激素会明显增加牙龈血流和血管通透性,使龈沟液渗出增多,牙龈组织更容易肿胀、充血和出血。与此同时,局部免疫反应也发生适应性调整,使牙龈对菌斑刺激的炎症反应更强,这就构成了“妊娠期牙龈炎”的基本背景。
从微生物角度看,孕期最典型的仍然是 P. intermedia,因为它可利用孕酮和雌二醇促进生长。
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除此之外,研究还常观察到牙周相关菌增加,包括 Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia 、 Treponema denticola 等,使龈下微生态更偏向经典牙周致病群落。
越来越多证据提示,口腔菌群本身也在参与局部激素代谢。与牙周病相关的 Tannerella、Treponema、Prevotella 等菌属中存在表达 GUS 酶的成员,理论上可参与结合型雌激素的去结合与再活化;而 S. mutans 和 T. denticola 等细菌则被发现具有 5α-还原酶和羟类固醇脱氢酶等相关活性,可能影响孕激素和雄激素在口腔局部的利用方式。
这也解释了为什么孕期菌群波动常常具有一定可逆性。分娩后随着激素水平回落,牙龈血管通透性、GCF 渗出和局部免疫状态逐渐恢复,孕期被“偏袒”的厌氧菌群也可能部分回落。
因此,妊娠期口腔变化:高激素状态下口腔微生态被暂时推向更促炎、更利于牙周相关菌扩张的方向。
激素-宿主与激素-微生物的相互作用
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Rus et al., 2025
更年期
口干、炎症和机会性感染为何增加
更年期与长期应激:口腔黏膜屏障变弱,唾液防御下降,炎症更容易持续,机会致病微生物也更容易获得优势。
更年期——雌激素下降
雌激素减少后,口腔黏膜可出现萎缩和干燥,唾液分泌也常减少。
唾液不仅是润滑液,更是口腔最重要的“生态稳定器”之一:它负责机械冲刷、缓冲酸性环境,并提供抗菌蛋白和免疫分子。当唾液减少时,口腔清除能力下降,酸性代谢产物更易积聚,黏膜也更容易受到刺激和损伤。
在这种环境下,Candida albicans 等机会致病真菌更容易由共生状态转向致病状态,而 S. mutans 等致龋菌也可能因低唾液、低缓冲状态而更容易获得优势,因此更年期常同时表现为口干、灼口感、龋病风险增加以及机会性感染增多。
与此同时,雌激素下降还会影响牙周组织和牙槽骨稳态,使已有牙周基础问题的人更容易出现炎症持续和附着丧失。在这种背景下,龈下菌群也更容易向牙周炎相关群落偏移,包括 P. gingivalis、Tannerella forsythia、Treponema denticola 等菌更可能持续存在并维持慢性炎症。
应激状态——皮质醇升高
皮质醇可通过调节甚至抑制局部免疫反应,削弱机体对病原体的控制能力,使炎症更容易迁延不愈。研究发现,长期应激与牙周病加重相关,且唾液皮质醇水平升高时,一些牙周相关菌和促炎菌也更容易增加。在这种背景下,Fusobacterium nucleatum、P. gingivalis、Tannerella、Treponema 等菌更可能在牙周袋环境中扩张,并形成“菌群失调—炎症持续—宿主防御下降”的循环。
因此,无论是更年期还是长期应激,口腔问题在于激素改变了唾液、黏膜、免疫和龈下生态位,最终让致龋菌、牙周相关菌和机会致病真菌更容易获得生存优势。
总的来说,激素改变宿主,宿主改变生态位;而生态位一旦改变,微生物组就会随之重排。口腔在这些生理阶段表现出的“敏感”“易炎症”或“易感染”,本质上正是这种激素—微生物互作的临床体现。
鉴于口腔微生物组在健康与疾病中的核心作用,通过主动干预来调节其组成和功能,以恢复或维持微生态平衡,已成为现代口腔医学和预防医学的重要方向。当口腔微生物组从共生状态转向失调状态时,多种干预措施可以用来打破疾病的恶性循环,促进向健康状态的恢复。
传统干预
生物膜控制与化学疗法
在早期阶段,重点是预防和建立独立的护理习惯。传统的口腔健康维护策略主要集中在对牙菌斑生物膜的物理和化学控制上。
机械性菌斑去除
这是最基础也是最重要的干预手段。日常的刷牙和使用牙线(或牙间刷)能够物理性地破坏和清除牙齿表面的生物膜,阻止其成熟和矿化(形成牙结石)。
对于已经形成的龈下菌斑和牙结石,则需要通过专业的牙周治疗,如龈上洁治(洗牙)和龈下刮治及根面平整(SRP),由牙科专业人员使用专门器械进行彻底清除。这些机械性方法是治疗牙龈炎和牙周炎的基石,其目标是尽可能地降低微生物负荷,为牙周组织的愈合创造条件。
抗菌药物与化学制剂
在某些情况下,单纯的机械清创不足以控制感染,需要辅助使用化学制剂。
——漱口水
含有氯己定(Chlorhexidine)或西吡氯铵(Cetylpyridinium Chloride)等广谱抗菌成分的漱口水,可以作为短期辅助措施,用于控制菌斑和牙龈炎。然而,长期使用(特别是Chlorhexidine)可能导致牙齿着色、味觉改变以及对口腔微生物组的非选择性破坏,甚至可能干扰有益的硝酸盐还原通路,因此不推荐常规长期使用。
——抗生素
在重度或侵袭性牙周炎的治疗中,有时会在SRP的基础上联合使用全身性抗生素(如甲硝唑联合阿莫西林)。抗生素能够有效杀灭侵入组织的深层病原体。然而,抗生素的滥用是导致抗菌素耐药性(Antimicrobial Resistance, AMR)全球危机的主要原因。口腔微生物组被认为是耐药基因的一个重要“储存库”(即“口腔抗性基因组”),这些耐药基因可以通过水平基因转移在不同细菌之间传播。因此,抗生素的使用必须严格遵循指南,仅限于必要的病例,以避免加剧耐药性问题。
全身抗生素仅在C级牙周炎病例中适用。
早期筛查
风险评估
通过分析口腔微生物组的组成,可以识别潜在的健康风险。例如,特定的致病菌如牙龈卟啉单胞菌与心血管疾病、糖尿病等慢性病的发生密切相关。
定期的口腔微生物检测可以帮助医生及早发现这些风险,从而进行干预。根据患者的口腔微生物组特征,制定个性化的口腔护理和治疗方案。
为了有效应对这些潜在风险,传统的生物膜控制与机械性菌斑去除是早期干预的基础,日常的刷牙和使用牙线能够有效阻止牙菌斑的形成,降低微生物负荷,为牙周组织的愈合创造条件。这些措施不仅有助于维护口腔健康,还为个性化护理方案的实施提供了支持。
新兴干预
生态学调节策略
新兴的干预方法更侧重于从生态学角度调节微生物组,旨在“扶持益菌、抑制害菌”,恢复微生态的健康平衡。
饮食干预
◎地中海饮食:其抗炎特性可能对改善牙周健康和整体健康有益,尤其是在与类风湿关节炎和其他炎症性疾病相关的背景下。
◎抗氧化剂丰富的食物:富含抗氧化剂的水果和蔬菜(如柠檬和浆果)被推荐用于维持口腔微生物组的健康。
◎多酚和类黄酮:最近的证据表明,食物来源的天然产品,尤其是多酚和类黄酮,作为P. gingivalis毒力因子的强效抑制剂,专门针对牙龈蛋白酶(Rgp和KGP)以减弱细菌的致病性。这些化合物不仅抑制细菌生长和生物膜形成,还通过干扰膜结合的特异性转运酶破坏能量代谢。
◎Omega-3脂肪酸补充剂:已被证明在作为牙周治疗的辅助治疗时改善临床参数(探诊袋深度和临床附着水平)。这种双重作用(减少口腔病原负荷和毒力,同时调节肠道微生物群)强化了营养在干预口腔-肠道轴源头中的作用。
◎姜黄素:作为一种多酚化合物,具有抗炎、抗氧化、抗菌特性。它通过调节关键的炎症通路(如NF-κB)和氧化应激反应,展现出对多种口腔疾病的治疗潜力,如牙周病、龋齿、复发性口腔炎等。
多种口腔疾病中姜黄素制剂的临床试验总结
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DOI:10.3389/FPHAR.2025.1661443
临床上,局部姜黄素已被证明能够减少慢性牙周炎患者的微生物负荷。姜黄素甚至可以在非常低的浓度(20 μg/mL)下抑制P. gingivalis生物膜形成超过80%。
姜黄素的抗菌作用包括对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和真菌的抑制,是一种有吸引力的辅助或替代治疗选择。
姜黄素与药物协同治疗
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DOI:10.3389/FPHAR.2025.1661443
益生菌
一些益生菌能产生细菌素、过氧化氢和有机酸,直接抑制致病菌的生长。例如,唾液链球菌K12和M18菌株(Streptococcus salivarius K12, M18)能产生细菌素,抑制引起咽炎的化脓性链球菌和部分致龋菌。
注:唾液链球菌K12菌株(S. salivarius BLIS K12)能产生细菌素,主要抑制引起咽炎的化脓性链球菌(S. pyogenes);M18菌株(BLIS M18)则更侧重于抑制致龋菌 S. mutans,两者功能各有侧重。
调节免疫反应:益生菌可以与宿主免疫细胞相互作用,调节细胞因子的产生,减轻过度的炎症反应。
目前,已有研究表明,含有特定乳杆菌(如Lactobacillus reuteri)或双歧杆菌(如Bifidobacterium animalis subsp. lactis HN019)的益生菌产品,作为牙周治疗的辅助手段,可能有助于改善牙周临床指标。
一项研究表明,作为冷冻干燥片的L. salivarius可使牙周炎患者的下列菌群减少:
P. intermedia、P. gingivalis、T. forsythia、
T. denticola、A. actinomycetemcomitans
另一个潜在的菌株是益生菌Clostridium butyricum MIYAIRI 588(CBM588),其在肠道失调的治疗中显示出疗效。C. butyricum被报道能够降低全身炎症反应,促进稳态维持,并减少肺癌患者化疗引起的腹泻。2024年报告的研究结果强调CBM588作为牙周治疗的治疗辅助剂的有效性。
另一项研究的作者证明,接受ICI治疗的非小细胞肺癌(NSCLC)患者接受MIYAIRI588后,生存期倾向于延长,与未治疗组相比。
然而,关于口腔益生菌的最佳菌株、剂量和应用方式,仍需要更多高质量的临床研究来确定。
益生元
在口腔中,一些不易被宿主或致病菌利用的碳水化合物,如木糖醇和某些寡糖,可以被视为益生元。木糖醇不能被变形链球菌有效代谢,但会被其摄取,从而干扰其能量代谢并抑制其生长。同时,木糖醇还能刺激唾液分泌,有助于中和酸性环境。如前所述,膳食中的硝酸盐也可以被看作一种益生元,它能选择性地促进硝酸盐还原菌的生长,这些菌通过产生亚硝酸盐来抑制致病菌并有益于心血管健康。
噬菌体
噬菌体是感染和杀死细菌的病毒,具有极高的特异性。这使得能够有针对性地消灭单一病原物种,如牙龈卟啉单胞菌,而不会对周围生态系统造成附带损害。
在牙周炎的背景下,噬菌体疗法的目标是诱导失调生物膜群落的解散,从而解决炎症,允许健康的、平衡的群落重新建立。
另一种精准方法涉及针对特定的毒力因子。例如,已经开发出针对P. gingivalis的牙龈蛋白酶的小分子抑制剂。通过中和这一关键毒力因子,这些抑制剂可以使病原体失去能力,减少其造成组织破坏和操控宿主免疫反应的能力。这些化合物目前正在临床试验中,潜在用于治疗牙周炎以及AD,因为牙龈蛋白酶在神经炎症中的作用。
这些高度针对性的策略体现了恢复生态平衡而非无差别杀灭微生物的转变,提供了一种更可持续且潜在更有效的方法来管理与微生物失调相关的疾病。
靶向治疗策略的转化通路
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doi: 10.3389/fcimb.2025.1658502
促进口腔健康和预防癌症的公共卫生干预战略框架
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doi: 10.1007/s12672-026-04527-x
口腔,是我们与外部世界最早接触的界面,也是最容易发生生态失调、却最容易被忽视的部位。
纵观全文,我们看到的不只是一份关于”口腔细菌”的科普,而是一幅口腔微生物组与全身健康深度交织的系统性图景。
龋齿、牙周炎,是菌群失调在口腔局部的最初体现;糖尿病、心血管疾病、类风湿关节炎、阿尔茨海默病,乃至结直肠癌、胰腺癌,是这种失调通过炎症通路、菌血症和神经免疫信号向全身蔓延的可能后果。这条路径,已经从流行病学的相关信号,逐渐向机制层面的清晰证据推进。
和肠道菌群检测相比,口腔菌群检测具有几个独特优势:
换言之,口腔菌群检测不只是牙科问题,它正在成为一种面向全身健康的早期预警工具。
未来,随着组学技术的成本下降、唾液,肠道等多组学检测的普及,以及人工智能辅助菌群解读能力的提升,口腔,肠道联合微生物组有望成为慢性病早筛、个性化健康管理和精准干预不可或缺的一环。
注:本账号内容仅供学习和交流,不构成任何形式的医疗建议。
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当我们谈论人体微生态时,最先想到的往往是肠道。但你是否知道,我们的口腔其实是人体内多样性仅次于肠道的第二大微生物栖息地?
近年来越来越多研究提示,口腔作为人体与外界环境交互的重要门户,栖息着高度复杂和动态的微生物群落,即口腔微生物组。这一微生态系统在维持宿主口腔乃至全身健康有着比想象中更深的联系。
现代人常见的龋病、口臭、牙周炎等问题,很多时候都不是某一种“坏菌”突然出现,而是原本受控的微生态关系发生倾斜。
想真正理解口腔菌群,关键不只是记住有哪些细菌,而是理解它如何定植、如何维持平衡,又如何在失调时影响口腔与全身。
本文将从口腔微生物组的组成、建立过程、共生稳态与失调机制出发,帮助大家建立一个更清晰的理解框架。
编者按:
本文是一篇基于近年综述与代表性研究整理的科普性综述,重点讨论口腔微生物组的构成、稳态与失调,以及其与部分全身疾病之间的研究联系。
需要特别说明的是,本文涉及癌症、认知衰退与痴呆、类风湿性关节炎、糖尿病等内容时,所引用的许多证据目前仍以观察性研究和相关性研究为主,不能简单理解为直接因果关系。不同主题的证据成熟度并不一致,相关机制也仍在持续研究中。
全文分上下两部分,本文为上篇;下篇将进一步讨论口腔微生物组与系统性疾病的研究进展、潜在机制、干预策略及临床意义。
从生态学视角来看,口腔微生物组是一个由细菌、古菌、真菌、病毒和原生动物等多种微生物组成的复杂生态系统。这些微生物以生物膜的形式存在牙面、舌背、黏膜、龈沟等不同部位,与宿主长期共处,并共同维持口腔环境的稳定。
换句话说,口腔微生物并不是偶然闯入的污染者,而是从出生起就开始定植的长期居民。
超700种菌:谁构成了口腔群落的核心骨架?
据估计,一般健康的人类口腔及上呼吸消化道中可发现超过700种细菌。
注:其中约58%已被正式命名,16%虽可培养但尚未命名,另有26%仅作为“不可培养的系统发育型”被识别。
在这些细菌中,厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、梭杆菌门(Fusobacteria)和螺旋体门(Spirochaetes)是六个最主要的门类,占据了口腔细菌群落的绝大部分。
口腔微观:不同位置,住着不同的微生物
口腔独特的解剖结构,包括非脱落的硬组织表面(如牙齿、修复体)和持续脱落的软组织表面(如颊黏膜、舌、腭),以及流动的唾液,为不同微生物提供了多样化的生态位。这些生态位在物理化学条件(如pH、温度、氧化还原电位、营养可得性)上存在显著差异,从而赋予了口腔“空间异质性”,并塑造了具有高度位点特异性的微生物群。
例如:
口腔核心微生物组
尽管个体间差异巨大,但在健康人群中,不同口腔位点存在着相对稳定的“核心微生物组”,这些核心成员负责维持口腔的功能稳定性和生态平衡。例如,研究发现,在健康个体的多个口腔位点中,Streptococcus mitis、Gemella haemolysans、Granulicatella adiacens 几乎普遍存在。
除了细菌,口腔中还存在“核心真菌组”,其中念珠菌属(Candida)最为常见,其次是枝孢属(Cladosporium)、短梗霉属(Aureobasidium)等。
口腔病毒组(virome)则以噬菌体为主,它们通过调节细菌宿主的种群动态和基因交换,在塑造口腔微生物群落结构中发挥着关键作用。
古菌(archaeome)虽然丰度较低,但产甲烷菌如Methanobrevibacter oralis在牙周炎等病理状态下丰度会增加,提示其可能参与疾病过程。
综上,口腔菌群是一个多物种、多领域、高度结构化和功能化的微生态系统。它与宿主共同进化,形成了一个被称为“共生体”的超级有机体。理解这个微生态系统的组成、结构及其与宿主的相互作用,是揭示其在口腔及全身健康与疾病中作用的基础。
健康的口腔里,微生物群落是如何运转的?
在健康状态下,口腔微生物组与宿主之间维持着“共生”或“健康平衡”的和谐关系。
在这个状态下,多样化的微生物群落通过协同作用,共同执行多种有益功能。它们参与营养物质的初步消化与转化,例如,某些口腔细菌能够代谢膳食中的硝酸盐,产生具有血管舒张和抗菌作用的亚硝酸盐和一氧化氮,这不仅有助于调节血压,还能抑制致病菌的生长。
此外,共生微生物通过“定植抵抗”机制,占据口腔内的生态位,与外来病原体竞争营养和附着位点,从而构成了抵御感染的第一道生物防线。
口腔微生物组与宿主健康之间的复杂相互作用
Dame-Teixeira et al., 2025, 第1章
一旦打破生态平衡,问题悄然出现
这种微妙的平衡可能被多种因素打破,导致向“失调”状态的转变。
年龄、感染、环境因素、生活习惯(如高糖饮食、吸烟、饮酒)以及抗菌药物的不当使用,都会对口腔微生物组施加选择压力,破坏其多样性和稳定性。
例如,高糖饮食会促进产酸菌(如变形链球菌)的过度生长,导致口腔环境酸化,从而引发龋齿。同样,宿主的全身性疾病,如糖尿病、高血压、肥胖等代谢综合征,也会通过改变唾液成分、影响免疫应答等方式,加剧口腔微生物的失调。
近年来,随着高通量技术的发展,我们对口腔微生物组的认识正在迅速深化。自2010年以来,相关研究文献数量呈指数级增长(下图)。
1950年~2023年间,以“口腔微生物组”
为主题的已发表论文数量变化趋势
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Dame-Teixeira et al., 2025, 第1章
图中显示,自2005年左右,尤其是2010年以后,相关研究呈现指数级增长。
这些研究从单纯的物种鉴定(它们是谁?)发展到功能分析(它们在做什么?),并整合宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学和代谢组学等多组学数据,逐步帮我们理解整个口腔微生态奠定了证据基础。
这些进展不仅揭示了口腔微生物组的复杂性,也为开发基于调节微生物组的个体化预防和治疗策略提供了新的契机。
人类口腔微生物组的建立是一个从生命最早期开始,贯穿一生的动态过程。它并非与生俱来,而是在出生后通过与环境的持续互动逐步获得和演替的。这一过程受到一系列内在(宿主相关)和外在(环境相关)因素的复杂调控,共同塑造了每个个体独特而又具有共性的口腔微生态系统。
人类从胎儿到老年的生命历程示意图
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改编自 DOI: 10.1007/978-3-031-79146-8_2
生命早期的初始定植
出生后,喂养方式成为塑造口腔微生物组的另一个重要因素。婴儿吃进去的不仅是营养,也是微生态的“种子”与“养料”。
母乳:不仅是营养的来源,更是一个动态的生物系统,含有丰富的微生物、人乳寡糖(HMOs)、免疫球蛋白和抗菌蛋白。母乳喂养能够将母亲的特定菌株(如双歧杆菌属)传递给婴儿,为其肠道和口腔“播种”有益菌 。
HMOs作为益生元,能够选择性地促进有益菌(尤其是Bifidobacterium infantis)的生长,同时抑制病原体的黏附 。因此,与配方奶喂养的婴儿相比,母乳喂养婴儿的口腔微生物组通常具有更高的多样性,其中部分变化被认为更接近健康相关模式。
辅食:随着固体食物的引入,婴儿的口腔微生物组会经历又一次重大转变,多样性显著增加,以适应更复杂的碳水化合物和营养物质。
从婴儿期到成年的演替过程
随着个体的成长,口腔的物理环境也在不断变化,这为微生物的演替提供了新的生态位。其中,牙齿的萌出是一个重要阶段。
► 无牙期:以软组织表面为主
在无牙期,口腔内只有软组织黏膜表面,主要定植的是早期定植菌,例如:
► 约 6–10 个月:第一颗乳牙萌出
大约在6-10个月时,第一颗乳牙的萌出为微生物提供了独特的“非脱落表面”,使得能够形成更稳定、更复杂的生物膜(牙菌斑)。
随着乳牙列的完全建立,口腔微生物的多样性显著增加,例如下列菌群开始繁盛:
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► 混合牙列期与恒牙期:厌氧菌定植条件增强
进入混合牙列期和恒牙期,口腔的解剖结构变得更加复杂,为更多厌氧菌的定植创造了条件。
牙龈沟的形成提供了一个低氧、富含蛋白质(龈沟液)的微环境,特别适合严格厌氧和蛋白水解菌(如牙周病相关菌群)的生长。
在这一过程中,微生物群落的组成从以革兰氏阳性兼性菌为主,逐渐向包含更多革兰氏阴性厌氧菌的成熟群落演替。
► 青春期:激素变化驱动的第二次转变
青春期是另一个重要的转变阶段。性激素(如雌二醇、孕酮和睾酮)水平的急剧上升,会直接或间接地影响口腔微环境。
这些激素可以被某些口腔细菌利用作为生长因子,同时也会改变牙龈组织的血管通透性和炎症反应,导致所谓的“青春期牙龈炎” 。
这期间,龈下微生物组中与牙龈炎相关的菌群丰度会增加,例如:
成人口腔内不同生态位及其优势细菌类群
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DOI: 10.1007/978-3-031-79146-8_2
牙菌斑和舌部具有高微生物多样性,而口腔黏膜的多样性相对较低。
影响微生物组获得与建立的其他因素
除了上述生理阶段的变化,还有多种因素持续塑造着口腔微生物组的构成。
✦遗传与宿主防御:身体“筛选”哪些菌容易留下
宿主的遗传背景决定了其免疫系统的特征,如唾液中抗菌蛋白(溶菌酶、乳铁蛋白等)的含量和活性、主要组织相容性复合体(MHC/HLA)的类型等。这会影响哪些微生物更容易定植下来,并长期保留下来。
例如,唾液淀粉酶基因(AMY1)拷贝数较高的人,其唾液中普雷沃菌属和卟啉单胞菌属的水平也更高。
✦社会与环境接触:微生物在人与人/动物之间流动
口腔微生物会通过接触持续传播。
婴儿早期主要受母亲影响,随着成长,兄弟姐妹、照料者、宠物和集体环境的作用也会逐渐增强。
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✦药物使用:抗生素改变菌群起跑线
抗生素的使用,尤其是在生命早期,会对口腔微生物组的建立产生深远影响。
广谱抗生素会无差别地杀灭有益菌和有害菌(好坏一起杀),可能导致菌群失调,并为机会致病菌(如念珠菌)的过度生长创造条件。
✦口腔卫生与生活方式:直接改变牙菌斑与口腔环境
口腔卫生习惯(如刷牙、使用牙线)直接影响牙菌斑的量和组成。
不良的口腔卫生会导致菌斑堆积,促进厌氧菌和致病菌的生长。吸烟和饮酒等生活方式因素也会通过改变口腔的氧化还原电位、pH值和免疫反应,导致微生物组失调,增加牙周病和癌症的风险。
✦成年稳定与老年再变化:从平衡到更易失衡
进入成年期后,健康口腔微生物组通常进入相对稳定阶段。
然而,随着年龄的增长,生理性衰老(如唾液流速下降、免疫功能减退)以及慢性疾病和多重用药的累积效应,会再次改变这种平衡,可能导致机会性病原体(如肠杆菌科、葡萄球菌属)的丰度增加,从而增加老年人患口腔及全身性疾病的风险。
总的来说,口腔微生物组并非一成不变,而是在多种因素作用下不断调整。接下来,需要进一步理解它与宿主之间如何形成并维持这种共生平衡。
经过数千年的共同进化,人类与栖居其身的微生物群落形成了一种深刻的互利共生关系。种共生关系主要通过微生物稳态和宿主稳定性的相互支撑来实现。
微生物稳态:群落内部的协作与拮抗
在健康状态下,口腔微生物并不是各自为战,而是形成了一个相互作用网络,这个网络让菌群具备两种能力:
这种稳态主要靠两类关系共同维持:互利协作与相互拮抗。
↗互利关系:代谢协作与交叉喂养
口腔微生物的主要营养来源于宿主饮食、唾液和龈沟液中的大分子,如糖蛋白和蛋白质。
单个微生物菌种往往“吃不完整”,不具备完全降解这些复杂底物的能力,因此需要不同物种之间通过酶促互补进行代谢合作。这种现象被称为“交叉喂养”,即一个物种的代谢产物成为另一个物种的营养底物。
——典型例子:产酸菌 × 耗酸菌
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这个协作带来两点好处:
整体上,这类代谢网络会提升群落效率,增强了其稳定性。
↘拮抗关系:竞争与抑制
口腔生态位很拥挤,共生菌为了守住地盘,也会用各种方式压制竞争者,尤其是潜在致病菌。这些拮抗作用是维持微生物平衡的关键。
——产生细菌素:定向“抑菌武器”
许多共生菌能够产生小分子的抗菌肽,即细菌素,它们可以特异性地杀灭或抑制亲缘关系较近的细菌。
例如,唾液链球菌(Streptococcus salivarius)产生的Salivaricin(一种细菌素)可以抑制引起咽喉炎的化脓性链球菌(S. pyogenes)。
从无龋个体中分离出的Streptococcus dentisani也能产生细菌素,有效抑制变形链球菌(S. mutans)和具核梭杆菌(F. nucleatum)等致病菌的生长。
——产生过氧化氢:用“氧化压力”压制对手
多种共生链球菌(如S. sanguinis, S. gordonii, S. oralis)能够通过丙酮酸氧化酶产生过氧化氢。
过氧化氢(H₂O₂)对许多无法有效应对氧化应激的厌氧致病菌(如P. gingivalis)和产酸菌(如S. mutans)具有强大的抗菌活性。这种机制在早期菌斑形成和应对糖冲击时尤为重要。
——产碱缓冲 pH:把酸中和掉
除了交叉喂养,一些细菌还能通过代谢氨基酸(如精氨酸)和尿素来产生氨(NH₃),从而中和酸性产物,提高局部pH值。
例如,精氨酸脱亚胺酶系统(ADS)在多种链球菌和放线菌中存在,它降解精氨酸产生氨,不仅能缓冲pH,其代谢过程本身还会消耗精氨酸,从而抑制依赖精氨酸的S. mutans的毒力表达。
——群体感应信号的干扰
微生物通过释放和感知被称为“自诱导物”的信号分子来进行种内和种间的通讯,这一过程称为群体感应(QS)。QS系统调控着生物膜形成、毒力因子产生等多种群体行为。
一些共生菌能够干扰致病菌的QS信号。例如,部分S. gordonii菌株可以抑制S. mutans的CSP信号肽,从而削弱其形成生物膜和产生细菌素的能力。
口腔健康条件下微生物间的相互作用机制
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doi: 10.1007/978-3-031-79146-8_3
维持口腔稳态的关键:定植抵抗与免疫稳态
宿主与口腔微生物组之间的共生关系,不仅体现在微生物群落内部的自我调节,更体现在其与宿主免疫系统的协同作用上,共同维持宿主的稳定与健康。
◉ 定植抵抗:常驻菌先占位,外来菌难落脚
健康的常驻微生物群通过“占位”效应,物理性地占据了口腔黏膜和牙齿表面的附着位点,从而阻止了外来病原体的入侵和定植。这种现象被称为“定植抵抗”。
它主要通过两种方式实现:
这种由微生物组提供的天然屏障,是宿主抵御感染的第一道防线。
◉ 免疫稳态与耐受:不是不管,而是受控共存
口腔黏膜持续暴露于大量的微生物及其抗原之下,但通常不会引发剧烈的炎症反应,这表明宿主免疫系统已经进化出一种与共生微生物和平共处的机制,即免疫耐受。
这种耐受并非免疫系统的“无视”,而是一种主动的、精细调控的平衡状态:既控制微生物,又避免过度炎症伤害自己。
共生菌如何帮助维持这种平衡?
共生微生物的某些分子信号(MAMPs,可理解为“微生物特征信号”)会被宿主的模式识别受体识别(如Toll样受体,TLRs),持续地“教育”和“校准”宿主的免疫系统。在健康状态下,这种相互作用倾向于诱导一种“促耐受”的免疫环境,主要体现在:
——诱导调节性T细胞(Treg)
共生菌及其代谢产物(如短链脂肪酸)可以促进Treg细胞的分化。
Treg细胞通过分泌如IL-10、TGF-β等抗炎细胞因子,来抑制过度的炎症反应,防止对共生菌产生有害的免疫攻击。
——促进分泌型IgA(sIgA)产生
sIgA是黏膜免疫的主要抗体。它能够“包裹”微生物,阻止其黏附到上皮细胞表面并侵入组织,同时不激活强烈的炎症反应。
这种机制常被理解为温和的免疫排斥:既能控制微生物数量,又能避免组织损伤。
——强化上皮屏障
共生菌能够刺激上皮细胞产生黏蛋白和抗菌肽(AMPs),增强黏膜的物理和化学屏障功能,进一步限制微生物与宿主免疫细胞的直接接触。
口腔微生物群与宿主免疫系统的相互作用机制
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doi: 10.1007/978-3-031-79146-8_3
口腔微生态具备定植抵抗、免疫耐受和屏障防御等多重稳定机制,但并不是建立起来就能一直维持下去,真正日复一日改写这套系统的,往往是那些看似普通的生活因素——尤其是饮食。下一章我们来具体了解。
人类饮食变迁与口腔微生物组的共同进化
🪨 旧石器时代
高纤维、低精制糖
→ 菌群多样性更高,龋病较少
🌾 新石器时代
谷物进入主食,碳水摄入增加
→ 产酸相关菌增多,龋病开始上升
🏭 工业革命至今
精制糖和加工食品大量增加
→ 产酸、耐酸菌占优势,微生态更易失衡
人类历史进程中饮食结构的变化与口腔微生物组的演变
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doi: 10.1007/978-3-031-79146-8_4
宏量营养素与微量营养素调控口腔微生态
食物中的宏量营养素(碳水化合物、蛋白质、脂肪)和微量营养素(维生素、矿物质)通过多种途径影响口腔微生物组和宿主反应。
◯ 碳水化合物:一把双刃剑
碳水化合物是口腔微生物最主要的能量来源,但其类型和加工程度决定了其对口腔健康的影响。
——可发酵碳水(尤其精制糖/蔗糖):更易推动失调
可发酵碳水化合物,特别是蔗糖等精制糖,能被口腔中的糖酵解细菌(如变形链球菌、乳杆菌)迅速代谢,产生大量有机酸(主要是乳酸),导致牙菌斑pH值急剧下降。
频繁的酸攻击会破坏牙釉质的矿物质平衡,引发脱矿,最终形成龋洞。
——蔗糖:不仅产酸,还让菌斑黏更厚难清除
变形链球菌还能利用蔗糖合成不溶性的胞外多糖(EPS),这些黏性的葡聚糖构成了生物膜的骨架,不仅促进了细菌的黏附和聚集,还形成了一个扩散屏障,使酸性产物更难被唾液中和,从而加剧了局部的酸性微环境。
——复杂碳水/膳食纤维:整体更友好
复杂碳水化合物,如全谷物、蔬菜和豆类中富含的膳食纤维,对口腔健康则更为有益。这些纤维不易被口腔细菌直接发酵,因此不会引起pH的剧烈下降。
更重要的是,富含纤维的食物通常需要更多的咀嚼,这能刺激唾液分泌,增强唾液的冲刷和缓冲作用,有助于清除食物残渣和中和酸性物质。
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◯ 脂肪和蛋白质:来源与平衡是关键
脂肪和蛋白质对口腔微生物组的影响相对复杂,且与其来源密切相关。
——脂肪:不同类型,炎症倾向不同
饱和脂肪和反式脂肪,常见于加工食品、动物脂肪和部分植物油中,被认为是促炎性的。
不饱和脂肪酸,特别是来自鱼油、坚果和橄榄油的ω-3多不饱和脂肪酸,具有抗炎特性。
——蛋白质:既是宿主营养成分,也可能被某些致病菌利用
蛋白质是构成唾液和龈沟液的重要成分,也是许多蛋白水解型牙周致病菌(如P. gingivalis)的主要营养来源。
在牙周炎状态下,富含蛋白质的龈沟液为这些病原体的生长提供了有利条件。
然而,饮食中的蛋白质来源同样重要。有研究指出,过量摄入动物蛋白可能与更高的炎症水平相关,而植物蛋白则可能更有益于健康。
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doi: 10.1007/978-3-031-79146-8_4
◯ 微量营养素:免疫与修复的调节剂
维生素和矿物质等微量营养素虽然需求量小,但在维持口腔组织完整性和调节免疫功能方面发挥着不可或缺的作用。它们的缺乏会直接损害口腔健康。
——维生素C(抗坏血酸)
是胶原蛋白合成所必需的,对维持牙龈和牙周膜的结构完整性至关重要。
严重缺乏维生素C会导致坏血病,其典型症状之一就是牙龈出血和牙齿松动。
维生素C还是一种重要的抗氧化剂,有助于中和炎症过程中产生的活性氧(ROS),保护牙周组织免受氧化损伤。
——维生素D
在钙磷代谢和骨骼健康中起着核心作用。它能促进牙槽骨的矿化,并具有重要的免疫调节功能,可以抑制过度的炎症反应。
维生素D缺乏与牙周炎的严重程度增加和骨质疏松相关。
——B族维生素
参与多种细胞代谢过程,其缺乏可导致多种口腔黏膜疾病,如舌炎、口角炎和复发性阿弗他溃疡。
——抗氧化剂
抗氧化剂(维生素A、E、类胡萝卜素、多酚等)广泛存在于水果、蔬菜、茶和红酒中。这些物质能够清除自由基,减轻氧化应激,从而保护细胞免受损伤,对预防牙周炎和口腔癌具有积极意义。
综上所述,饮食不仅是口腔疾病(尤其是龋病和牙周炎)发生的重要风险因素,也是维持口腔微生态平衡和宿主健康的关键调控手段。一个均衡的、富含全食品、纤维、维生素和抗氧化剂,同时限制精制糖和饱和脂肪的饮食模式,是促进口腔共生、预防疾病的基石。
胃肠道是人体内最庞大、最复杂的微生物生态系统,从口腔延伸至肛门。传统上,口腔和肠道被视为两个相对独立的微生物栖息地,由胃酸、胆汁和物理距离等屏障隔开。然而,近年的研究揭示了两者之间存在着密切而动态的联系,这一联系被称为“口腔–肠道轴”(Oral-Gut Axis)。
通过该轴,口腔微生物及其代谢产物能够影响肠道微生态和宿主健康,反之亦然。理解口腔–肠道轴的机制,有助于我们从更整体的角度看待多种慢性炎症性疾病、代谢性疾病乃至癌症的相关研究线索。
口腔与肠道微生物组的生物地理学特征
——口腔和肠道的菌群,并不一样
在健康状态下,胃肠道沿线的微生物群落表现出显著的体位特异性。每一段消化道的环境都不一样,比如:
这些差异决定了什么样的细菌适合住在哪里。
比如,胃里的环境酸性很强,细菌数量相对较少;而到了结肠,细菌数量就会大幅增加,种类也更加丰富。
胃:约10³-10⁴/mL 结肠:10¹¹-10¹²/g
人体消化道不同部位的微生物群落分布示意图
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doi: 10.1007/978-3-031-79146-8_5
——但它们之间并不是完全隔绝的
尽管存在显著的体位特异性,但在健康个体中,口腔和肠道之间仍存在一定程度的微生物重叠。研究发现,一些常见的口腔细菌,如:
也可能在肠道中被检测到,尽管丰度通常很低。这表明,口腔微生物向肠道的“转位”是一个生理现象。
问题不在于会不会进入,而在于它们进入后能不能存活、定植和扩张。
口腔微生物向肠道的转位机制
——口腔微生物主要通过两条途径到达肠道
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——为什么健康人通常没事?
虽然口腔细菌确实可能到达肠道,但健康人的肠道并不会轻易让它们安家。
在健康状态下,肠道自身的防御机制——包括完整的黏膜屏障、强大的免疫系统(肠道相关淋巴组织,GALT)以及由常驻肠道菌群构成的“定植抵抗”
这些机制会共同作用,限制外来细菌在肠道中长期生存。因此,口腔菌在健康肠道中通常只是匆匆过客。
口腔–肠道轴失调与疾病
当宿主健康状况发生改变时,口腔–肠道轴的平衡可能被打破,导致口腔细菌在肠道中的“异位定植”,这与多种疾病的发生发展密切相关。
✦ 肠道疾病:口腔细菌可能火上浇油
在炎症性肠病(IBD,包括克罗恩病和溃疡性结肠炎)患者中,肠道黏膜屏障功能受损,通透性增加。
研究发现,IBD患者的肠道中,常常能检测到更多口腔来源的细菌,例如:
具核梭杆菌不仅在口腔中发挥作用,还可能通过口腔–肠道轴影响全身健康。
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<来源:谷禾口腔菌群检测数据库>
动物实验也提供了进一步证据。
如果把患有牙周炎小鼠的口腔菌群,移植给无菌小鼠,后者会出现更明显的肠道炎症,尤其是与Th17细胞相关的免疫反应增强。而这种反应,正是IBD的重要发病机制之一。
提到口腔细菌与疾病的关系,具核梭杆菌(F. nucleatum)是一个非常典型的例子。
研究发现,具核梭杆菌在结直肠癌(CRC)组织中高度富集,并通过其黏附素FadA与肿瘤细胞的E-cadherin结合,进一步激活Wnt/β-catenin信号通路,促进肿瘤增殖。
简单说,就是它可能帮助肿瘤细胞长得更快、扩增得更多。这也说明,某些原本生活在口腔里的细菌,一旦进入异常环境,可能不只是旁观者。
✦ 肝脏疾病:口腔细菌也可能影响肝脏
在肝硬化和非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者中,也观察到肠道中口腔细菌的富集。
这可能与肝功能受损导致胆汁酸代谢异常和肠道屏障功能下降有关。口腔细菌及其产物(如LPS)通过门静脉系统进入肝脏,可能加剧肝脏的炎症和纤维化进程。
✦ 系统性炎症性疾病:可能牵动全身免疫
在类风湿关节炎(RA)等自身免疫病中,口腔–肠道轴也可能扮演了重要角色。
牙周炎是类风湿关节炎的已知风险因素。口腔病原体(如P. gingivalis)不仅能在口腔局部诱导产生针对瓜氨酸化蛋白的抗体(ACPA),还可能转位至肠道,进一步扰乱肠道免疫系统,加剧全身性自身免疫反应。
口腔中的慢性炎症,可能通过肠道这个“中转站”,放大成全身性问题。
✦ 口腔+肠道菌群:可能提示病情轻重
研究通过对唾液和粪便样本的微生物组成进行分析将牙周炎患者分为不同的口腔-肠道谱型。
牙周炎患者的口腔-肠道微生物谱聚类分析
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doi: 10.1007/978-3-031-79146-8_5
某些谱型与更严重的临床症状(如高比例深牙周袋、牙齿缺失)相关,提示口腔与肠道微生物的特定组合可能预示着疾病的严重程度。
临床意义与展望
口腔–肠道轴的发现,为我们从一个更宏观、更系统的角度理解健康与疾病提供了新的框架。它强调了口腔健康对于维持肠道微生态平衡和预防相关疾病的重要性。
临床上,牙周炎患者的肠道微生物组中,与牙周病相关的口腔类群数量明显更高,且某些口腔菌(如F. nucleatum)在粪便中的丰度与牙周病的严重程度相关。
这提示,粪便中的口腔微生物特征可能成为评估口腔健康状况和预测相关系统性疾病风险的非侵入性生物标志物。
近年来,口腔微生物组的一个特定代谢功能受到了科学界的广泛关注:
将膳食中的硝酸盐(NO₃⁻)
还原为亚硝酸盐(NO₂⁻)
这一过程不仅是口腔微生态系统内部复杂代谢网络的一部分,更通过一个被称为“肠-唾液循环”的途径,对人体的口腔及全身健康产生深远的有益影响。
口腔细菌不仅是潜在的致病者,更是维持宿主生理稳态的重要合作伙伴。
硝酸盐的来源、肠–唾液循环
硝酸盐是自然界中广泛存在的含氮化合物,我们日常饮食中的绿叶蔬菜,如菠菜、生菜、芝麻菜、甜菜根,是其最主要的来源。
当我们摄入这些富含硝酸盐的食物后,约25%的硝酸盐会被肠道吸收进入血液循环。随后,一个有趣的循环开始了:血液中的硝酸盐被唾液腺主动摄取并浓缩,其浓度可比血浆高出10倍以上,然后随唾液分泌回口腔。
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在口腔中,这些来自饮食和唾液的硝酸盐,被特定的口腔细菌利用。这些细菌拥有效率极高的硝酸盐还原酶,能将硝酸盐(NO₃⁻)还原为亚硝酸盐(NO₂⁻)。随后,含有亚硝酸盐的唾液被吞咽,进入胃肠道。在胃的酸性环境中,亚硝酸盐可以被非酶促地转化为一氧化氮(NO)和其他活性氮物种(RNS)。
部分未被转化的亚硝酸盐被小肠吸收进入血液,成为全身NO的循环储备库。最终,血液中大部分的NO和亚硝酸盐会被重新氧化为硝酸盐,再次进入肠-唾液循环。这一完整的通路确保了口腔和全身持续获得由微生物介导产生的亚硝酸盐和NO。
硝酸盐-亚硝酸盐-一氧化氮通路在口腔和全身健康中的作用示意图
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Washio and Takahashi, 2025
这个关键步骤,人体自己做不了→依赖菌群
这里有一个很重要的点:
哺乳动物细胞自身并不擅长把硝酸盐变成亚硝酸盐,因此,这一关键步骤完全依赖于口腔中的微生物。
研究表明,口腔中的亚硝酸盐产生能力存在显著的个体间差异,这主要取决于口腔微生物组中“亚硝酸盐产生菌”的数量和活性。
口腔中的亚硝酸盐产生菌
通过琼脂覆盖培养法等技术,研究人员从唾液、牙菌斑和舌苔中分离并鉴定出多种具有硝酸盐还原能力的细菌。这些细菌大多是口腔中的常见共生菌,而非罕见物种,这表明亚硝酸盐的产生是健康口腔微生态的一项普遍功能。主要的亚硝酸盐产生菌包括:
例如奈瑟菌属,是口腔微生物组中的一种重要细菌,在硝酸盐还原过程中发挥关键作用。通过谷禾口腔菌群检测报告,可以了解到其具体丰度及其在口腔微生物组中的表现,部分奈瑟菌属如下:
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<来源:谷禾口腔菌群检测数据库>
——舌苔后部是“核心工作区”
这些菌主要定植在舌背后部的低氧区域,这里为硝酸盐还原酶的活性提供了理想环境。研究发现,舌苔的亚硝酸盐产生活性通常高于牙菌斑,凸显了舌在这一通路中的核心地位。
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持续摄入富含硝酸盐的饮食,不仅能提供底物,还能作为一种益生元,选择性地增加口腔中硝酸盐还原菌(如奈瑟菌属和罗氏菌属)的丰度,从而正向增强整个系统的亚硝酸盐生成能力。
亚硝酸盐对口腔健康有什么好处?
口腔微生物产生的亚硝酸盐及其下游产物一氧化氮,对维持口腔健康具有多重益处,尤其是在预防两大主要口腔疾病——龋齿和牙周炎方面。
◉ 预防龋齿
亚硝酸盐的防龋机制是多方面的:
——直接抗菌作用
亚硝酸盐在酸性条件下可质子化形成亚硝酸(HNO₂),后者能穿透细菌细胞膜,干扰其能量代谢和关键酶的功能。这对主要的致龋菌——变形链球菌(S. mutans)具有显著的抑制作用。
——抑制产酸
糖吃进去后,细菌产酸的能力可能会被部分压住。
龋齿的一个关键过程,就是细菌分解糖分后产酸,使口腔环境变酸,进而腐蚀牙齿。亚硝酸盐能够抑制牙菌斑微生物的糖酵解过程,从而减少有机酸的产生,减缓菌斑pH值的下降。研究表明,摄入富含硝酸盐的蔬菜汁可以显著缓冲食糖后的口腔酸性环境。
龋齿的发生与口腔内多种细菌的活动密切相关,通过监测口腔内的龋齿相关菌群丰度及是否超标,可以更好地掌握口腔微生物组的动态变化。
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<来源:谷禾口腔菌群检测数据库>
——帮助菌群恢复平衡
亚硝酸盐对不同细菌的敏感性不同,它能抑制产酸/耐酸菌的生长,同时可能对硝酸盐还原菌影响较小或无影响。这种选择性压力有助于将失调的、致龋的微生物组向更健康的、共生的方向逆转。
——与乳酸代谢的生态协同
韦荣菌属等细菌在利用乳酸的同时进行硝酸盐还原。这一过程既消耗了致龋的乳酸,又产生了具有保护作用的亚硝酸盐,形成了一个精妙的负反馈调节环路,有助于维持口腔pH稳态。
◉ 预防牙周炎
亚硝酸盐和一氧化氮(NO)对牙周健康同样有益。
首先,它们对多种主要的牙周致病菌,如牙龈卟啉单胞菌(P. gingivalis)、中间普雷沃菌(P. intermedia)、具核梭杆菌(F. nucleatum),也具有抗菌活性。
其次,NO作为一种重要的信号分子,具有强大的血管舒张和抗炎作用。通过改善牙龈组织的微循环血流,NO有助于输送营养和免疫细胞,清除代谢废物,从而促进牙龈炎症的消退和组织修复。临床研究已表明,摄入富含硝酸盐的莴苣汁可以减轻慢性牙龈炎患者的牙龈炎症症状。
亚硝酸盐的影响,不止停留在口腔
通过肠-唾液循环,口腔微生物组的硝酸盐代谢功能超越了口腔局部,对全身健康,特别是心血管系统,产生了系统性的积极影响。
最核心的作用是调节血压
由口腔产生的亚硝酸盐进入循环系统后,在缺氧组织中被有效还原为NO。NO是内皮细胞产生的一种关键的血管舒张因子,能够松弛血管平滑肌,降低外周血管阻力,从而降低血压。
大量临床试验证实,补充膳食硝酸盐(如饮用甜菜根汁)能够显著降低高血压患者的血压。
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一个很关键的证据:抗菌漱口水打断这条通路
重要的是,当使用抗菌漱口水清除口腔中的硝酸盐还原菌后,这种降压效应会明显减弱甚至消失,这证明了口腔微生物组在这一过程中的核心地位。因此,一个功能活跃的口腔硝酸盐还原菌群,可以作为内源性NO生成途径(依赖内皮NO合酶)的一个重要补充,尤其是在衰老或疾病状态下内皮功能受损时。
也就是说,口腔微生物组的功能状态,可能真的会影响全身血压调节。
其他潜在好处也在被关注
NO还具有改善运动表现、保护胃黏膜、增强认知功能等多种潜在益处。
例如,补充硝酸盐可以降低运动时的耗氧量,提高肌肉收缩效率,从而提升耐力运动表现。
那硝酸盐会不会有风险?
很多人会担心一个问题:硝酸盐和亚硝酸盐会不会形成致癌物,比如亚硝胺?
这个担忧曾经非常常见。
然而,目前的主流科学观点认为,对于通过蔬菜摄入的硝酸盐,这种风险极低。因为蔬菜中富含维生素C和多酚等抗氧化剂,能够有效抑制亚硝胺的形成。因此,从健康角度看,摄入富含硝酸盐的蔬菜所带来的益处远大于其潜在风险。
总之,口腔微生物组的硝酸盐代谢功能是宿主-微生物共生关系的一个典范。它不仅通过局部抗菌和pH调节作用维护口腔健康,还通过肠-唾液循环系统性地贡献于心血管健康。
这也带来了一个很有意义的启发:
将硝酸盐视为一种重要的益生元,将硝酸盐还原菌视为潜在的益生菌,为通过饮食和微生态干预来预防和管理慢性疾病提供了新的思路。
唾液是口腔环境的命脉,它不仅仅是水的简单混合物,而是一种复杂的生物流体,富含多种有机和无机成分。
在维持口腔微生物组与宿主之间的共生关系中,唾液扮演着不可或缺的守护者角色。它通过机械清洁、免疫防御、缓冲调节和组织保护等多重机制,主动塑造和调控着口腔微生态的平衡,是抵御口腔及全身感染的第一道关键防线。
唾液的物理与机械功能
冲洗与清洁
我们每天都在不断分泌和吞咽唾液,伴随着吞咽动作,唾液能够有效地将食物残渣、脱落的上皮细胞以及未牢固附着的微生物从口腔中清除,这一过程被称为“唾液清除”。
据估计,一个健康成年人每天仅通过吞咽唾液,
就能清除掉大约 800亿(8×10¹⁰)个细菌!
唾液流速是关键
高流速的唾液能更快地稀释和冲走食糖后产生的酸,以及减少细菌在牙面的停留时间,从而降低龋病的风险。相反,唾液分泌减少(口干症)的患者,其口腔细菌载量通常更高,患龋齿、牙周病和口腔念珠菌病的风险也显著增加。
润滑口腔,帮助吞咽和说话
除了冲洗功能,唾液还是口腔的重要润滑剂。
唾液中的黏蛋白等糖蛋白赋予了唾液黏弹性,使其能够在口腔软硬组织表面形成一层润滑膜。这层膜有几个非常实际的作用:
唾液作为口腔“守护者”的多重功能
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DOI: 10.1007/978-3-031-79146-8_7
唾液的化学防御:不让口腔变酸
缓冲pH调节
细菌导致蛀牙的一个核心武器是:产酸。而唾液的一个重要任务,就是把口腔的酸碱度(pH值)维持在中性范围(大约 6.5 – 7.5 之间)。
唾液里自带了一套碳酸氢盐缓冲系统。当我们吃了酸性食物,或者细菌开始大量产酸时,这套系统就会迅速出动,把酸中和掉。
有意思的是,当你咀嚼食物时,唾液流速会加快,里面的碳酸氢盐浓度也会跟着升高,中和酸的能力就变得更强。
此外,一些口腔细菌也能通过分解唾液中的尿素产生氨,辅助提高pH值,共同维持口腔环境的稳定。
唾液和口腔微生物之间并不是简单的“防守与进攻”关系,很多时候更像是一种动态协作。
免疫防御:非特异性与特异性免疫
唾液并不是机械地“冲走细菌”,它本身还含有大量具有抗菌和免疫作用的分子,它们协同作用,构成一个强大的防御网络。
◖溶菌酶:直接破坏细菌细胞壁
溶菌酶能够水解革兰氏阳性菌细胞壁的肽聚糖,导致细菌裂解死亡。它还具有非酶依赖的抗革兰氏阴性菌活性,并能促进细菌聚集,便于清除。
◖乳铁蛋白:不给细菌“吃铁”
乳铁蛋白是一种铁结合蛋白,通过螯合游离的铁离子,剥夺了细菌生长所必需的铁元素,从而发挥抑菌作用(营养免疫)。此外,它还具有不依赖铁的直接杀菌和抗病毒活性。
◖乳过氧化物酶系统:抑制细菌产酸和代谢
该系统利用细菌代谢产生的过氧化氢(H₂O₂)和唾液中的硫氰酸盐(SCN⁻)作为底物,生成具有强氧化性的次硫氰酸(OSCN⁻),后者能抑制多种细菌的糖酵解酶,从而阻断其产酸和生长。
简单来说,就是让细菌“没法高效产酸、没法顺利生长”。
◖组蛋白、抗菌肽:广谱抗菌抗真菌
组蛋白是一类富含组氨酸的阳离子肽,具有广谱的抗真菌(特别是抗白色念珠菌)和抗菌活性。它们通过破坏微生物细胞膜的完整性或干扰其内部代谢来发挥作用。
防御素和 Cathelicidin (LL-37) 这些是小分子的阳离子抗菌肽,主要由上皮细胞和中性粒细胞分泌。它们能像分子飞镖一样插入微生物的细胞膜,形成孔道,导致细胞内容物泄漏而死亡。
◖sIgA:温和但精准的免疫控制者
分泌型免疫球蛋白A (sIgA)是唾液中最主要的抗体,也是黏膜适应性免疫的核心。
它的特别之处在于:不是通过强烈炎症来“消灭一切”,而是通过更温和的方式控制微生物。
sIgA能够特异性地结合入侵的微生物和毒素,通过免疫排斥机制阻止它们黏附到宿主细胞表面,并促进它们以聚集体的形式被唾液清除。sIgA在不引发强烈炎症反应的情况下控制微生物,是维持黏膜稳态的关键。
唾液中的非特异性与特异性免疫防御
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DOI: 10.1007/978-3-031-79146-8_7
唾液会给口腔表面加上一层保护膜
唾液中的蛋白质和糖蛋白(如黏蛋白、富含脯氨酸蛋白、软蛋白等)会选择性地吸附在牙齿和口腔黏膜表面,形成一层厚度仅为几百纳米的无细胞有机薄膜,分别称为获得性釉质膜和黏膜膜。
这层唾液膜具有双重功能:
它作为一道物理屏障,保护牙釉质免受酸的直接侵蚀,减缓脱矿过程。同时,膜中的钙结合蛋白(如软蛋白)有助于将钙和磷酸盐离子富集在牙齿表面,促进再矿化(相当于帮助牙齿进行微小损伤的自我修复)。对于软组织,黏膜膜则提供了润滑和保湿,防止干燥和机械损伤。
这层膜还有一个非常有意思的生态学功能:
它会影响微生物最初如何在口腔表面定植。
不同的唾液蛋白会选择性地结合不同的细菌,相当于为特定微生物提供落脚点。这意味着,唾液膜并不是单纯被动地让细菌附着,而是在一定程度上选择性地决定谁先成为第一批定植者。
例如,α-淀粉酶可以结合某些链球菌,而富含脯氨酸蛋白则为另一些细菌提供受体。
而最早附着的那批细菌,往往会影响后续整个牙菌斑生物膜的形成顺序和组成。
总的来说,唾液是维持口腔微生态平衡的重要保障。可一旦唾液分泌减少或功能受损,原本稳定的菌群关系就可能被打破,口腔也会由健康走向失衡。接下来,我们就看看口腔微生态失调是如何发生的。
在健康状态下,口腔微生物组与宿主维持着一种动态的共生平衡。然而,当这种平衡被宿主、环境或微生物自身的因素打破时,就会导致失调。
失调并非简单地指有害细菌的增加,而是一个更复杂的生态学概念,指微生物群落的组成、结构和/或功能发生有害的改变,从而增加了宿主患病的风险。
口腔微生态失调是龋病、牙周炎等主要口腔疾病的核心驱动力,并与多种系统性疾病密切相关。
失调的生态学假说
理解口腔失调的关键在于“生态学假说”(Ecological Plaque Hypothesis)。该假说由Philip Marsh提出,这个假说认为,口腔疾病并不是单纯由菌太多引起,也不只是由某一种坏菌单独造成,而是局部环境发生改变后,整个微生物群发生了致病的重组。
简单来说,它强调三件事:
1
疾病的本质是生态失衡
在健康的口腔里,一些潜在致病菌其实本来就可能存在,只是数量很低,而且被共生菌群和宿主防御系统共同压制着。
问题不在于它们有没有,而在于潜在致病菌会不会在合适的环境下突然占上风。
2
环境变化是失调的起点
当口腔局部环境出现明显变化时,比如:
原有的微生物平衡就会被打破。某些原本不占优势的微生物,会因此获得更适合自己的生存条件。
1
菌群演替会推动疾病不断加重
一旦新的环境开始偏向某些致病相关微生物,它们就会逐渐增殖,并进一步改变周围环境。
这种改变又会继续压制共生菌、扶持致病菌,形成一个自我强化的恶性循环,最终推动疾病发生和进展。
龋病和牙周炎,就是两个典型例子。
——在龋病中:高糖让口腔变酸
如果长期频繁摄入糖分,口腔中的细菌就会不断把糖发酵成酸。于是,口腔环境反复酸化。
这种酸性环境抑制了对酸敏感的共生菌(如S. sanguinis),同时促进了耐酸和产酸菌(如变形链球菌和乳杆菌)的生长。这些菌的增殖又会产生更多的酸,使失调状态加剧,最终导致牙齿脱矿,龋病发生。
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——在牙周炎中:缺氧和炎症改变生态位
牙周炎的过程则有所不同。
当菌斑长期堆积,牙龈沟内环境会逐渐变得更缺氧,同时炎症反应会带来更多组织分解产物和龈沟液。
这就为一些厌氧、蛋白水解型细菌创造了有利条件,比如牙龈卟啉单胞菌等。
这些细菌的毒力因子又会进一步刺激和放大宿主炎症反应,造成组织破坏、牙周袋加深,进而为更多厌氧菌提供栖息空间。
于是,牙周炎也进入了“环境改变—菌群演替—炎症加重”的循环。
牙周炎的病理过程不仅涉及到常见的细菌,还包括一些厌氧菌和蛋白水解型细菌的增殖等。这些细菌的丰度和比例变化能综合辅助评估牙周炎的风险。
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<来源:谷禾口腔菌群检测数据库>
口腔微生态失调有哪些表现?
口腔微生物组的失调可以体现在多个层面,这些改变共同构成了疾病的微生物学基础。
◎ 物种组成改变
这是失调最直观的表现。
在龋病中,可见变形链球菌、乳杆菌和部分放线菌的丰度增加。
在牙周炎中,则表现为“红色复合体”(P. gingivalis, T. forsythia, T. denticola)和“橙色复合体”等厌氧菌群的富集,而与健康相关的链球菌、放线菌等共生菌比例下降。
◎ 多样性变化
失调对微生物多样性的影响因疾病而异。
在龋病中,由于强烈的酸性选择压力,微生物多样性通常会降低,少数耐酸菌占据主导地位。
在牙周炎中,由于牙周袋的形成创造了新的生态位,并且炎症反应提供了更丰富的营养,微生物多样性反而会增加。
◎ 功能代谢改变
失调不仅是物种的替换,更是整个群落功能的转变。
在龋病相关的生物膜中,糖酵解和产酸相关的代谢通路被上调。
在牙周炎相关的微生物组中,则表现为蛋白水解、氨基酸发酵、毒力因子(如LPS、牙龈蛋白酶)合成以及炎症诱导相关通路的富集。
◎ 生物膜空间结构改变
失调也会改变生物膜的物理结构。
例如,在致龋生物膜中,大量的胞外多糖(EPS)形成了一个致密的、酸性的微环境。
在牙周炎中,生物膜结构变得更加疏松,但更具侵袭性,细菌更容易从生物膜中脱落并侵入宿主组织。
这说明,疾病并不只是菌种名单变了,连它们在口腔里如何组织起来也变了。
是什么在推动口腔失调?
多种因素可以作为触发或加剧口腔失调的“生态压力”。
► 宿主因素
饮食:如前所述,高糖饮食是龋病失调的主要驱动力。频繁吃糖,比偶尔一次大量摄糖更容易反复制造酸性环境。
免疫状态:宿主免疫功能低下或免疫反应失调(如过度炎症)会无法有效控制致病菌,从而导致失调。例如,糖尿病患者的高血糖状态和受损的中性粒细胞功能,使其更容易发生严重的牙周炎。
唾液功能:唾液流速降低和缓冲能力下降会削弱口腔的自洁和中和酸的能力,为产酸菌的生长创造有利条件。
激素水平:青春期、妊娠期和更年期的激素波动会改变口腔环境,影响特定微生物的生长,可能暂时性地导致失调。
► 环境与行为因素
口腔卫生不良:不良的口腔卫生导致菌斑大量积聚,是牙龈炎和牙周炎失调的始动因素。
如果清洁不到位,微生物生物膜就会越来越成熟,生态环境也会越来越偏向致病状态。
吸烟与饮酒:吸烟会造成口腔局部缺氧,抑制有益的需氧/兼性厌氧菌,促进厌氧病原体的生长。酒精则可能直接影响微生物代谢并损害黏膜屏障。
药物使用:广谱抗生素会破坏正常的微生物群落,为机会性感染(如念珠菌病)打开大门。其他药物(如抗高血压药、抗抑郁药)可能通过引起口干,而间接导致失调。
►关键病原体:不是数量最多,却可能最会“带节奏”
“关键病原体假说”是生态学假说的延伸,它强调某些低丰度的微生物能够通过不成比例的巨大影响力来操纵宿主反应和微生物群落,从而引发失调。
牙龈卟啉单胞菌(P. gingivalis)是典型的关键病原体。
它虽然在菌斑中数量不多,但能通过其独特的毒力因子(如牙龈蛋白酶)破坏宿主的补体系统和中性粒细胞功能,造成局部免疫抑制。这种“被操纵”的炎症环境既能保护牙龈卟啉单胞菌自身免于被清除,又能为整个厌氧菌群落的生长提供营养(源自组织破坏和炎症渗出),最终导致一个协同致病的失调群落的形成。
它不只是自己受益,还把整个微生态都往致病方向带偏了。
总之,口腔微生态的失调是一个由多因素驱动的、复杂的生态学过程。它不仅仅是“坏细菌”战胜“好细菌”的简单故事,而是整个微生态系统在内外压力下失去稳态、功能转向致病方向的系统性失败。
未完待续,下期我们将继续讨论:
注:本账号内容仅供学习和交流,不构成任何形式的医疗建议。
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Heller D, Nery GB, Bachi ALL, Al-Hashimi I. Positive Role of Saliva in the Oral Microbiome. Adv Exp Med Biol. 2025;1472:103-118.
谷禾健康
简明弯曲杆菌(Campylobacter concisus)是一种革兰氏阴性、微需氧的螺旋形或弯曲杆状菌,隶属于弯曲杆菌属(Campylobacter),是口腔微生物群的成员之一。
C.concisus在人类口腔中很常见,超过90%的人口腔中可检出。但有研究认为其丰度升高可能与牙周炎、牙龈炎及部分口腔恶性病变相关。
此外,研究表明该菌不仅存在于口腔,还可在胃肠道和呼吸道中检测到,这可能与其具备运动性和趋化能力,从而实现跨部位定植与迁移有关。并且其迁移至肠道可能作为一种病原体,与腹泻、胃肠炎和炎症性肠病有关。研究发现,该细菌丰度在腹泻患者、新诊断的克罗恩病(CD)儿童和溃疡性结肠炎成人中显著高于对照组。
C.concisus具有高度基因变异性,不同菌株在基因组成、毒力因子及代谢基因上差异显著,这种高度异质性被认为是其在健康人群与多种疾病中均可检出的重要原因之一。部分菌株携带IV型或VI型分泌系统(T4SS/T6SS),参与毒素分泌和宿主细胞入侵,但其不具备碳水化合物代谢能力。
还有一些研究发现,其在不同疾病状态下丰度会出现变化,如在自闭症谱系障碍中丰度降低;而在新冠病毒感染(COVID-19)患者中,Campylobacter属在咽部显著富集,表现为机会致病菌,可能通过调节免疫反应及影响宿主受体表达参与感染过程;在肺结核中,则可能随口腔菌群向下呼吸道迁移而异常出现。
Campylobacter concisus兼具共生与致病双重属性,系统解析其在不同微环境中的丰度变化及作用,将有助于深入理解其在微生物-宿主互作中的功能,并为相关疾病的诊断与干预提供新的思路。
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1
形态特征
简明弯曲杆菌(Campylobacter concisus)是弯曲杆菌属(Campylobacter)下的一个菌种。
注:弯曲杆菌属中研究最深入的物种是肠道病原体空肠弯曲杆菌,这是一种目前被公认为全球急性腹泻和胃肠炎的主要病原细菌,每年导致成人和儿童约4亿例胃肠炎。但在过去十年中,越来越多的证据表明,弯曲杆菌属的其他成员,包括C.concretus、C.gracilis、C.upsaliensis和C.lari,也可能在人体疾病中发挥作用。
•形态:弯曲或螺旋状杆菌,单极鞭毛(一端单鞭毛),大小约0.2–0.5 μm × 0.5–5 μm,具有运动能力。
Campylobacter concisus的电子显微图像
doi: 10.3748/wjg.v20.i5.1259.
•染色特性:革兰氏染色阴性,但不易着色,常需特殊染色(如银染)观察。
•其他特征:细胞壁较薄,无芽孢,外膜富含脂多糖。
2
生长环境
•氧气需求:传统上被归类为微需氧,在氧气含量~5%且CO₂升高时生长最佳。
•适宜温度:最佳温度约为37°C(人体温度)。
•适宜pH:6.5–7.5。
•特殊情况:C.concisus在有特定电子受体可用的情况下,也能在厌氧条件下生长。
3
人群分布
人体是C.concisus的重要栖息地,口腔是主要定殖部位,亦可见于肠道。
•健康人群
口腔定植:普遍存在,检出率超过90%,主要分布于牙菌斑和唾液。
肠道定植:约10%健康人肠道可分离到,但通常为低丰度菌群。
不同年龄组唾液样本中C.concisus的检测和分离率
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doi: 10.3389/fcimb.2018.00243.
•疾病人群
炎症性肠病患者:克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC)患者肠道检出率显著升高。
腹泻患者:发展中国家儿童腹泻病例中占比可达25%。
其他疾病:食管腺癌、肺癌等肿瘤患者中偶有检出,可能与慢性炎症相关。
4
代谢能力
•非糖代谢型:不发酵碳水化合物,不能进行典型糖酵解;依赖氨基酸和短肽作为主要碳/能量来源。
在糖酵解过程中缺乏若干关键酶,包括葡萄糖激酶和磷果糖激酶,以及氧化戊糖磷酸途径。
•不完整的三羧酸(TCA)循环:TCA循环不完整,代谢能力有限,合成能力较弱,需依赖外源底物补充中间代谢物。
C.concisus中识别出的酶及其中枢碳代谢途径
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doi: 10.1186/s13099-020-00349-6.
•以氢气为核心的能量代谢:明显依赖氢气(H₂)作为电子供体,具有两套氢化酶系统,在富氢环境(如口腔)中生长优势明显。
•分泌系统:携带IV型和VI型分泌系统(T4SS/T6SS),参与毒素分泌和宿主细胞入侵。
T4SS是一种多功能分泌系统,可转运DNA、分泌蛋白效应子;可能参与毒力基因传播、基因组重塑。
T6SS报道较少,但部分菌株中有发现,可能有助于细菌间竞争(最重要)。
5
基因组信息
全基因组测序显示,Campylobacter concisus基因组大小约为1.8–2.1Mb,比许多肠道病原体更小但变异性更大。不同菌株之间在基因组成、毒力因子及代谢相关基因上差异较大,这种高度异质性被认为是其在健康人群与多种疾病中均可检出的重要原因之一。
• 主要分为GS1和GS2两种基因型
C.concisus通常分为两个基因种(GS1和GS2):GS1基因组较小、GC含量较低且编码基因较少;GS2基因组更大、编码能力更强,并更常携带质粒(如pSma1、pICON),显示出更高的遗传可塑性和环境适应能力。
注:在评估采集部位时,肠道黏膜样本中GS2分离株占主导,口腔样本中GS1占主导。
• 不同分型的毒力与致病性不同
在毒力基因方面,两类基因种存在分化:Zot主要见于GS1,介导上皮紧密连接破坏并增加肠通透性;Exo9则多见于GS2,可能与细胞毒性及侵袭性相关。
研究发现,血性腹泻仅存在于感染GS2 C.concreus菌株的个体中。此外,GS2表现出更高水平的上皮侵袭和易位。
总体而言,GS1和GS2代表了C.concisus两种不同的进化与功能策略:GS1更偏向于通过屏障破坏影响宿主,而GS2则具有更强的适应性和潜在致病能力。二者共同构成了该菌复杂的致病模式,也解释了其在不同个体和疾病状态中表现不一致的现象。
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致病因素
虽然Campylobacter concisus常作为口腔共生菌存在,但在特定条件下可转变为致病菌。C.concisus 的致病性具有明显的菌株依赖性和多机制协同特征,其毒素、分泌系统、黏附与侵袭结构、生物膜及免疫调控因子共同作用于上皮屏障和宿主免疫,构建复杂的致病网络。
• 毒力因子
在毒力因子方面,Zot(zonula occludens toxin)最具代表性,可破坏上皮紧密连接并增加肠通透性,从而促进抗原和细菌成分进入固有层并诱发炎症。
Exo9则多见于另一类菌株(多为GS2),可能参与细胞毒性和组织损伤。此外,C.concisus普遍携带VI型分泌系统(T4SS),用于分泌效应蛋白并介导细菌竞争与宿主相互作用,部分菌株还具有T6SS,进一步增强其致病潜力。
• 黏附与侵袭
其次,在黏附与侵袭方面,C.concisus通过鞭毛介导的运动与黏附及对黏液的趋化作用定植于肠上皮,部分菌株具备显著侵袭能力;其中慢性肠病来源菌株侵袭性更强,可能与特定质粒及相关蛋白表达有关。基因组分析将其分为“黏附/侵袭型”和“黏附/产毒型”,提示不同菌株采用不同致病策略。
Campylobacter concisus对宿主的附着与入侵
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doi: 10.3389/fcimb.2012.00004.
• 宿主免疫调控与炎症反应
在宿主免疫与炎症反应方面,C.concisus可激活多条炎症通路,诱导上皮细胞产生IL-8、IL-12等并通过NF-κB放大炎症;侵袭性菌株还可诱导IFN-γ,形成类似克罗恩病的Th1型反应。
此外,其在IFN-γ刺激下上调PD-L1表达,可能抑制T细胞反应并促进持续感染,同时还能诱导上皮细胞凋亡,直接破坏组织完整性。
• 生物膜形成能力
在生态与屏障破坏机制上,C. concisus 通常来源于口腔,可通过吞咽等途径进入肠道,在肠道菌群失衡或炎症环境下定植。其生物膜形成能力(如luxS基因)和群体感应系统有助于其在不同生态位存活并抵抗不利环境。
注:LuxS在该细菌的生物膜形成、入侵和运动中起作用。
C.concisus的生物膜形成
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doi: 10.3390/microorganisms12010046.
多项研究表明,LuxS参与口腔细菌间的跨种信号传导,在毒力及牙菌斑生物膜形成中具有重要作用;其通过合成自身诱导物2(AI-2)参与群体感应过程。
7
抗生素敏感性
• 耐药的抗生素
多项研究表明,C. concisus对杆菌肽、苜蓿酸、利福平和万古霉素耐药,进一步研究发现部分菌株对庆大霉素耐药。
• 敏感的抗生素
而对大环内酯类(如阿奇霉素)、氯霉素、甲硝唑、克林达霉素、红霉素、四环素及青霉素、氟喹诺酮类(如环丙沙星)敏感。还证实米诺环素有效,但在亚致死浓度下长期暴露后其MIC升高,提示存在获得性耐药潜力。
注:约5%菌株对环丙沙星耐药,可能与喹诺酮类药物使用有关。
8
与其他微生物群的互作
• 口腔微生物组
C.concisus与多种口腔细菌共存,并参与混合生物膜,生物膜能抵御环境压力,并可能作为口腔-肠道易位的储存库。
与牙周病原体(包括Fusobacterium nucleatum和Prevotella属)形成共聚体。
• 肠道微生物组
IBD患者中C.concisus数量增加,伴随细菌群落组成向菌群失调转变。
质粒携带基因促进肠道内的水平基因转移(质粒pSma1、pICON及相关元素)。
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简明弯曲杆菌(C. concisus)于1981年首次被鉴定为口腔微生物群成员,通常作为共生菌广泛存在于牙菌斑、龈下菌群及唾液中。
但近来不少研究发现其与一些口腔疾病密切相关,多表现为“机会致病”和“群落依赖型”作用,而非单一致病菌。
1
牙周炎
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影响因子:3.939
• 牙周炎患者C.concisus丰度高于健康人群
有研究比较自然发生牙周炎的儿童与成人、健康对照及不同类型牙周炎人群的龈下菌群发现,牙周炎个体中C. concisus数量高于健康者。研究人员认为,龈下菌群组成反映了从健康到牙周炎的过渡状态。C. concisus在初期牙周炎中的检出率高于健康者(35%),但与牙龈炎(32%)和既有牙周炎(32%)相近。
• Campylobacter群落的丰度变化可能反映疾病阶段
在牙周炎中,C. concisus 通常作为龈下菌群的一部分,其丰度变化并非孤立,而是随整个Campylobacter属及口腔微生态改变而波动。研究表明,在牙周炎进展过程中,C. concisus与C.rectus、C. gracilis、C. curvus 等共同构成的Campylobacter群落结构发生显著重塑,其相对丰度变化可反映疾病阶段,但单一物种的绝对丰度并非稳定升高。
牙周炎与对照组中不同弯曲杆菌的患病率
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doi: 10.3402/jom.v6.25874.
• 主要作用机制
其作用主要包括:
•参与牙菌斑生物膜形成(与LuxS/AI-2群体感应相关);
•通过鞭毛运动增强在龈下厌氧环境中的定植能力;
•与“红色复合体”等经典牙周致病菌协同,促进炎症微环境形成;
因此,C. concisus更像是牙周“生态失衡的参与者或标志物”。
2
牙龈炎
研究发现,在接受牙龈下刮治的成人牙周炎患者中,针对C.concisus的血清抗体水平高于健康人群。
• 可能与牙龈出血有关
一项研究从健康儿童恒牙与乳牙的龈下菌斑中分离出45种微生物,发现C. concisus在恒牙中的检出率显著高于乳牙(P<0.001),且其存在与恒牙出血指数显著相关。
这一结果与其先前研究一致,即C. concisus与快速进展性牙周炎年轻患者的出血表现相关。此外,吸烟者中C. concisus的检出率和数量均显著高于非吸烟者。
• 与天冬氨酸氨基转移酶活性升高相关
有研究指出,天冬氨酸氨基转移酶(AST)在严重牙龈炎症和进行性附着脱落部位的牙龈新肾盂液(GCF)中显著升高。在早发性牙周炎患者中,牙龈沟液(GCF)中AST活性升高与牙周下菌群相关。包括C. concisus在内的七种细菌在AST阳性位点的检出率显著高于阴性位点,且C. concisus与AST活性呈较强正相关(排名第四)。
3
口腔潜在恶性病变
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影响因子:4.556
• 在一些口腔病变中丰度增加
在口腔潜在恶性病变(如均质白斑、增殖性疣白斑)及口腔鳞状细胞癌(OSCC)中,整体表现为菌群失衡与多样性下降,其中Campylobacterota在部分病变(如PVL)中呈富集趋势。C.concisus在增殖性疣白斑(PVL)也呈现增加趋势。
• 潜在可能机制包括:
•参与慢性炎症维持,间接促进肿瘤微环境形成;
•通过免疫调节(如诱导炎症因子或免疫抑制通路)影响局部免疫监视;
•与其他致病菌(如Fusobacterium)协同,加剧上皮损伤和细胞增殖异常。
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▸ C.concisus可以从口腔转移至肠道
虽然Campylobacter concisus主要定植于口腔环境中,但在部分人群的肠道内也可以检测到其存在。关于其转移途径,目前普遍认为主要包括两种方式:血源性和肠内途径。
口腔细菌从口腔向肠道迁移的可能途径
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• 血源性通路
日常活动(如用力咀嚼、刷牙)及牙科操作(如正畸、拔牙)造成的口腔机械损伤可使口腔细菌进入血液循环。
研究还发现,牙周炎和口腔癌患者血液中的口腔细菌水平升高,且牙周炎症可促进细菌向肝脏和脾脏播散,提示炎症在其血行传播中具有关键作用。
此外,口腔细菌可侵入并存活于树突状细胞和巨噬细胞内,可能借助免疫细胞作为“特洛伊木马”从口腔黏膜迁移至肠道黏膜。
• 肠道扩散
口腔细菌还可通过肠道途径传播。人每天约吞咽600次,约1.5升唾液中含有大量口腔常驻菌,但在正常情况下,胃肠道屏障及肠道菌群的定植抵抗可阻止其在肠道定植。
当这种微生态平衡被破坏时,口腔细菌在肠道中的定植会增加。例如,抗生素可扰乱肠道菌群,为口腔细菌在肠道定植和扩增提供生态位。即肠道菌群失调可能是口腔病原体异位定植的前提条件。
多项研究表明,口腔特定微生物在肠道的异位定植可能参与胃肠疾病(如炎症性肠病)的发生发展,下面加以介绍:
1
急性胃肠炎、腹泻
• 腹泻患者C.concisus的肠道检出率较高
在比利时开展的一项前瞻性研究中,从腹泻患者粪便中分离出C. concisus,其检出率为儿童2.4%(n=3165)和成人1.5%(n=1265)。在检出C.concisus的78名儿童中,72%出现肠道症状(62%腹泻,22%呕吐),成人中89.4%表现为腹泻。
此外,在一项研究中,患有C.concretus的老年患者往往表现出更持久的腹泻。
• 肠炎患者中更易存在C.concisus
在意大利开展的研究显示,在288例肠炎儿童中,C.jejuni(6.9%)和C. coli(2%)较为常见,而C.upsaliensis和C.concisus的检出率为0.7%。
相比之下,南非肠炎儿童中C. concisus的分离率显著更高(17.0%),为第三常见菌种,仅次于C. jejuni(33.4%)和C. upsaliensis(23.7%)。
但由于缺乏健康对照,该研究无法评估C.concisus在腹泻和肠炎中的致病作用。
• 可能作为胃炎的潜在生物标志物
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影响因子:10.164
通过宏基因组测序分析78例胃炎患者与50名健康人群的舌苔微生物,发现舌苔菌群变化与胃炎的发生及其癌前进程密切相关。
Campylobacter concisus与胃炎癌前级联过程显著相关且可在舌苔与胃液中检测到,被认为可能成为
胃炎(包括癌前级联反应)潜在的生物标志物。
2
炎症性肠病
弯曲杆菌(Campylobacter)与炎症性肠病(IBD)之间的可能关联最早于1984年被研究,较新的研究表明,C. concisus感染可能与炎症性肠病风险增加及炎症性肠病复发有关。
• 炎症性肠病患者C.concisus检出率远超常人
研究发现新诊断儿童克罗恩病(CD)患者中C.concisus检出率显著高于对照组(51%vs2%)。此结果在后续研究中得到支持:CD患儿粪便中C.concisus DNA阳性率达65%,明显高于健康及非IBD对照。
此外,在炎症性肠病患者肠道组织中也检测到较高阳性率(IBD 58.3%,CD 66.7%),且从IBD患者肠道中分离出的C.concisus菌株主要是GS2基因型。
研究还发现C.concisus在溃疡性结肠炎(UC)患者中检出率显著升高(33.3%vs10.8%)。进一步证实,UC患者活检中C. concisus阳性率高达77%,显著高于对照组(36%)。基于这些发现,研究者认为C.concisus可能与IBD相关。
• 损伤肠道上皮屏障
在一项最新研究中,在C.concisus阳性儿童血清中鉴定出37种免疫反应蛋白,其中鞭毛蛋白B、ATP合成酶F1 α亚基和外膜蛋白18为所有克罗恩病患者共同识别的主要抗原。至少6种蛋白具有宿主细胞黏附功能,提示该菌可穿越黏液层并附着于肠上皮。
C. concisus可损伤肠上皮屏障。其在48小时内诱导人肠上皮HT-29细胞凋亡,并使紧密连接蛋白claudin-5表达降至约66%,同时引起紧密连接蛋白重新分布。此外,部分菌株获得携带zot基因的前噬菌体,其Zot蛋白可导致人肠上皮Caco-2细胞死亡。
致病性C.concisus菌株的潜在致病机制
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doi: 10.3389/fcimb.2018.00243.
• 影响免疫反应、促进肠道炎症
C.concisus可增强肠上皮细胞和巨噬细胞对共生菌的免疫反应。研究表明,其Zot蛋白预处理THP-1巨噬细胞和HT-29细胞后,可显著增强TNF-α产生。同时,与C.concisus共孵育可上调HT-29细胞中识别LPS的TLR4和MD-2表达。由于TLR低表达有助于维持对肠道菌群的免疫耐受,其上调可能使上皮细胞对原本耐受的共生菌产生反应,从而诱发炎症。
C.concisus还可能影响适应性免疫。其在γ干扰素敏化的HT-29细胞中上调免疫检查点蛋白PD-L1的上皮表达,提示在诱导先天炎症的同时可能抑制T细胞功能。
注:C.concisus诱导了肠道上皮细胞中IL-8的产生,以及人类巨噬细胞中IL-8和TNF-α的产生。
3
Barrett食管
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影响因子:8.313
还有C.concisus与巴雷特食管(BE)的关联。BE是由胃十二指肠反流引起的食管鳞状上皮被柱状上皮替代的病变。
• 巴雷特食管患者存在高水平的C.concisus
研究发现,57%的BE患者中存在高水平的C.concisus和C.rectus,而对照组未检出,其中C. concisus为吸取液和黏膜样本中最常见的菌。
研究人员推测,具有致病性及潜在产毒能力的C.concisus可能参与食管疾病的发生、维持或加重。
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1
自闭症中减少
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影响因子:12.121
一项对口腔微生物组的大规模宏基因组分析中显示,在自闭症谱系障碍(ASD)中,自闭症儿童中Campylobacter concisus丰度减少。
• 可能机制
在机制上,可从“微生物-肠道-脑轴”解释:口腔微生物可经吞咽进入肠道并重塑菌群结构。屏障受损后,微生物代谢产物和炎症因子更易进入循环,从而影响中枢神经系统功能,这也是ASD的重要假说之一。
2
新型冠状病毒感染患者中增加
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影响因子:3.242
在新型冠状病毒感染(COVID-19)换着中,咽部微生物组分析显示Campylobacter concisus显著富集,属于机会致病菌的一部分。
• 可能机制
研究人员认为其可能机制包括:调节宿主免疫反应、参与炎症过程,以及通过影响宿主受体(如ACE2)表达间接促进病毒感染或加重病情。此外,其富集还可能增加继发性细菌感染风险。
3
肺结核患者中异常分布
影响因子:2.989
在肺结核(PTB)中,Campylobacter concisus表现为异常分布。Campylobacter concisus作为口腔常见菌之一,可能在下呼吸道中异常出现或相对富集,反映其由上呼吸道向肺部迁移的过程。
• 可能机制
首先,呼吸道屏障功能受损使口腔来源菌(如Campylobacter concisus)更易定植于下呼吸道;其次,菌群失衡和微生物迁移可改变局部免疫微环境,影响宿主对结核分枝杆菌的免疫应答;此外,Campylobacter concisus等机会致病菌的存在可能加重炎症反应或参与继发感染,从而促进疾病进展。
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综合全部证据,C.concisus是一种与炎症性肠病、显微镜结肠炎明确相关的肠道致病菌,它依赖肠道细菌产生的H₂生长,不能利用碳水化合物。
可改变的风险因素:
•不良口腔卫生,增加肠道丰度;
•吸烟、过量饮酒,增加丰度和炎症风险;
•高糖饮食可能促进C.concisus生长,因为虽然它不发酵糖,但高糖改变了其他菌群的代谢,间接利于其生长;
•高脂肪饮食改变胆汁酸分泌,可能有利于弯曲杆菌生长;
•长期使用PPIs、NSAIDs ,增加丰度和疾病风险;
•一些抗生素可有效降低丰度,但需注意耐药性。
•饮食影响:高纤维产生更多H₂理论上可能促进生长,但膳食纤维对屏障的保护作用可能抵消这一效应,所以注意饮食中膳食纤维的摄入。
但是注意不是所有携带C. concisus都需要治疗,良好的生活方式和口腔卫生可以降低其丰度,在明确相关疾病活动时,可考虑短期针对性抗生素治疗,同时饮食调整和益生菌有助于恢复肠道菌群不利于其定植。
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谷禾健康
牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)是一种革兰氏阴性、绝对厌氧的杆状细菌,是生活在口腔内的700多种细菌中的一员,常定植于牙龈下菌斑,并且与牙周病理密切相关。
发表在《微生物学前沿》杂志上的一篇综述指出,数百种口腔细菌通常在相对平衡的环境中共存,但环境一旦改变,部分细菌可能占据优势,从而引发龋齿或牙龈疾病。
牙龈卟啉单胞菌(P.gingivalis)之所以能在口腔微生态失衡中“占据上风”,与其独特的生存策略密切相关:一方面依赖铁/血红素获取形成代谢优势;另一方面通过多种毒力因子(如脂多糖、牙龈蛋白酶、菌毛黏附结构以及外膜囊泡等)实现黏附侵袭、营养掠夺与免疫调控。
致病过程中,P.gingivalis可破坏上皮屏障与结缔组织稳态,诱导并放大炎症反应,同时干扰补体与吞噬清除等先天免疫环节,进而促使炎症持续化,最终表现为牙周附着丧失与牙槽骨吸收等典型病理改变。
更值得关注的是,牙周局部的炎症与细菌相关分子并不局限于口腔。牙龈出血、牙周袋溃疡面等为细菌或其组分进入体内提供了“通道”,它们可通过血液循环(以及吞咽/吸入等途径)到达远处组织,触发系统性炎症反应或加重既有疾病风险。近年来的研究不断提示,牙周炎与多种全身疾病之间存在流行病学与机制层面的联系,而P. gingivalis作为“关键病原体”可能在其中扮演重要角色,例如与心血管系统疾病风险增加、以及多种慢性炎症相关疾病(糖尿病、阿尔兹海默病、溃疡性结肠炎、类风湿性关节炎)的发生发展相互关联。
本文将围绕P.gingivalis的核心致病机制、其从口腔到全身的潜在健康影响及相关证据,并对干预策略进行概述与讨论。
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牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)是一种革兰氏阴性、严格厌氧的杆状细菌,主要定植于龈下(牙龈线以下)牙菌斑,是慢性牙周炎的主要致病菌。它是牙周病的重要致病菌之一:即使丰度较低,也能影响口腔菌群与宿主反应,诱发菌群失调和炎症。
1
细胞形态与基本特征
•革兰氏染色:革兰氏阴性。
•形态:短杆状细菌(无鞭毛,不运动)。
•氧气需求:专性厌氧菌——生长需要无氧环境。
•菌落形态:菌落多为光滑、隆起,直径约1–3mm,因沉积血红素(卟啉铁)复合物而常由边缘向中心逐渐变黑(产黑色素)。
•其他特征:不形成孢子。但细胞表面具有丰富的荚膜、多种蛋白质和脂多糖(LPS),并表达粗细两类菌毛(FimA主要菌毛、Mfa1次要菌毛)等结构。
•分类:属于拟杆菌门(Bacteroidota)卟啉单胞菌属(Porphyromonas)。
2
生长环境与营养需求
•定植:主要定植在龈下牙菌斑和牙周袋;也可在舌背、扁桃体隐窝等厌氧微环境中检出。
•环境偏好:温和条件(约37 °C、pH≈7),与人体口腔环境相似。
•主要营养来源:对铁和血红素依赖性极强,通过 HmuY 等血红素获取系统摄取血红素。
宿主蛋白/肽:降解血清白蛋白、血红蛋白、转铁蛋白及其他蛋白质,以获得碳、氮和铁。
3
人群分布
作为常驻口腔微生物群的一员,牙龈卟啉单胞菌(P.gingivalis)在健康个体与患病个体中均存在。
健康个体:P.gingivalis在健康者龈下菌斑中可检出,但丰度较低;检出率约为 10%–25%,随检测方法和人群而异。
牙周炎患者:约69%–79%的牙周炎患者可检出该菌;多项流行病学研究表明,其在慢性和侵袭性牙周炎中的检出率或菌量显著高于口腔健康者。
注:最新高分辨率测序表明,健康者与患者均可携带该菌;但高毒力株(如 W83/W50)在中重度牙周炎中显著富集,低毒或无毒力株(如 ATCC33277/381)则更普遍见于各类样本。
患病率因以下而异:
•国家和种族;
•年龄和口腔护理的可及性;
•诊断方法(培养、PCR、qPCR)。
4
代谢能力
典型的蛋白/肽发酵型厌氧菌:不能利用大多数糖类作为主要碳源;偏好利用多肽与氨基酸,尤其依赖宿主组织蛋白(胶原、纤维连接蛋白、血红蛋白等)及其他细菌代谢产物。
具有多种蛋白水解酶,可:
分解宿主组织与血浆蛋白获取营养;
释放铁、血红素等必需因子;
同时改变局部炎症和凝血环境。
例如Gingipains是由牙龈卟啉单胞菌产生的一类关键毒力因子,属于半胱氨酸蛋白酶(cysteine proteases),在牙周病及多种系统性疾病中发挥核心作用。
RgpA/RgpB——精氨酸特异性
Kgp——赖氨酸特异性
其能:
–降解宿主的结构蛋白和免疫蛋白(如白蛋白、补体组分、免疫球蛋白、细胞因子);
–释放肽和氨基酸以获取营养;
-从血红蛋白和其他血蛋白中释放血红素以获取铁;
-对组织破坏和免疫调节有重大影响。
其他营养获取酶还有二肽基肽酶IV(DPPIV):从宿主蛋白/肽中切割二肽,有助于肽的利用和毒力。
牙龈卟啉单胞菌具有专门的血红素/铁获取系统(如Hmu和Hus系统)用于捕捉和内化血红素:
首先将氧血红蛋白转化为更易受影响的高铁血红蛋白;
其次完全蛋白水解血蛋白以释放游离血红素;
最后通过特定的外膜受体和运输系统结合并引入血红素。
5
耐药性
P.gingivalis对甲硝唑、阿莫西林、四环素等常用抗菌药总体仍以敏感为主,但临床分离株中β-内酰胺类和大环内酯类耐药呈上升趋势。
注:生物膜状态可显著增强耐药表型与耐受性;“耐药并非单一基因决定,而是生态位与生理状态的产物”。
鉴于其关键性质和生物膜生活方式,机械清创加上局部/口腔卫生措施仍是基础,抗生素作为辅助而非单独治疗。
6
与其他菌群的互作
即使相对丰度较低,P.gingivalis也可通过调控宿主免疫并改变微环境,驱动群落菌群失衡。
P.gingivalis与Fusobacterium nucleatum、Prevotella intermedia、Treponema denticola等协同形成生物膜:其 gingipains 和几类外膜蛋白对于多种菌种生物膜形成至关重要。
与其他牙周病原体共聚并协同:
•齿垢密螺旋体(Treponema denticola)——形成具有增强毒力和稳定性的混合物种生物膜;
•与早期定殖者如格氏链球菌(Streptococcus gordonii)相互作用,利用特异性粘附蛋白-受体相互作用整合至现有斑块。
牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)与Tannerella forsythia和Treponema denticola可形成一种“红色复合体”。
菌群失调与生态变化:
通过降解宿主蛋白和调节炎症,牙龈卟啉单胞菌丰富了以下环境中的栖息地:
•血红素和肽,支持蛋白水解性厌氧菌生长。
•炎症性渗出物,有利于更具致病性的群体。
这导致形成促炎、破坏组织的微生物群。
口腔外的相互作用:
•肠道微生物群相互作用:实验研究表明,P.gingivalis可以定殖或通过肠道,改变肠道微生物组成和短链脂肪酸代谢,可能促成全身炎症和代谢变化。
•系统微生物组-免疫轴:由P. gingivalis引起的口腔菌群失调,是炎症介质和微生物产物的慢性来源,影响全身免疫力,并与其他黏膜微生物组(如肠道、气道)相互作用。
相互作用表:
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增强:
Bacteroidales
Bacteroides
Odoribacter
Peptococcaceae
抑制:
Bifidobacterium
Coriobacteriales
Adlercreutzia
Collinsella
Porphyromonas
Prevotella
Clostridium
Clostridiales incertae sedis
Clostridiales Family XIII. Incertae Sedis
Blautia
Coprococcus
Dorea
Lachnospiraceae
Ruminococcaceae
Ruminococcus
Dialister
Campylobacteraceae
Erysipelotrichaceae
被抑制:
Bifidobacterium
Coriobacteriales
Adlercreutzia
Collinsella
Bacteroidales
Bacteroides
Porphyromonadaceae
Odoribacter
Parabacteroides
Porphyromonas
Prevotella
Rikenellaceae
Alistipes
Turicibacter
Streptococcus
Clostridiales
Catabacteriaceae
Clostridium
Clostridiales incertae sedis
Peptoniphilus
Clostridiales Family XIII. Incertae Sedis
Lachnospiraceae
Blautia
Lachnospiraceae
Coprococcus
Dorea
Eubacterium
Lachnobacterium
Lachnospira
Roseburia
Lachnospiraceae
Peptococcaceae
Ruminococcaceae
Ruminiclostridium
Acetivibrio
Eubacterium
Faecalibacterium
Oscillospira
Ruminococcus
Acidaminococcus
Dialister
Phascolarctobacterium
Veillonella
Rubrivivax
Alcaligenaceae
Oxalobacter
Bilophila
Desulfovibrio
Campylobacteraceae
Enterobacteriaceae
Escherichia
Erysipelotrichaceae
Erysipelotrichaceae
Holdemania
Akkermansia
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研究发现,牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)是导致慢性牙周炎的主要病因。牙周炎是一种感染驱动的炎症性疾病,其特征是牙龈炎症和骨质流失。
注:全球有5.38亿人患有严重牙周病,其中2.76亿人失去了牙齿。随着人口增长和老龄化,这一数字预计还会上升。
牙龈卟啉单胞菌作为牙周关键病原体概述
Curtis MA,et al.J Periodontal Res.2025
◮ 牙周炎特征包括:
•牙龈发红、肿胀、流血;
•牙齿与牙龈之间的附着脱落;
•牙周韧带和牙槽骨的逐渐破坏;
•最终牙齿的活动性与脱落。
下面让我们一起进一步了解牙龈卟啉单胞菌的毒力因子、致病机制以及致病过程,重点梳理其主要毒力因子如何发挥作用,并从整体上把握其致病机制与致病过程的关键环节。
主要毒力因子
◮ 细胞表面与黏附相关因子
①菌毛(FimA主要菌毛+Mfa1次级菌毛+其他类型 )
•介导对牙面、唾液蛋白、ECM(纤维连接蛋白、层粘连蛋白)及其他细菌(如Streptococcus gordonii)的黏附与共聚集。
•不同 fimA 型别(I–V、Ib)在侵犯性、炎症诱导和骨吸收潜能上显著不同;侵袭力强的菌株(如 W83)往往携带特定 fimA 型别,并与 rgpB 基因型存在关联。
•对上皮细胞和成骨细胞的初始侵袭非常重要,但对后续抑制成骨分化和矿化作用不是必需的。
②荚膜
•多糖荚膜可抗吞噬、抗补体杀伤,包被脂多糖和表面蛋白,减弱模式识别。
•有荚膜菌株在牙周炎、菌血症模型中毒力更高,与全身炎症、心血管损伤相关。
③脂多糖
•P.gingivalis的脂多糖结构高度可塑,在 TLR2/TLR4 之间切换,可诱导低反应型或偏向 Th2/Th17 的炎症,避免有效清除。
•LPS 还影响骨代谢(促进 RANKL 表达、抑制成骨),并可在远处组织(血管、脑)诱导炎症与内皮损伤。
④外膜蛋白与血红素捕获蛋白
•HmuY、HemR、HBP35、HbR、OMP26/83 等:血红素/血红蛋白受体,是铁利用的核心。
注:HmuY蛋白是P.gingivalis特有的铁调控血红素结合蛋白,主要位于菌体表面,并可作为可溶性脂蛋白或外膜囊泡释放至环境中。
•LptO:参与 LPS 去酰化及 A‑LPS 与 CTD 蛋白分泌协调,是表面蛋白正确展示和 OMVs 形成的关键。
牙龈卟啉单胞菌的主要致病因子
编辑
doi: 10.1016/j.jmb.2021.166836.
◮ 分泌系统与外排结构
①IX 型分泌系统(T9SS)
•负责分泌并锚定一大批 CTD 蛋白,包括 gingipains、部分黏附蛋白、血红素获取蛋白等。
②外膜囊泡
•富集 gingipains、LPS、PPAD、HBP35 等毒力因子;
•体积小、易扩散,可穿透黏液和组织,既在局部牙周组织中扩散毒力,也可进入血流,参与远处器官(血管、肝、脑)的炎症和损伤。
P.gingivalis OMVs中的毒力因子及相关效应
编辑
doi.org/10.3390/app15126847
◮ 蛋白水解酶与代谢相关因子
①Gingipains(三种半胱氨酸蛋白酶)
•RgpA、RgpB(精氨酸特异)和 Kgp(赖氨酸特异),是最核心毒力因子:
•营养获取:大规模降解胶原、纤维蛋白原、白蛋白、免疫球蛋白等,释放多肽与氨基酸,同时从血红蛋白、血红素蛋白、铁蛋白中夺取 hemin/铁。
•免疫调控/免疫逃逸:切割 C3、C4、C5 生成或耗竭补体组分;剪切 CD4、CD8、CD14、TREM‑1 等免疫受体;激活或失活细胞因子(IL‑1β、IL‑6、TNF‑α、IL‑8)。
•组织破坏与骨吸收:降解基质金属蛋白酶抑制因子、激活前体 MMP;促进 RANKL 表达,诱导破骨细胞生成。
②二肽基肽酶 IV(DPPIV)及其他外肽酶
•分解宿主多肽、细菌信号肽,提供营养并调节细胞因子谱。
•DPPIV 活性与生物膜形成和牙周炎严重度正相关。
③氧化应激应答系统
•多种抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶样因子等)与调控网络,使其在充满活性氧的炎症牙周袋内仍能存活。
•抗氧化能力本身也被视为毒力决定因素之一。
致病机制:从“关键病原体”视角理解
◮ 关键病原体与多菌种协同
P.gingivalis在菌斑中的绝对丰度一般不高,却能通过毒力因子重塑宿主免疫与微环境。
主要通过:
•破坏上皮屏障(菌毛、LPS、SerB 等效应蛋白);
•调节补体–TLR 交叉通路(C5aR–TLR2 失衡、CR3 介导“伪吞噬”);
•提供丰富蛋白底物与使整个群落从“相对共生”转向“蛋白分解‑致炎”的菌群失衡(dysbiosis)。
•与“红色复合体”伙伴 T. denticola、T. forsythia 以及 Fusobacterium nucleatum、Streptococcus gordonii 等协同,相互黏附、交叉供养(代谢产物共享);共同构建耐药、耐清除的复杂生物膜。
◮ 免疫逃逸与免疫重编程
①先天免疫层面
•多种脂A异构体改变 TLR2/TLR4 信号,诱导偏低IL‑12产生和异常NF‑κB激活,削弱Th1清除反应。
•趋化因子瘫痪:通过降解 IL‑8 等趋化因子,削弱中性粒细胞募集。
②获得性免疫层面
•Protease 切割 CD4/CD8/TCR 及共刺激分子,抑制 T 细胞活化;
•PPAD 诱导瓜氨酸化新表位,驱动异常 B/T 细胞反应;
•在某些模型中,可减少调节性 T 细胞或诱导“致病性 Treg”亚群。
③细胞侵袭与细胞内生存
•通过菌毛、胶原黏附蛋白、SerB 等进入上皮细胞、内皮细胞、成骨细胞、巨噬细胞;
•高度利用宿主自噬途径作为“运输高速公路”,在自噬体/溶酶体中长期存活;
•改变宿主细胞骨架与紧密连接,破坏屏障并利于自身传播。
◮ 铁依赖与代谢优势
•严格依赖氯化血红素(Hemin)/铁生长,通过:
表面 hemin 受体(HmuR / HemR / HBP35 / IhtB 等);
Gingipain 和 DPPIV 等蛋白酶自宿主血红蛋白、hemopexin、触珠蛋白、转铁蛋白中释放 hemin;
IX 型分泌系统分泌血素样蛋白(HmuY)和 OMVs 携带 hemin。
•在铁缺环境(健康牙周袋)下具有明显优势,可储存表面黑色素,兼具营养库与抗氧化“缓冲层”的功能。
◮ 组织破坏与骨代谢失衡
本质是由 失衡炎症 + 破骨/成骨比失衡 驱动:
•Gingipain、LPS 及 OMVs 激活 RANKL‑RANK 轴,上调 RANKL、下调 OPG;
•诱导多种炎症因子(TNF‑α、IL‑1β、IL‑6、IL‑17),促进破骨细胞分化;
•降解骨基质与 ECM,并抑制成骨细胞功能和矿化,导致牙槽骨吸收与附着丧失。
致病过程(以牙周炎为主线)
一般可将牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)相关牙周炎发展分为四个阶段:
阶段1:定植与生物膜初建
①环境准备
•牙面先由需氧/兼性革兰阳性球菌(链球菌等)形成早期生物膜;
•牙龈炎形成后,龈沟加深、氧压下降,蛋白质/铁丰富,为P.gingivalis和其它厌氧菌提供生态位。
②进入与黏附
•依靠 fimbriae、Mfa1、HagA/HagB 等凝集素结合唾液受体、ECM、早期定植菌表面蛋白(如 S. gordonii GAPDH);
•借助脂多糖、外膜蛋白与宿主受体(整合素、TLR、CXCR4 等)相互作用加强黏附。
阶段2:微生态重塑与免疫失衡
①生物膜成熟与菌群失衡
•与T. denticola,T. forsythia, F. nucleatum 等协同,构成“红色复合体”和复杂多菌种生物膜;
•Gingipains/DPPIV 分解唾液蛋白与炎性渗出液,为整个群落提供氨基酸与肽类碳氮源。
②免疫重编程
•脂多糖结构变化、补体–TLR 信号交叉、趋化因子瘫痪 → 局部防御减弱而炎症持续;
•中性粒细胞、大量炎症细胞浸润但杀菌效率低,形成典型的 “低效炎症+高组织破坏” 状态。
阶段3:组织破坏与牙槽骨吸收
①软组织破坏
•Gingipains 和其他蛋白酶广泛降解胶原、纤维连接蛋白、基底膜成分;
•SerB 等效应蛋白通过胞内信号干扰上皮屏障、诱导凋亡或坏死。
②骨破坏与牙周袋形成
•炎症介质(PGE₂、IL‑1β、TNF‑α、IL‑6、IL‑17)+ RANKL/OPG 比值上升 → 破骨细胞活化;
•牙槽骨逐渐吸收,临床表现为出血、附着丧失、牙齿松动。
③持续慢性感染
P.gingivalis能侵入牙周组织细胞(上皮、成纤维细胞、内皮细胞、成骨细胞)及局部淋巴结,在细胞内长期存活,形成难以彻底清除的“储备库”。
阶段4:扩散与系统性影响
①外膜囊泡入血
•咀嚼、刷牙、牙周治疗等操作可造成P.gingivalis进入循环系统或其他组织。
•外膜囊泡(OMVs)更易进入血流并到达远处器官。
②系统炎症与靶器官损伤
•在动脉斑块、胰腺、肝脏、胎盘、脑组织中均可检出P.gingivalis DNA/抗原或 gingipains;
•通过上述机制参与心血管疾病、糖尿病、类风湿关节炎、神经退行性病变等的发生与进展。
牙龈卟啉单胞菌作为牙周炎发生与进展中的关键致病菌,即使在菌群中相对丰度不高,也能凭借多样的毒力因子与免疫调控能力,改变龈下微环境并推动菌群失衡,从而放大炎症反应并加速牙周组织破坏。
现有研究还提示其不同毒力株在病变人群中呈现差异性富集,且在生物膜状态下更易表现出更强的耐受与耐药表型,增加临床控制难度。因此,围绕牙龈卟啉单胞菌的精准检测、分型评估与靶向干预,对于牙周炎的早期预警、个体化治疗与长期维持具有重要意义。
案例分享
基本情况(主要诉求):口臭,牙周病,胃食管反流。
检测结果要点,如下图:
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从图中可以看出,检测者口腔中的相关病原菌水平出现严重超标的情况,其中以牙龈卟啉单胞菌(P.gingivalis)最为突出,其检出量相较参考范围高出约39倍,提示该菌丰度异常升高。
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•与牙周病(核心主线)
P.gingivalis是经典牙周致病菌之一。报告中牙周炎高风险与P.gingivalis显著超标一致,提示口腔内可能存在更活跃的炎症微生态环境与牙龈下菌斑问题。
•与口臭(症状表现)
口臭常与牙周袋、舌苔及厌氧菌代谢产生的口腔挥发性硫化物(VSC)增多相关。该报告在“口臭”模块中同时出现P.gingivalis明显超标及多种口臭相关菌升高,形成“菌群—代谢产物—异味”的同向线索:牙周炎越活跃、厌氧菌负荷越高,口臭越容易反复。
•与胃食管反流
从“过程”角度看:反流可改变口腔环境(酸暴露、口干、菌斑生态位变化),使牙周相关厌氧菌更容易在不利环境下获得优势;反过来,牙周感染灶与炎症负荷升高也可能让上消化道不适更难“稳定下来”。因此,报告提示的P.gingivalis高丰度更像是一个“口腔慢性炎症与微生态失衡”的信号,可能与胃食管反流形成双向叠加的困扰体验。
由此可进一步得知,口腔微生物状态是否健康不仅影响口腔本身,也与全身健康状况存在密切关联。
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越来越多证据表明,牙龈卟啉单胞菌(P.gingivalis)与多种全身性疾病相关。牙周炎不仅是牙齿脱落的重要原因,还与心血管疾病、糖尿病、阿尔茨海默病及类风湿性关节炎等疾病有关。
牙龈卟啉单胞菌传播的机制
口腔病原体牙龈卟啉单胞菌除致牙周炎外,还与多种全身疾病相关。其由口腔播散至其他器官主要有四种途径:
(1)分泌蛋白水解酶降解细胞—基质黏附分子,破坏黏膜屏障并促其侵入;
(2)经转胞作用进入细胞并跨层转移,逐步深入组织;
(3)被吞噬细胞摄取后随血流转运并在血中释放;(4)附着菌丝并随其穿透黏膜,进入更深结构。
牙龈卟啉单胞菌入侵全身的策略
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doi: 10.3390/pathogens9110944.
1
心血管疾病
牙周炎患者发生冠心病的风险更高
研究显示,患有牙周炎的人患冠心病的风险显著高于无牙周炎者。2023年的一项荟萃分析证实,牙周病与心血管不良结局(如心肌梗死和中风)在不同人群和性别中存在一致关联。
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同样,研究报告称,刷牙、清创或刮治等操作可能促使口腔病原体及其毒力因子进入血流。另有证据显示,可在动脉粥样硬化斑块中检出牙龈卟啉单胞菌,且牙周细菌在血液或血管病变内的原位存在与动脉瘤风险升高相关。
最新研究还表明,牙周病与冠状动脉疾病、中风及心力衰竭风险显著增加相关,且在男女中均一致观察到。
牙龈卟啉单胞菌会促进动脉粥样硬化发展
文献指出牙周炎可能影响心血管疾病发展的两种主要机制:直接机制涉及细菌侵入血管,而间接机制则通过激活宿主过度的炎症反应,进而影响系统性疾病的发生。
P.gingivalis诱导的加速动脉粥样硬化刺激
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doi: 10.3390/pathogens9110944.
细菌抗原与宿主细胞的相互作用可以引发局部和全身免疫反应。牙龈卟啉单胞菌已被证明会侵入内皮细胞,诱导功能障碍,并触发促动脉粥样硬化反应,促进动脉粥样硬化病灶的发展和进展。
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糖尿病
大量文献已证实糖尿病与牙周病存在生物学关联,且牙周炎可影响包括糖尿病在内的多种全身性疾病的发病机制。
牙周炎损害血糖控制、促进糖尿病
牙周炎与糖尿病呈双向交互关系:糖尿病促进牙周炎的发生和进展,而牙周炎则损害血糖控制,并促成糖尿病并发症的发展。糖尿病患者通常表现出比非糖尿病患者更严重的临床牙周炎症表现,牙周破坏的严重程度与全身性并发症的存在、血糖控制程度及糖尿病类型相关。
牙周感染的微生物活动是牙周炎与糖尿病双向关联的重要基础之一。牙周炎的高炎症状态可显著增加活性氧(ROS),并与高级糖基化终产物(AGEs)形成复杂互作;AGEs在高血糖与氧化条件下积累,进一步加剧氧化应激与炎症,损害牙周及全身健康。
牙周细菌诱发的感染产生脂多糖(LPS),促使炎症细胞因子升高并募集免疫细胞,从而加重糖尿病;而糖尿病的高血糖环境又利于致病菌生长,推动菌群失调。
炎症性细胞因子增多还会削弱血糖控制。牙周组织破坏始于牙龈龈沟液中升高的细菌激活炎症细胞因子,继而导致结缔组织与牙槽骨分解。
牙周炎与糖尿病之间的双向关系
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doi.org/10.3390/app15126847
最新研究表明,糖尿病控制不佳的人群患牙周炎的风险显著更高,强调了有效血糖管理在牙周健康中的重要性。相反,牙周炎与糖尿病患者代谢控制恶化有关,突显了需要综合管理策略以同时应对这两种疾病。
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阿尔茨海默病
阿尔茨海默病(AD)是一种累及全球数百万人的神经退行性疾病,随着寿命延长与人口老龄化,其患病率快速上升。有研究人员发现,牙周病暴露与AD风险增加1.7倍相关。
注:AD以神经元进行性丧失为特征,导致记忆、语言与认知功能逐步衰退,晚期可致死亡(阿尔茨海默病协会,2016)。
牙周病原体通过血流可进入大脑并释放毒素
牙龈卟啉单胞菌通路至大脑
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Huang Z,et al.Front Immunol.2025
科学证据表明,阿尔茨海默病/痴呆患者常伴口腔健康受损,因而更易发生慢性口腔疾病。牙周病原体可侵入牙周袋上皮并进入血流,在循环中释放内毒素和外毒素,将感染扩散至包括大脑在内的多个部位;在AD患者脑组织中已检出大量脂多糖(LPS)。
牙周病(PD)与AD的相互作用可能通过多环节过程诱发神经元退变:口腔菌群失调促使病原体增殖并侵入牙周组织,继而入血;病原体及其毒性分子(如LPS)与小胶质细胞的Toll样受体2/4(TLR2/4)结合,诱导细胞因子和炎症介质释放。
炎症反应进一步促进神经元产生淀粉样前体蛋白(APP),并通过激活β、γ分泌酶增加淀粉样蛋白β(Aβ)分泌,尤其是Aβ42单体和sAPPβ,导致细胞外沉积及AICD生成;Aβ随后聚集为寡聚体、原纤维/纤维,最终形成淀粉样斑块。
AD患者在脑脊液和口腔中检测到牙龈卟啉单胞菌
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doi: 10.1126/sciadv.aau3333.
牙龈卟啉单胞菌是Aβ斑块形成的重要风险因素
这些斑块可被小胶质细胞膜上的髓系细胞触发受体2(TREM2)识别,进而引发进一步的炎症反应并促进Aβ生成。与此同时,功能失调的神经元中tau蛋白磷酸化(p-tau)增加,形成神经纤维缠结。慢性牙周炎(CP)及牙龈卟啉单胞菌感染已被认为是Aβ斑块、痴呆和阿尔茨海默病发生的重要风险因素。
有研究人员提出,牙龈卟啉单胞菌通过分泌牙龈蛋白酶(gingipains)介导神经损伤,参与AD发病机制;其研究在AD大脑中检测到显著的牙龈蛋白酶免疫反应性(IR),并在生前确诊AD患者的大脑与脑脊液(CSF)中鉴定出P.gingivalis DNA,提示其DNA或可作为鉴别诊断标志。
研究指出,过度神经炎症可导致突触蛋白减少与记忆丧失,并对牙周炎中P.gingivalis-LPS介导的炎症通路提供机制性解释。近期研究进一步表明,牙周病原体可通过调控小胶质细胞激活加重神经炎症,可能加速AD的神经退行过程。
此外,纵向队列研究发现,有效牙周治疗与AD高风险人群认知衰退减缓相关,提示口腔健康干预或有助于AD管理。
4
其他神经退行性疾病
除阿尔茨海默病外,研究还发现牙龈卟啉单胞菌与帕金森病等其他神经退行性疾病相关。
牙龈卟啉单胞菌与神经退行性疾病
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Huang Z,et al.Front Immunol.2025
牙周炎与帕金森病(PD)风险相关
流行病学与机制线索提示P. gingivalis可能通过氧化应激与神经炎症影响帕金森病(PD)发生发展。
在PD患者血液中检测到 P.gingivalis 的主要毒力因子(如 gingipain R1、P.g-LPS)的报道,并有研究提示 gingipains 可能在黑质相关区域出现沉积。
相较 AD,P. gingivalis 通过“氧化应激直接驱动 PD”的直接证据仍不足,但其脂多糖诱导线粒体功能障碍与神经炎症的结果与 PD 病理环节相契合。
多发性硬化(MS)
直接发表证据有限;但动物模型中口腔感染P.gingivalis 可加重自身免疫性脑脊髓炎样病理,提示外周炎症/感染可放大神经炎症与脱髓鞘过程。
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溃疡性结肠炎
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研究发现,溃疡性结肠炎(UC)患者较健康对照牙周炎发生率更高、牙周袋更深、缺牙更多。
口服P.gingivalis会加重溃疡性结肠炎(小鼠)
设计:C57BL/6 小鼠连续 40 天每周 2 次灌胃(生理盐水或活菌 P. gingivalis W83 等),后 10 天给予 DSS 诱导结肠炎。
结果:与单纯 DSS 相比,P. gingivalis 灌胃组出现更严重的结肠炎表型:
–DAI(疾病活动指数)更高;
–结肠更短
–组织学损伤更重(深溃疡、上皮/腺体脱落、基底膜破碎、炎性细胞浸润等)。
牙龈卟啉单胞菌会加重溃疡性结肠炎
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doi: 10.1038/s41368-021-00136-2.
P.gingivalis可能加重已有炎症,并非诱导发病
研究讨论引用“口源菌到达肠道”的模型:口腔炎症(牙周炎)增加口源致病菌负荷;肠道已有炎症会破坏菌群稳态,使口源菌更易在肠道定植并取代常驻菌;两者协同使口源菌更可能通过胃酸屏障并在肠道扩增,从而加剧既有肠炎(更倾向于“加重已有炎症”,而非诱发健康肠道发病)。
P.gingivalis 部分通过诱导异常免疫反应、提高 Th17/Treg 比值,从而加重 UC 炎症。
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类风湿性关节炎
类风湿性关节炎与牙周病共享多种病理机制,包括相似的炎症细胞参与、血清及局部细胞因子谱的平行变化,以及基质金属蛋白酶(MMPs)等组织降解介质的激活。两者亦均以破骨细胞介导的骨吸收为特征,造成显著骨损伤。
牙龈卟啉单胞菌能表达PAD,这在类风湿关节炎中起重要作用
类风湿关节炎(RA)发病机制的关键环节是瓜氨酸化,即由肽基精氨酸去亚胺酶(PAD)介导的翻译后修饰,将精氨酸转化为瓜氨酸。
注:PAD由多种免疫细胞(如T/B淋巴细胞、中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞)表达。
过度瓜氨酸化可形成自身抗原,诱导自身抗体生成,尤其是抗环瓜氨酸肽(anti-CCP)抗体,这是RA发病的核心。瓜氨酸化蛋白的积累进一步放大自身免疫反应,加重炎症与组织破坏。
迄今牙龈卟啉单胞菌是唯一已知可表达肽基精氨酸脱亚胺酶(PPAD)的微生物,该细菌酶与人类PAD同源。RA患者口腔中P.gingivalis的存在与抗CCP抗体高度相关,提示其可能在RA发病中具有关键作用。
假设牙龈卟啉单胞菌促进了瓜氨酸化蛋白在口腔内的积累,通过异常免疫反应激活产生自身抗体。特别是,类风湿关节炎患者对瓜氨酸化蛋白的免疫耐受降低可能促进这些自身抗体的生成,进而加重疾病的系统性炎症负担。
此外,瓜氨酸化蛋白的产生升高与更严重的疾病表现有关,包括关节侵蚀的快速进展。因此,抗CCP抗体的存在已被证明与类风湿性关节炎患者肺泡骨吸收增加相关,进一步强调了牙周病与类风湿关节炎严重程度之间的相互关联。
近期研究通过识别口腔微生物组中可能与牙龈卟啉单胞菌协同作用,加重类风湿关节炎的瓜氨酸化和系统性自身免疫,进一步扩大了这一视野。
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慢性阻塞性肺病
慢性阻塞性肺病(COPD)是一组以气道气流受限为特征的疾病,包括慢性支气管炎和肺气肿。
牙周炎与慢性阻塞性肺病正相关
研究显示,牙周炎与COPD正相关,牙周治疗可改善肺功能并降低急性加重频率。基于16S rDNA的宏基因组分析在重症急性COPD患者气管抽吸物中检出P.gingivalis,提示其可能参与发病。
唾液中与该菌相关的蛋白酶等酶可改变黏膜表面黏附受体并破坏/降解唾液膜,从而促进呼吸道病原体在呼吸上皮定殖。因此,牙龈卟啉单胞菌可能通过促进呼吸道病原体定植推动COPD进展。
牙龈卟啉单胞菌在COPD发展过程中的影响
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doi: 10.1038/s41368-025-00397-1.
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不良妊娠结局
不良妊娠结局(APO)是指妊娠、分娩或产后发生的孕产妇、胎儿或新生儿并发症。流行病学证据一致表明牙周炎与APO正相关。
P.gingivalis的DNA可在胎盘、脐带中检出
牙龈卟啉单胞菌(P.gingivalis)的DNA和抗原也可在胎盘、脐带及羊水中检出,其在胎盘或脐带中的存在与早产(PB)、子痫前期及妊娠期高血压等并发症相关,提示其可通过侵入并损伤子宫-胎盘组织参与APO。
多种啮齿动物模型进一步证实,P.gingivalis感染可诱发子宫-胎盘病变(如子宫内膜动脉炎、轻度绒毛膜羊膜炎及伴胎盘结构障碍的子宫胎盘出血),并导致胎儿生长受限(FGR)、低出生体重(LBW)和早产等不良结局。
P.gingivalis通过免疫失衡影响FGR与早产
在孕鼠模型中,感染P.gingivalis可触发胎儿特异性胎盘免疫反应,提高胎盘Th1/Th2细胞因子比值(IFN-γ、IL-2、IL-12升高,IL-4、IL-10降低),与胎儿生长受限(FGR)相关;同时可增强母体免疫反应并加重FGR,表现为母体血清TNF-α升高、IL-10降低。此外,P. gingivalis LPS可通过诱导胎盘半乳糖凝集素-3并上调TNF-α、IL-8和环氧合酶2等炎症因子,直接或间接诱发早产。
体外研究显示,该菌可侵入人绒毛外滋养层细胞,诱导G1期阻滞与凋亡,可能涉及ERK1/2及DNA损伤反应通路;p53/p38与JNK介导的HSP27/p21通路等复杂信号网络亦可能参与其中。此外还提出其可通过侵入与免疫逃逸在子宫-胎盘组织持续存活,促发多微生物失调并与共生菌协同增加母胎界面微生物负荷,上调CRP、戊曲素3等急性期蛋白,并伴随活性氧过量、胎儿肾上腺皮质激素增加及胎儿应激等改变。
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鉴于牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)与牙周炎及多种疾病之间存在密切联系,对该菌进行控制或干预,被视为一种切实可行的疾病管理策略,并为相关疾病的防治提供新的切入点。
▸ 经典临床策略:控制菌斑与靶向抗菌
•机械清创 + 抗生素/抗菌剂:龈下刮治联合阿莫西林、甲硝唑、阿奇霉素等可降低P.gingivalis负荷,但临床获益并非总与菌量下降成正比,提示疾病是多因素的。
•氯己定及光动力疗法:可减少P.gingivalis计数和炎症,被认为是有效辅助方法。
▸ 日常居家护理:减少牙菌斑
•刷牙:每天两次用含氟牙膏刷牙和牙缝清洁(牙线、牙间刷)会破坏牙龈卟啉单胞菌定殖所需的牙菌斑基质。
•使用漱口水:白藜芦醇漱口水在与牙龈卟啉单胞菌相关病例中,配合使用时显著改善了口臭和临床指标。
▸ 饮食:减少P.gingivalis定植
•多酚(绿茶、蔓越莓、其他植物来源):绿茶、多酚和蔓越莓含有原花青素,可以抑制牙龈卟啉单胞菌的致病因子,如牙龈炎和生物膜形成。
•地中海风格、富含油酸的饮食:在老年小鼠中,富含油酸(典型橄榄油)的饮食相比富含棕榈酸的饮食,减少了牙龈卟啉单胞感染的全身性炎症后果,并减轻了骨质流失。支持采用地中海饮食(橄榄油、坚果、蔬菜、鱼类)来缓冲系统性影响。
•天然多酚/植物化学物:姜黄素、白藜芦醇、槲皮素等可抑制生长、黏附和生物膜,并显著下调黏附素和gingipain等毒力基因。
▸ 益生菌与疫苗
•Lactobacillus casei DS31:体外实验中,DS31细菌或游离上清液显著抑制了牙龈卟啉单胞菌生物膜的形成,并帮助消除了现有的生物膜;在牙周炎模型中,DS31缓解了炎症和组织损伤。
•其他乳杆菌和双歧杆菌菌株:系统综述显示,多种乳杆菌菌株可以减少P.gingivalis数量或干扰其粘连,尽管临床数据仍有限;双歧杆菌附着于龈下生物膜,并在体外减少牙龈卟啉单胞菌的生长。不过不同乳杆菌株在抑制P.gingivalis和炎症上具有菌株特异性。
•疫苗与免疫增强:以P.gingivalis纤维蛋白、外膜蛋白、热休克蛋白及gingipain为抗原的黏膜疫苗在动物实验中能阻断P.gingivalis介导的破坏性免疫反应,被视为长期预防的重要方向。
▸ 抑毒力与生物膜的创新策略
•纳米递药与植物外泌体:
抗体修饰脂质体包载人参皂苷Rh2可定向清除P.gingivalis,维持口腔菌群稳态。
姜来源外泌体样纳米颗粒被P. gingivalis特异摄取,可干扰多种毒力因子并在小鼠中减轻牙周炎。
•群体感应/酶学“抗毒力”药物:
AHL内酯酶Est816通过“干扰群体感应”显著破坏P.gingivalis生物膜、下调毒力基因并降低炎症,无明显细胞毒性。
针对P.gingivalis谷氨酰环化酶(PgQC)的小分子S‑0636可显著降低gingipain活性和上皮侵袭性,且不杀菌、不扰乱共生菌,也未见耐药产生。
直接gingipain抑制剂在阿尔茨海默病模型中可减少脑内P. gingivalis负荷、Aβ生成和神经炎症,提示有望降低其全身危害。
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基于上述认识,如何检测自身P.gingivalis的水平与变化,并据此进行针对性的调控或干预,以降低或减轻其带来的危害,已逐渐成为当前的重要研究方向与关注重点。现有策略主要分四类:
一、口腔卫生管理与牙周基础治疗以降低生物负荷;
二、必要时联合抗生素控制感染;
三、开发靶向关键毒力因子(尤其是gingipains)的小分子抑制剂以削弱致病力;
四、探索基于特定抗原结构的免疫预防与疫苗方案。
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谷禾健康
当我们刷牙、吃饭、吞咽时,可能很少意识到:口腔其实是全身健康尤其胃肠道健康的第一道防线。
随着研究不断深入,牙周炎——这类发生在牙齿周围、因免疫失衡而持续炎症的常见疾病——正从一个“口腔小问题”跃升为影响胃肠功能障碍甚至全身的重要信号来源。越来越多证据显示,牙周炎不仅关乎牙龈是否出血、牙齿是否松动,更可能通过微生物及其产物远距离“跨界”,扰乱肠道菌群,牵动代谢、免疫与多器官功能,进而影响肠道健康。
牙周炎的发生,源于牙齿表面微生物生物膜与宿主免疫的长期博弈。诸如牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)、幽门螺杆菌(Helicobacter. Pylori)、链球菌(Streptococcus)、 韦荣球菌(Veillonella)、微小单胞菌(Parvimonas micra)、具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)、消化链球菌(Peptostreptococcus)等“问题角色”,在局部引燃炎症反应,促使牙龈与牙周组织释放促炎因子、活性氧与急性期蛋白,逐步破坏软组织与牙槽骨。同时,这一炎症火种并不止步于口腔:研究已将牙周炎与糖尿病、心血管疾病、类风湿关节炎乃至多种癌症联系起来。
其中,“口腔—肠道轴”是关键通道。部分牙周病原体及其分子产物会随唾液被持续吞咽,抵达肠道后成功生存与定植,进一步打破原有微生态平衡。以 P. gingivalis 和 F. nucleatum 为代表的口腔致病菌,凭借脂多糖、挥发性硫化物等毒力因子,削弱肠上皮紧密连接,提升肠黏膜通透性,形成所谓的“肠漏”。这不仅放大先天与适应性免疫反应,扰动 Treg/Th17 等免疫平衡,上调 IL-1β、IL-6、TNF-α 等促炎因子级联,还通过代谢与表观遗传层面的重编程,改写上皮与免疫细胞功能,推动全身性炎症与氧化应激的恶性循环。最终,一个由“菌群失调—屏障受损—免疫失衡”相互放大的炎症正反馈环路就此形成。
近年来,口腔细菌与炎症性肠病、脂肪肝与肝纤维化、肝细胞癌以及胰腺癌等多种胃肠道疾病的联系日益清晰。尽管牙周炎与这些疾病的相关性已被证实,但口腔菌群如何精确地改写肠道微生态与免疫网络,其复杂的分子机制仍有待全面阐明。
本文将以最新研究为证据,系统梳理牙周病原体如何通过“口腔—肠道轴”引发肠道菌群失调与功能障碍:从毒力因子破坏屏障、免疫失衡级联放大,到代谢与表观遗传层面的细胞重编程。通过这条贯穿口腔与肠道的隐秘通道,我们将看到:口腔健康不仅影响容貌与社交,更可能作为维系机体稳态的前线屏障,关系到全身系统的平衡稳态。
近年来,随着宏基因组测序与培养技术的进步,研究者在肠道生态系统中频繁检测到源自口腔的细菌群落。
★ 肠道中可检出多种常见的口腔相关菌
肠道微生物群以厌氧菌为主,主要隶属于:拟杆菌门、厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和疣微菌门,其中不少为典型口腔常驻菌。
肠道中常见的口腔相关类群包括:小单胞菌(Parvimonas)、卟啉单胞菌(Porphyromonas)、消化链球菌(Klebsiella Peptostreptococcus)、克雷伯菌、链球菌、嗜血杆菌、梭杆菌及部分变形菌门成员。
检出的代表性口腔物种有:幽门螺杆菌、微小微单胞菌(Parvimonas micra)、P.gingivalis、T.forsythia、T.denticola、P.intermedia、具核梭杆菌、流感嗜血杆菌,以及大肠杆菌、克雷伯氏菌属、Filifactor alocis、弯曲杆菌和粪链球菌等。
★ 许多口腔细菌定植于患病个体肠道
多种口腔细菌被检测到定植于患病个体的肠道与相关组织,其中以幽门螺杆菌最为常见,常出现于慢性胃炎、消化性溃疡、炎症性肠病和胃癌患者。肝硬化、非酒精性脂肪性肝病、肝细胞癌、溃疡性结肠炎(UC)与克罗恩病(CD)患者的粪便中亦可检出牙周病原体。
幽门螺杆菌、具核梭杆菌与粪链球菌在胰腺癌、结肠癌、肝病及IBD患者的胰腺组织与导管、肝脏、肠道及结肠中均有发现。与单纯肝细胞癌相比,合并肝硬化的患者体内大肠杆菌和梭杆菌水平更高。
作为牙周关键病原体的牙龈卟啉单胞菌(porphyromonas gingivalis),还被证实与胰腺导管腺癌(PDAC)的发病风险和死亡率升高呈正相关。
具核梭杆菌(F.nucleatum)被认为是慢性肝病、肝硬化、IBD、胰腺癌、肝细胞癌和结直肠癌(CRC)的潜在标志物。在 CRC 来源的生物膜中其丰度升高,而健康结肠组织通常检测不到。所有分离的生物膜均为多菌种组成,且肿瘤与配对的健康组织的生物膜样本均含侵袭性细菌。由此可见,CRC 相关生物膜在结构和致病性上与口腔疾病相似,可能参与 CRC 的肿瘤发生。
★ 致病性牙周菌在肠道可能推动疾病发生
其他研究还表明,肠道生物膜除了含有致病性牙周细菌(如F.nucleatum、P.gingivalis)外,还含有口腔共生菌(Parvimonas、Peptostreptococcus、Prevotella),这可能导致结直肠癌的发展。
研究显示,健康与 CRC 组织中可共同检出口腔厌氧菌,如具核梭杆菌、弯曲杆菌和纤毛菌属;在肿瘤组织内,它们与牙龈卟啉单胞菌等共同构建协作性多菌群网络。弯曲杆菌还能与具核梭杆菌共聚集,后者作为桥接微生物,吸引其他相容口腔菌定植于肠黏膜。
肝硬化患者的口源性菌在粪便中亦明显增多。多项研究报道,牙周病患者的肠道菌群呈厚壁菌门/拟杆菌门比值上升,并富集 Euryarchaeota、Verrucomicrobia 和变形菌门。IBD 患者肠黏膜中嗜血杆菌与韦荣球菌属显著升高;类似地,结直肠肿瘤也促进口腔菌在肠道的定植。
口腔细菌可以通过多种机制诱导肠道变化。口腔细菌诱发肠道功能障碍的一些潜在致病机制如下:
• Toll样受体的激活和促炎细胞因子的释放
• 补体系统的调制
• 氧化应激的改变和活性氧的释放
• 炎症小体的激活
• 激活急性期反应和释放急性期蛋白
• microRNA的激活
• 挥发性硫化合物的释放
• 宿主细胞的坏死毒性
牙周病、口腔细菌和胃肠道功能障碍之间联系
Mukherjee S,et al.Crit Rev Microbiol.2025
牙周炎症(牙龈炎和牙周炎)的发作以促炎介质(如IL1、IL8、IL17 和 TNF)的大量释放为标志,以及各种信号通路和宿主受体的激活,如Toll样受体 (TLR)、补体系统、核因子κ-β (NF-Kb)。这些促炎介质通过血管或唾液进入体循环,并到达肝脏,在那里它们触发急性期反应和急性期蛋白(如 C 反应蛋白 (CRP) 的释放。这会增加全身炎症负担和氧化应激。炎症负荷的增加反过来又会影响肠道的各个部位并导致胃肠道功能障碍。
▸ 激活Toll 样受体
口腔细菌进入肠道后可附着并激活分布于肠上皮、固有层及免疫细胞(巨噬细胞、中性粒细胞、Kupffer 细胞)上的多种Toll样受体(TLRs)(如 TLR2/3/4/5)。
其中 TLR2/4 是牙周病中最常被激活的受体,并与胃肠功能障碍相关。TLR 作为“肠道传感器”,在维持稳态、调控免疫与塑造微生物群方面至关重要;其遗传变异与菌群结构改变相关。
TLR 功能异常及多态性/突变与肠道免疫反应、微生物特征和炎症直接相关。促炎介质外流与 TLR 过度激活会重塑微生物特征,驱动多种肠道与相关疾病,包括胃炎、非酒精性脂肪性肝病、炎症性肠病(CD、UC)、消化性溃疡、肝纤维化及多种肿瘤(肝癌、CRC、胰腺癌)。
✔ 口腔细菌与TLR相互作用激活炎症通路
口腔细菌与Toll样受体(TLRs)相互作用后,可激活肠道多条炎症通路(NF‑κB、JNK、PI3K、MAPK、AP‑1、p38),诱导促炎因子(TNF‑α、IL‑1β、IL‑6、IL‑12、IL‑18)与抗炎因子(IL‑10)释放。
其中 NF‑κB‑MyD88 是肠道炎症与肿瘤发生的核心通路,其激活依赖细菌黏附与脂多糖通过 TLR‑MyD88 传导。口腔菌源脂多糖结合 MD2/TLR4 复合体,触发先天免疫;脂多糖结合蛋白(LPS‑BP,60 kDa 血清糖蛋白)存在于肠道、肝脏和胃肠上皮中,并在口腔细菌入侵时被激活。
与牙周病原体和胃肠道功能障碍相关的研究
Mukherjee S,et al.Crit Rev Microbiol.2025
▸ 触发炎症通路、增加炎症
✔ 慢性炎症信号可推动肠道炎症及结直肠癌等疾病的发生发展
慢性 NF‑κB 信号是炎症性肠病(UC、CD)、肠道炎症及胰腺癌、结肠癌、胃癌发生的关键驱动。MAPK 通路在牙龈卟啉单胞菌入肠后显著上调;牙周炎期释放的 TNF 亦可激活 MAPK,增加 CD、UC 风险。
TNF 还能改变胰腺 TLR4 表达,诱发胰腺炎;TLR4 促使胰腺组织大量释放弹性蛋白酶与硫酸乙酰肝素,破坏实质并加剧炎症。研究还发现,牙龈卟啉单胞菌的含脂多糖微囊泡可如“微子弹”般穿透肠黏膜,放大肠道炎症。
牙龈卟啉单胞菌可与补体受体(C5aR)与 TLR2 串扰,上调 IL‑1、IL‑6、IL‑17 和 TNF 的分泌;并可激活补体受体(CR)与 NOD 受体,进一步提高肠道细胞因子水平。由 NF‑κB 与 TLR 诱导的细胞因子(如 IL‑1β、IL‑6、IL‑17)还能通过激活 STAT3 通路促使 CD4(+)T 细胞增殖,并增强癌细胞的增殖、易位与转移。STAT3 激活与胰腺癌、胃癌和结直肠癌相关。
✔ 口腔细菌进入肠道会影响通透性和炎症
口腔细菌还激活 TLR4,导致肠上皮中的 Cox-2 受体激活。这导致受伤肠道增殖,并在肠道中释放促炎介质,这些促炎细胞因子与微生物一起影响肠道中的紧密连接蛋白“zonula occludens-1”和“occludin”,并导致导致肠道炎症和通透性增加。
肠上皮通透性升高促进细菌穿透并周期性加剧炎症。P. gingivalis 诱导的炎症与菌群失衡还会改变肠道代谢物谱,增加钙化风险。口源性脂多糖与 CpG DNA 作用于 TLR4/TLR9,可能联结原发性胆汁性肝硬化与原发性硬化性胆管炎的硬化进程。
口腔细菌及其副产物如何损伤胃肠道功能
Mukherjee S,et al.Crit Rev Microbiol.2025
口腔细菌与肠道中的 Toll 样受体 (TLR) 相互作用并导致促炎细胞因子(白细胞介素 (IL1、IL8)、前列腺素 (PGE2)、肿瘤坏死因子 (TNF)。一些口腔细菌还会释放挥发性硫,如硫化氢、二甲硫、二甲基二硫化物和甲硫醇,导致上皮通透性可逆增加和屏障功能丧失。
硫化氢还被证明可以通过诱导肠粘膜中的 DNA 低甲基化来增加隐窝形成和溃疡。这些炎症介质还会影响细胞粘附分子,如小带闭塞和闭塞蛋白,并增加通透性。这有助于细菌轻松进一步侵入肠道组织,增加肠道和肠道炎症中微生物菌群失调的风险。
✔ 具核梭杆菌能与P. gingivalis一起增加肠道炎症负担
具核梭杆菌(F.nucleatum) 是另一种潜在的口腔细菌,可以损害肠道上皮完整性、激活 TLR 并增加肠道通透性。研究还指出,具核梭杆菌诱导的 TLR4 激活可导致肝窦内皮细胞通过 NF-κB 激活产生更多的 TNF-α 和活性氧 (ROS),从而导致肝功能障碍和肝细胞增殖。
当具核梭杆菌激活TLR4信号传导时,Nf-kB和miRNA21表达也会升高。一项研究发现,结直肠癌患者组织中的 miRNA21 和具核梭杆菌DNA 水平较高。这些标志物表明 CRC 患者的风险更大且预后不良。具核梭杆菌还可以与牙龈假单胞菌等口腔病原体共同聚集和感染,并增加肠道组织中的炎症负荷。
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总结与要点:
1) 关键信号轴线与级联
NF-κB 为核心炎症驱动:慢性激活贯穿 IBD、黏膜炎症到消化道肿瘤发生。
MAPK 通路被放大:受P.gingivalis入侵与 TNF 上调共同促推,连接牙周炎与肠道炎症风险。
TLR4–胰腺炎通路:TNF 改变胰腺 TLR4 表达;TLR4 触发弹性蛋白酶与肝素硫酸盐释放,破坏实质组织,形成炎-损伤正反馈。
2) 口腔致病菌的多受体串扰
含脂多糖微囊泡穿透黏膜,提升局部脂多糖负荷与免疫识别。与C5aR–TLR2串扰,上调 IL-1/6/17 与 TNF。
激活补体受体与 NOD 样受体,进一步扩增炎症网络。
这说明口源菌不仅通过 TLR4–LPS,还通过补体与胞内模式识别受体共同塑造高炎症微环境。
3) 炎症—肿瘤耦合的信号枢纽:STAT3
NF-κB/TLR 诱导因子 → STAT3 激活:IL-6、IL-1β、IL-17 驱动 STAT3,促进 CD4(+) T 细胞增殖与肿瘤相关表型(增殖、侵袭、迁移)。
疾病谱系关联:STAT3 的持续活化与胰腺癌、胃癌、CRC 的进展密切相关。
▸ 激活补体系统与胃肠道功能障碍
补体系统是由30余种可溶性蛋白和膜结合蛋白组成的精密免疫反应系统,存在于血清和组织液中,通过经典、旁路和凝集素三条途径激活,具有清除病原体、调节免疫和介导炎症等功能。
✔ 牙周细菌诱导的炎症介质可激活补体受体
牙周细菌及牙周炎产生的炎症介质可激活补体受体(CR)。牙周菌黏附于受体后大量释放 C3a、C5a(强效趋化因子),招募肠道中性粒细胞、淋巴细胞与巨噬细胞,触发吞噬并启动免疫反应。C3a/C5a 与其受体 C3aR/C5aR 结合,进一步激活先天与适应性免疫通路。
正常情况下,C5aR 在肝脏 Kupffer 细胞和星状细胞中构成性表达,其水平可随 IL‑1、IL‑6、TNF 等炎症因子上调。补体系统还可调控肠道微生物,从而影响胃肠功能与肠道稳态。
✔ 补体系统的失衡与胃肠道疾病相关
补体系统的失衡与多种胃肠道疾病相关,包括结直肠癌、溃疡性结肠炎、克罗恩病、肝纤维化、病毒性肝炎、酒精性肝病及肝缺血/再灌注损伤。
多项研究在患者肠道组织中检测到补体成分:如 UC 患者固有层与上皮基底外侧膜的 C3、IgG 强阳性;腺癌与 CD 患者小肠隐窝及绒毛‑隐窝区可见 C3、C4 沉积。还发现黏膜 C3 mRNA 升高并与 IBD 患者的 IL‑17 水平相关;IL‑17(牙周炎中升高)与上皮下肌成纤维细胞产生 C3 呈正相关。
总体上,C3、C4 水平升高与溃疡性结肠炎、克罗恩病病情严重度相关。
✔ 口腔病原体可加剧肠道炎症与失衡
基于现有证据,补体经典通路在溃疡性结肠炎(UC)患者的上皮细胞中更为活跃,而替代通路在克罗恩病(CD)患者中更显著。CD 患者组织中可检测到 C4 mRNA;IBD 患者结肠黏膜 C3 mRNA 的升高与 IL‑17 mRNA 呈正相关。免疫组化显示,暴发性与急性肝炎患者坏死区周围存在 MAC 沉积,提示补体参与肝损伤发病机制。
牙周炎诱导的 IgG 可在 UC 上皮细胞触发经典通路,致 C3b 与 MAC 沉积。口腔病原体(如 P. gingivalis)可下调 CR3a/CR5a 以逃逸免疫,进而加剧肠道炎症与失衡;其还可通过赋予 C5 转化酶样活性并促凝血酶原激活,裂解 C5 生成 C5a。
通过 C5a 介导的途径,牙龈蛋白酶诱导 M1 巨噬细胞极化,促进P.gingivalis感染扩散。P.gingivalis 介导的 C5a‑C5aR 激活增强肠道 Gi 依赖的细胞内 Ca2+ 信号,协同放大其微弱的 cAMP 反应,提升 TLR2 激活与促炎因子产生;持续高 cAMP 还削弱 NO 杀菌效应,并激活 PKA 使 GSK‑3 失活。C5aR‑TLR2 串扰除抑制 TLR2 诱导的 IL‑12p70 外,还上调 IL‑1、IL‑6、IL‑17、TNF,推动胃肠黏膜炎症。
类似地,Interpain A(InpA)可激活血清 C1 复合物,使 C1q 沉积于菌体表面;中间普雷沃氏菌的半胱氨酸蛋白酶 Interpain A(InpA)可裂解 C3,释放过敏毒素 C3a,提升局部与全身炎症负荷。
牙周病原体,尤其是牙龈卟啉单胞菌(P.gingivalis),可上调共刺激分子 CD80/CD86,激活多种T细胞亚群。牙周炎触发的补体激活同时诱导Th1与Th2反应:前者促释 IL‑12、IL‑1、IFN、TNF、IL‑18,后者促释 IL‑4、IL‑5、IL‑13。
这些细胞因子激活多类免疫细胞,包括Th细胞、T 抑制细胞、Treg 及抗原呈递细胞(巨噬细胞、树突状细胞)。Th 细胞促进浆细胞分化,产生IgG、IgA、IgM;Th1 为 IFN‑γ 等介质的主要来源,有助于清除肠道内的细胞内病原体。Th 细胞还支持生发中心 B 细胞分化与高亲和力抗体(含肠道 IgA)生成。肠黏膜富含非常规 T 细胞(γδ T、NKT、MAIT),共同维持屏障功能与免疫稳态。
▸ Th17轴:连接牙周炎与肠黏膜炎症的关键
✔ 发炎的牙周组织会产生大量Th17影响炎症性肠病风险
Th17 细胞被视为肠道功能障碍的关键介质。发炎的牙周组织大量产生 Th17,提升其体循环水平。P.gingivalis 可经 TLR2/4 与 RORγt 促进 IL‑17、IL‑1β、IL‑6、IL‑23 分泌,增强 Th17 分化;Th17 通路激活进一步提升肠黏膜中IL‑1β、IL‑6、IL‑17、IL‑22、IL‑23,增加活动性UC与CD风险。
IL‑17 升高及 RORC2 mRNA 上调还促进血栓素样蛋白 TSP‑1 释放,关联 IBD/UC/CD 风险上升。P.gingivalis‑LPS 通过增强单核细胞 δ‑样配体 4 表达放大 Th17 反应,促炎并促肿瘤发生;其牙龈蛋白酶可直接诱导 T 细胞 CD69/CD25 表达并驱动 IL‑17 产生,还可通过激活缓激肽 B2 受体或蛋白酶激活受体 2 引发 IL‑17 反应。
相反,P.gingivalis 亦可经 TLR4 下调 Treg 转录因子(Foxp3、TGF‑β、IL‑10)。UC 与 CD 患者的炎症黏膜中 IL‑17 mRNA 明显升高。P. gingivalis 蛋白酶还能降解驱动 Th1/Th17 的细胞因子,以获取营养并助长其他肠道微生物。除P.gingivalis 外,肠杆菌与克雷伯菌等口腔菌在肠道异位定植同样与 Th17/Th1 积累相关;研究发现,肺炎克雷伯菌可通过口腔‑肠道迁移显著增强Th1反应。
▸ 口腔炎症跨黏膜迁移驱动肠道炎症
T细胞介导的细胞因子可加重黏膜炎症与胃肠通透性,改变胃动力、延迟胃排空,并在IBD、CD、UC 中引发结肠症状;同时提升胃癌与肝细胞癌(HCC)风险。免疫组化研究显示,IBD/UC/CD 患者的炎症黏膜中 CD68 阳性细胞、Th17 与 IL‑17 表达升高;IBD 患者黏膜中由Th17共产生的IFN‑γ约为健康者的5.5倍。
✔ 口腔炎症会通过T细胞影响肠道菌群及炎症
口腔病原体可激活Th17,局部产生的Th17经口腔引流淋巴结迁移至肠道;T细胞在肠系膜淋巴结(MLN)获得肠道归巢“印记”,依赖 MAdCAM‑1 与 CCL25 通过血循环进入肠道。由此,口腔炎症可产生口源性致病反应性 T 细胞,这些细胞迁移至肠道后激活肠道菌群并诱发炎症。
口腔致病菌通常不定植于健康个体胃肠道;其异位定植需要破坏常驻微生物群的定植抵抗。肠道炎症削弱这种抵抗力,使口腔菌有机会取代本地菌群;肠杆菌与克雷伯菌的定植与 Th17/Th1 积累增加相关。小鼠实验亦证实,口腔炎症期诱导的 Th17 细胞可迁移至肠道并触发肠炎。
▸ 口腔致病菌进入肠道激活肠道炎症
连接牙周病原体与肠道疾病的另一机制,是口腔致病菌迁移入肠并被激活,从而推动口腔 Th17 TEM 向产生 IFN‑γ 的 Th17/Th1(致病性 Th17)转化,进而放大肠道炎症并激活肠道内已定植的口源微生物群,加剧结肠炎与其他胃肠病。证据显示,牙周炎期间出现的口源致病性T细胞具致结肠性,可能是多种胃肠道疾病的诱因。
Mukherjee S,et al.Crit Rev Microbiol.2025
✔ SFB与牙周菌对肠道 Th17/Treg 轴的影响
发炎牙周组织促进口源致病性Th17的迁移,这些细胞在牙周炎过程中获得肠道归巢受体(如 α4β7 整合素、CCR9),易位至肠黏膜后被口源菌群再激活,恶化结肠炎等胃肠道疾病。口腔致病菌的异位定植既为这些口源T细胞在肠内扩增提供抗原刺激,也可能通过诱导 IL‑1β 促进其激活与扩张。口腔细菌还能激活炎症小体并诱导 IL‑1β,在结肠炎的发生中起核心作用。
近期发现,肠道共生的分节丝状细菌(SFB)是强效的 Th17 细胞刺激物。少数研究提示,肠道内 Th17 可发生致病性转化,形成产生 IFN‑γ 的 Th1 样 CD4 T 细胞;SFB 诱导的 ex‑Th17 同样具有致病性并引发重度肠炎。
牙周病原体如何激活各种免疫细胞并增加肠道炎症
Mukherjee S,et al.Crit Rev Microbiol.2025
牙周细菌还可通过激活TLR,促进 CD4⁺ LAP⁺ 细胞释放,增强肠道 T 细胞免疫。CD4⁺ LAP⁺ 细胞为新型 Treg 亚群,表达潜伏相关肽(LAP),在潜伏 TGF‑β 复合物中起作用,阻断 TGF‑β 与受体结合,从而维持稳态并抵御肠道细菌入侵。
Th17与Treg是肠黏膜最丰富的 CD4 T 细胞群之一。Th17 在 TGF‑β 与 IL‑6 共同作用下经 RORγt 诱导,关键在于防御肠道真菌与细菌,并通过分泌 IL‑17/IL‑22 维持稳态;其异常活化与多种肠道自身免疫病相关。CD25⁺Foxp3⁺ Treg 则依赖 IL‑10 与 TGF‑β 发挥不可替代的稳态维持作用。
牙周炎产生的促炎细胞因子(IL‑1、IL‑6、IL‑8、TNF)进入肝脏,诱导多种急性期蛋白(APP)生成与释放,包括C-反应蛋白(CRP)、纤维蛋白原、五联蛋白、α‑1 酸性糖蛋白、α‑1 蛋白酶抑制剂、α‑1 抗胰凝乳蛋白酶和结合珠蛋白。
▸ 急性期蛋白与炎症
APP入血与促炎细胞因子协同,增强全身氧化应激与炎症。牙周炎被视为 APP 升高的风险因素:与无牙周炎者相比,严重牙周炎或牙列缺失者CRP升高约三分之一;牙周炎患者 CRP为健康者约两倍。
✔ 克罗恩病、炎症性肠病患者中急性期蛋白升高
克罗恩病、炎症性肠病、胃炎及胰腺癌患者亦常见 CRP 升高;在克罗恩病中,重度病例的血清 CRP 高于轻中度,提示牙周炎相关 CRP 增加或提高 CD、UC 风险。CRP可结合白细胞Fcγ受体(FcγR)激活免疫细胞并促进 IgG 产生,连接先天与适应性免疫;在钙存在下与细菌多糖结合后可激活补体并促进吞噬。
升高的 APP,尤其C-反应蛋白,还可刺激肠上皮与实质组织中的中性粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞。在 C3a、C5a 参与下,CRP 与细菌多糖结合,增加中性粒细胞浸润并放大全噬作用,提升肠道损伤与炎症风险。CRP 还能识别某些革兰阳性口腔菌的病原相关组分与受损细胞壁,进一步加剧炎症与氧化应激。
除 CRP 外,纤维蛋白原亦在牙周炎时沉积于肠道;牙周炎上调肠组织促炎介质,促进富含纤维蛋白的微血栓形成。APP 与促炎介质还可促使肝细胞增殖并诱发纤维化进程。
▸ 牙周炎影响炎症介质的产生
✔ 牙周病原体增加促炎介质导致肠道炎症
研究发现,牙周病原体可增加促炎介质(如IL-1、IL-6、TNF-α)的释放,从而激活肝细胞释放 CRP 和纤维蛋白原。此外,还观察到“455G/A 基因多态性”与β-纤维蛋白原基因启动子中纤维蛋白原水平增加之间的关联。
纤维蛋白原作为多种细胞(如白细胞、内皮细胞、血小板、成纤维细胞和平滑肌细胞)表面受体(VE-钙粘蛋白、ICAM-1、αIIbβ3、α5β1、αVβ3、αMβ2 和 αXβ2)的配体,其激活促进了肠道局部炎症与组织损伤。
牙周炎诱导的细胞因子和内毒素(如 LPS 和外膜蛋白)共同激活重要的急性期蛋白Pentraxins的释放。Pentraxins 可通过多种细胞因子激活巨噬细胞、内皮细胞、髓系细胞和树突状细胞。PTX3 是一种 TNF 刺激基因,能够诱导细胞增殖、胃炎症和细胞损伤,并与树突状细胞和巨噬细胞上的补体 C1q 相互作用,激活补体系统经典途径。
PTX3 水平的增加与溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD)的风险上升相关。活动性UC患者的 PTX3 水平高于健康个体和非活动性UC患者,表明 PTX3 存在于肠道隐窝脓肿中的中性粒细胞中。PTX3 的表达主要在 UC 患者的结肠黏膜中,伴随中性粒细胞招募。炎症反应高组织学分级中,表达 PTX3 的细胞及炎症中性粒细胞数量增加,表明 PTX3 的表达与结肠组织对炎症的反应相关。研究发现,PTX3 蛋白可能促进 UC 患者发炎结肠组织中的细胞介导的免疫反应,尤其在隐窝脓肿病变中。
✔ 牙周炎诱导炎性小体激活
炎症小体是先天免疫系统中的多聚体蛋白结构,能够调节细胞死亡并诱导炎症,以应对源自宿主蛋白的感染性微生物和分子。
注:炎症小体的传感器分子涵盖多个模式识别受体(PRR)家族,包括核苷酸结合结构域和富含亮氨酸的重复蛋白(NLR, 即 NOD 样受体)。多种炎症小体以其激活的传感器命名,包括 NLRP1、NLRP3、NLRP4、NLRP6、NLRP12、NLRC4、AIM2 和 RIG-I 样受体。这些炎症小体与多种肠道炎症性疾病相关。
炎症小体可由多种因素激发,如慢性感染(如牙周炎)、组织损伤或代谢失衡。牙周细菌(如牙龈卟啉单胞菌、A.actinomycetemcomitans和F.nucleatum)被认为是炎症小体的有效激活剂,这些细菌通过与宿主上皮细胞上的 PRR 相互作用,激活 NLRP 信号通路,从而导致炎症小体形成。其中 NLRP3 是肠道稳态的重要调节因子。
NLRP3 的激活促使半胱天冬酶1活化,从而引发白细胞介素1β(IL-1β)和 IL-18 的分泌。这两种细胞因子的升高与炎症性肠病和肠道肿瘤的风险增加相关,炎症小体介导的 IL-1β 分泌在共生致病性 IBD 的发病机制中具有核心作用。众多研究已确认 NLRP3 炎性小体与牙周炎的强相关性,进一步证明了牙周炎与胃肠道疾病之间的联系。
中枢神经系统(CNS)通过下丘脑-垂体轴(HPA)连接肠道。多种神经肽,如P物质、血管活性肠肽(VIP)、神经激肽A(NKA)、激肽原和速激肽,形成肠神经系统(ENS)、中枢神经系统和肠道之间的主要联系。
这些神经肽不仅作为细胞内信号分子,直接影响肠道中免疫球蛋白(IgA、IgG 和 IgM)的产生,还与其相应的受体(如 G 蛋白偶联受体、神经激肽(NK 1、2 和 3)受体)结合,增加细胞因子(如 IL-1β、IL-6、IL-8 和 TNF-α)的产生。与炎症介质共同激活后,神经肽可增强淋巴细胞的有丝分裂、趋化性、吞噬作用、中性粒细胞溶酶体释放、迁移及肠道免疫效应细胞的归巢模式。
牙周组织与中枢神经系统和肠道相连
Mukherjee S,et al.Crit Rev Microbiol.2025
中枢神经系统(CNS)通过下丘脑-垂体轴(HPA)与肠道相连。各种神经肽,如P物质、血管活性肠肽 (VIP)、降钙素基因相关肽、神经激肽 A (NKA)、激肽原和速激肽,是肠神经系统 (ENS)、中枢神经系统和肠道之间的主要纽带。
牙周细菌还会增加激肽原和P物质的释放。这些神经肽影响肠神经系统(迷走神经和肠系膜神经),并影响肠道活动度、胃酸分泌和炎症介质的释放。这些神经肽充当细胞内信号分子,直接影响免疫球蛋白的产生、淋巴细胞有丝分裂发生、趋化性、吞噬作用、中性粒细胞溶酶体释放和迁移以及肠道中免疫效应细胞的归巢模式。
▸ 肠道神经肽与微生物的相互作用
当神经肽在肠道神经末梢释放时,它们会扩散到周围的肌肉、上皮、内皮和免疫细胞,导致肠/结肠粘膜的炎症。研究发现,在肠道炎症和炎症性肠病患者中,结肠神经损伤以及粘膜神经支配和神经肽表达的变化显著。
UC 和 CD 患者的结肠组织和神经纤维中都观察到 P 物质的表达增加。IBD 还会影响肠道的运动,P 物质及神经激肽 1 受体(NK1)在这一过程中发挥作用。多项证据表明,P 物质、NKA、降钙素基因相关肽和 VIP 与肠道运动变化、肠道过敏反应、感染、创伤和压力相关。
✔ 肠道微生物群可以合成多巴胺、血清素等神经肽
此外,肠道中的一些微生物如肠球菌、念珠菌、大肠杆菌和链球菌能够合成神经肽,例如 5-羟色胺;酵母菌属、芽孢杆菌属和大肠杆菌属可产生多巴胺或去甲肾上腺素;乳酸杆菌属则合成乙酰胆碱,以及 γ-氨基丁酸(GABA),由乳酸杆菌属和双歧杆菌属产生。
微生物衍生的多巴胺会进入肠腔,影响结肠的吸收能力。此外,肠道中的乳酸杆菌、拟杆菌、幽门螺杆菌、大肠杆菌和念珠菌也分泌与食欲调节相关的蛋白质。同时,针对 NPY、瘦素、α-黑色素刺激激素、生长素释放肽、刺豚鼠相关蛋白(AgRP)及其他神经肽/肽的 IgG 和 IgA 自身抗体也参与了食欲控制。
✔ 牙周病原体会增加神经肽分泌导致肠道炎症
牙周病原体进入肠道也会增加各种神经肽的分泌,特别是 P 物质、激肽和 VIP。发炎的牙周组织是激肽(激肽原)的增加来源。牙周炎症期间释放的激肽原被降解形成缓激肽,从而加剧了局部和全身炎症过程。
缓激肽的释放导致血管舒张,进而导致血浆外渗和肠道中其他介质的释放,特别是 P 物质和降钙素基因相关肽。牙周炎期间释放的 P 物质进入系统循环,这可以上调缺氧诱导因子1α(HIF-1α)。HIF-1α调节细胞对低氧水平的适应,创造缺氧微环境,并改变肠道屏障的功能。
注:在慢性缺氧中,HIF-1α 及其一些靶基因产物(如 iNOS、COX-2、IL-6 和 IL-8)被激活,导致肠道炎症增加、免疫改变和细胞凋亡。
研究还发现,牙周炎患者中其他神经肽的水平升高,例如降钙素基因相关肽、VIP、神经激肽A、激肽原和速激肽。速激肽具有促炎细胞因子样特性,速激肽分泌增加与微血管通透性增加、GIT 中血浆蛋白外渗、水肿形成、运动功能改变和肠道收缩刺激有关。 香草素受体-1 是另一种神经肽受体,在牙周期间上调,可能是牙周炎和炎症性肠病之间的关键联系。
▸ 牙周炎诱导miRNA影响胃肠道功能障碍
牙周炎会改变全身 miRNA 水平,从而影响多种肠道功能。miRNA 是一类小的非编码 RNA,负向调节蛋白质表达,并与肠道的多种生理和病理机制有关。牙周炎被认为是促使这些 miRNA 增加及诱导肠道功能障碍的潜在因素。
✔ 一些肠道疾病患者中miRNA增加
在牙周炎发作期间,由多形核细胞和单核细胞中的 TLR4 激活的核因子 kappa B(NF-κB)诱导的 miRNA-9 会增加肠粘膜通透性,进而导致水肿形成。
研究发现,一些 miRNA 在肠道疾病患者中存在差异。例如,miRNA-155 在牙周病和肝病患者中均有增加,参与了巨噬细胞中的抗原呈递和TNF通路的激活。
✔ miRNA 的异常表达会导致多种疾病
miRNA 的异常表达会导致先天和适应性免疫反应中多个细胞过程的失调。这些 miRNA 不仅在合成它们的细胞中发挥作用,还可以在细胞外与脂质和蛋白质结合。它们能够在全身循环中传递信号,改变受体细胞的基因表达。发炎的牙周组织中产生的 miRNA 可以进入血液循环,导致多种全身性疾病。
注:与牙周炎相关的常见miRNA包括miRNA-9、miRNA-155、miRNA-203a、miRNA-147、miRNA-182、miRNA-183、miRNA-664a、miRNA-501和miRNA-21。
这些 miRNA 在与炎症性肠病、慢性肝炎、非酒精性脂肪肝以及肠道炎症和癌症的病理生理过程中都发挥着重要作用。miRNAs 是免疫反应的关键调节因子,能够干扰肠道中特定靶基因的转录后表达。肠道 miRNA 的失调会损害组织完整性,改变屏障功能,并增加肠道炎症。
✔ 肠道炎症、癌症患者中的miRNA与健康个体存在显著差异
多项研究发现炎症性肠病患者与健康个体之间在数百种 miRNA 的谱上存在显著差异,包括儿童和成人患者、发炎和非发炎粘膜,以及疾病活动度相关的 miRNA。
IBD 中研究最多的 miRNA 之一是 miR-21,该 miRNA 在血浆中全身过度表达,并在结肠组织中局部过度表达。与健康对照相比,IBD 患者的固有层、巨噬细胞和 T 细胞亚群中 miR-21 的水平也显著增加。miR-21 与溃疡性结肠炎(UC)相关,但与克罗恩病(CD)无关,并且与疾病活动和严重程度有联系。
注:与小儿UC患者相比,成人肠道病变中 miR-21 水平显著升高。因此,miR-21 被强烈推荐作为健康与 IBD、UC 和 CD、活动期与缓解期的生物标志物。
与对照组相比,IBD 患者及结肠炎小鼠发炎粘膜中的 miR-31 水平也升高。研究表明,miR-31 直接靶向 IL-25 的表达,IL-25 是 Th1/Th17 炎症反应中的关键反调节细胞因子。研究还显示,克罗恩病患者及小鼠模型中 IL-25 与 miR-31 之间存在负相关关系。
此外,miRNA 还在多种恶性肿瘤中显示出差异表达,包括结肠癌。宿主细胞与肠道微生物群之间通过 miRNA 实现双向相互作用,miRNA 在肠上皮细胞分泌后参与塑造肠道微生物群,并在粪便中累积。反过来,宿主的 miRNA 表达也可能受到微生物衍生代谢物的影响,这些代谢物可能影响宿主的生理功能。最近的研究表明,miRNA 功能的失调与炎症性肠病的发病机制有关。
最近观察到某些细菌物种诱导其他微生物和宿主细胞死亡以获取营养,这一过程被称为“坏死毒力”或“细菌坏死性”。被杀死的细菌释放的营养物质为幸存的细菌提供了生存所需的资源,尤其在营养匮乏时。
▸ 口腔细菌影响肠道内的毒力基因
死亡细菌的增多为口腔生态系统中存活的细菌提供了丰富的营养来源(如C、N、P和Fe),并促进了生物膜的形成。死细菌的存在刺激其他口腔病原体的生长,并诱导新表型,进而上调细菌的毒力基因,造成对宿主组织的细胞毒性。
研究发现,口腔中含有大量死细菌,这些细菌为活微生物提供了营养。日常使用的漱口水和抗菌牙膏等产品导致了口腔微生物的大规模死亡,幸存细菌附近则聚集了大量的死细菌,使得病原菌能够利用这些微生物残体作为生长营养。
✔ 牙龈卟啉单胞菌的毒力基因在死细菌的存在下显著增加
在不同种类的死口腔细菌存在下,牙周病原体展现出坏死性生长。死细菌的存在促进了多物种生物膜中一些牙周病原体的生长,特别是“P.intermedia”和“牙龈卟啉单胞菌”的毒力基因在死细菌存在的情况下显著增加。
口腔中的死细菌还通过吞咽唾液进入肠道,刺激肠道内的各种病原体,导致新表型和细菌毒力的上调。
✔ 毒力基因上调可能导致肠道生态失调
研究指出,当可用于一个活细胞的死细菌数量达到至少10个时,P.gingivalis和P.intermedia显示出显著的生长增加。同时,研究还发现,在死亡的P.intermedia存在的情况下,牙龈卟啉单胞菌的牙龈蛋白酶基因 rgpA、rgpB 和 kgp 被上调,其表达增加可能促进了肠道细菌的进入、存活,导致严重的炎症和生态失调。
▸ 硫化物的释放与胃肠道功能障碍
食物颗粒的微生物降解会产生挥发性硫化合物(VSC),其中与口臭最相关的包括甲硫醇(CH3SH)、硫化氢(H2S)、二甲基硫化物((CH3)2S)、吲哚、粪臭素以及多胺(如腐胺)。这些 VSC 能进入体循环,影响多种器官系统,从而引发微生物生态失调、组织和器官的代谢活动及全身性疾病。它们作为致癌物,在肿瘤发生和细胞功能中起着关键作用。
✔ 硫化氢会增加肠道通透性和炎症
硫化氢是一种遗传毒性和促炎物质,能够增加肠道上皮的通透性并导致屏障功能丧失。研究表明,硫化氢可通过诱导肠粘膜中的 DNA 低甲基化来促进隐窝形成。过量的硫化氢会导致其在肠道内清除减少,从而促成溶酶体定植,成为溃疡性结肠炎(UC)的病因。硫化氢破坏了肠上皮细胞的凋亡、增殖和分化之间的微妙平衡。
硫化氢的增加还会影响结肠中罗丹酶(RHOD)和硫醇甲基转移酶(TMT)的功能,这些酶在去除硫化氢中发挥重要作用,并与溃疡性结肠炎的发病密切相关。
此外,硫化氢刺激 IL-10 的产生,同时抑制促炎细胞因子(如 IL-1β、IL-6、IL-8、IL-18、TNF-α 和 IFN-γ)。多项研究表明,IL-10 与炎症性肠病(IBD)之间存在关系,且 IL-10 分泌不足会加重 IBD 的炎症。硫化氢通过血管舒张增加血流量,以保护肠道粘膜,减少因胆汁、酸和消化酶等刺激物引起的损伤,并促进损伤后的组织修复。
牙周炎绝非局限于口腔的“局部炎症”。通过口腔—肠道轴,它能够持续重塑微生态、扰动免疫网络,并深刻牵动全身稳态,尤其与多种胃肠道功能障碍密切相关。
实践上,建议形成“口腔端—肠道端”的协同策略:
口腔端:规范的牙周治疗与维护、个体化生物膜管理、温和而精准的抗菌与抗炎方案,以降低系统性炎症负荷。
肠道端:基于微生态的综合干预(定向益生元/益生菌/合生元、黏膜营养支持如丁酸盐、个体化低硫或低FODMAP饮食),促进屏障修复与免疫重建,减少复发与并发症。
警示:避免非选择性、强力抗菌导致的“生态反噬”,坚持精准与生态友好的干预原则。
当我们以微生态与免疫稳态为框架重塑诊疗范式时,牙周炎将不再只是口腔科的“老问题”,而有望成为预防与干预消化系统疾病以及多种慢性全身性疾病的关键突破口。
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