-
国家认可委 CNAS L23010 认可项目：微生物宏基因组 | 16S rRNA扩增子
二级病原微生物安全实验室
国家高新企业 | ISO9001认证 | 肠道健康精准检测高新技术研发中心 | 专精特新企业- 联系电话：+13336028502
- +400-161-1580
- service@guheinfo.com
国家认可委 CNAS L23010 认可项目：微生物宏基因组 | 16S rRNA扩增子
二级病原微生物安全实验室 国家高新企业 | ISO9001认证 | 肠道健康精准检测高新技术研发中心 | 专精特新企业
谷禾健康
Veillonella denticariosi（龋齿韦荣氏球菌）是一种严格厌氧的革兰阴性口腔球菌，最初从人类龋坏牙本质分离。其在人群中相对少见：在健康成人口腔多仅于少数龈上牙菌斑样本检出，但在儿童龋损、龋坏牙本质及部分儿童牙面生物膜中可见。
其关键生理特征在于以乳酸等短链有机酸为能源，并将其转化为丙酸盐、乙酸盐、CO₂和H₂。菌群互作方面，它可能通过乳酸交叉喂养与链球菌、乳酸杆菌、放线菌等产酸菌共生，并作为口腔 Veillonella 属成员参与早期牙菌斑构建、代谢网络维持及多物种生物膜成熟。属层面证据亦提示 Veillonella 可能充当桥接菌或辅助病原体，促进更厌氧、更致病菌群的定植。
在疾病关联中，现有证据中最明确的是龋齿。更可能的解释是：V. denticariosi 属于适应龋损生态位的乳酸利用者，并可作为口腔菌群失衡的标志之一，而非单独的主致龋病原体。其种水平耐药谱数据仍不足，但口腔Veillonella属整体存在四环素耐药、β-内酰胺酶相关基因及生物膜耐受风险，因而值得在临床与微生态研究中持续关注。
本文将围绕“V.denticariosi是什么、在哪儿更常见、能做什么等”展开梳理，帮助更科学地理解其在人体健康，尤其是儿童龋齿发生发展中的可能作用，并明确还需要哪些证据以推动相关性走向更可靠的机制层面。
Veillonella denticariosi是一种源自人类口腔的革兰氏阴性厌氧球菌，最初分离自龋坏牙本质。它属于口腔 Veillonella 群体中的一个相对低丰度、部位偏向明显的物种。
1
分类和基因组特征
▸ 分类学
Veillonella denticariosi属于广义厚壁菌门（Firmicutes sensu lato）、Veillonellaceae科下Veillonella属。
注：虽然它归入 Bacillota/Firmicutes 大类，但具有革兰阴性样双层细胞包膜结构，因此染色表现为革兰氏阴性。
▸ 模式株与基因组信息
主要模式株：
•V. denticariosi JCM 15641ᵀ
•DSM 19009
•CCUG 54362
•CIP 109448
•KCTC 15017
•RBV106
V. denticariosi JCM 15641ᵀ 的基因组大小约为1.98 Mb，G+C 含量为42.9%，高于多数其他口腔Veillonella，如V.parvula、V.dispar、V.rogosae 多在 38–39% 左右。
Veillonella物种模式株16S rRNA序列的系统发育树
编辑
doi: 10.1099/ijs.0.65096-0.
2
细胞形态与结构
V. denticariosi的已知形态符合Veillonella 属典型特征：
•小型球菌（球形/肾形，直径 0.3–0.5 μm）；
•革兰氏阴性；
•严格厌氧；
•不形成芽孢；
•无鞭毛，无运动性；
•一般不具备明显荚膜；
•可单个、成对、短链或团块状聚集。
细胞超薄切片的电子显微照片
编辑
doi: 10.1099/ijs.0.65096-0.
3
生长环境
▸ 最初分离来源
V. denticariosi最初来自：
这说明它具有适应龋坏牙本质微环境的能力。
▸ 适宜的生长环境
已知或推断适宜环境包括：
健康口腔常见条件为：温度约 33.2–38.2°C、pH 接近中性、唾液流动和菌群平衡稳定。
但在牙菌斑和龋损中，环境会变为：
这些条件有利于Veillonella利用乳酸生长。
4
人群和口腔中的分布
Veillonella属是人类口腔中常见且较丰富的菌群成员，但V.denticariosi并不是最常见的优势种。
口腔Veillonella菌种类数量，基于口腔卫生状况
编辑
doi: 10.3390/ijerph192113998.
▸ 龋损部位中更易存在V. denticariosi
儿童龋损与无龋部位研究显示，V. parvula、V. dispar 和 V. atypica 可同时见于龋损和健康部位，而 V. denticariosi 仅在龋损部位中检出，V.rogosae 仅见于无龋样本。龋损部位的 Veillonella多样性低于健康牙面，且更常由单一 Veillonella 种占优势。
编辑
尽管 V. denticariosi 检出数量不高，但其仅出现在有龋儿童的龋损中，提示其具有一定的疾病部位特异性。
▸V. denticariosi在正常儿童中也可能存在
在印尼一项针对 60 名 6–7 岁儿童的研究中，营养正常儿童 31 名、发育迟缓儿童 29 名；结果显示，营养正常儿童的V. denticariosi水平高于发育迟缓儿童。
因此，在某些儿童龈上牙面生物膜中，V.denticariosi可作为正常的可检测菌群成员；但在龋损研究中，它又表现出龋损相关性。因此它的生态意义可能高度依赖部位、年龄、人群和疾病。
Veillonella在口腔生物膜中的生态和代谢作用
编辑
doi: 10.3389/froh.2026.1740043.
5
代谢能力
▸ 核心代谢特征：乳酸利用
Veillonella属最典型的生理特征是：不能或很弱地利用多数糖和氨基酸作为主要能源，而主要发酵短链有机酸，尤其是乳酸。
一般认为，Veillonella 缺乏完整的糖发酵能力，不能像Streptococcus mutans那样直接利用蔗糖或葡萄糖大量产酸，主要依赖其他细菌产生的乳酸等有机酸。其主要底物包括乳酸、丙酮酸、苹果酸、富马酸、草酰乙酸，部分情况下可利用琥珀酸；泛基因组分析还提示其可能具有果糖和半乳糖相关代谢潜力。
主要代谢产物为乙酸盐、丙酸盐、CO₂和H₂。
▸ 果糖代谢能力
早期认为 Veillonella 主要不能利用糖，但 2021 年比较泛基因组研究发现，包括V. denticariosi在内的八种口腔 Veillonella 均保守携带果糖代谢通路，提示其在一定条件下除乳酸外也可能利用果糖供能。
该通路大致为果糖进入 EMP 途径中间产物，并进一步转化为乙酸盐和丙酸盐。不过，这一结论主要基于基因组预测，仍需体外代谢组和培养实验验证。
▸ 硫胺素/维生素B1相关代谢
部位专一性研究显示，牙菌斑和角化牙龈专一性 Veillonella 更可能保留硫胺素合成相关基因，而舌背专一性菌株则缺失部分合成基因，可能依赖邻近菌提供硫胺素或其前体；同时，所有口腔 Veillonella 均具有硫胺素转运相关能力。
V.denticariosi在健康样本中仅少量见于龈上菌斑，且在泛基因组中与V. parvula类群较近，因此可能更适应牙菌斑生态位，但其硫胺素通路是否完整仍需结合具体基因组注释确认。
▸ 酶活性
V.denticariosi记录的较稳定酶活性包括：
阳性或可阳性：
•过氧化氢酶—阳性；
•酸性磷酸酶—阳性；
•萘酚AS-BI磷酸水解酶—阳性；
•酯酶—部分记录可阳性。
阴性：
•氧化酶—阴性；
•脲酶—阴性；
•吲哚—阴性；
•碱性磷酸酶—阴性；
•多数糖苷酶—阴性；
•多数芳基酰胺酶—阴性；
•胰蛋白酶—阴性；
•α-胰凝乳蛋白酶—阴性；
•谷氨酸脱羧酶—阴性；
•精氨酸双水解酶—阴性。
这些特征总体支持：V.denticariosi的糖降解酶谱较弱，更依赖乳酸、有机酸及有限的碳水化合物旁路代谢。
注：还有研究发现Veillonella 可通过胱硫醚 β-合成酶/裂解酶由L-半胱氨酸产生少量 H₂S；该能力主要为属水平特征，V.denticariosi的具体产率报道较少，且低于F.nucleatum。
6
耐药性（药敏概况）
V. denticariosi 的种水平证据有限，现有文献尚未提供其系统性或临床药敏谱，因此不能直接断定其对某类抗生素必然耐药；但可从口腔Veillonella 属水平推测其潜在耐药风险。
▸ 通常敏感
甲硝唑、克林霉素、β‑内酰胺类（氨苄西林、哌拉西林/他唑巴坦、头孢西丁、亚胺培南）—研究发现多数 Veillonella 临床株对碳青霉烯类敏感。
▸ 四环素耐药
口腔Veillonella 属曾被认为是口腔中四环素耐药基因的储存库之一。因此 V. denticariosi 作为口腔 Veillonella 成员，也需要关注四环素耐药潜力。
▸ 需注意β-内酰胺类耐药性
传统上，Veillonella 常被认为对：青霉素、氨苄青霉素、阿莫西林较敏感。但近年来口腔 Veillonella 对青霉素/阿莫西林耐药的报道增加。
▸ 生物膜增强耐受
即便菌株本身抗生素耐药性不高，生物膜状态下也可能表现出更高抗菌耐受性。口腔Veillonella 可参与多菌种生物膜成熟，因此可能通过以下方式间接增强抗菌耐受：
•参与细胞外基质结构；
•促进多物种空间聚集；
•降低氧化压力；
•与其他菌共享代谢产物；
•提供水平基因转移平台。
7
与人体的相互作用
▸ 正常定植与生态位适应
V. denticariosi是人类口腔相关菌，但并非普遍高丰度常驻优势种。它主要与以下生态位相关：
它与人体的关系更接近低丰度共生菌、条件性生态位适应菌或潜在病原菌：在健康生态中可作为低丰度正常菌群存在，但在酸化、乳酸富集、厌氧增强或菌群失衡时，可能扩增并参与疾病相关生态。
▸ 免疫刺激
作为革兰阴性菌，V. denticariosi 理论上具有：
属层面研究显示，部分Veillonella，尤其V.parvula，其 LPS 可通过 TLR4 相关通路激活巨噬细胞并促进炎症；肠道中过量V. parvula 也可加重炎症。但 V. denticariosi 的免疫活性缺乏直接研究，因此只能谨慎推断其可能具有革兰阴性菌共有的免疫刺激潜力，而其炎症强度、受体通路及临床意义仍不明确。
▸ 与营养的潜在联系
印尼儿童研究首次提示，V. denticariosi数量与儿童营养状态存在统计关联：其在正常营养儿童中高于发育迟缓儿童，在口腔卫生良好儿童中高于中等或较差者。
该研究认为，V.denticariosi、V.infantium、V.rogosae和V.tobetsuensis可能作为儿童发育迟缓的潜在临床生物指标。但该研究为横断面设计，无法证明因果关系，合理解释包括：
8
与其他菌群的相互作用
▸ 与链球菌的乳酸交叉喂养
这是 Veillonella 最核心的生态关系。链球菌，尤其是口腔早期定植菌和产酸菌（如Streptococcus mutans、Streptococcus gordonii、Streptococcus sanguinis、Streptococcus mitis），可代谢糖产生乳酸；Veillonella 则以乳酸为主要能源，将其转化为丙酸盐和乙酸盐，促进共生生长。
二者共同推动早期牙菌斑结构形成和代谢网络建立。在龋病环境中，V. denticariosi 可能利用S.mutans、乳杆菌等产乳酸菌产生的乳酸，在龋损内增殖。
▸ 对链球菌生物膜的促进作用
属层面研究显示，口腔Veillonella可促进链球菌生物膜形成。机制包括：
例如，V. tobetsuensis与Streptococcus gordonii 在早期口腔生物膜形成中存在明确互作。尽管这并非 V. denticariosi 的直接证据，但提示口腔 Veillonella 可能普遍参与链球菌生物膜构建。
▸ 作为桥接菌
研究发现，Veillonella是一种重要的“桥接菌”，可连接早期定植菌（Streptococcus、Actinomyces）、中期定植菌（Fusobacterium nucleatum）及晚期厌氧病原菌（Porphyromonas gingivalis、Tannerella、Treponema 等）。
作用方式包括：
▸ 与Fusobacterium nucleatum的关系
具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）是典型的中期桥接菌，Veillonella可与其共存并促进厌氧生态建立。V. denticariosi 的过氧化氢酶阳性提示其可能分解 H₂O₂，降低链球菌等产生的氧化压力，从而有利于F. nucleatum等更严格厌氧菌定植。
注：但这一机制仍属推断，需V. denticariosi直接共培养证据支持。
▸ 与其他牙周病原菌的关系
属层面研究显示，Veillonella可通过提供血红素/氯化血红素相关支持、可溶性因子、降低氧化压力及参与生物膜空间结构形成，促进Porphyromonas gingivalis的定植和生长。
因此，Veillonella 可被视为辅助病原体：自身未必强致病，却能帮助更强病原菌定植、扩增并发挥致病性。
注：对 V. denticariosi 而言，这种作用仍缺乏直接实验证据，但作为口腔 Veillonella 成员，其可能具备部分相关生态功能。
关于Veillonella denticariosi（龋齿韦荣氏球菌）在疾病与健康中的作用，现有证据主要集中于三个方面：其在口腔生态系统和健康状态中的功能、与龋病及牙周病等口腔疾病的关联，以及与口腔外健康结局的潜在联系及证据局限。
总体来看，V. denticariosi 并非一个已被充分证实的单一致病菌，更适合作为口腔生物膜生态变化的物种级标志物来理解。其生物学意义并非固定不变，而是取决于其所在的口腔部位、共存菌群结构以及疾病发生发展的不同阶段。
V.denticariosi 在健康中的作用
◮ 维持生物膜代谢平衡
属层面看，Veillonella在健康口腔中的潜在有益作用包括：
但对V. denticariosi来说，它在健康人群中通常不是高丰度优势种。
◮ 牙菌斑低丰度成员
在口腔部位专一性研究中，V.denticariosi的检出十分有限，仅在两个龈上菌斑样本中被检测到。这一结果提示，在健康成人的口腔微生物群中，V.denticariosi并不是常见或广泛存在的成员，其丰度和出现频率可能都相对较低。
然而，来自印尼儿童的研究显示，V. denticariosi 在儿童第一恒磨牙牙面生物膜中可以达到较高丰度，并且在正常营养状态和良好口腔卫生的儿童组中更为丰富。由此可见，V. denticariosi的生态意义可能具有年龄和部位相关性：它在健康成人口腔中并不常见，但在特定儿童牙面生物膜生态中，可能是正常菌群的一部分。
V.denticariosi在疾病中的作用及丰度变化
编辑
◮ 龋齿（儿童早期龋齿）—最相关
这是V. denticariosi最明确的相关疾病。
证据：
可能作用机制：
编辑
因此，更恰当的结论是：V. denticariosi与龋坏牙本质及其龋损生态位相关，但目前证据不足以认定其为单独的主要致龋病原菌。它更可能是乳酸驱动型龋损生态中的适应者、代谢互作伙伴以及失衡状态的指示物。
◮ 牙周炎—属层面证据较丰富
属层面证据显示：
V. denticariosi可在健康及牙周炎患者龈下菌斑中低丰度检出，但相比 V. parvula其与慢性牙周炎的特异性关联证据较弱。作为紫色复合体（purple complex）成员，它可与具核梭杆菌（F.nucleatum）共聚集，参与桥接早期与晚期定植菌，但在牙周炎活跃期其相对丰度通常下降（被红色/橙色复合体取代），故仍倾向于代表相对健康的牙周微生态成分。
不过，V. denticariosi在牙周炎中的直接证据仍然较少；它可能具备参与牙周生物膜生态的潜力，但目前尚不足以将其明确视为牙周炎相关的优势种。
◮ 种植体周围炎—丰度更高
部分研究发现，Veillonella属在种植体周围炎中可能增多，并与以下因素相关：钛颗粒、氧化应激、生物膜成熟以及厌氧微环境。其过氧化氢酶活性或可帮助其适应氧化应激。
◮ 与口臭、牙髓、根管和牙源性感染的联系
编辑
Veillonella 属可见于：
V. denticariosi 来源于龋坏牙本质，理论上可能参与深龋向牙髓感染发展的厌氧生态，但目前缺乏种水平直接证据。
此外，部分Veillonella可利用L-半胱氨酸产生硫化氢（H₂S），从而可能与口臭有关；该过程还会受pH 和乳酸水平调节。
◮ 与口腔鳞状细胞癌的潜在关系
研究发现，Veillonella 在口腔鳞状细胞癌（OSCC）发展中可能呈阶段性变化：在口腔潜在恶性病变或早期肿瘤发生阶段可能升高，而在晚期 OSCC 中常下降。其作用更像是肿瘤相关微生物群的生态调节因子，而非单一致癌菌。
OSCC发育阶段Veillonella丰度动态
编辑
doi: 10.3389/froh.2026.1740043.
可能机制包括：
Veillonella属对口腔致癌的假设机制
编辑
doi: 10.3389/froh.2026.1740043.
对于V. denticariosi而言，更稳妥的说法是：它可能参与肿瘤前或肿瘤相关的菌群失衡变化，但目前缺乏证据表明它是 OSCC 的独立致癌因子。
V.denticariosi与口腔外疾病
◮ 发育迟缓儿童V.denticariosi丰度变化
编辑
印尼儿童研究发现V. denticariosi与儿童营养状态相关：
但需强调：这并非因果证明。口腔卫生、饮食与糖摄入、家庭经济及卫生条件等因素都可能造成混杂；仍需纵向研究加以验证。因此，更合理的结论是：V. denticariosi 可能反映儿童口腔生态与营养相关状态，但其是否参与发育迟缓的病理过程尚不明确。
◮ 可能与心血管疾病、系统性炎症相关
Veillonella属还被报道与动脉粥样硬化斑块、系统性炎症等口腔外健康问题存在关联。部分研究发现 Veillonella 和 Streptococcus 可在动脉粥样硬化斑块中被检测到，提示口腔菌群可能与心血管疾病相关。
然而，对V. denticariosi来说，这类证据更弱。目前尚不能说明它直接参与口腔外疾病。更合理的理解是：如果口腔菌群失衡、牙周炎或菌血症风险增加，口腔 Veillonella 成员可能作为整体微生物网络的一部分参与系统性炎症关联，但V. denticariosi 的独立作用仍需验证。
V. denticariosi在疾病中的意义主要体现在龋病相关生态位中。它可能通过乳酸利用、生物膜共聚集、厌氧环境适应和与其他致病菌的代谢互作，参与龋病生物膜的形成和维持。
对于牙周病、牙髓根尖周病、口臭和口腔癌，其作用目前更多来自 Veillonella 属层面的推断。总体来看，V.denticariosi更可能是口腔微生态失衡的参与者和标志物，而不是单独、强致病的病原菌。
综上所述，Veillonella denticariosi（龋齿韦荣氏球菌）是一种生态位特征鲜明、但研究仍相对有限的口腔厌氧球菌。它以乳酸等短链有机酸为核心能源，通过交叉喂养与链球菌、乳杆菌等产酸菌建立共生关系，并作为潜在的桥接菌参与多物种生物膜的构建与厌氧微环境的维持。在人群分布上，它在健康成人口腔中并不常见，却与龋坏牙本质、儿童龋损及特定儿童牙面生物膜密切相关，呈现出高度依赖部位、年龄与生态条件的分布特征。
在疾病层面，V. denticariosi与龋齿的关联最为明确，但现有证据更支持其作为龋损生态位的适应者、乳酸利用者与菌群失衡的标志物，而非独立的主导致龋病原体。至于牙周炎、牙髓根尖周病、口臭、口腔鳞状细胞癌乃至儿童发育迟缓、心血管疾病等口腔外关联，目前多来自 Veillonella 属层面的推断，种水平的直接证据仍显不足。
因此，理解V. denticariosi的关键不在于简单地将其归为”致病菌”或”有益菌”，而在于将其置于动态的口腔微生态网络中加以审视——它的意义随部位、菌群结构与疾病阶段而变化。未来仍需种水平的培养实验、代谢组学、共培养模型与纵向临床研究，才能进一步厘清其在健康维持、龋病发生及菌群失衡中的具体角色，并评估其作为口腔微生态标志物或潜在干预靶点的价值。
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。
主要参考文献
Byun R, Carlier JP, Jacques NA, Marchandin H, Hunter N. Veillonella denticariosi sp. nov., isolated from human carious dentine. Int J Syst Evol Microbiol. 2007 Dec;57(Pt 12):2844-2848.
Zhou P, Manoil D, Belibasakis GN, Kotsakis GA. Veillonellae: Beyond Bridging Species in Oral Biofilm Ecology. Front Oral Health. 2021 Oct 29;2:774115.
Dame-Teixeira N, de Lima AKA, Do T, Stefani CM. Meta-Analysis Using NGS Data: The Veillonella Species in Dental Caries. Front Oral Health. 2021 Oct 22;2:770917.
Theodorea CF, Azzahra NA, Idrus E, Nurkolis F, Djais AA, Mashima I. The role of Veillonella species in oral carcinogenesis: is prevalence linked to oral squamous cell carcinoma? Front Oral Health. 2026 May 8;7:1740043.
Giacomini JJ, Torres-Morales J, Dewhirst FE, Borisy GG, Mark Welch JL. Site Specialization of Human Oral Veillonella Species. Microbiol Spectr. 2023 Feb 14;11(1):e0404222.
Mashima I, Liao YC, Sabharwal A, Haase EM, Nakazawa F, Scannapieco FA. Draft Genome Sequences of Four Strains of Recently Established Novel Veillonella Species Isolated from Human Oral Cavities. Genome Announc. 2018 Apr 12;6(15):e00259-18.
Mashima I, Liao YC, Lin CH, Nakazawa F, Haase EM, Kiyoura Y, Scannapieco FA. Comparative Pan-Genome Analysis of Oral Veillonella Species. Microorganisms. 2021 Aug 20;9(8):1775.
Arif N, Sheehy EC, Do T, Beighton D. Diversity of Veillonella spp. from sound and carious sites in children. J Dent Res. 2008 Mar;87(3):278-82.
Mashima I, Theodorea CF, Thaweboon B, Thaweboon S, Nakazawa F. Identification of Veillonella Species in the Tongue Biofilm by Using a Novel One-Step Polymerase Chain Reaction Method. PLoS One. 2016 Jun 21;11(6):e0157516.
Theodorea CF, Diven S, Hendrawan D, Djais AA, Bachtiar BM, Widyarman AS, Seneviratne CJ. Characterization of Oral Veillonella Species in Dental Biofilms in Healthy and Stunted Groups of Children Aged 6-7 Years in East Nusa Tenggara. Int J Environ Res Public Health. 2022 Oct 27;19(21):13998.
Mashima I, Nakazawa F. The influence of oral Veillonella species on biofilms formed by Streptococcus species. Anaerobe. 2014 Aug;28:54-61.
谷禾健康
龋齿，俗称“蛀牙”，是在以细菌为主的多种因素作用下，牙齿硬组织被细菌代谢产生的酸逐渐溶解和破坏的过程，是一种常见的口腔疾病。其发生与口腔细菌密切相关，这些细菌如同潜伏的“隐形杀手”，悄然侵蚀牙齿。今天，我们将揭开龋病细菌学因素的神秘面纱，首先带大家认识导致龋齿的罪魁祸首——变异链球菌（Streptococcus mutans）。
变异链球菌（Streptococcus mutans），一种革兰氏阳性兼性厌氧菌，偶尔可在其他部位检测到，但主要定植于口腔，被视为龋齿的主要元凶之一。其能发酵多种糖类（膳食中的蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖等），主要产物是乳酸，酸的持续累积可导致牙釉质羟基磷灰石脱矿，从而引发并加重龋齿，这也是多吃糖更易蛀牙的原因。
编辑
<来源：谷禾健康口腔菌群检测数据库>
其关键毒力因子细菌素使其在早期牙菌斑中具备竞争优势，从而稳定定植于牙面；通过黏附蛋白与葡糖基转移酶（Gtfs）合成胞外多糖，增强附着并促进致密生物膜形成；同时凭借强产酸性与耐酸性共同推动龋齿发生。
同时，越来越多的动物实验和临床研究表明，变异链球菌的致病特性并不仅局限于牙齿损伤。其特性使其能在体液中规避免疫反应，既可附着于牙面，也可黏附血管内皮等组织，并诱发炎症反应，损害器官，参与系统性疾病的发生。已发现变异链球菌与心血管疾病、炎症性肠病、IgA肾病、非酒精性脂肪性肝炎以及肿瘤等多种疾病过程存在相关性。但因果关系尚未明确，还需要进一步剩余的临床研究。
本文将带你深入了解变异链球菌（Streptococcus mutans），并通过结合对变异链球菌的见解与针对生物膜的适当控制措施，为开发创新且有效的龋齿预防和治疗策略提供思路。
1
分类学与细胞形态
•分类：变异链球菌(Streptococcus mutans)属于厚壁菌门（Firmicutes）下链球菌科，链球菌属（Streptococcus）的物种。
•形态：细胞直径约为0.5-0.7μm，球菌，常成链、短链或成对排列；在致密生物膜中，可能表现出由细胞延长机制驱动的拉长或不规则形态，具有厚实的肽聚糖细胞壁和链球菌典型的磷壁酸，这些结构参与：黏附、免疫识别、生物膜稳定。
•革兰氏染色：革兰氏阳性菌（G⁺）。
•其他特征：无芽孢、无鞭毛（不具运动性）。
2
生长环境和生态位
•兼性厌氧菌：在需氧和无氧条件下都能生长，但偏好低氧生态位。
•温度：35~37°C。
•pH：对生长中性，但在酸性环境中（pH ~4）也能存活甚至保持代谢活跃。
•主要生态位：口腔牙面，特别是：咬合面窝沟、龋洞、牙菌斑。
•关键生态特征：变异链球菌很少以浮游形式存在，而是通过粘附蛋白和葡聚糖结合蛋白（Gbps）附着于牙釉质获得性膜及其他细菌；当蔗糖存在时，通过葡萄糖转移酶产生细胞外多糖（EPS），形成粘性基质以稳定生物膜结构。
生物膜中的转化速率可高于浮游形式多个数量级，促进水平基因转移和适应。
变异链球菌的生物膜形成
编辑
doi: 10.1128/microbiolspec.GPP3-0051-2018.
3
人群分布与定植
变异链球菌(Streptococcus mutans)在人类群体中广泛存在；定植与龋齿的形成密切相关。
•早期：多在儿童期“感染窗口”由照护者（多为母亲）传播，约2岁即完成定殖，学龄前及学龄期患病率进一步上升。
•成人：其可长期定殖于多数成年人，尤见于口腔卫生差或高糖摄入者。2025年一项系统综述/荟萃分析基于现代微生物组学证实，其存在及丰度与龋病显著相关。
•传播方式：垂直传播（母婴，如唾液接触）、水平传播（家庭成员间）。
4
代谢能力
•碳水化合物代谢（核心致病基础）
变异链球菌能发酵多种糖类（膳食中的蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖和淀粉衍生的寡糖），主要产物是乳酸。
变异链球菌的碳水化合物代谢
编辑
doi: 10.1128/microbiolspec.GPP3-0051-2018.
其中蔗糖在关键的双重作用中发挥作用：
1.通过糖酵解生成乳酸的底物；
2.通过葡萄糖转移酶和果糖转移酶合成细胞外多糖（EPS）的底物，产生不溶性葡聚糖促进牙齿釉质的附着和细胞间凝聚力，调节斑块扩散和养分分布的可溶性葡聚糖。
•产酸性
高糖解通量使碳水摄入后迅速产酸，将菌斑pH降至釉质脱矿临界值以下（约pH5.5）。
变异链球菌的酸应激耐受机制
编辑
doi: 10.1128/microbiolspec.GPP3-0051-2018.
•胞外多糖合成
核心酶：葡糖基转移酶（GTFs）
GtfB：促进细菌聚集；
GtfC：结合牙釉质；
GtfD：生成可溶性葡聚糖。
作用：
形成胞外多糖基质（EPS）；
构建生物膜结构。
5
与其他细菌的互作
变异链球菌与口腔中多种菌群存在协同或拮抗相互作用，显著影响生物膜形成及致病性。
•与健康相关链球菌之间存在拮抗作用
一个典型的拮抗相互作用例子发生在变异链球菌与其他链球菌成员，如血链球菌(streptococcus sanguinis)和戈登链球菌(Streptococcus gordonii)之间。
具体来说，其他链球菌的一些成员分泌毫摩尔浓度的H2O2，这对变异链球菌具有高度抑制作用。另一方面，变异链球菌菌株不仅会产生对其他链球菌特异性的诱变剂，而且大多数菌株通常比其他物种更酸。这种拮抗关系在牙菌斑中变得更加明显，因此口腔共生链球菌（如血链球菌和戈登链球菌）的丰度（在健康牙菌斑内丰富）与变异链球菌（在龋齿病变中丰富）的丰度之间存在负相关关系。
•变异链球菌产生的乳酸可作为Veillonella碳源
虽然变异链球菌产生的乳酸对许多酸敏感的口腔共生菌的生长具有抑制作用，但乳酸却是口腔中一个流行的菌属韦荣氏球菌属（Veillonella spp.）的碳源。研究人员认为Veillonella可能起到“酸槽”的作用，防止牙齿生物膜达到极低的pH值。
这种营养互惠可能解释了韦荣氏球菌属与口腔中链球菌的密切关系，链球菌分泌乳酸作为碳水化合物发酵的废物。并且在双物种生物膜中，与单物种生物膜相比，变异链球菌和小韦荣氏球菌(veillonella parvula)形成独特的结构，对氯己定和其他抗菌药物的耐药性增强。
•变异链球菌可结合白色念珠菌增加致龋潜力
除细菌外，口腔亦常被酵母菌定植，其中白色念珠菌多见于口腔黏膜，并常与变异链球菌共存，在早期儿童龋中高丰度检出。
研究表明，变异链球菌GtfB可结合白色念珠菌表面甘露聚糖受体，增强其黏附与生物膜积累，从而提高致龋性；同时白色念珠菌产生的法尼醇可促进其胞外多糖合成。动物模型显示，两者共感染可显著增强生物膜致龋潜力，导致更严重的龋损。
•S.mutans与其他菌之间的相互作用(仅供参考)
促进：
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
龋齿并不是一下子形成的，更像是一场发生在牙面微生态中的“慢性攻防战”。在这场战斗中，变异链球菌（S.mutans）扮演着关键角色。那么，变异链球菌究竟通过哪些具体机制主导这一过程？
研究发现，变异链球菌（S.mutans）的主要毒力由三大核心特性协同构成：
–粘附定植能力（Adhesion）；
–强产酸性（Acidogenicity）；
–耐酸性（Acid-tolerance）。
三者共同改变牙菌斑微生态平衡，使环境向致龋方向偏移，最终导致牙釉质脱矿，产生龋齿。
1
黏附与定植相关因子
S.mutans首先须稳定附着在牙面，才能发挥致病作用，而这一过程依赖多种关键因子参与。
•表面黏附蛋白（如 AgI/II, P1）
介导细菌与牙釉质获得性膜（pellicle）的初始结合。
•葡聚糖结合蛋白（Gbps）
促进细菌与已形成的多糖基质结合，增强细胞间聚集。
•葡糖基转移酶（Gtfs：gtfB、gtfC、gtfD）
是关键毒力因子
功能分化：
GtfC：结合牙面并启动葡聚糖合成；
GtfB：生成不溶性葡聚糖，促进菌体聚集；
GtfD：生成可溶性葡聚糖（作为底物/引物）。
在葡糖基转移酶的作用下，变异链球菌将蔗糖转化为葡聚糖，从而在细菌周围形成富含葡聚糖的胞外多糖基质（EPS），并以此为支架逐步构建起结构复杂、具有三维空间组织的生物膜。
2
生物膜—最关键的毒力因素
生物膜是变异链球菌最关键的毒力系统，其形成依赖于葡糖基转移酶（GtfB、GtfC、GtfD）催化蔗糖生成葡聚糖，并进一步构建胞外多糖基质（EPS），这一过程受vicRK、liaSR、brpA等基因调控。
从机制上看，当摄入蔗糖后，Gtf酶可将其转化为具有高度黏性的葡聚糖，相当于为细菌提供“胶水”，不仅使细菌牢固附着于牙面，还促进细菌之间的聚集，最终形成以细菌、胞外多糖和食物残渣为主要成分的牙菌斑生物膜。
生物膜形成周期
编辑
Fitri DK,et al.Front Oral Health.2025
•生物膜能提高细菌耐受性并形成局部酸性环境
生物膜结构具有重要的致病意义：一方面增强对机械清除的抵抗，使其不易被刷牙或唾液冲刷去除；另一方面限制抗菌物质的渗透，提高细菌耐受性；更关键的是，它能够滞留细菌代谢产生的酸，形成局部低pH微环境，从而促进牙釉质脱矿并推动龋齿发生。
3
产酸能力
•变异链球菌能够代谢糖并产生乳酸
变异链球菌具有高度活跃的糖代谢能力，其糖酵解通量显著高于许多口腔共生菌，能够迅速摄取并分解多种可发酵碳水化合物（尤其是蔗糖、葡萄糖和果糖）。
在这一过程中，细菌通过乳酸脱氢酶的催化作用，将糖代谢终产物丙酮酸进一步还原为乳酸，并持续向胞外释放。由于这一代谢过程发生迅速且效率极高，菌斑局部环境中的酸性物质会在短时间内大量积累，使pH值迅速下降，常可降至5.5以下这一牙釉质脱矿的临界阈值。
•pH降低使牙釉质发生脱矿，并逐渐发展为龋齿
当pH降低至该水平时，牙釉质中的羟基磷灰石晶体开始发生溶解，钙离子和磷酸根逐渐流失，导致牙体硬组织出现脱矿变化。若这一过程反复发生且未被唾液缓冲或再矿化机制有效逆转，便会逐步发展为早期白垩斑，最终形成不可逆的龋损。
变异链球菌导致龋齿形成的生化机制
编辑
doi: 10.1007/s13205-025-04227-3.
4
耐酸能力
变异链球菌不仅具有较强的产酸能力，还具备出色的耐酸性，这是其能够在致龋环境中持续生存并占据优势的关键。
•变异链球菌通过机制避免细胞内环境酸化，并占据主导生态位
首先，在酸性条件下，变异链球菌细胞膜上的 F₁F₀-ATPase 可主动将胞内过量的H⁺泵出细胞外，从而维持相对稳定的胞内pH，避免细胞内环境酸化对代谢过程的抑制。
其次，S. mutans能够通过调节细胞膜脂质组成，改变脂肪酸比例，使细胞膜通透性降低，从而减少外界酸性物质对细胞内部的侵入和损伤。
此外，在低pH应激条件下，该菌还可上调一系列应激蛋白（如GroEL等分子伴侣蛋白）的表达，这些蛋白有助于维持关键酶和结构蛋白的正确折叠与功能稳定，保障细胞在酸性环境中的正常生理活动。
正是依赖上述多重机制，变异链球菌能够在其他细菌难以耐受的低pH环境中持续存活并不断繁殖，从而在牙菌斑生态系统中逐渐占据主导地位。
5
细菌竞争与“生态操控”
变异链球菌在口腔生物膜中不仅依赖自身生长优势，还通过多种机制主动调控微生态环境，从而在菌群竞争中占据主导地位。
•能够产生细菌素抑制其他细菌
一方面，它能够产生细菌素，可直接抑制或杀灭周围竞争性细菌，减少资源竞争。另一方面，其通过群体感应系统感知自身密度变化，并协调调控相关毒力因子的表达，例如增强细菌素的产生、生物膜的形成以及应激反应，从而提高整体群体的适应性和竞争力。
此外，变异链球菌还通过其强大的产酸能力改变局部微环境，使菌斑pH持续降低。这样的酸性环境不利于多数口腔共生菌（通常为中性偏好菌）的生存，却有利于自身及其他耐酸菌的增殖，从而进一步强化其生态优势。
通过“直接抑制对手”（分泌细菌素）与“间接改变环境”（降低pH）这两种策略，变异链球菌不仅能够在复杂的口腔微生物群落中稳定定植，还能逐步排挤有益菌群，推动菌群向致龋方向演替。
龋齿是怎么一步步发生的？
（1）初始定植阶段
首先，在初始定植阶段，婴幼儿多通过母体传播获得变异链球菌（S. mutans），此外也可能通过共享餐具或共同食物等途径在日常接触中发生水平传播。
这些细菌借助表面黏附蛋白附着于牙面形成的获得性膜上，虽然此时尚未直接致病，但已在口腔内建立起“种子菌群”，为后续发展奠定基础。
（2）蔗糖驱动的生物膜建立
随着饮食中蔗糖的摄入，进入生物膜建立阶段。变异链球菌分泌葡糖基转移酶（Gtfs），将蔗糖转化为葡聚糖并形成胞外多糖基质（EPS），这种具有黏性的基质如同“胶水”，将细菌彼此黏连并牢固固定在牙面上，逐渐形成结构致密的牙菌斑生物膜。
（3）酸性微环境形成
在此基础上，若频繁摄入碳水化合物，细菌通过高效发酵迅速产生乳酸，导致局部酸性物质积累。同时，EPS基质会限制酸的扩散，使其滞留于生物膜内部，致使局部pH持续下降，甚至低于5.5这一牙釉质脱矿的临界值，从而形成有利于脱矿的酸性微环境。
（4）菌群“变坏”（生态失衡）
当环境酸化到一定程度后，进入关键的生态选择阶段。原本占优势的酸敏感菌逐渐被抑制甚至淘汰，而耐酸性更强的细菌，如变异链球菌和乳杆菌（Lactobacillus），则得以富集并占据主导地位，使菌群结构由“健康型”转变为“致龋型”。
（5）牙体脱矿，开始“溶解”
牙齿发生“溶解”的本质是牙釉质的脱矿过程。牙釉质的主要无机成分为羟基磷灰石，其化学式为 Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂。在酸性环境中，尤其当局部pH降低至临界值以下时，这种晶体结构会逐渐被破坏并发生溶解，导致钙离子和磷酸根从牙釉质中不断流失。
在临床表现上，这一过程的早期通常表现为白垩斑，即牙面出现失去光泽的白色不透明区域，提示釉质已发生初步脱矿但表面尚未破坏。如果酸性环境持续存在且未得到有效干预，脱矿将进一步加重，最终导致釉质表面结构塌陷，形成实质性缺损，逐渐发展为龋洞。
（6）生物膜成熟与龋洞形成
随着时间推移，生物膜逐渐成熟，其结构更加复杂致密，对机械清除和抗菌剂的抵抗能力显著增强。同时，在反复进食与代谢过程中，菌斑pH呈现周期性波动，但整体维持在偏低水平，使脱矿过程反复发生。
编辑
并且牙釉质结构被不断破坏，最终出现实质性缺损，进而暴露下方的牙本质，并逐渐形成可见的龋洞。如果病变进一步发展且未得到及时处理，细菌及其代谢产物可侵入牙髓组织，引发牙髓感染，临床上常表现为明显的牙痛等症状。
小编总结
变异链球菌（Streptococcus mutans）致龋的核心在于其多种因子的协同作用：
1.依赖黏附蛋白与葡糖基转移酶（Gtfs）合成胞外多糖，增强对牙面的黏附并促进致密生物膜形成；
2.具备强大的产酸能力，可快速发酵碳水生成乳酸；
3.具有良好的耐酸性，能够在低pH环境中持续生存与代谢；
4.还可通过细菌素及群体感应机制抑制竞争菌。
在这些因素共同作用下，菌斑内酸性持续累积，导致牙釉质羟基磷灰石脱矿，最终引发并推动龋齿的发生与进展。
!
哪些人更容易S.mutans过高？
①高频摄入高糖人群
特点：经常吃甜食、含糖饮料（如零食、奶茶、碳酸饮料）。
机制：提供持续底物 → S. mutans通过糖酵解产生乳酸，竞争优势增强。
②夜间进食/睡前不清洁人群
③口腔清洁不佳人群
刷牙或口腔清洁做的不到位，生物膜未被破坏。牙面形成“封闭微环境”，有利于S.mutans定植和繁殖。
④正畸患者（戴牙套人群）
特点：托槽、弓丝增加滞留位点。
机制：更易形成局部生物膜、清洁难度显著增加。
⑤唾液功能低下人群
常见人群：
-老年人；
-服用抗胆碱药、抗抑郁药者；
放疗患者。
机制：
-唾液减少 → 缓冲能力下降；
-再矿化能力降低；
-抗菌成分减少。
一项研究以香港12–15岁青少年为对象，探讨脂肪状态、唾液理化特性及炎症生物标志物与两种主要致龋菌（变异链球菌和远源链球菌）之间的关系。结果显示，超重/肥胖及中心性肥胖与唾液中变异链球菌丰度显著升高相关，同时伴随唾液流速降低和抗菌蛋白sPLA2-IIA水平下降，但对远源链球菌无显著影响。研究提示肥胖可能通过影响唾液分泌与免疫防御机制，进而增加龋病风险相关菌群。
⑥长期口呼吸人群
机制：口腔干燥 → 局部微环境改变，有利于S.mutans富集。
⑦口腔环境与牙体结构异常者
如：深窝沟、牙列不齐，有利于S.mutans黏附与生物膜形成。
或是已有龋齿或修复体人群，因为粗糙表面增加附着位点，易形成局部“菌库”。
⑧微生态失衡人群
正常菌群减少，失去对S.mutans的竞争抑制。
⑨行为与生活方式相关人群
吸烟者：改变口腔菌群结构；
压力大/作息紊乱人群：影响免疫与唾液分泌；
不定期口腔检查者：无法早期干预。
变异链球菌（Streptococcus mutans）是导致龋齿的主要致病细菌。然而，越来越多的动物实验和临床发现表明，变异链球菌的特征并不仅限于对牙齿组织的损害。
变异链球菌不仅能够在局部诱发炎症反应，还可能在特定条件下进入血液循环，并进一步对全身多个器官和系统产生潜在影响和损害，例如可作用于血管内皮，并与IgA肾病、炎症性肠病、非酒精性脂肪性肝炎以及肿瘤等多种疾病过程存在相关性。
变异链球菌引起的多器官损伤
编辑
Fang Y,et al.Front Microbiol.2024
1
S.mutans的促炎机制
变异链球菌表面蛋白质抗原（PA）有潜力刺激TNF-α、IL-1β和IL-6的产生。
•TNF-α和IL-1β的诱导
在巨噬细胞中，S.mutans通过激活信号通路ERK/p38/JNK和NF-κB，分别通过TLR2（Toll样受体2）和TLR4（Toll样受体4）来诱导TNF-α和IL-1β的产生。
NF-κB激活转录反应，促进前IL-1β的合成，第二条信号通路通过炎症小体激活半天冬酶-1依赖的IL-1β成熟和分泌。
TNF-α可启动细胞因子级联反应，增强血管通透性并招募巨噬细胞和中性粒细胞至感染部位。IL-1β由激活的单核吞噬细胞产生，依赖先天免疫介导炎症反应，具有促进吞噬细胞活化、抗体生成及T细胞极化等多种生物学作用。
•通过产生IL-6调控炎症
IL-6及其可溶性受体是调控中性粒细胞和单核细胞募集的关键介质。研究表明，葡糖基转移酶（GTFs）在缺乏葡萄糖时虽不促进感染，但可调节炎症反应；在急性炎症中，GTFs是诱导IL-6的重要调控蛋白，并可能在全身感染过程中于脾脏及周围病灶刺激IL-6产生。
临床研究发现，心内膜炎各阶段血清IL-6水平均显著升高，而其他细胞因子变化不明显，提示持续的IL-6激活可能参与心肌损伤。此外，作为革兰阳性菌，变异链球菌可通过其胶原结合黏附分子抑制经典补体途径。
2
S.mutans在心血管疾病中的作用
变异链球菌进入血液后可对多器官和系统造成损害，其中对心血管系统的致病机制研究最为明确。其胶原结合蛋白（CBP）可与I型胶原结合，损伤血管并诱发脑出血、感染性心内膜炎等心血管疾病。
在多项临床和动物研究中，变异链球菌常被检出于心脏瓣膜和动脉粥样硬化斑块中，其在菌血症及血管损伤中的作用已得到证实。
•可能加速诱导动脉粥样硬化
动脉粥样硬化（AS）是一种在中动脉或大动脉壁形成脂质斑片状沉积的疾病，导致血流减少或受阻。变异链球菌通过对血管内皮细胞的损伤作用加速了AS的诱导，这在受损的内皮细胞中更为明显。
编辑
目前认为，人主动脉内皮细胞（HAEC）感染变异链球菌后显著上调细胞内TLR2和NOD2（核苷酸结合寡聚结构域蛋白）表达，导致心血管疾病相关的促炎细胞因子（IL-6、IL-8、MCP-1）产生增加。
体外研究发现，在S. mutans感染后，HAECs中细胞DMBT1（在恶性脑瘤1中缺失，被认为是肿瘤抑制基因）表达上调。变异链球菌对DMBT1敲低HAEC更具侵袭性，导致细胞因子产生增加。
•感染性心内膜炎
当S. mutans到达受损的心内皮后，可与暴露的胶原蛋白结合，活化血小板亦通过vWF参与黏附。可能通过与纤维蛋白原相互作用促进微生物聚集，从而诱发感染性心内膜炎（IE）。
•S.mutans还有概率增加脑微出血
小鼠模型表明，变异链球菌与脑出血加重相关，该情况为感染性心内膜炎的并发症之一，发生率约为10%。横断面研究显示其可增加脑微出血（CMBs），后续纵向研究进一步证实其与高血压性脑出血及深部CMBs相关，这两者是穿支动脉粥样硬化的主要出血表现。
编辑
影响因子：7.19
其可能机制包括：随年龄增长血脑屏障通透性升高、内皮完整性下降；慢性高血压导致小血管结构改变、血脑屏障破坏及I型胶原沉积。
上述变化释放血管相关因子，促进变异链球菌与暴露的胶原结合并黏附于小穿支动脉。随后中性粒细胞浸润及炎症反应增强，增加血脑屏障通透性并释放髓过氧化物酶MPO-16和基质金属蛋白酶MMP-9，加重内皮损伤。
此外，细菌表面负电荷可抑制血小板与胶原的结合，促进局部出血；在衰老和高血压背景下，深部血管损伤进一步加剧，最终导致脑出血和出血性卒中。
3
S.mutans与炎症性肠病
结肠炎的加重可能是由肝脏的变异链球菌感染引起的，变形链球菌感染期间肝脏释放的IFN-γ是各种炎症级联反应的第一步。
编辑
•变异链球菌感染促进炎症细胞因子释放
现有数据显示，促炎细胞因子（TNF-α、IL-1β和IL-6）以及免疫抑制性IL-10缺乏是肠道炎症的标志物。IL-6是溃疡性结肠炎患者炎症区域的主要细胞因子，其浓度与内镜下疾病严重程度评分相关。
4
S.mutans与IgA肾病
研究已证实扁桃体免疫与肾小球肾炎密切相关，部分病原体可通过影响扁桃体免疫参与IgA肾病的发生。感染等粘膜变化可以激活先天免疫系统，加剧现有的IgA，并促进血尿等疾病表现。
•S.mutans可诱导肾小球炎症
较高浓度的IV型胶原可促进变异链球菌聚集。研究表明，该菌可诱导兔肾小球和肾小管严重炎症，并在大鼠中引发IgA肾病样肾小球肾炎。Cnm阳性菌株与蛋白尿升高及IgA肾病加重相关，但Cnm蛋白本身对肾脏无直接损伤。
编辑
影响因子：3.998
其在黏膜组织中与IgA的免疫反应可能导致IgA1糖基化缺陷，而该缺陷是IgA肾病的重要发病机制。
5
S.mutans与非酒精性脂肪肝炎
“二次打击理论”被广泛认为是非酒精性脂肪肝炎（NASH）发生的机制：首先是因为吃得过多、代谢紊乱，出现胰岛素抵抗，脂肪在肝脏里堆积，形成“脂肪肝”；然后在这个基础上，氧化应激、脂质过氧化和线粒体功能受损等因素进一步加重损伤，促使肝脏发生炎症和纤维化，最终发展为NASH。
•携带并表达Cnm蛋白的S.mutans会加重肝损伤
与Cnm+ /PA-变异株S.mutans株相比，Cnm+ /PA +株在小鼠中表现出较高的致病性，导致NASH加重。Cnm帮助变异链球菌在肝细胞上附着，避免脂肪酸积累。Cnm和蛋白质抗原（PA）分别可能促进S. mutans细胞与肝细胞的结合，分别在无脂肪酸和结合后。
注：Cnm是一种“胶原结合蛋白”，能让细菌黏附在人体的胶原组织上（比如血管、心脏瓣膜等）。
在细菌细胞表面表达PA和Cnm的S. mutan会定位于肝脏并附着于肝细胞上，导致与氧化应激相关的炎症细胞因子增加，如IFN-γ和金属硫黄素。这导致肝细胞再次受损，加重NASH。越来越多的证据支持IV型胶原蛋白与Cnm+ S.mutans之间的临床相互作用。
6
S.mutans与肿瘤相关
变异链球菌感染会增加肿瘤侵袭性，并与疾病控制不佳有关。
•变异链球菌增加IL-6促进口腔癌的发展
在口腔鳞状细胞癌小鼠模型中，变异链球菌通过增加IL-6的产生促进口腔癌的发展和进展。变异链球菌还能够通过上调IL-8、降低血管内皮钙粘蛋白表达和增强细胞间粘附分子，诱导血管炎症并破坏血管屏障，从而促进肿瘤细胞渗出并向内皮迁移。
•S.mutans可能通过血栓形成促进肿瘤转移
血管内皮受损导致脑出血、感染性心内膜炎和动脉粥样硬化。变异链球菌可诱导白介素上调，这与其血管损伤共同可能导致原发肿瘤的血管转移。
编辑
变异链球菌在龋齿的发生和发展中具有关键作用，因此，制定有效策略以抑制变异链球菌生物膜形成，对于预防龋齿和促进口腔健康至关重要。
传统预防龋齿的方法
•饮食控制
减少高频摄入糖（尤其蔗糖）；
避免“少量多次”吃甜食（比总量更重要）；
餐后及时清洁口腔。
•正确口腔卫生习惯
每天刷牙≥2次（含氟牙膏）；
使用牙线或间隙刷；
睡前刷牙尤为关键。
•定期口腔检查
龋齿是一个可逆→不可逆过程：
早期：白垩斑（脱矿）—可逆；
中期：釉质破坏；
晚期：牙本质龋—不可逆。
检查频率
普通人：6–12个月；
高风险人群（高糖饮食/正畸/儿童）：3–6个月。
•窝沟封闭（儿童关键措施）
磨牙窝沟深，易滞留食物和菌斑；使用封闭剂封闭磨牙窝沟，有助于阻止菌斑滞留。
•专业洁治
包括：超声洁治、手工刮治。
作用：去除牙石、成熟菌斑。
除了传统的治疗方法外，现在已开发出一系列创新的抗菌膜策略，针对去除生物膜展现出有前景的应用。包括抗菌肽、益生菌、纳米颗粒、先进的物理方法（如非热等离子体和光动力疗法）以及噬菌体疗法。
抗变异链球菌生物膜策略
编辑
Gao Z,et al.Microbiol Res.2023
1
抗菌肽
长期广泛使用抗菌剂（如氯己定和三氯生）预防和治疗龋齿，可能促进细菌耐药性（AMR）的产生并扰乱口腔微生态。同时，牙齿生物膜通过其细胞外多糖（EPS）基质为细菌提供保护，限制抗菌剂渗透，削弱治疗效果。
•抗菌肽能够有效减少生物膜，并不易产生耐药性
近年来，抗菌肽（AMPs）被视为替代传统抗生素的潜在策略。AMPs是来源广泛的小分子碱性多肽，具有广谱杀菌活性和抑制生物膜形成的能力。其主要通过破坏细胞膜、形成跨膜孔道、干扰细胞内分子以及抑制细胞壁、核酸和蛋白质合成发挥作用，同时还能抑制细菌初始黏附和调控相关基因表达。
由于作用机制多样，细菌较难产生耐药性。研究表明，人β-防御素-3（HBD3）对多物种口腔生物膜的抗菌效果优于氢氧化钙和氯己定，并显著减少生物膜量。此外，催化素、防御素和组氨素等天然抗菌肽也被证实具有抗菌和抗生物膜作用。
不过尽管AMPs具有优势，其临床应用仍受限于稳定性差（易被蛋白酶降解）和生产成本高。为此，研究正致力于开发合成肽及其工程改造以提升稳定性和应用性。
2
益生菌
益生菌（如乳酸杆菌、双歧杆菌和枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis））传统用于多种全身疾病的防治，但同时研究也发现其可通过竞争黏附位点或与浮游变异链球菌共聚抑制定植，并通过产生有机酸、过氧化氢、细菌素和表面活性物质发挥抗菌与抗生物膜作用。
•植物乳杆菌等益生菌能抑制生物膜形成并降低相关致病蛋白表达
研究表明，益生菌及其衍生形式（如合成生物制剂、后生物和副益生菌）在生物膜相关口腔疾病中具有良好应用前景。例如，特定菌株可显著抑制S.mutans生物膜形成并下调gtf、ftf、brpA及群体感应相关基因表达；Lactobacillus plantarum在动物模型中表现出优于氯己定的抗菌效果，并可调节口腔菌群结构。
合成组合（如胶原肽联合L. rhamnosus）可破坏生物膜结构并降低胞外多糖生成；细菌裂解物则通过抑制MAPK和NF-κB通路发挥抗炎及抗生物膜作用，但对成熟生物膜清除有限。此外，来源于乳酸杆菌的脂磷壁酸可干扰蔗糖代谢并抑制多菌种生物膜形成。除乳酸杆菌外，枯草芽胞杆菌通过高效代谢糖醇增强对S.mutans的抑制作用。
总体而言，益生菌干预可通过调节口腔微生态及饮食相关代谢过程，降低龋病风险。
3
噬菌体疗法
噬菌体是感染细菌并破坏其代谢、最终导致细胞裂解的病毒。其具有高特异性、对共生菌影响小、天然低毒且不依赖耐药机制，因此被视为对抗耐药病原体的有前景策略。
噬菌体还可通过编码酶降解生物膜细胞外多糖、破坏细胞外基质，从而抑制生物膜形成，被认为是干预变异链球菌生物膜的重要替代方法之一。
•一些噬菌体可抑制变异链球菌生长及生物膜形成
近期研究发现多种针对变异链球菌的新型噬菌体具有良好的抗生物膜潜力。例如，从人类唾液中分离的ɸAPCM01可抑制其生长、生物膜代谢活性及活菌数量。通过基因工程使变异链球菌表达噬菌体T4 RNA连接酶1，也可显著降低生物膜量并破坏胞外多糖结构。
另一种口腔来源噬菌体SMHBZ8因强溶菌活性，在体外及小鼠模型中均能预防龋损形成。此外，溶菌性噬菌体在抑制生物膜相关基因表达方面优于细菌素，且二者联合应用并未优于单独使用。
4
纳米粒子
纳米颗粒因其固有抗菌特性，已成为对抗细菌感染和耐药性的有力工具，并被广泛应用于口腔生物膜治疗与药物递送。
•许多金属纳米粒子具有抗菌和抗生物膜作用
研究表明，多种金属及金属氧化物纳米颗粒（如金、银、铜、钛、铁等）均具有抗菌和抗生物膜作用，其机制包括破坏细胞壁、抑制胞外多糖或群体感应、产生活性氧（ROS）以及干扰DNA和蛋白质功能。
例如，银纳米颗粒（AgNPs）在龋病及健康人群的菌斑样本中均表现出显著抗菌效果，且粒径越小（如5.2 nm）活性越强，与性别或龋齿状态无显著相关性。
近年来，通过与其他材料复合以增强效果成为趋势，如由海藻酸钠/高岭土/AgNPs构建的纳米复合材料可完全抑制S. mutans生物膜内细菌活性，其作用主要源于AgNPs增加膜通透性并破坏细胞结构。
需要指出的是，尽管纳米颗粒在龋齿局部治疗中取得进展，其在口服生物膜治疗中的安全性仍是关键问题。临床应用前需充分评估其潜在毒性，包括体外细胞毒性和体内动物实验，以确保纳米技术疗法的安全性。
5
非热等离子体
传统机械清除虽可去除大部分牙菌斑和微生物，但口腔微生态可迅速恢复并促进细菌再生。非热等离子体（NTP）为抑制变异链球菌生物膜提供了新的解决方案。
•非热等离子体具有去除牙菌斑生物膜的前景
NTP由带电粒子、自由基及活性氧等活性成分组成，具有显著杀菌能力，可通过不同电压作用于气体产生。其特点是电子温度高（约10⁴ K）而离子温度接近室温，使整体温度较低。作为一种物理方法，NTP能够有效破坏并穿透生物膜，在牙菌斑去除中展现出良好应用效果。
NTP可显著改变生物膜代谢，增强TCA循环和整体代谢活性，使变异链球菌对抗生素和氧化应激更敏感；在大鼠模型中亦降低了龋病发生率和严重程度，但长期处理在临床上可行性有限。
6
光动力治疗
抗菌光动力疗法（PDT）因在治疗耐药感染和清除生物膜方面的潜力，成为有前景的生物膜干预手段。
其机制为光敏剂（如卟啉、邻苯二氮衍生物）在特定波长光照下转化为激发三重态，通过能量传递产生活性氧（ROS），进而氧化损伤蛋白质、脂质和多糖等，导致微生物死亡。
•光动力疗法可以减少致龋菌并降低耐药性风险
PDT疗效取决于光照条件、光敏剂类型及氧气供应。其多靶点作用降低了耐药性发生风险，支持其作为传统抗生素的替代方案。此外，PDT具备高效、无创、组织选择性强及环境友好等优势，在口腔医学中的应用前景广阔。
多项研究表明，光动力疗法（PDT）在体内去除生物膜方面具有显著潜力。经MPP-Ce6介导的PDT治疗后，致龋菌数量降至约10%，龋损数量和严重程度均明显降低。此外，快速交联水凝胶可在牙面形成涂层，按需释放ROS以清除生物膜，同时实现牙齿美白且不显著损伤牙釉质和牙龈组织。
主要参考文献
Fang Y, Chen X, Chu CH, Yu OY, He J, Li M. Roles of Streptococcus mutans in human health: beyond dental caries. Front Microbiol. 2024 Dec 19;15:1503657.
Gao Z, Chen X, Wang C, Song J, Xu J, Liu X, Qian Y, Suo H. New strategies and mechanisms for targeting Streptococcus mutans biofilm formation to prevent dental caries: A review. Microbiol Res. 2023 Oct 14;278:127526.
Lemos JA, Palmer SR, Zeng L, Wen ZT, Kajfasz JK, Freires IA, Abranches J, Brady LJ. The Biology of Streptococcus mutans. Microbiol Spectr. 2019 Jan;7(1):10.1128/microbiolspec.gpp3-0051-2018.
Thayumanavan T, Harish BS, Subashkumar R, Shanmugapriya K, Karthik V. Streptococcus mutans biofilms in the establishment of dental caries: a review. 3 Biotech. 2025 Mar;15(3):62.
Fitri DK, Tuygunov N, Wan Harun WHA, Purwasena IA, Cahyanto A, Zakaria MN. Key virulence genes associated with Streptococcus mutans biofilm formation: a systematic review. Front Oral Health. 2025 Aug 26;6:1654428.
Bowen WH, Koo H. Biology of Streptococcus mutans-derived glucosyltransferases: role in extracellular matrix formation of cariogenic biofilms. Caries Res. 2011;45(1):69-86.
Yu L, Hong Y, Maishi N, Matsuda AY, Hida Y, Hasebe A, Kitagawa Y, Hida K. Oral bacterium Streptococcus mutans promotes tumor metastasis through thrombosis formation. Cancer Sci. 2024 Feb;115(2):648-659.
Krzyściak W, Jurczak A, Kościelniak D, Bystrowska B, Skalniak A. The virulence of Streptococcus mutans and the ability to form biofilms. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2014 Apr;33(4):499-515.
Wasfi R, Abd El-Rahman OA, Zafer MM, Ashour HM. Probiotic Lactobacillus sp. inhibit growth, biofilm formation and gene expression of caries-inducing Streptococcus mutans. J Cell Mol Med. 2018 Mar;22(3):1972-1983.
Deng Q, Wong HM, Peng S. Effect of adiposity status on salivary Streptococcus mutans and Streptococcus sobrinus. Oral Dis. 2025 Oct;31(10):2943-2953.
Lu C, Zhang S, Hong G. Comparative effectiveness of probiotics, prebiotics, synbiotics, and postbiotics in preventing dental caries: a meta-analysis from an oral microbiota modulation perspective. BMC Oral Health. 2026 Jan 27;26(1):342.