口腔菌群研究方向三:口腔菌群与全身性疾病 | 微生物专题
在之前的微信推文中我们详细介绍了口腔菌群与肠道菌群、口腔疾病(之间的研究思路。那么口腔菌群是否也能与全身性疾病如肿瘤、高血压、帕金森等有联系呢?答案是肯定的。
美国化学家兼牙医米勒提出的口腔病灶感染学指出口腔微生物感染可进入与其毗邻或较远的身体其他部位,导致多种全身系统性疾病。随着高通量测序的技术不断发展越来越多的实验数据证明口腔菌群除了长期寄生于口腔之外,还可以通过消化道或血液循环等途径迁移至身体的其他部分引发感染和局部炎症。
正常情况下,机体同口腔菌群保持着相互平衡的状态。口腔常驻菌群构成的生物屏障能通过竞争生态位,防止外来病原菌的定植。外环境因素的变化,如酸、热、抗生素等可导致口腔常驻菌群组成的改变,打破宿主同口腔菌群间的动态平衡,最终导致口腔疾病甚至全身性疾病的发生。
口腔微生物菌群失调导致的全身性疾病包括胃肠系统疾病,如炎症性肠病、肝硬化、胰腺癌、神经系统疾病如阿尔茨海默病、内分泌系统疾病如糖尿病、不良妊娠、肥胖和多囊卵巢综合征、免疫系统疾病如类风湿性关节炎和艾滋病毒感染,以及动脉粥样硬化等心血管系统疾病(图1)。
图1:口腔菌群与全身系统性疾病[3]
口腔菌群与全身性疾病研究思路解析
我们精选2篇口腔菌群的文献,对其中的样本分组、研究方法、研究思路(从单组学到多组学)、入组与排除标准、以及研究发现进行了细致的解析,以帮助您更快地掌握口腔菌群与全身性疾病研究的主流思路。
1.儿童扁桃体切除术后扁桃体增生的扁桃体微生物组与唾液标本的比较
人扁桃体是口咽和鼻咽周围口腔粘膜的淋巴上皮组织,可保护身体免受病原体通过口鼻侵入。扁桃体是免疫系统的一个组成部分,从2岁开始发育,一直生长到青春期,此后逐渐萎缩。扁桃体位于口腔和咽喉之间,位于消化道和呼吸道的入口处,扁桃体组织也可能受到口腔(唾液)和消化道微生物群的影响。
发表期刊:Experimental & Molecular Medicine
影响因子:8.718
发表时间:2020
样本数量:29名接受扁桃体切除术患者
样本类型:唾液+扁桃体组织
实验方法:16S rRNA基因测序
实验思路:
筛选标准:
实验结果:作者解析了因扁桃体增生而接受扁桃体切除术的韩国儿童唾液和扁桃体中微生物群落的分布和关联。基于α多样性指数,两组微生物群落表现出高度相似性。根据Spearman的排序相关性分析,发现牙周炎的致病菌密螺旋体在唾液和扁桃体中的分布呈显着正相关。两种代表性微生物,唾液中的普氏菌和扁桃体中的异普氏菌呈负相关,而密螺旋体 2唾液与扁桃体呈强正相关。总之,扁桃体和唾液的微生物群落在多样性和组成方面具有明显的相似性。唾液微生物组预计会显着影响扁桃体微生物组。
29名参与者唾液和扁桃体样本的微生物群组成
2.花生过敏中口腔微生物组、代谢物和免疫环境的多维研究
多达10%的人口受食物过敏的困扰,其中花生过敏患者占很大一部分。肠道微生物群的不平衡或生态失调可能会在食物过敏发生之前,并影响食物过敏的自然病程。口腔黏膜是食物抗原、微生物群和黏膜免疫之间的初始界面,但对食物过敏中口腔宿主-环境动力学知之甚少。本文作者选用花生作为过敏原确定与其相关的口腔微生物、代谢和免疫学特征。
发表期刊:J Allergy Clin Immunol.
影响因子:10.793
发表时间:2021
样本数量:105名受试者(56名花生过敏患者和49名健康受试者)
样本类型:唾液
实验方法:16S rRNA基因测序,代谢组学
实验思路:
筛选标准:
实验结果:花生过敏受试者中口腔菌群的特点是乳酸杆菌目、拟杆菌目、芽孢杆菌目减少,奈氏菌目增加。花生过敏受试者的口腔微生物组明显减少,同时伴有口腔短链脂肪酸水平的显著降低如乙酸、丁酸和丙酸,以及IL-4分泌的显著升高。花生过敏受试者口腔普雷沃氏菌和韦荣氏菌丰度的降低与口腔短链脂肪酸水平的降低显著相关,口腔奈瑟氏菌丰度的增加与口腔短链脂肪酸水平的降低显著相关。此外,口服普氏菌丰度与TH2刺激上皮因子(IL-33和胸腺基质淋巴生成素)和TH2细胞因子(IL-4、IL-5和IL-13)的局部分泌减少相关,而口腔奈瑟菌属丰度与TH2偏倚口腔免疫环境呈正相关。
微生物种类和短链脂肪酸水平之间的网络图
除了这篇精读的文献之外,我们在2020~2021年超过100篇的口腔菌群研究文献中筛选出了口腔疾病相关的高分文章,供您参考。
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参考文献
1. Choi DH, et al. Association between the microbiomes of tonsil and saliva samples isolated from pediatric patients subjected to tonsillectomy for the treatment of tonsillar hyperplasia. Exp Mol Med. 2020 Sep;52(9):1564-1573.
2. Ho HE, et al. Multidimensional study of the oral microbiome, metabolite, and immunologic environment in peanut allergy. J Allergy Clin Immunol. 2021 Aug;148(2):627-632.e3.
3. Gao L, Xu T, Huang G, Jiang S, Gu Y, Chen F. Oral microbiomes: more and more importance in oral cavity and whole body. Protein Cell. 2018;9(5):488-500.
4. Willis JR, Gabaldón T. The Human Oral Microbiome in Health and Disease: From Sequences to Ecosystems. Microorganisms. 2020;8(2):308. Published 2020 Feb 23.
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