超强综述 | 陈峰等纵论口腔菌群何以影响全身（全文翻译，修订版）

本文曾于2018年7月12日在本公众号推送，近日，北京大学口腔医院的陈峰研究员亲自对之前版本中的部分内容进行了一定的修订。今天我们特别将修订版本编发出来，以飨读者。

广而告之：“热心肠菌群”微信群的内部交流电子刊物——《肠·道》周刊已正式推出，目前还有部分加群名额，请添加热心肠小秘书的微信 mcxiaomishu 申请进群，须注明真实姓名和单位。

---

口腔微生物：对口腔和全身健康来说越来越重要

Oral microbiomes: More and more importance in oral cavity and whole body

作者/翻译：Lu Gao, Tiansong Xu, Gang Huang, Song Jiang, Yan Gu, Feng Chen（陈峰）

通讯作者：陈峰，[e-mail]

关键词：口腔微生物组, 人类健康, 口腔疾病, 系统性疾病

摘要

微生物存在于人类生活的每个角落并影响着人类生活的方方面面。人类的口腔中含有许多不同的生境。多变的口腔微生物的协同作用和相互作用帮助人体抵御外部不良刺激的侵袭。

然而，微生物菌群失调会导致口腔疾病和系统性疾病。口腔微生物群在人体微生物群落和人体健康中起着重要的作用。利用近年来先进的分子技术，我们对口腔微生物在健康和疾病中的地位与功能的认识得到了极大的提高。

研究口腔微生物群，以及它们与身体不同部位的微生物群和人体健康情况的相互作用，对我们认知人类机体和提高人类健康至关重要。

简介

微生物的发现可以追溯到18世纪。

历史记载，安东尼·列文虎克通过他的显微镜观察和检查自己与其他人的牙菌斑。他惊奇地发现了许多与我们共生的微小的生物。他将这些微小的生物命名为“Dierken”，意思是活泼的小物体（Gordon和Klaenhammer, 2011）。

从那时起，人们一直试图要发现微生物的秘密。在后来的200多年里，随着显微镜技术和其他技术的进步，人们对微生物的了解也变得越来越深刻。

人类口腔中有许多不同的生境，包括牙齿、牙龈沟、舌头、软硬腭和扁桃体。口腔作为连接人体外部与消化道和呼吸道的管道，有利于微生物定植。人类口腔中发现的微生物被称为口腔微生物群（Dewhirst等，2010）。

复杂多变的口腔微生物的相互作用有助于人体抵御外部不良刺激的侵害。

然而，微生物菌群失衡却导致口腔疾病，如龋齿、牙周炎（Holt等，1988； Jorth等，2014； Liu等，2012； Philip等，2018； Wasfi等，2018； Costalonga和Herzberg,2014）、口腔黏膜疾病（Saikaly, 2018）和系统性疾病（如胃肠和神经系统疾病）（Jorth等，2014；Atarashi, 2017； Blod等，2017； Fardini等，2010；Kuczynski等，2012； Ling等，2015； Lirajunior和Boström, 2018； Peters等，2017； Plaza-Diaz等，2018；Reddy等，2018； Roszyk和Puszczewicz, 2017； Zarco等，2012）。

口腔微生物组在人体微生物群落和人类健康中发挥着重要作用（Zarco等，2012）。

1. 人类口腔中的口腔微生物群

1.1 人类口腔微生物组数据库（HOMD）

人类口腔微生物组数据库（Human oral microbiome database，HOMD）是人类微生物组中最早完成的项目，为研究微生物组在健康和疾病中的作用提供了工具。 HOMD的目的是向科学界提供关于人类口腔中存在的约700种原核生物物种的全面信息，它是以已建立的16s rRNA基因临时命名方案为基础。

在过去的20年中，实验室已对600多个16SRNA基因文库进行了测序并获得了超过35000个克隆序列。样本来自健康受试者和患有龋齿、牙周病、牙髓感染和口腔癌等十多种疾病的患者。

HOMD将序列数据与表型、系统发育、临床和文献检索链接起来。HOMD数据的组织、整合和展示可用作来自人体其他部位（如肠道，皮肤，阴道）的微生物组数据的模式（Dewhirst等，2010；Costalonga和Herzberg, 2014； Blanton, 2012； Chen, 2010； Eren等，2014）。

HOMD中列出约有700种微生物，其中的51％被正式命名，13％未命名（但可人工培养），其中28％被认为是无人工培养系型（Homepage, 2016）。在HOMD数据库中，大约有150属，700种微生物。目前，HOMD上有400种口腔分类群和1300多种微生物的基因组。

例如，链球菌（Streptococcus）是丰度较高的菌属之一 （Butler等，2017）。在HOMD中，链球菌属有43种，其中26种被命名，9种没有命名，7种被丢弃，2种丢失。HOMD上有30个口腔分类群和202种链球菌的基因组。

在HOMD中，普雷沃菌属（Prevotella）有53种，其中32种和67种菌株的基因组可在HOMD上获得（All Human Oral Microbial Taxa, 2018）。HOMD基于微生物培养。但是相当一部分HOMD的口腔微生物不能被培养，由于培养条件的限制，微生物相互作用等影响，其中多达20％到60％的微生物被认为是不可培养的 （Human Microbiome Project Overview，2017）。

1.2 美国国立卫生研究院共同基金人类微生物组计划（HMP）

2007年底，美国国立卫生研究院建立了共同基金人类微生物组项目（NIH common fund Human Microbiome Project，HMP），旨在建立研究资源，对人类微生物群进行全面的表征并分析其在人类健康和疾病中的作用（Peterson等，2009）。

该项目共纳入了来自242名经筛选的成人（129名男性，113名女性）的4,788个标本。共有两个临床中心（位于休斯敦的拜尔医学院和位于圣路易斯的华盛顿大学）纳入了300名18-40岁的成人志愿者，男女比例相当。

其中，279人被抽样两次，100人在约22个月内第三次抽样（Human Microbiome Project, 2012）。如联合临床取样标准（Consortiumclinical Sampling Criteria）所定义，根据排除标准列表，缺乏疾病证据的成人受试者被称为“健康人”。

取样位置主要分布在口腔、鼻腔、阴道、肠道和皮肤5个部位，女性有18处采集位点，男性有15处（不包括阴道的3个部位）。

在口腔和口咽共有9个采集位点，占所有采集位点的一半以上，分别是：唾液、口腔黏膜（面颊）、角化牙龈（牙龈）、腭、扁桃体、咽喉和舌软组织，以及龈上和龈下牙菌斑。

已被测序的口腔细菌占所有身体部位总细菌数目的26%（Griffen等，2011；Ahn等，2011）。根据人体微生物组整个生物群落的相似性和微生物的共现与共斥，可将18个人体生境分成4组，与5个人体目标区域一致。

图1：在HMP受测人群中取样的9个口腔部位

口腔分类单元，是优势较弱的分类群之一，被认为具有高度个性化。

在口腔中，大多数生境的微生物以链球菌为主，但个别位点仍存在其优势菌，如颊黏膜大量存在的嗜血杆菌（Haemophilus），龈上菌斑的放线菌（Actinomyces）和龈下菌斑（与龈上菌斑紧邻但含氧量低）的普雷沃菌。

该研究还揭示了微生物群落成员与功能之间的关系。此外，他们还研究了受试者携带的微生物物种和菌株水平的差异，以及当代谢途径保持稳定时，健康人群携带的微生物类群的变化（Ahn等，2011）。

尽管HMP已经在微生物学方面做了大量的研究，但由于16S rRNA基因测序仅限于16S rRNA的部分区段，而微生物的鉴定应考虑到整个基因组，所以这一研究在微生物学物种水平上意义不大。

有一些途径和其他的基因数据库可以为当前的公共数据库添加更多的信息（Eren等，2014； Costello等，2009； Ding和Schloss, 2014）。

1.3 口腔微生物组对健康状况的影响因素

健康个体的微生物学与许多因素有关：

（1）时间：Costello等人（2014）在4个时间点研究了7-9个健康成人的27个位点的微生物群。研究表明，人类的微生物群是个性化的，并随着不同的身体生境和时间变化。

HMP项目对人体微生物进行了12-18月的采集研究，研究报告了300名健康成人中18个身体位点的人类微生物组的结构和功能。在采样期间，口腔内各部位的群落类型比较不稳定（Anukam和Agbakoba, 2017）。 

Ogawa等人（2018）利用16S rRNA测序分析研究了健康和体弱老年人唾液中微生物群的组成。研究认为，人类身体的衰弱与口腔微生物群的组成和形成有关。

（2）年龄：Anukam和Agbakoba（2017）随机选出年龄分别为56、28和8岁的3位女性，采集她们的口腔微生物样本，提取DNA，并用自定义条形码引物扩增16S rRNA V4区域，之后使用IlluminaMiSeq平台测序。该研究显示，不同年龄组女性的受试者中细菌多样性有所不同。

随着医学科学的进步，人类预期寿命也延长，An等人（2018）研究了衰老的生物学和口腔疾病的机制，希望有助于今后的老年健康研究，并建议更多的临床研究应考虑到年龄的重要性。

（3）饮食：Lassalle等人（2017）采集了三组居住在菲律宾附近的狩猎采集者和传统农民的唾液样本。结果证明，饮食的重大转变导致不同共生体群体的产生，并可能引起现代口腔病原体的出现。

Adler等人（2013）的研究表明，从狩猎采集到农业的转变使口腔微生物群落转变为与口腔疾病相关的组成。现代人口腔微生物生态的多样性明显低于历史种群，这可能是后工业化生活方式下慢性口腔疾病发病的原因之一。

Brito等人（2016）使用单细胞基因组学和宏基因组学相结合的方法，比较了81名生活在大都市的北美人和173名斐济岛民的微生物的移动基因。他们发现斐济和北美微生物的移动基因含量差异很大。这些结果表明，某些基因的丰度可能反映了环境选择。

除此之外，对保存完好的牙结石上的古老口腔微生物群也进行了不少基因组和疾病演变方面的研究（Metcalf等，2014； Brown等，1976；Galvão-Moreira等，2017）。

（4）极端环境：Brown等人（1976）研究了航天飞行者飞行前和飞行后口腔不同部位微生物种群的变化。微生物学研究显示口腔微生物链球菌（Streptococci）、奈瑟菌（Neisseria），乳杆菌（Lactobacilli）和肠道杆菌（Enteric bacilli）的计数显著升高，这种现象被认为与饮食的改变有关。该研究表明，在航天飞行期间，对人体健康有害的口腔变化相对较少。

（5）其他因素：HMP报告说，抽样者在婴儿期是否接受过母乳喂养、性别和他们的教育程度三个因素，与其身体部位的微生物种群密切相关（Anukam和Agbakoba, 2017）。

Galvão-Moreira等人（2017）研究了年龄在18-40岁的46名女性和24名男性患者，并对两组被研究者变异链球菌（Streptococcus mutans）进行了计数。研究表明，两组被研究者的变异链球菌水平存在显著差异。

2. 口腔微生物组和口腔疾病

2.1 龋病

龋病是最常见的慢性感染性疾病，细菌为其主要病原体，在多种因素的作用下导致牙体硬组织的慢性和进行性破坏。龋病影响人群广、发病率高，可在从儿童到老年人的任何年龄段发生。

低龄儿童龋危害最大，已成为学龄前儿童常见的公共卫生问题，其发病率受多种因素影响，包括口腔微生物群落（Jenkinson和Lamont, 2005； Ma等，2015）。

Xu等人（2014）通过聚合酶链式反应（PCR）、变性梯度凝胶电泳（DGGE）检测了3岁无龋儿童从无龋到龋态转变过程中牙菌斑微生物群落特征和口腔行为习惯的变化，并进行了12个月的随访。

他们发现，对于中国儿童来说，睡前吃甜食和高频甜食摄入是发生龋病的危险因素，在发生龋病前的6个月，口腔微生物丰度开始减少。

Xu等人检测了牙龈上菌斑的细菌多样性，观察了几种微生物群在龋病患者和无龋群体之间的差异，从微生物群落结构上揭示了龋齿菌群和无龋菌群之间的差别（Xu等，2014）。

Chen等人用人类口腔微生物鉴定芯片（Human oral microbe identification microarray，HOMIM）比较了重度低龄儿童龋患者（Severe Early Childhood Caries，SECC）和无龋儿童的唾液和龈上菌斑样品中的细菌谱。

他们在所有儿童样品中共检测到379种细菌，发现包括链球菌、卟啉单胞菌（Porphyromonas）和放线菌在内的几个属与SECC密切相关，提示这些细菌可能是乳牙列龋齿的潜在生物标志物（Ma等，2015）。

Wang等人用单分子实时DNA测序系统对20例龋病患儿和21名无龋儿童的唾液样品进行分析比较，对其中的口腔微生物进行了特征分析。得出的结论是普雷沃菌属、乳杆菌属、戴阿利斯特杆菌属（Dialister spp.）和Filifactor spp.可能与龋齿的发病机制和进展有关（Wang等，2017）。

Agnello等人利用新一代测序技术分析了分别来自加拿大第一民族和梅蒂斯族的龋病或无龋儿童样品中的菌斑微生物群。他们发现，两组之间在28个物种水平的操作分类单元中有着显著差异。

在SECC组中，Veillonella HOT 780和Porphyromonas HOT 284分别高出4.6倍和9倍；在无龋组中，戈登链球菌（Streptococcus gordonii）和血链球菌（Streptococcus sanguinis）分别高出5倍和2倍。在SECC组中检测到极高水平的变异链球菌（Agnello等，2017）。

图2：口腔微生物组与口腔疾病

2.2 牙周病

牙周病是人的口腔常见病，可分为两类：牙龈炎和牙周炎。牙周病导致牙周组织（牙支持组织如牙龈和牙槽骨）的破坏，并且是某些系统性疾病的潜在危险因素（Agnello等，2017； Pihlstrom等，2005）。

口腔是一个天然的微生物培养基，口内的牙周组织具有复杂的解剖和组织结构、理化性质，为微生物的生长提供了良好的条件。

Topcuoglu等人招募了84名受试者，包括广泛型侵袭性牙周炎患者（n=29）、广泛型慢性牙周炎患者（n=25）、种植体周围炎患者（n=14）、局限型侵袭性牙周炎患者（n=8），对10个选定菌种的16 S rRNA基因进行了测序。

他们最终发现，在所有群体中，红色复合体细菌是最普遍的。在所有样品中都发现了高水平的具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）。

与红色和橙色的复合体相比，绿色和蓝色复合体细菌不那么普遍，但在所有局限型侵袭性的牙周炎的组织中发现了伴放线聚集杆菌（Aggregatibacter actinomycetemcomitans）（Hajishengallis, 2015； Topcuoglu和Kulekci, 2015）。

Pozhitkov等人提取了16位成年白人的口腔微生物的DNA，并且扩增16 s rRNA。这些白人没有系统性疾病，且没有以下情况之一： 牙周炎、龋齿、无牙颌（Pozhitkov等，2015）。

 一些研究表明，在牙齿浅层和深层，微生物组的丰度有显著的差异（Ge等，2013）。Tsai等人发现了很高的微生物多样性，平均每个样本有774个种系型，在所有样本中总共有6个门的细菌（Tsai等，2016）。

2.3 黏膜病

口腔白斑病（OLK）、口腔扁平苔藓（OLP）和系统性红斑狼疮（SLE）是口腔黏膜常见疾病或口腔黏膜系统疾病在口腔的特殊表现，这些疾病引起了公众的广泛关注。

口腔白斑病是一种与其他疾病无关的口腔白色病变，病变在很大程度上是无症状的（Bewley和Farwell, 2017）。口腔扁平苔藓是最常见的慢性炎症性免疫疾病之一（Reichart等，2016）。口内长期存在口腔扁平苔藓有患癌症的风险。

系统性红斑狼疮是一种慢性自身免疫性疾病，病程复杂，累及全身不同系统。它是一种引发自身抗体形成的复杂的致病过程的结果（Yeoh等，2018）。

几项研究表明，细菌在这些黏膜疾病中起着重要的作用（Hu等，2016）。

北京大学口腔医院的研究人员收集了10例OLK患者的唾液，并提取DNA，并招募了19名健康人为对照组（HCs）。他们使用Illumina MiSeq对16 S rRNA进行测序，并与健康对照组进行比较。数据显示，OLK组的嗜血杆菌含量（1.51%）比HC组（0.34%）更丰富。这表明OLK可能与唾液中的微生物群的变化有关（Hu等，2016）。

通过比较36例OLK患者（n=36）和32例健康对照者（n=32）的DNA，Amer等人发现OLK患者中梭杆菌（Fusobacteria）的数量增加，硬壁菌（Firmicutes）的数量减少。

此外，严重的发育异常与纤毛菌属（Leptotrichia spp.）和简明弯曲菌（Campylobacter concisus）的水平升高有关 （Amer等，2017）。

口腔扁平苔藓是一种常见的慢性黏膜炎症。在一般人群中，OLP的患病率为0.1%-4%（Lodi等，2005）。Wang等人利用MiSeq对16 SrRNA基因扩增子测序，从OLP患者（网状和糜烂型两种亚型）和健康对照组的唾液样本中鉴定出与OLP相关的复杂口腔微生物群，并观察到OLP中几个分类群丰度的明显变化（Wang等，2016）。

Corrêa对52例SLE患者和52例非SLE患者（对照）进行检测，并从提取自龈下菌斑的DNA中扩增出16s rRNA的V4区。SLE患者个体之间相比较，其口腔微生物群的组成是不同的（Corrêa等，2017）。

2.4 口腔癌

影响口腔癌发生和发展的因素很多，如基因、细菌、身体状况等。越来越多的证据表明，微生物群和口腔癌之间存在联系。鳞状细胞癌是口腔及其邻近部位最常见的恶性肿瘤，占所有癌症的90%以上（Gholizadeh等，2016）。

Nagy收集了21例患者病灶中心表面及邻近健康黏膜的生物膜样本，进行体外培养。最后，他们得出结论：同一个病人的口腔癌表面生物膜与口腔健康黏膜表面相比，需氧菌和厌氧菌的数量显著增加（Nagy等，1998）。

Lee等人利用高通量测序技术研究了正常个体、上皮癌前病变患者和癌症患者的微生物群差异。结果显示芽孢杆菌（Bacillus）、肠球菌（Enterococcus）、Parvimonas、消化链球菌（Peptostreptococcus）和斯莱克氏菌（Slackia）等在上皮前驱病变与癌症患者中的丰度存在显著差异，并且相互关联，可分成两组（Lee等，2017）。

Yang等人使用16S rRNA 扩增测序来研究口腔鳞状细胞癌（OSCC）患者口腔微生物的组成，发现OSCC患者口腔微生物群可能与OSCC突变有关（Yang等，2018）。

2.5 种植体周围炎

种植牙通常被用来代替缺失牙。50年前，牙种植疗法被引入牙科治疗，并已成为缺牙治疗的常规程序之一。然而，当人们享受美学和良好的功能时，他们同时也会有一些并发症，比如种植体周围炎。

种植体周围炎是一种感染性疾病，其特点是种植体周围组织的炎症，探诊出血，伴有或无溢脓，有骨的吸收。

有证据表明，种植体周围炎患者与正常人的口腔微生物群存在差异（Zheng等，2015）。Lafaurie等人发现，种植体周围炎表现为包括牙周病菌在内的异质混合感染（Lafaurie等，2017）。

Zheng等人分析了健康种植体（n=10）、种植体周围黏膜炎（n=8）和种植体周围炎（n=6）的种植体袋（沟）内菌斑的微生物特征，并对数据进行比较，揭示了细小真杆菌（Eubacterium minutum）与中间普雷沃菌（Prevotella intermedia）在种植体周围炎病灶处具有联系，说明真杆菌（Eubacterium）与种植体周围炎相关。这些结果提示牙周病原菌可能与种植体周围炎密切相关（Zheng等，2015）。

3. 口腔微生物组与全身系统性疾病

口腔是消化道和呼吸道的起始点。在人类的口腔中可能有700多种细菌（Paster等，2006）。口腔微生物失调与口腔炎症有关，并可通过菌血症引起系统性疾病（Han和Wang, 2013）。

图3：口腔微生物组与全身系统性疾病

3.1 消化道系统疾病

越来越多的消化道系统疾病被证实与口腔微生物群落有关。炎症性肠病（IBD）是最早被发现的疾病之一。现在，有更多令人信服的证据表明肝硬化、胃肠道肿瘤和口腔微生物群落之间存在相关性。

3.1.1 炎症性肠病

炎症性肠病是包括从溃疡性结肠炎（UC）到克罗恩病（CD）的一系列疾病（Khor等，2011）。

溃疡性结肠炎的特点是持续的、弥散性的结肠表面的炎症（Ford等，2013）。克罗恩病是一种慢性炎症性疾病，它可能影响消化道的不同部位（从口腔到肛门），最常见的是影响结肠和末端回肠（Baumgart等，2007）。

目前认为，炎症性肠病的发病机制与遗传易感个体的共生肠道微生物系统的不当持续炎症反应有关。IBD是遗传因素、免疫因素、微生物因素和环境因素之间复杂的相互作用的结果（Gentschew和Ferguson, 2012；Kaistha和Levine, 2014； Neuman和Nanau, 2012）。

抗原耐受性的丧失刺激了T辅助细胞（Th）分化，产生促炎细胞因子（如肿瘤坏死因子ɑ、IL（白细胞介素）-1β，IL-6，IL-12和IL-23）和趋化因子（Baumgart等，2007）。

炎症细胞被白介素和趋化因吸引，然后释放非特异性的炎症物质（如ω-6多不饱和脂肪酸花生四烯酸、蛋白酶、血小板活化因子和自由基等细胞代谢物），导致肠道损伤（Radford-Smith和Pandeya, 2006）。

肠道真菌是微生物群的重要组成部分，最近的研究揭示了它们在调节宿主免疫体内平衡和炎症疾病方面的潜在作用。

Leonardi等人确认了CX3CR1（CX3C趋化因子受体1）+单核吞噬细胞（MNP）是对肠道真菌产生先天和适应性免疫反应的必要条件。

CX3CR1+MNPs表达抗真菌受体，并以Syk依赖的方式激活抗真菌反应，揭示了CX3CR1+MNPs在稳态和炎症过程中肠道真菌生物群和宿主免疫之间相互作用的调节作用（Leonardi等，2018）。

从生理上说，肠道已经发展出了几种策略来对抗非原生细菌的增殖，并控制了有可能导致病理变化的病原物的蔓延。口腔细菌在肠道的定植可能与炎症性疾病有广泛的关系（Pickard et al.，2017；Caballero和Pamer, 2015）。

IBD患者常出现口疮性口腔炎、口腔溃疡、口干性口炎和化脓性口炎等多种口腔症状 （Jose和Heyman, 2008；Veloso, 2011），表明口腔微生物群可能与这种疾病有关系。然而，目前关于IBD患者的口腔微生物群的信息仍然非常有限（Said等，2014）。

最近的一项研究表明， IBD患者的唾液菌群中的拟杆菌（Bacteroides）数量显著增加，同时变形菌（Proteobacteria）显著减少。

在IBD患者的唾液微生物群中，主要的属是链球菌属、普雷沃菌属、奈瑟菌属、嗜血杆菌属、韦荣菌属（Veillonella）和孪生球菌属（Gemella），它们是导致失调的主要原因（Said等，2014）。

这项研究还发现，IBD患者唾液中的几种细胞因子在溶菌酶耗尽的情况下的炎症反应增强与所观察到的失调密切相关，其中一些细胞因子与某些细菌种类的相对丰度有很强的相关性。例如，溶菌酶与IL-1β水平，及与链球菌、普雷沃菌、嗜血杆菌和韦荣球菌属的相对丰度有很强的相关性。

另一项研究报告，在患结肠炎的小鼠模型中观察到口腔菌群失调与口腔和唾液中细菌的成分变化有关（Said等，2014； LucasLópez等，2017）。

Atarashi等人最近的一项研究表明，来自唾液微生物群的克雷伯氏属细菌（Klebsiella spp.）在肠道内可引起慢性肠道炎症（Atarashi等，2017）。

使用无菌生物技术，将从唾液微生物群中分离出来的克雷伯氏菌菌株在肠道中定植，发现该菌株是Th1细胞的强诱导剂。这些克雷伯氏菌菌株对多种抗生素有耐药性，在肠道微生物群失调时易于定植，并引发遗传易感宿主严重的肠道炎症。

口腔可能是潜在肠道疾病的储存库，能加剧肠道疾病。显然需要对IBD患者的口腔微生物组进行更多研究，还有许多问题需要解决，如克罗恩病和溃疡性结肠炎之间的可能差异，以及其他因素（如年龄、饮食和药物）对与IBD相关的微生物失调的影响（Lucas López等，2017； Atarashi等，2017）。

3.1.2 其他胃肠系统疾病

肝硬化是许多慢性肝病的结果，这些疾病在全世界都很普遍。

Qin等人研究了肝硬化患者的肠道微生物群特征，并为之建立了参考基因组（Qin等，2014）。组间丰度不同的75,245个基因可归为66个类群，代表同源细菌种； 其中28个在患者中丰度高，38个在对照个体中丰度高。

患者中丰度高的分组里，有54％分类学指定的物种是口腔来源的，表明肝硬化患者的口腔微生物群侵入了肠道。

通过与Ⅱ型糖尿病患者和IBD患者相比较，揭示了遗传和功能水平上肝硬化特异性的生物标志物。仅以15种生物标志物为基础，建立了一个高度准确的病人鉴别指数，并进行了验证。因此，微生物靶向的生物标志物可能是诊断不同疾病的有力工具。

患有由口腔细菌引起牙周病或牙齿缺失患者患胃肠癌的风险增加（Meurman, 2010； Rogers和Fox, 2004）。口腔细菌可能局部活化与酒精和吸烟相关的致癌物，或通过慢性炎症系统性地发挥作用（Ahn等，2012）。

胰腺癌是一种高致死性消化道肿瘤。牙周病的病史和某些特定口腔病原体的循环抗体的存在与胰腺癌风险增加有关。在一项大型嵌套病例对照研究中，Fan等人研究了口腔微生物群与后续患胰腺癌风险的关系（Fan等，2016）。

在口腔样本中基于基因组的微生物组的直接评估中，携带口腔致病菌牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）和伴放线聚集杆菌与胰腺癌风险增加相关。纤毛菌属细菌与胰腺癌风险降低相关。

这些口腔细菌还可以作为一种易于获取的非侵入性生物标志物，用于检测后续的胰腺癌风险，这有助于识别这种疾病的高危人群。此外，可开发有靶向预防疗法，以对抗牙周病原体并降低胰腺癌的风险（Fan等，2016）。

3.2 神经系统疾病

神经系统疾病与口腔微生物群之间的联系已经得到证实。从一个新的角度认识神经系统疾病是很有启发性的。

阿尔茨海默病（AD）是一个典型的例子。阿尔茨海默病（AD）是痴呆症最常见的病例，约占所有病例的60％-80％，其特点是认知障碍、病因复杂、多因素影响（Gaugler等，2016）。

Miklossy等人重点强调了包括口腔和肠道在内的几种类型的螺旋体与阿尔茨海默病有关（Miklossy等, 1993）。Riviere等人通过PCR技术和特异性抗体在脑部样本中发现了口腔厌氧菌（密螺旋体）（Riviere等，2002）。

在16例AD患者的大脑中，有15例用抗体检测到了密螺旋体（Treponema），而18例对照中有6例检测到，表明某些细菌门与AD的关系更密切，因为在非AD样本没有明显发现它们。这与在AD患者大脑中发现了口腔厌氧菌牙龈卟啉单胞菌产生的脂多糖（对照组未发现）证据是一致的（Pooleet al. 2013）。

肿瘤坏死因子α（TNF-ɑ）与AD之间的关系已经确立。Kamer等人使用标准ELISA技术结合抗体检测TNF-α，寻找牙周细菌伴放线聚集杆菌、福赛斯坦纳菌（Tannerella forsythia）和牙龈卟啉单胞菌的血清抗体。

与对照组相比，AD患者中口腔细菌的TNF-α和口腔细菌抗体水平较高，AD患者中这些细菌的血清抗体比值比为6.1，这可以用作诊断工具（Kamer等，2009）。

此外，一项纵向研究探索了使用口腔细菌作为预测工具的潜力。在肯塔基州大学的神经学研究项目中，158名具有生物恢复能力的成年人在实验起点时认知水平正常。起始时的高抗体水平，尤其口腔厌氧杆菌具核梭杆菌和中间普雷沃菌的抗体，与受试者10年后的认知缺陷相关（Sparks Stein等，2012）。

3.3 内分泌系统疾病

内分泌系统疾病的进程和预后与个体内部环境密切相关。口腔微生物组影响个体内部环境，同时也受到个体内部环境的影响。这启发我们寻找内分泌系统疾病与口腔微生物组之间的关系。糖尿病、不良妊娠结局（APOs）和肥胖症被已经证明与口腔微生物组相关。

3.3.1 糖尿病

糖尿病的特征是高血糖、易受感染和高氧化应激，可导致系统并发症。牙周病与糖尿病之间存在双向关系。微生物群在体内平衡中起着关键作用，并影响包括糖尿病在内的多种病理过程（Ussar et al. 2016）。

糖尿病是牙周炎的风险因素，并增加疾病的严重程度。

在Ⅰ型糖尿病患者中，大多数年龄段牙周病的严重程度都有所增加。年龄本身已被证明是牙周炎的危险因素，并可能是一个混杂因素（Cullinan等，2001；Rylander等，1986； Cianciola etal.,1982； Thorstensson和Hugoson,1993）。

Ⅱ型糖尿病也被证明是牙周病的危险因素。一项关于1342名患者中糖尿病状态与牙周状况之间关系的研究表明，糖尿病患者牙周炎的风险增加（Emrich等，1991）。

Casarin等人观察，Ⅱ型糖尿病患者和非糖尿病患者相比，龈下菌群存在显著差异，如TM7、聚集杆菌属（Aggregatibacter）、奈瑟菌属、孪生球菌属、艾肯菌属（Eikenella）、月形单胞菌属（Selenomonas）、放线菌属（Actinomyces）、二氧化碳噬纤维菌属（Capnocytophaga）、梭杆菌属（Fusobacterium）、韦荣菌属和链球菌属的百分比较高 （Casarin等，2013）。

Xiao等人为更好地理解糖尿病如何增加牙齿缺失的风险和严重程度提供了一个机制基础（Xiao等，2017）。

糖尿病导致口腔细菌组成改变，并且通过侵染无菌小鼠发现糖尿病小鼠的口腔微生物群更具有致病性。

此外，用IL-17抗体治疗可降低糖尿病小鼠口腔微生物群的致病性；当侵染受体无菌小鼠时，来自经IL-17处理的供体的口腔微生物群减少了中性粒细胞的募集，降低了IL-6和RANKL，减少了骨吸收。糖尿病增强的IL-17可改变口腔微生物群并使其更具致病性。

3.3.2 不良妊娠结局

现已发现不良妊娠结局（APOs）与口腔微生物组改变有关。 Madianos等人（2013）发现APOs母亲的富赛拟杆菌（Bacteroides forsythus）和直形弯曲菌（Campylobacter rectus）的水平明显较高。

然后，牙周病相关的具核梭杆菌也被发现与APO有关。具核梭杆菌可能通过血液传播到胎盘并导致不良的妊娠结局（Han等，2004； Han et al.,2010）。引发的全身炎症反应可能加剧胎儿胎盘部位的局部炎症反应，并进一步增加发生APO的风险（Madianos et al.,2013）。

3.3.3 其他内分泌系统疾病

肥胖也被发现与口腔微生物组相关。肥胖的炎症性质已被广泛认识，Goodson等人发现超重女性的唾液细菌组成发生了变化。细菌种类可以作为发生超重状态的生物学指标。口腔细菌可能参与导致肥胖的病理过程（Goodson等，2009）。

多囊卵巢综合征（PCOS）是一种常见的女性内分泌疾病，其病因不明，主要表现为高雄激素、闭经和多囊卵巢形态，常伴有不孕、肥胖、胰岛素抵抗和低度炎症。

目前已知肠道微生物群对其中的几种情况有影响。最近，有研究者也发现粪便和唾液微生物群落之间存在关联（Lindheim等，2016）。多囊卵巢综合征患者的微生物群中放线菌门的细菌减少，细菌群落组成发生明显变化。

3.4 免疫系统疾病

口腔微生物组与人体免疫系统功能密切相关，因此与人类免疫系统疾病如类风湿性关节炎（RA）相关，并对人体免疫缺陷病毒（HIV）感染等免疫系统的多系统疾病起着重要作用。

3.4.1 类风湿性关节炎

类风湿性关节炎（RA）是一种自身免疫性疾病，与心血管和其他系统疾病导致的死亡率增加有关。但是，RA的病因仍不清楚。

尽管关于RA遗传易感性的研究已经涉及HLA-DRB1、TNFAIP3、PTPN22和PADI4等基因，但有研究证明环境因素也是致病原因（McInnes和Schett, 2011； Raychaudhuri等，2012； Okada等，2014； McInnes和Schett, 2007； Viatte等，2013）。

微生物可以引起RA（Zhang等，2015）。肠道和口腔微生物群之间存在相似性，表明在不同身体部位的微生物的数量和功能存在重叠。在RA患者的肠道和口腔微生物组中检测到生态失调，经RA治疗后，该失调得到部分缓解。

肠道，牙齿或唾液微生物组的改变可将RA患者于健康对照者区分开来，这些变化与临床评估相关，并可用于判断患者对治疗的反应，以对患者进行分类。

特别是，嗜血杆菌属（嗜血杆菌）在所有三个位点都与血清自身抗体水平呈负相关，而在所有RA患者中三个位点唾液乳杆菌（Lactobacillus salivarius）数量过多，而在非常活跃的RA患者中，唾液乳杆菌数量增加。

在功能上，RA患者的微生物群中铁，硫，锌和精氨酸的氧化还原环境、转运和代谢发生改变。这说明微生物组成分在预后和诊断中具有应用潜力。

3.4.2 人类免疫缺陷病毒（HIV）感染

艾滋病毒（HIV）感染与一系列口腔疾病有关，在HIV阳性受试者发现了越来越多的与疾病相关的微生物种类。

未经治疗患者的病毒血症升高与潜在致病菌如韦荣菌、普雷沃菌、巨型球菌（Megasphaera）和弯曲菌（Campylobacter）等菌种的比例显著高于健康对照相关（Dang等，2012）。

另一项研究报道，HIV感染者口腔微生物多样性低于健康对照组，这种多样性在ART治疗后进一步降低（Li等，2014）。控制良好的HIV阳性患者与HIV阴性对照之间没有显著差异，表明控制良好的HIV阳性患者与非HIV患者的口腔菌群本质上是相似的。 

这些证据表明HIV患者的口腔微生物组发生了变化，这些变化可能与HIV感染或HIV治疗以及与疾病相关的其他口腔表现形式有关（Heron和Elahi, 2017）。

3.5 心血管系统疾病

口腔微生物组与心血管系统疾病之间的相关性目前还不够大，但研究人员确实证实了动脉粥样硬化和口腔微生物群之间存在一些潜在联系。

动脉粥样硬化的特征是胆固醇积聚和巨噬细胞向动脉壁的聚集。因此它被认为既是一种代谢疾病，也是一种炎症 （Hansson, 2005；Koren等，2011）。 通过16S rRNA测序，Koren等人在大多数动脉粥样硬化患者的口腔微生物群中鉴定出Chryseomonas、韦荣菌属和链球菌属（Koren等，2011）。

此外，同一个体内的动脉粥样硬化斑块和口腔或肠道样品，有额外的共同的几种细菌型。有趣的是，口腔和肠道中的几种细菌类群与血浆胆固醇水平相关。口腔细菌，甚至肠道细菌可能与动脉粥样硬化的疾病标志物相关（Koren等，2011； Libby等，2002）。

结论

新近发展起来的分子生物学方法的应用，极大地扩展了我们对口腔微生物组在健康和疾病中的组成和功能的知识。各种口腔微生物的相互作用和平衡，帮助人体抵御外界不良刺激的侵袭。

然而，微生物菌群的失衡可导致口腔和全身系统疾病。口腔微生物组在人类微生物群落和人类健康状况中起着重要作用。研究口腔微生物群及其与全身微生物群在不同身体部位和不同健康状况下的相互作用对于我们认识人体和改善人类健康具有重要意义。

（翻译全文结束，参考文献请见pdf原文，下载地址：https://link.springer.com/article/10.1007/s13238-018-0548-1/fulltext.html。）

---