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1牙周細菌克隆的多型性與感染模式
70年代以后,隨著對厭氧微生物分離、培養和鑒定技術的發展,從口腔內發現了三百多種不同種類的細菌,目前認為最可疑的牙周致病菌有:放線共生放線桿菌、牙齦卟啉菌、中間普氏菌、具核梭桿菌、福氏類桿菌、直形彎曲菌、優桿菌、溶齒艾肯氏菌、微小消化鏈球菌、月形單胞菌和密螺旋體,其中放線共生放線桿菌作為局限性青少年牙周炎的主要致病菌,牙齦卟啉菌作為成人牙周炎的主要致病菌是被研究得最廣泛,證據也是最充足的。
在感染微生物學領域,一個非常普遍的現象是致病菌往往存在多種克隆型,有些是毒力的,能致病的,稱為毒性克隆,而另一些可能是無毒力的,非致病的,如流感嗜血桿菌(Hacmophilusinfluenza)的104個克隆型中只有6個是有毒力的。因此,牙周致病菌也可能存在多種克隆型,其中有毒性克隆和非毒性克隆。這是一個非常誘人的假設,使我們對牙周致病菌的認識必須進入到克隆水平。利用多位點酶型分析、rRNA分析、限制性核酸內切酶分析(REA)和限制性片段長度多形性分析(RFLP)已證實多數牙周致病菌存在多種克隆型,如牙齦卟啉菌、放線共生放線桿菌、中間型普氏菌、直形彎曲桿菌等。也有報道牙周致病種內不同亞型間存在毒力差異,如放線共生放線桿菌、牙齦卟啉菌,但牙周致病菌不同克隆型間致病性的差異尚未充分證實。
對機體其它系統感染的重要相關微生物的研究揭示了克隆學說的兩種主要模式,一是從特定感染部位分離的致病菌具有相同的基因型,即克隆感染,常與外源性致病感染有關,另一個相對模式是多克隆感染,在這型感染中,從病變部位分離到的致病菌具有多種不同的基因類型,這種感染模式多與內源性感染相關。區分牙周炎是克隆感染還是多克隆感染,對于牙周炎病因的認識和牙周病的防治具有重要意義。如屬克隆感染,則牙周炎為外源性感染,切斷傳播途徑,消除傳染源將是牙周病防治的重要途徑;如屬多克隆感染,則牙周炎為內源性感我們對親代與子代均檢出中間型普氏菌(Pi)的20個家庭、59例受試者的73株經生化和寡核苷酸探針雜交鑒定的中間普氏菌(Pi)分離株用AP-PCR方法進行了Pi的基因型分析,結果發現39種不同的擴增帶型,9個家庭的21例成員中,發現3對父子(女),4對母子(女)及2個家庭的父母與子女檢出的Pi具有一致的AP-PCR擴增帶型,說明Pi存在多種不同的克隆型,并可能在有密切接觸的家庭成員中傳播。
2口腔微環境在牙周炎發生發展中的作用
局部微環境的作用包括局部宿主因素的作用和細菌間的相互作用
2.1局部宿主因素的作用
致病菌毒性因子的表達受局部微環境的溫度、pH值、離子濃度、滲透壓等因素的調節。體外研究表明,牙齦卟啉菌在沒有血紅素條件下培養后則失去毒力,進一步的研究證實,血紅素鐵離子通過調節牙齦卟啉菌外膜蛋白的表達而影響其毒力。Haffajec等發現不同個體或同一口腔不同部位齦下的溫度不同,溫度高的部位易發生附著喪失,揭示齦下溫度在調節致病菌毒性因子表達中的可能作用。對齲垢密螺旋體(T.denticola)生長代謝的體外研究發現,它的生長及蛋白分解活性受其環境中的pH值、氧化還原電勢、O2分壓的調節。此外,局部的SIgA、齦溝液的特異性抗體、中性白細胞等都會對致病菌的定植、生長和繁殖產生影響。
2.2局部細菌間的相互作用
牙周致病菌并不孤立地存在于牙菌斑中,在齦溝部位,存在著種類繁多的其它細菌,有的通過為致病菌提供附著部位。提供營養成份等,對牙周炎的發生發展起協同作用,也有的通過抑制致病菌在局部的定植和生長,對牙周健康起保護作用,我們把后一類細菌稱為牙周有益菌(beneficialspecies)。國內外的研究都已充分證實,有益菌在局部的優勢狀態是牙周健康的一個重要因素。有益菌可能通過:(1)占據致病菌的定植部位;(2)抑制致病菌的粘附;(3)抑制致病菌的生長;(4)抑制致病菌毒性因子的產生;(5)分解致病菌產生的毒性因子等機理影響牙周病變的發生。研究得最多的有益菌是血鏈球菌(Streptococcussanguis),它是牙周健康部位齦下主要優勢菌,而在病變部位明顯減少或消失,體外實驗表明血鏈球菌能抑制多數牙周致病菌的生長。因此,有益菌在局部的減少或消失可能是牙周炎的一個重要危險因素,維持和重建有益菌在局部的優勢狀態則是牙周炎防治的一重要方面。
3牙周病的替代治療
牙周病“替代治療”概念的提出是基于Hillman等人對局限性青少年牙周炎(LJP)患者的研究發現,在健康人口腔內及LJP患者的健康部位存在能抑制LJP的主要致病菌放線共生放線桿菌(A.a)生長的細菌,而LJP的病變部位則缺乏該類細菌,這類能抑制A.a生長的細菌被鑒定為血鏈球菌(S.sanguis)和乳鏈球(S.uberis)。在無菌大鼠口腔內,感染了A.a的大鼠再感染野生型血鏈球菌后A.a的水平下降25倍,而再感染過氧化氫缺陷型血鏈球菌則A.a的水平不變,說明血鏈球菌對A.a的拮抗作用可能存在于體內,其拮抗機理是產生過氧化氫。隨后在其它類型的牙周炎,如成人牙周炎、難治性牙周炎,也發現在患者的牙周健康部位存在能抑制多數致病菌如P.gingivalis、P.intermedius、F.nucleatum、C.rectus、B.forsythus等生長的有益菌,如同LJP,它們也是血鏈球菌和乳鏈球菌,而病變部位缺乏這些細菌。這些研究都說明了有益菌對牙周健康的重要性。
Forsyth牙科中心做的研究更進一步說明了有益菌的作用,他們發現牙周炎患者治療后,局部血鏈球菌水平高的部位療效好,附著水平獲得多,而局部鏈球菌水平低的部位療效差,附著水平獲得少。說明牙周病治療的成功不僅要去除致病菌,還要獲得有益菌的再定植。因此,有益菌的優勢狀態是牙周健康所必需的,重建有益菌在局部的優勢狀態是牙周治療成功的重要方面。
Fiehn等曾嘗試對SPF大鼠口腔引入血鏈球菌,發現血鏈球菌在SPF大鼠口腔內成功定植后能夠減少牙齦卟啉菌感染造成的牙槽骨吸收,阻止血清中抗牙齦卟啉菌抗體水平的升高。要將牙周病替代治療應用到病人,首先要解決的是效應株的定植問題。Westergren等曾報道血鏈球菌在健康志愿者口腔內成功定植,但隨后無論在健康人體還是在牙周炎患者都未能重復出該結果。如何使血鏈球菌成功地在人口腔內定植則是下一步要研究的關鍵問題。
4小結
口腔是人體四大菌庫之一,微生物與宿主,微生物相互間存在著廣泛而復雜的相互制約、相互依賴關系,共同維持著口腔微生態的平衡。特別是在齦溝部位,一方面多種微生物不斷地通過對粘膜上皮,牙面的選擇性粘附和細菌間的相互粘附在局部定植、生長和繁殖,而宿主則通過上皮細胞的脫落、唾液和齦溝液的沖刷,其間的抗體、補體、中性白細胞以及溶菌酶、乳鐵蛋白等多種抗菌因子限制局部細菌的過度生長;不同微生物之間既存在相互凝集、相互提供營養物質等相互促進的機制,也存在細菌素的作用等相互抑制的機制,這種不同微生物之間的動態平衡、宿主與微生物之間的動態平衡是決定牙周健康的重要因素。近年來的研究已充分表明,在齦溝微生物中,有能引起牙周病變的致病微生物如牙齦卟啉菌、放線共生放線桿菌等,也存在能抑制致病菌生長的有益菌群如血鏈球菌。有益菌的減少或消失是牙周病變發生的重要機理。保持有益菌群在齦溝部位的優勢狀態能有效地防止牙周病變的發生,重建牙周有益菌群的優勢狀態是牙周病治療成功的關鍵。因此,進一步研究牙周細菌在局部粘附定植、生長繁殖的規律及其調節機制,闡明有益菌與致病菌相互作用的分子機制及調節因素,以及宿主對細菌定植、生長、基因表達的調節,將是今后牙周病微生物病因研究及牙周病微生態防治研究的重要內容。