趙方慶（左）與王金鋒就口腔數據分析結果展開討論。

口腔是人體內部與外界環(huán)境物質傳遞與交換的重要場所，也是病原菌及毒性物質侵入機體的“門戶”?？谇晃⑸锶航M生態(tài)失衡不僅可誘發(fā)多種口腔疾病，還與腫瘤、糖尿病、心血管疾病、早產等全身疾病緊密相關。

作為人體微生物組的重要定殖部位，人類口腔微生物因數量龐大、種類豐富，被看作是微生物—微生物、微生物—宿主之間相互作用的重要競技場。

“除了自身的組織及分泌物，如牙齒、黏膜、舌、唾液，人類口腔中至少定殖了超過600種不同的細菌、病毒、真菌、支原體及衣原體等微生物類別，這些微生物統(tǒng)稱為口腔微生物?！彼拇ù髮W華西口腔醫(yī)院主任醫(yī)師周學東表示，口腔微生物群組生態(tài)失衡不僅可誘發(fā)多種口腔疾病，還與全身其他疾病緊密相關。

而人體口腔菌群的穩(wěn)定性和動態(tài)變化是否存在一定規(guī)律呢？

近日，中國科學院北京生命科學研究院趙方慶團隊的研究成果給出了答案：洗牙在早期會對控制牙菌斑產生一定作用，但并不能長期抑制細菌及其形成生物膜的能力；在口腔生物膜重建過程中，微生物補充的主要方向是由唾液到牙菌斑，并且在清除后24小時即會有大量唾液細菌補充進來。相關研究發(fā)表在近期出版的《腸道》（Gut）上。

“這項研究揭示了口腔菌群從破壞到重建的完整過程?！卑拇罄麃喰履贤柺看髮W教授、《腸道》期刊主編Emad EL-OMAR博士給出上述評價。

菌在口，病在全身

口腔是消化道的起始部分，前接口裂與外界環(huán)境相通，后經咽峽與咽、呼吸系統(tǒng)及消化系統(tǒng)延續(xù)，是人體內部與外界環(huán)境物質傳遞與交換的重要場所，也是病原菌及毒性物質侵入機體的“門戶”。

根據國際牙科研究協會和美國牙科研究協會報道，口腔疾病影響了全球近39億人，2010年全球用于牙科疾病治療的直接費用總計2980億美元，間接費用總計1440億美元，與全球十大常見死亡病因的花費相當。

“絕大多數口腔感染性疾病為非特異性感染，口腔微生物組以群體的方式參與和（或）促進了疾病的進程。”周學東說，口腔微生物組與口腔感染性疾病，如齲病、牙齦炎、牙周炎、根尖周炎以及顱頜面部其他組織和間隙感染息息相關。

之后，雖然有一些口腔學者推測，口腔微生物感染可能導致多種全身系統(tǒng)性疾病，但口腔病灶學說一直未得到足夠重視及理論支持。

不過，隨著微生物組學的發(fā)展，越來越多的證據表明，口腔微生物組與多種重大慢性非傳染性疾病間的關聯逐漸被證實。

“比如，牙齦卟啉單胞菌是口腔常駐菌種，它可能導致腸道微生物群落結構紊亂，參與腸炎癥發(fā)生，還存在于幾乎所有的動脈硬化粥樣斑塊中。”北京協和醫(yī)院口腔科主治醫(yī)師韓蔚告訴《中國科學報》，消化系統(tǒng)疾病、心血管疾病、類風濕關節(jié)炎、糖尿病、神經系統(tǒng)疾病，甚至早產的發(fā)生都與口腔微生物有一定關系。

“當然，目前將口腔菌群作為某些疾病的檢測標記物大多還處于基礎性研究階段，但是，未來口腔菌群或許能成為疾病監(jiān)測的指標，并與傳統(tǒng)指標聯用，提高檢測的敏感性和準確性?！壁w方慶表示。

菌變動，群相對穩(wěn)

早在2010年，趙方慶團隊就開始從事口腔菌群方面的工作，成立國內較早開展人體微生物組學研究的實驗室之一。

“早期，我們對口腔疾病狀態(tài)下的微生物群落結構和代謝通路異常、口腔重要菌株的比較基因組和毒力機制、噬菌體對口腔微生物群落的塑造作用等內容開展了一系列研究?！敝袊茖W院北京生命科學研究院副研究員王金鋒在接受《中國科學報》采訪時表示，國內外的這些研究大都是針對單一時間點、固定時間斷面的數據進行分析。

但是，菌群通常是處于動態(tài)變化中的。鑒于此，王金鋒認為，有必要在前期工作基礎上開展長時間梯度的跟蹤研究。

洗牙通常被認為是臨床常見的牙菌斑清理手段，這恰好也為跟蹤牙菌斑附著情況和菌群重建過程提供了便利。

為此，研究團隊通過對洗牙前后3個月內11個連續(xù)時間點內的169個唾液和牙菌斑微生物組數據進行深度挖掘分析，以確定因受到外力擾動而崩解的口腔微生物群落恢復到初始狀態(tài)的時間，以及口腔菌群作為標志物是否具有足夠的穩(wěn)健性。

“最終，我們找到了牙菌斑形成、發(fā)育和成熟三個時期的準確時間跨度，確定了口腔群落異?；靵y的時期為洗牙后7小時至3天，發(fā)現了許多細菌在干預后會很快恢復到最初水平。這表明洗牙在早期會對控制牙菌斑產生一定作用，但并不能長期抑制細菌及其形成生物膜的能力?！蓖踅痄h說。

此外，研究者還發(fā)現，在口腔生物膜重建過程中，微生物補充的主要方向是由唾液到牙菌斑，并且在清除后24小時即會有大量唾液細菌補充進來。在強烈干擾后的整個跟蹤周期中唾液菌群多樣性和結構一直保持穩(wěn)定。

談到此項研究有何意義時，趙方慶認為，該成果為深入理解消化系統(tǒng)源頭的微生態(tài)穩(wěn)定性及微生物傳播提供了新的信息，有助于評估口腔細菌是否適合作為疾病檢測的靶標，以促進臨床非侵入性診斷技術的發(fā)展。

菌作標，監(jiān)測先行

采訪中，記者了解到在研究初期，該團隊遇到的最大困難是如何建立有效的數據分析流程，因為菌群研究目前都是基于高通量測序數據，分析方法學的有些內容仍然不夠成熟，對計算能力的要求相對較高。

“最后，我們通過有針對性地自主開發(fā)工具，解決了這一難題。”王金鋒說，長時間的跟蹤取樣也是一項十分困難的工作，尤其是取樣初期的時間點非常密集，特別感謝首都醫(yī)科大學附屬北京友誼醫(yī)院彭磊醫(yī)生以及依從性極高的志愿者給予的幫助。

令團隊略感意外的是，論文接收得非常快。“從投稿到刊發(fā)只用了不到一個月的時間，并且Emad EL-OMAR認為，我們的這項研究非常精彩?！?/p>

未來，研究還將在哪些方向進一步深挖？面對《中國科學報》提問，王金鋒表示，團隊將通過對關鍵時間點的靶向干預，包括可能會引入此前有一定工作基礎的、殺菌特異性較強的噬菌體替代傳統(tǒng)的抗生素類藥物，開展口腔生物膜控制與清除方面的研究。此外，研究團隊還將會開展利用唾液微生物開發(fā)無創(chuàng)性輔助診斷技術的研究。

“與人體健康有關的基礎研究一定要‘從臨床來到臨床去’，我們要關注臨床實際需求，尋找出科學問題，然后將研究成果在臨床進行實驗驗證?！壁w方慶深有體會地說。

相關論文信息：http://dx.doi.org/10.1136/gutjnl-2019-318977

■本報記者 張思瑋