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口腔微生物群如何影响肠道微生物群?

发表时间:2023-07-27 12:47

口腔是继肠道之后微生物组的第二大定植区。此外,它还是呼吸道和消化道的门户。口腔微生物群的改变可能导致或预示各种口腔和全身疾病。

口腔微生物群如何迁移到肠道?

研究人员已经提出了细菌从口腔转移到肠道的两种可能途径:

胃肠道途径

血液途径

免疫细胞迁移路线

胃肠道途径人类每天要吞下大约1.5升唾液,这些唾液富含口腔细菌。来自牙周炎患者和健康对照者的唾液微生物可以在小鼠肠道中存活至少 24 小时,暗示口腔菌群影响肠道菌群的重要途径。然而,胃酸和碱性胆汁对口腔微生物群在肠道中的定位构成了很大的瓶颈,关于口腔微生物群是否可以通过肠内途径定植肠道存在激烈争论。最近的一项研究表明,没有证据表明口腔细菌在健康成人的远端肠道中定植。相反,另外的研究得出的结论是,至少三分之一的口腔微生物群可以解决健康成年人的肠道问题,肠癌和类风湿性关节炎患者比健康人有更多的口腔到肠道微生物传播。胃炎、炎症性肠病、结直肠癌等肠道疾病,使易位的口腔细菌在肠道内定植和扩张。由上所述,唾液含有粘液(由水、脂质和蛋白质如粘蛋白组成),可以保护微生物群免受胃酸影响,从而在胃肠道中存活。口腔管饲与牙周炎相关的唾液可加重小鼠糖尿病模型、结肠炎、精神症状、老年痴呆症和骨质疏松症。据估计,患有严重牙周炎的患者每天会吞咽大约大量的牙龈卟啉单胞菌 (P. gingivalis),如果进入肠道定制会改变肠道菌群 。然而,由于胃肠道的屏障功能和胃的酸性,摄入的口腔细菌很少到达并定植在健康的肠道中。但是这两道屏障也可能受损,以下三种情况下,口腔菌群可以趁机进入肠道。


方式一:肠道微生物群破坏我们知道,肠道微生物群作为一个重要的屏障,可以阻止摄入的口腔细菌在肠道中定植,一旦健康肠道微生物群被破坏,则会导致口腔细菌在肠道的定植增加。例如,抗生素万古霉素用于治疗细菌感染,扰乱肠道微生物组成,从而为口腔细菌在肠道中定植和扩张提供便利。方式二:胃功能不全由于长期使用质子泵抑制剂而导致胃功能不全的患者,其口腔细菌如嗜血杆菌属、链球菌属、韦荣氏球菌属的肠道定植显著增加。胃炎和胃手术也可能导致摄入的口腔细菌暴露于胃液的减少,研究表明,患有胃炎或接受过胃手术的人的肠道微生物组成发生了改变,特定口腔微生物组分类群的相对丰度在肠道中显著增加,如链球菌属、韦荣氏球菌属、肠杆菌科等。方式三:某些菌耐酸某些口腔细菌,如牙龈卟啉单胞菌,具有耐酸性,因此可以通过胃屏障进入肠道。血液途径当一个人患上牙周病时,牙周袋表皮的撕裂、日常的口腔卫生习惯(激烈刷牙/用牙线)、侵入性的牙齿手术等情况,都可能导致口腔细菌传播至全身循环(菌血症)。此外,日常牙科活动(如用力咀嚼、刷牙)和牙科手术(如洗牙和牙根平整、牙齿矫正、拔牙)造成的口腔机械损伤可能会使口腔细菌扩散到体循环中。此外,牙周炎导致牙周袋血管化和牙龈溃疡,使牙周病原体很容易进入血液。血液途径可能是口腔梭杆菌到达结肠肿瘤的首选途径,而不是肠道途径。研究表明,牙周炎引发口腔细菌传播至肝脏和脾脏。此外,口腔细菌具有入侵免疫细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)并在其内部存活的能力,这就好像口腔细菌能够利用宿主免疫细胞作为特洛伊木马,从口腔传播到肠道粘膜。以上是口腔菌群进入肠道的几种方式。研究发现,绝大多数口腔细菌可转移到肠道。免疫细胞迁移路线一些口腔细菌可以在树突状细胞和巨噬细胞等免疫细胞内存活,表明口腔细菌可能劫持宿主免疫细胞作为“木马”从口腔粘膜传播到肠道粘膜。此外,来自口腔淋巴结引流的免疫细胞可以迁移到其他淋巴组织,包括但不限于肠道。口腔致病菌反应性 T 辅助细胞 17(Th17) 可以迁移到发炎的肠道。在肠道中,口腔来源的 Th17 细胞可被易位的口腔致病菌激活并导致结肠炎的发展。以上我们了解到口腔-肠道传播是影响肠道微生物组成的重要过程,因此可能通过改变肠道微生物群间接影响中枢神经系统功能,我们在下面展开阐述。

口腔微生物群如何影响肠道微生物群?

口腔-肠道轴在正反馈回路中具有引发全身炎症的倾向。失调的口腔微生物群不仅直接引发炎症,还可以改变肠道微生物群的组成、功能和微生物代谢产物,从而导致促炎级联反应,进一步加剧口腔炎症。口腔微生物群也有可能通过代谢产物和细菌素的释放影响肠道微生物群。在自然环境中,细菌产生具有抗菌活性的细菌素和肽,以便与其他细菌争夺营养物质。


唾液微生物组影响肠道微生物群将重度牙周炎患者的唾液灌胃移植到小鼠体内可改变肠道菌群,肠道菌群的β多样性与对照组有显着差异,卟啉单胞菌和梭杆菌增多,阿克曼菌减少,表明唾液微生物群可以通过肠道途径改变肠道微生物群。通过灌胃将牙周炎患者的唾液移植到患有结肠炎的小鼠体内可以加速结肠炎,并改变与炎症性肠病相关的微生物群,如Blautia、幽门螺杆菌和瘤胃球菌。牙龈卟啉单胞菌影响肠道菌群牙龈卟啉单胞菌是牙周炎最重要的致病菌之一。它也是研究最多的影响肠道菌群的口腔致病菌。研究牙龈卟啉单胞菌对肠道菌群的影响,首先要明确以下问题: 1、 牙龈卟啉单胞菌能否在动物模型中定植口腔?2、P. gingivalis可以在肠道定植吗?3、牙龈卟啉单胞菌对肠道菌群有何影响?下面将从这三个方面进行讨论。牙龈卟啉单胞菌定植于小鼠口腔并影响口腔微生物群一般认为牙龈卟啉单胞菌可以在小鼠口腔内定植。接种P. gingivalis 7 天后,小鼠口腔内可检测到P.gingivalis 。在小鼠牙龈停止外用牙龈卟啉菌4周和8周后口腔内仍可检测到牙龈卟啉单胞菌DNA,提示牙龈卟啉单胞菌可在小鼠牙龈内定植增殖。在小鼠口腔中接种牙龈卟啉单胞菌会导致可培养的共生细菌总量增加,并改变口腔微生物群的质量组成,增加口腔微生物多样性并允许潜在的机会性物种的定植。牙龈卟啉单胞菌可以在肠道定植吗?由于胃液和胆汁的恶劣环境,牙龈卟啉单胞菌能否在肠道定植尚不确定。为了模拟体外胃环境,将牙龈卟啉单胞菌暴露于人工胃液 (AGJ) 中。在 pH 5 下暴露于AGJ 2 小时后,只有 1% 的牙龈卟啉单胞菌浮游细胞存活,这相当于饭后立即的 pH 值。牙龈卟啉单胞菌生物膜的形成显着提高了存活率。几乎 100% 的细胞在 pH 5 下存活。因为牙龈卟啉单胞菌在口腔内与多种细菌形成复杂的生物膜,所以这个体外实验的结果不能推导到体内。有的研究人员试图通过使用无菌小鼠来解决这个问题。他们通过在无菌小鼠口中擦拭人类唾液,开发了人类口腔微生物群相关小鼠模型(HOMA),还通过灌胃无菌人类粪便悬浮液开发了人类微生物群相关小鼠模型(HMA)老鼠。然后,他们cohoused HOMA 和HMA 模型。与 HMA 模型相比,同居模型显示小肠中的卟啉单胞菌增加,Turicibacter减少这个结果表明卟啉单胞菌在与肠道微生物群竞争小肠定植方面发挥了关键作用。牙龈卟啉单胞菌影响肠道菌群大量研究表明,牙龈卟啉单胞菌可以改变肠道菌群组成, 持续时间范围为P. gingivalis口服灌胃后 2 天一次到 10 周的重复应用P. gingivalis。大多数研究使用口服管饲,而有些人将P. gingivalis应用于口腔,一项研究使用静脉注射。三项研究报告α多样性没有显著变化,并且有两个报告称 α多样性降低。五项研究表明β多样性存在显著差异,一项研究表明β多样性没有差异。P. gingivalis 属于拟杆菌门,在门水平上,一些研究显示拟杆菌的比例增加,而有些人则相反。厚壁菌门是肠道微生物群中的另一个主要门,一项研究显示厚壁菌门的丰度增加,以及其他显示厚壁菌门减少的研究。有趣的是,牙龈卟啉单胞菌在野生型小鼠 (WT) 和链脲佐菌素诱导的小鼠 (STZ) 中诱导了一些肠道微生物群的相反变化。乳酸杆菌的丰度在 WT 小鼠中减少,但在 STZ 小鼠中增加。Turicibacter的丰度在 WT 小鼠中增加,但在 STZ 小鼠中减少。这表明高血糖可能会影响细菌生长并改变小鼠肠道菌群的组成。具核梭杆菌影响肠道菌群据报道,具核梭杆菌( F. nucleatum ) 参与牙周病和根尖病变的发展,会影响肠道微生物群。具核梭杆菌感染牙髓诱发大鼠磨牙根尖周炎后, 2周时可在肠道中检测到具核梭菌,并改变肠道菌群,证实大肠感染。伴放线放线杆菌影响肠道菌群

伴放线放菌Aggregatibacter actinomycetemcomitans (A.actinomycetemcomitans )经常在严重牙周炎中检测到,并与局部侵袭性牙周炎有关。在管理A之后。给小鼠灌胃 6 周伴随放线菌,肠道中的Turicibacter属显着减少。该属与丁酸的生产有关,丁酸盐的减少与胰岛素抵抗有关。

肠道微生物群影响口腔微生物群由于口腔与肠道在物理上相连,一些研究人员报告说,肠道微生物群的变化也会影响口腔微生物群。发现不同类型的肠道微生物群与不同类型的口腔微生物群相关。经过长期富含脂肪的饮食,小鼠的肠道微生物群概况可分为三种类型:糖尿病抵抗型、中间型和糖尿病敏感型。只有糖尿病敏感小鼠的牙周微生物群显示出丰富的普氏菌属和坦纳氏菌属,它们是主要的牙周病原体,表明肠道微生物群和口腔微生物群存在相互作用。同样,糖尿病导致口腔微生物群变得更具致病性。高血糖发作后,口腔微生物群中肠杆菌科、气球菌、肠球菌和葡萄球菌的水平升高,这些菌群通常与牙周炎有关。

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