牙周炎 II 期 A、B 级生物标志物的微生物学与代谢组学分析：探寻疾病进展的关键指标

为了解牙周炎严重程度和进展率，研究人员分析龈下微生物群和唾液代谢物，发现潜在生物标志物，为早期预测和治疗提供依据。

　　牙周炎是一种常见的慢性炎症性疾病，就像口腔里的 “小恶魔”，悄悄破坏着牙周软组织，还会让牙槽骨逐渐流失。想象一下，牙齿周围的组织发炎、红肿，牙槽骨慢慢被 “吃掉”，牙齿开始松动，不仅影响咀嚼功能，还可能导致牙齿脱落，这对人们的生活质量影响极大。据统计，它影响着全球 11.2% 的成年人口，是全球第六大常见疾病。

目前，牙周炎的研究存在一些难题。虽然它被定义为微生物相关的宿主介导的炎症，但疾病的发展是一个复杂的过程。2017 年，牙周炎被分为四个阶段和三个等级，其中 II 期牙周炎还相对容易控制，但到了 III 期或 IV 期，牙齿脱落的风险大幅增加，损害往往难以逆转。而且，不同患者牙周炎的进展速度不一样，受到生活习惯和宿主免疫等因素影响。现在已经发现了一些与牙周炎相关的物质，比如某些细胞因子和组织降解标记物，但大多数研究集中在 III、IV 期严重牙周炎和 C 级牙周炎的诊断上，对于 II 期牙周炎 A、B 级的生物标志物却鲜少报道，这在实际临床早期病例管理中是非常需要的。

为了解决这些问题，江南大学和无锡口腔医院的研究人员开展了一项牙周炎相关的研究。研究成果发表在《Inflammation》杂志上。

研究人员采用病例对照研究方法，招募了 53 名 II 期牙周炎志愿者。这些志愿者来自无锡口腔医院牙周黏膜科，他们需要满足一系列条件，比如年龄在 18 - 65 岁、探诊深度（PD）≤5mm、最大牙间附着丧失≥3mm 且临床附着丧失（CAL）≤4mm 等。研究人员根据骨丢失（%）/ 年龄指数，将志愿者分为 A、B 两级，其中 A 组 33 人（骨丢失（%）/ 年龄指数 < 0.25，进展缓慢），B 组 20 人（骨丢失（%）/ 年龄指数在 0.25 - 1.00 之间，进展中等）。

在研究过程中，研究人员使用了多种技术方法。首先是样本采集，包括唾液和龈下菌斑的收集。志愿者需要在采集前至少两小时禁食、禁水等，然后通过自然流出口水的方式收集 2 - 5mL 唾液，经过离心处理后将上清液储存于 - 80°C 备用；龈下菌斑则在患者四个象限临床附着丧失最严重的 4 个位点采集，采集前先去除龈上菌斑，再收集龈下菌斑并储存于 - 80°C。接着，研究人员测定了一系列临床参数，如 PD、CAL、探诊出血（BOP）和菌斑指数（PL） 。之后，对龈下微生物群进行分析，提取龈下菌斑 DNA，扩增 16S rRNA 的 V3 - V4 区域，在 Illumina MiSeq 平台上进行测序，并使用相关软件分析不同等级受试者的差异细菌属变化。对于唾液非靶向代谢物分析，先对唾液样本进行预处理，再用 UPLC 系统和高分辨率质谱仪分析代谢物，通过特定软件和数据库处理数据，比较不同等级受试者唾液中内源性差异代谢物的变化。最后，通过多种数据分析方法，如独立样本 t 检验、Spearman 相关分析和受试者工作特征（ROC）曲线评估等，来探究各项数据之间的关系和生物标志物的预测能力。

研究结果如下：

1. 临床数据分析：53 名受试者中，男性 24 人，女性 29 人，平均年龄 37.1±8.9 岁。A、B 两组患者在年龄、探诊深度、临床附着丧失、探诊出血百分比和菌斑百分比等方面均无显著差异，这凸显了寻找准确生物标志物的必要性。
2. 临床参数与龈下微生物群的相关性分析：研究发现，从牙周健康到患病的过程中，龈下微生物群发生了显著变化，从以革兰氏阳性菌为主转变为以革兰氏阴性菌为主。红色复合体（如牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）和齿垢密螺旋体（Treponema denticola））、橙色复合体（如中间普氏菌（Prevotella intermedia）和具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum））、弯曲杆菌属（Campylobacter spp.）和未培养的候选糖细菌（uncultured Candidatus Saccharibacteria）与牙周临床参数呈显著正相关；而嗜二氧化碳噬纤维菌属（Capnocytophaga spp.）、链球菌属（Streptococcus spp.）等七种细菌与牙周临床参数呈显著负相关，它们可能是维持健康状态下龈下微生物群平衡的核心微生物。
3. 临床参数与唾液代谢物的相关性分析：通过对唾液代谢物的分析，共检测到 339 种化合物，其中氨基酸及其衍生物占比最大。54 种代谢物与牙周的至少一种临床参数显著相关，多数代谢物与临床参数呈正相关，BOP 与 39 种代谢物（72%）显著相关。此外，胆碱水平与多种牙周健康相关的临床参数呈显著正相关。
4. 龈下微生物群与唾液代谢物的相关性分析：促进牙周炎发展的细菌属与疾病相关的代谢物之间存在显著正相关。例如，红色复合体和橙色复合体中的细菌对牙周炎进展过程中的代谢物变化贡献较大，齿垢密螺旋体与多种促进牙周炎发展的唾液代谢物显著正相关，且与氨基酸衍生物及其分解代谢产物有关。
5. 与牙周炎进展率相关的差异菌属分析：通过对 A、B 两级牙周炎患者龈下微生物群组成的研究发现，香农指数和辛普森指数在两组间无显著差异，说明微生物多样性与疾病进展率无关。但随着牙周炎进展率的增加，梭杆菌属（Fusobacterium spp.）、Alloprevotella spp. 和 Oribacterium spp. 显著增加，且 A 级患者中棒状杆菌属（Corynebacterium）的平均相对丰度高于 B 级患者。
6. 与牙周炎进展率相关的差异代谢物分析：对 A、B 两级患者唾液代谢物的主成分分析（PCA）显示，两组样本点聚集在一起，整体组成重叠较大，但火山图显示存在显著上调和下调的代谢物。进一步分析发现，20 种代谢物在两组间存在显著差异，A 级患者唾液中氨基酸、其衍生物和二肽水平较高，而 B 级患者唾液中腺苷（Adenosine）、肌酸（Creatine）、精胺（Spermine）、N⁶- 甲基腺苷（N⁶-methyladenosine）和鸟嘌呤（Guanine）显著增加。
7. 生物标志物的预测能力分析：通过 ROC 曲线评估差异菌属和差异代谢物区分受试者牙周炎进展率的准确性，结果显示差异菌属区分牙周炎进展率的能力较弱，而 DL - 亮氨酸酰胺（DL - Leucineamide）、十二烷二酸（Dodecanedioic acid）、L - 酪氨酸甲酯（L - Tyrosine methyl ester）和苯丙酮酸（Phenylpyruvic acid）这四种唾液差异代谢物具有较强的预测能力。

研究结论和讨论部分指出，II 期牙周炎的发展速度与龈下微生物群和唾液代谢物密切相关。研究人员确定了 DL - 亮氨酸酰胺、十二烷二酸、L - 酪氨酸甲酯和苯丙酮酸为可能预测牙周炎进展率的潜在生物标志物，这有助于为牙周炎患者提供更合适的治疗和术后管理。不过，该研究也存在一定局限性，未来还需要更大样本量、跨种族样本的研究来进一步验证这些发现，并且对 II 期牙周炎 A、B 级患者治疗后的龈下微生物群和唾液代谢物进行纵向研究，持续监测其动态变化，以便更好地理解微生物与代谢物之间的相互作用。这项研究为牙周炎的早期预测和治疗提供了重要依据，对口腔医学领域的发展有着重要意义，有望在未来改善牙周炎患者的治疗现状。