齿垢密螺旋体与慢性牙周炎关系的研究进展
2025-08-18 来源:口腔颌面修复学杂志

作者:符静,王彬娉,海南省口腔医学中心·中南大学湘雅医学院附属海口医院

 

齿垢密螺旋体(Treponema denticola,Td)是一种革兰氏阴性厌氧菌,属解糖密螺旋体,最早发现于口腔之中。外膜中的外膜蛋白是Td的重要抗原,在与宿主相互作用中起到关键作用,周质轴丝是Td的主要运动器官,可进行伸缩、旋转等运动。Td具有类糜蛋白酶等多种毒力因子,可侵入牙龈上皮细胞及深层组织,引起牙槽骨吸收及免疫反应,导致机体细胞因子释放紊乱,进一步损伤口腔内组织。

 

Td可在慢性牙周炎(chronic periodontitis,CP)患者龈下菌斑中检出,被认作中等证据的牙周致病菌,而CP的众多致病因素中,牙周致病菌为始动因子,在CP的发生发展过程中起到关键作用。本研究对Td与CP的关系进行综述,旨在更好地理解Td在CP防治中的作用。

 

1. CP中的致病菌

 

CP是由全身因素和局部因素相互作用、相互拮抗引起的多因素疾病,全身因素主要指的是免疫炎症反应,局部因素主要指的是菌斑微生物。目前公认菌斑微生物是牙周炎发病过程中最主要的致病因素,多种细菌已经证实与CP发病有关,例如,牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,Pg)、中间普氏菌(Prevotellaintermedia,Pi)和Td,根据牙周炎的状况和龈下菌群的聚集特征,一些学者将菌群分为六个复合体:红色、橙色、黄色、绿色、紫色和蓝色。

 

第一个复合体(红色)表示与牙周炎密切相关的菌群,包含Pg、Td和福赛坦氏菌(Tannerella forsythia,Tf);第二个复合体(橙色)表示与牙周炎密切相关的核心类群,包含具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum,Fn)、Pi、产黑普氏菌(Prevotella melaninogenica,Pm)、直肠弯曲杆菌(Campylobacter rectus,Cr)等;第三个复合体(黄色)包含血链球菌(Streptococcus Sanguis,Ss)、轻型链球菌(Streptococcus minor,Sm)、戈登链球菌(Streptococcus gordonii,Sg)和中间链球菌(Str.intermediusgroup)等;第四个复合体(绿色)包含二氧化碳噬纤维菌(Capnocytophagaspecies)、弯曲杆菌(Campylobacter)、侵蚀艾肯菌(侵蚀艾肯菌(Eikenella corrodens,Ec)等;第五复合体(紫色)包含韦荣球菌(Veillonella parvula,Vp)和龋齿放线菌(Actinomyces odontolyticus,Ao);第六个复合体(蓝色)由放线菌(Actinomycete)组成。

 

同时,还提出第一复合体与牙周袋深度和探诊出血程度密切相关,第二复合体影响牙周袋深度,第一复合体和第二复合体之间紧密的相互作用关系,也对牙周疾病的诊断有一定价值。在不同致病菌中,红色复合体成员Td在形态学特征上与其他致病菌有明显区别,即其特有的周质鞭毛。周质鞭毛使Td具有能动性,不仅可促进Td生物膜形成,还能使Td与其他牙周微生物充分接触、相互作用,发挥协同作用。

 

2. Td

 

2.1 Td生物学特征

 

Td的形态呈密螺旋形结构,其生物学长度介于6-10μm之间,宽度介于0.1-0.5μm之间。Td细胞两侧的鞭毛轴丝能有效维持其束状结构,同时运动产生的旋转力促进其波浪状快速运动,所以即使在狭窄的细胞周围空间内,Td也能灵活旋转。红外分析结果显示,在Td的外膜中可以看到大量的异构脂肪酸。这种异构体脂肪酸的化学结构与革兰氏阳性菌的脂磷壁酸相似,但功能上,该分子与脂多糖类似。

 

Td为专性厌氧菌,对氧十分敏感,一般只有在严格厌氧环境才能正常生长。H2S能产生细胞毒性作用,在深牙周袋中其浓度可达2 mmol/L。Td是少数能在如此高浓度H2S中生存的微生物之一,该特性允许其在深牙周袋中生存并发挥持续的致病作用。这主要原因是其特殊的代谢途径,与其他种类密螺旋体不同,Td以氨基酸作为主要能量来源,而非葡萄糖

 

2.2 毒力因子与致病作用

 

Td发挥致病作用主要与其黏附作用、运动性、影响机体免疫、细胞毒性等方面有关。

 

黏附作用:Td主要发挥黏附作用的是外膜当中的主要表面蛋白(major surface protein,MSP),其拓扑异构膜类似于其他细菌孔蛋白,可形成亲水性孔蛋白样跨膜结构,从而黏附于牙龈纤维组织上,与宿主细胞起纤维连接作用。通过该机制,Td开启致病第一步,脯氨酰-苯丙氨酸特异性蛋白酶辅助MSP并与其结合,促进Td在宿主中的增殖和侵袭,为其随后牙周炎发生提供条件。黏附到宿主组织后,Td与宿主的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)结合,将MSP黏附到宿主的牙龈纤维母细胞上。

 

运动性:细菌的运动性在其致病能力、细菌在宿主部位的有效定位、逃避宿主免疫系统的攻击过程中起着重要作用。Td主要通过鞭毛发挥其运动能力,鞭毛轴丝通过特殊的平行排列形成紧密结构,可保持鞭毛的结合力和延展性,有利于充分发挥鞭毛的快速运动能力。

 

影响机体免疫:与其他口腔病原体类似,Td可通过减少体液免疫和细胞免疫机制的监视和攻击,减弱身体的自我防御能力。细菌的黏附相关蛋白不仅能帮助Td定殖,还能使其逃避免疫监视。脯氨酰-苯丙氨酸特异性蛋白酶蛋白除了有效抑制白介素6(Interleukin-6,IL-6)、白介素8(Interleukin-8,IL-8)和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)活性外,还能水解免疫球蛋白G、免疫球蛋白A和C3补体片段,削弱补体相关途径的激活,极大地降低体液免疫功能和有效性。

 

当MSP产生时,炎症因子会更快地释放,促进了炎症反应。同时,MSP与脂寡糖共同作用后,破骨细胞分化因子被激活,加速破骨细胞的分化,并与Toll样受体2竞争性结合,钝化IL-8的激活,扰乱免疫进程中有序识别功能。

 

细胞毒性:Td的细胞毒性主要表现为对组织细胞结构和功能的破坏,对上皮屏障完整性的破坏,对骨组织吸收的促进,从而引起牙髓炎、根尖周炎的发生及根尖骨组织的破坏。

 

3. Td在感染牙周中的致病情况

 

厌氧菌和兼性厌氧菌是牙周感染的主要原因,牙周炎、牙龈炎和牙周脓肿等牙周病均与Td有直接关系。牙周炎、牙龈炎的发生均是由口腔病原菌的黏附和侵袭引起。张雪梅等人研究结果显示,无论是牙周健康者还是CP患者,龈下菌斑中均能检测出Td,但CP患者龈下菌斑Td数量明显高于健康者,且随着CP严重程度增加,Td数量和比例分布也相应增加。该研究说明Td普遍存在于龈下菌斑,龈下菌斑Td定植水平及分布比例与CP严重程度呈正相关。

 

Kocak等人以2型糖尿病合并CP患者为研究对象,先采用龈下刮治和根面平整术治疗,然后使用二极管激光做牙周袋清创治疗,分别在治疗前、治疗后1个月和3个月进行龈下菌斑取样,结果显示,与治疗前相比,患者治疗1个月和3个月时Td数量显著减少,说明Td是牙周炎的主要致病菌之一。

 

Orth等使用动物实验模型表明,Pg和Td可以协同刺激宿主产生免疫反应,促进IL-6、IL-8和其他炎症因子的释放,激活作用区域会聚集破骨细胞,最终引起牙槽骨的病理萎缩、吸收。叶兴如等人对中重度CP患者口腔环境中致病菌进行检测,结果发现Pg、Tf、Td三种细菌共存(即“红色复合体”),在总菌量中占比分别为3.45%、1.71%、0.27%,接受治疗后,占比均降低,且三种细菌之间两两相关。“红色复合体”中的三种细菌可能通过协同作用方式诱发牙周感染的发生,三种细菌协同作用时比仅仅只有一种细菌时的出血和牙周袋形成的可能性更大。以上研究证明了CP与这三种细菌复合感染之间的关系密切。

 

Chen等发现,在162个龈下组织样本中均发现Td、Pg和Actinomycete,其检出率分别为84.6%、83.3%和88.3%。高达68%的样本同时检测到三种细菌的感染。联合感染对牙周组织的损害比单一感染或任何两种病原菌更严重。其中,Td在重度CP的牙周袋中检测出来,而Pg和Actinomycete则经常出现在中度CP的牙周袋,这表明Td是主要的致病菌,并与Pg和Actinomycete共同致病。Td还可通过多种机制参与牙周病的发生发展,研究表明,Td能诱导β-防御素2激活免疫系统,并导致大量NF-κB产物形成,促进大量炎症因子如IL-1β、IL-6、IL-10等的产生进而促进炎症的发生和发展。

 

4. Td在CP中的检测方式

 

有许多技术可用于细菌的定量鉴定,包括细菌培养、流式细胞术、DNA探针、酶联免疫吸附测定等,但每种技术都有其缺点。细菌培养可以定量鉴定细菌,但该技术通常比较粗糙,灵敏度较低。使用DNA探针对潜在牙周感染进行定量分析的研究很多,但这种方法的灵敏度很低,且样品中的浓度必须为103-104拷贝/UL。

 

牙周病学领域经常使用变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)进行微生物研究。与聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)结合的DGGE指纹图谱是检测Td的关键工具,有利于各种样品中细菌种群多样性的分析。然而,随着测序技术的进步,研究人员发现了DGGE指纹识别中的缺陷,例如,一种细菌可能会显示多个条带,或者多种细菌可能会出现在同一位置,这可能影响不同样本细菌差异性分析,难以确定是物种还是数量引起的差异。

 

16S r RNA基因是细菌染色体上与编码r RNA相对应的DNA序列,是分子生物学检测中最常用的基因,具有高度保守性。16S r RNA基因是PCR检测的最佳模板,用于鉴定不同细菌物种之间的种内或种间差异。Td是由tdpA基因编码表达,该基因有高度保守性,所以该分子在检测Td中具有重要意义。但当16S rRNA序列同源性超过99.5%时,鉴定结果的精确性则相对较差,所以在Td检测技术方面还需进行更多的研究与探索。

 

5. CP中Td的治疗

 

机械疗法是目前减少牙周炎中Td的主要方法,可消除和抑制感染性细菌,为牙周组织创造一个健康的环境。有学者在研究机械治疗后CP可疑致病微生物的检出量与临床疗效的关系中表明,治疗后Pg、Td和Tf显著低于治疗前,并认为以上三种菌可作为评估疗效的微生物指示菌。陈丹宇等同样认为机械治疗可显著减少CP中的Td数量。然而,对于牙根表面结构复杂、器械难以进入的区域,需要补充应用抗菌药物以控制感染,提高治疗效果。

 

由于过度使用抗菌药物会产生各种负面影响,研究人员已经利用其他方法来治疗牙周炎的龈下菌斑。殷艳丽等认为Nd:YAG激光和SRP疗法治疗CP可以帮助降低牙龈卟啉菌、Tf和Td在龈下菌群中的数量。用合适波长的激光照射病变区,光敏剂在激光的作用下释放的能量可以促进小范围内活性氧团的形成,尤其是单态氧,而活性氧簇的氧化应激效应,可以广泛地破坏微生物的细胞结构,从而达成杀菌效果。

 

6. 总结

 

Td作为CP的主要致病菌,近些年引起学者们的不断关注,然而,Td在CP的发生发展及治疗中仍有许多不明确的方面,例如不同地区、种族及人群其龈下菌群是否有差异,Td在其中扮演怎样的角色?不同程度牙周炎中的Td差异如何?不同年龄段CP的Td是否存在差异?目前仍不得而知,因此有必要进行深入研究。

 

来源:符静,王彬娉.齿垢密螺旋体与慢性牙周炎关系的研究进展[J].口腔颌面修复学杂志,2024,25(03):223-227.


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