作者：林仁杰，汪淑华，浙江中医药大学口腔医学院；戴安娜，丁佩惠，浙江大学医学院附属口腔医院

牙周炎是一种由菌斑生物膜引起的炎症性疾病，可引起牙齿周围支持组织的破坏，与糖尿病、心血管疾病、肾病综合征和不良妊娠结局等系统性疾病相关。其中，牙周炎和糖尿病之间的“双向关系”在许多研究中得到验证。研究表明，牙周炎患者2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus， T2DM)患病率显著高于非牙周炎患者；糖尿病患者较血糖正常人群更容易罹患牙周炎，牙周炎也被认为是糖尿病的第六大并发症。

越来越多的证据表明口腔细菌与糖尿病相关，糖尿病通过患者体内高血糖、高炎症状态影响口腔内牙周微生态环境，导致龈上、龈下微生物的种类及构成比等发生变化。唾液可以检测到大多数牙周病原体和炎症介质，无创并且易于收集，因此，唾液样本也常被用于口腔微生物的研究。本综述着眼于前沿细菌测序技术，旨在阐述糖尿病对牙周炎患者龈下菌群及唾液菌群组成的影响，以期有助于临床医师进行风险评估和治疗效果监测。

1. 菌群检测方法

随着测序技术的不断发展，糖尿病及牙周炎患者口腔细菌的差异性研究不断深入。传统的测序技术，如棋盘式DNA-DNA杂交和PCR技术，可对选定的细菌种类进行探查。PCR灵敏度较高，可以对指定的目标细菌群体或细菌群进行定量分析，但其成本和时间需求限制了可以评估的目标细菌和样本的数量。棋盘式DNA- DNA杂交和PCR技术由于检测到的选定物种数量有限，并不能用于调查整个细菌群落。

近年来，新一代测序技术(next generation sequencing， NGS)为探究糖尿病对口腔细菌的影响提供了更广阔且深入的途径。目前研究中常用的测序技术，如16S rRNA、宏基因组学等可以更准确地研究细菌群落的组成、多样性、进化关系以及基因功能，提供关于微生物群落组成的全局视图。16S rRNA测序技术除了被用于探索微生物多样性，还可用于发现可疑致病菌。

与传统细菌提取及培养技术相比，16S rRNA基因测序打破了常规培养法难以实现的厌氧菌培养限制，有助于更全面地了解疾病中的细菌群落。16S rRNA可以检测特定基因和途径，但在分类组成和微生物基因组潜力分析上有所限制。宏基因组学技术可以更广泛深入地探索糖尿病是否对口腔微生物组施加了显著的环境压力，虽然目前成本较高，但能提供了更高的分辨率，对序列和功能组成可以进行更具体的分类。

2. 糖尿病影响牙周炎患者龈下菌群的组成

龈下菌斑生物膜含有丰富的微生物群，在维持牙周组织健康和决定宿主反应方面发挥着关键作用。在牙周炎快速进展时期，非附着性龈下菌斑明显增多，毒力增强。系统性疾病对改变龈下牙菌斑生物膜的影响也很重要。大多数研究都是针对高血糖状态下龈下菌群的组成，在富含葡萄糖、促氧化剂，具有酸性、还原性和营养缺乏、免疫受损的龈下环境中，龈下菌群会随着环境压力的变化而变化。

2.1 基于传统测序技术的龈下菌群研究进展

目前靶向特定细菌种类的分子检测通常基于PCR技术。Joaquim等应用real-time PCR分别对患有2型糖尿病和血糖正常的牙周炎患者龈下菌斑生物膜中的7种目标菌群(包括齿垢密螺旋体(Treponema denticola)、牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)、福赛坦纳菌(Tannerella forsythia)、缠结优杆菌(Eubacterium nodatum)、微小小单胞菌(Parvimona micra)、具核梭杆菌(Fusobacterium nucleum)、中间普氏菌(Prevotella intermedia))进行定量研究，结果发现两组患者龈下细菌水平和流行率没有统计学差异。

另一项研究使用PCR和real-time PCR技术比较了患有2型糖尿病和血糖正常的中国牙周炎患者龈下菌群，在调整了吸烟状态、体重指数、简化口腔卫生指数、龈沟出血指数和平均探诊深度后，发现与血糖正常的牙周炎患者相比，伴2型糖尿病的牙周炎患者中齿垢密螺旋体和福赛坦纳菌的相对丰度显著升高，和糖化血红蛋白(HbA1c)水平呈正相关；中间普氏菌的相对丰度显著降低，与HbA1c水平呈负相关；牙龈卟啉单胞菌的相对丰度上未发现明显差异。造成以上两项研究结果不一致的原因可能与纳入排除标准、种族人群和饮食习惯之间差异有关。

2.2 基于高通量测序技术的龈下菌群研究进展

2.2.1 16S rRNA测序技术

研究牙周微生物复合体(尤其是红色和橙色复合体)的组成对牙周病的诊断具有重要意义。一项基于MinION的全长16S rRNA扩增子测序比较了红色复合体细菌(牙龈卟啉单胞菌、福赛坦纳菌和齿垢密螺旋体)和其他3个菌属(聚集杆菌属(Aggregatibacter)、梭杆菌属(Fusobacterium)和韦荣氏球菌属(Veillonella))的组成，发现伴糖尿病牙周炎患者龈下菌群中，经典牙周病原体的多样性增加；红色复合体细菌丰度出现改变，可能与宿主糖尿病相关反应相关，但糖尿病作为发生条件是必要不充分的，没有证据认为伴糖尿病牙周炎患者龈下生物膜成分比血糖正常的牙周炎患者更易变。

同时研究还认为伴糖尿病牙周炎患者的龈下菌群中可能存在特异性细菌可以监测疾病的发生，并且其改变先于附着丧失及骨吸收的发生。Rodríguez-Hernández等也对龈下菌群的组成进行了16S rRNA测序研究，发现同血糖正常的牙周炎患者相比，患有2型糖尿病患者的龈下菌群中橙色、黄色复合体细菌的比例较红色复合体更高，橙色、黄色复合体可能是致病的主要成分，与牙周病的严重程度相关。

伴糖尿病牙周炎患者菌群中表现出较低的生物多样性、厌氧菌水平及较高的兼性菌水平。Ganesan等采用16S rRNA测序技术对25例患者的龈下菌群进行了研究，在调整了各组的年龄、性别、体重指数以及牙周破坏的范围和严重程度后，发现伴糖尿病的牙周炎患者较血糖正常者龈下微生物多样性显著降低，乳杆菌属(Lactobacillus)、棒杆菌属(Corynebacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)相对丰度更高，密螺旋体属(Treponema)、卟啉单胞菌属(Porphyromonas)、普雷沃菌属(Prevotella)和小单胞菌属(Parvimonas)相对丰度更低。

糖尿病作为牙周炎的一项危险因素，其患者龈下菌群中与健康有关细菌的相对丰度和流行率降低，同时高血糖相关致病菌含量增加，会增加牙周炎的患病风险。Matsha等采用16S rRNA的测序技术同样也观测到伴糖尿病牙周炎患者龈下菌群生物多样性降低。血糖控制情况也与龈下菌群的变化相关，血糖控制不佳有利于发酵菌种(fermenting species)的产生，尤其是与丙酸盐或琥珀酸盐相关的菌种，而产生丁酸盐或丙酮酸盐的菌种水平减少；与血糖控制良好的牙周炎患者相比，血糖控制不佳的牙周炎患者龈下菌群生物多样性更低。

2.2.2 宏基因组学

Farina等利用高分辨率宏基因组鸟枪测序(high-resolution whole metagenomic shotgun sequencing)在物种水平对患者的龈下菌群进一步分析，结果显示：2型糖尿病与牙周炎或牙周健康患者龈下菌群物种相对丰度的差异无关；在2型糖尿病患者中，牙周炎与Anaerolineaceae bacterium oral taxon 439的相对丰度显著增高有关。

Shi等也通过宏基因组鸟枪测序(metagenomic shotgun sequencing)对51个普遍菌种进行测序，结果表明：伴2型糖尿病牙周炎患者与血糖正常牙周炎患者的龈下菌群存在明显差异；牙周炎状态下，血糖正常组中红色复合体细菌(牙龈卟啉单胞菌、福赛坦纳菌、齿垢密螺旋体)和橙色复合体的潜在机会致病菌(具核梭杆菌、直肠弯曲菌、中间普氏菌和变黑普氏菌)显著增加；糖尿病患者牙周炎状态下红色复合体基因的流行率较低，但在牙周健康状态下，糖尿病患者的龈下菌群中含有更多的橙色复合体基因，这些机会性病原体的存在意味着糖尿病患者患牙周炎的风险更高。

值得注意的是，吸烟作为另一项牙周炎的危险因素，和糖尿病可能具有协同作用。烟草化合物可能会产生厌氧、酸性、营养缺乏和免疫受损的微环境。2型糖尿病吸烟患者的龈下菌斑生物多样性进一步降低，且伴有较高水平的革兰氏阴性兼性厌氧菌和较低水平的革兰氏阳性专性厌氧菌。吸烟和糖尿病以独特方式影响龈下环境的环境压力，两者结合会导致菌群的协同变化。

3. 糖尿病影响牙周炎患者唾液菌群的组成

唾液微生物组来自口腔中的不同生态位，覆盖包括牙齿、牙龈、舌、腭和其他黏膜在内的所有口腔表面，可一定程度上反映龈上和龈下微生物中局部细菌的变化。唾液微生物组易于获取，组成也较为稳定，不易受环境因素的影响，对伴糖尿病牙周炎患者的唾液微生物组进行分析可以反映口腔微生物组的变化和糖尿病的发展，预测口腔的健康状况。

有学者利用16S rRNA技术对133例患者的唾液标本进行了研究，结果表明：与血糖正常的牙周炎患者相比，伴2型糖尿病牙周炎患者中类植物乳杆菌(Lactobacillus paraplantarum)和不动杆菌(Acinetobacter nosocomialis)的比例相对较高，牙龈卟啉单胞菌、中间普氏菌和念珠状链杆菌(Streptobacillus moniliformis)的比例则相对较低；类植物乳杆菌和不动杆菌的相对丰度在两组患者中均较高，协同发挥致病作用。其他唾液菌群中，放线菌门中大多数类群相对丰度较高，与2型糖尿病风险降低有关；而厚壁菌门中细菌相对丰度较高，与2型糖尿病风险增加相关。

牙周疾病不同进展阶段中，糖尿病对唾液菌群组成的影响不同。Sabharwal等在调整了年龄和体重指数后发现，与正常血糖的牙周健康人群相比，伴2型糖尿病的牙周健康患者唾液菌群的生物多样性减少；但是随着牙周疾病的发展加重，生物多样性随之增加。该研究中的选择性细菌主要由厌氧共生菌和潜在牙周致病菌组成，当糖尿病或牙周疾病单独存在时，唾液中选择性细菌都有所增加；但当糖尿病和牙周疾病共存时，这些菌群却有所减少。Saeb等研究发现与血糖正常人群的唾液菌群相比，糖尿病、前期糖尿病患者口腔微生物群中的生物和系统发育多样性明显减少，与高血糖状态有关的致病微生物成分增加有关。

4. 糖尿病对龈下和唾液菌群影响的差异性

在龈下和唾液菌群组成的差异性方面，一项Meta分析进行了相关描述，该研究共纳入了17项研究结果，对检出菌群的检测频率、细菌计数和相对丰度进行了分析，研究结果表明：两者检出的红色复合体细菌水平之间存在一定的正相关，但唾液菌群中红色复合体细菌的水平显著低于龈下菌群，提示唾液菌群可能不能准确地反映龈下菌群中红色复合体细菌水平，但唾液样本具有一定的可应用性。

5. 总结和展望

综上，糖尿病与牙周病患者口腔菌群生物多样性和细菌相对丰度降低的趋势相关，血糖控制不佳的牙周炎患者生物多样性进一步降低。糖尿病患者患牙周炎风险更高可能与其龈下、唾液中高血糖相关致病菌的相对丰度增加有关。但现有研究结果不完全一致，其原因可能在于：糖尿病患者的口腔菌群从牙周健康状态向牙周炎状态的改变可能并没有正常血糖患者显著；研究方法、取样方法、患者选择、糖尿病进程、采样位点(如牙周炎严重程度、牙周袋深度)以及测序(如测序方法、测序区域、测序深度)等差异可能对研究结果的影响程度较大。

之后研究可以对其他类型糖尿病、糖尿病和牙周炎的病程方面进行深层次的研究，探索能否在微生物水平上区分不同的临床状态，同时联合应用先进的测序技术对糖尿病患者菌群进行深入研究，结合代谢组学、转录组学、蛋白质组学等手段进一步探究血糖影响菌群变化的分子机制。

来源：林仁杰,戴安娜,汪淑华,等.糖尿病影响牙周炎患者口腔龈下菌群和唾液菌群组成的研究进展[J].口腔医学,2024,44(06):458-461+474.

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