口腔微生物與阿爾茨海默病相關性研究進展

尹晶菊，葛頌

(1 遵義醫(yī)學院，貴州遵義563000；2 遵義醫(yī)學院附屬口腔醫(yī)院)

人類口腔中已經定植超過700種不同的微生物，如細菌、病毒、真菌等?？谇皇侨梭w五大菌庫之一?？谇晃⑸镉斜姸鄺⒌兀缟?、頰、牙齦、齦溝、腭及唾液等，這些棲息地在年齡、口腔衛(wèi)生狀況、氧化還原電位及宿主的免疫反應等方面存在差異，因而也造就了口腔微生物組成的多樣性。阿爾茨海默病(AD)是一種慢性神經退行性疾病，是老年癡呆最常見的形式，其臨床表現(xiàn)在于記憶減退、行為改變和不能進行正常的日?；顒印Ｔ摷膊∈滓牟±硖卣魇羌毎獾矸蹣拥鞍爪?Aβ)聚集形成的老年斑(SP)、細胞內Tau蛋白過度磷酸化(p-Tau)形成的神經原纖維纏結(NFTs)以及大面積神經元的丟失或損傷[1]。研究發(fā)現(xiàn)，口腔微生物在AD的發(fā)病機制中可能充當啟動器或輔助因子的作用，一方面可激活神經膠質細胞，引發(fā)大腦內炎癥；另一方面可與機體相互作用誘發(fā)Aβ、p-Tau的形成和(或)積聚，由此導致AD的發(fā)生、發(fā)展?，F(xiàn)將口腔微生物與AD的相關性綜述如下。

1 細菌

1.1 牙周致病菌 研究發(fā)現(xiàn)，與AD相關的一些重要的牙周病原體有牙齦卟啉單胞菌(Pg)、福賽坦菌(Tf)、具核梭桿菌(Fn)、中間普菌(Pi)和齒垢密螺旋體(Td)，其中Pg、Td、Tf具有免疫力庫，可以規(guī)避宿主的免疫監(jiān)視得以存活和生長，并創(chuàng)建和維持炎癥毒性環(huán)境[2]。研究認為，牙周致病菌可能通過以下3種機制影響AD[3，4]：①牙周病原體以及病原體相關分子模式[脂多糖(LPS)、肽聚糖、鞭毛蛋白等]與宿主反應提高促炎細胞因子水平，大量炎性細胞因子進入全身循環(huán)，增加全身炎癥負擔，這可能使神經膠質細胞激活導致神經元破壞、損傷。Stein等[5]檢查AD患者中牙周細菌的血清抗體水平，發(fā)現(xiàn)在認知障礙之前，患者體內牙周細菌的抗體水平升高數(shù)年。Ishida等[6]研究發(fā)現(xiàn)，與對照APP-Tg小鼠比較，接種Pg的APP-Tg小鼠海馬和皮質內Aβ40和Aβ42水平更高，腦組織中IL-1β和TNF-α表達升高，并且認知功能顯著受損，表明牙周致病菌所誘發(fā)的宿主反應可能促進AD發(fā)生或進展。②存在于牙菌斑生物膜中的細菌和(或)毒力因子可直接通過血流、周圍神經等侵襲大腦。Poole等[7，8]在一次人體死后12 h研究中顯示，Pg連同Td、Tf及其組分在10例AD腦組織中被鑒定，并證實在4例AD病例腦組織中存在Pg的LPS。隨后，該課題組進行動物實驗，使12只Apo E-/-小鼠口服感染Pg、Td、Tf和Fn作為單一和多種微生物感染，在慢性感染12、24周后處死；結果發(fā)現(xiàn)，除了Fn單一感染小鼠外，所有小鼠腦組織中均分離出細菌基因組DNA，通過測序擴增產物證實了感染期間細菌侵入大腦，并證實了小鼠大腦中存在Pg細菌基因組DNA并激活補體級聯(lián)。③牙周病原體LPS可能誘導炎癥細胞浸潤到腦血管內，造成血管內皮損傷、血小板積聚及血栓形成等，間接造成神經元損傷。另外，Canobbio等[9]也提出，血小板的積聚可能促進淀粉樣前體蛋白(APP)、Tau蛋白形成，使APP衍生出的Aβ也增加，從而促進AD的發(fā)生、發(fā)展，反過來增多的Aβ也可能加劇血小板的活化，使活性氧簇生成增多，促凝血表型增加等。由此可見，牙周病原體和(或)毒力因子可能到達AD患者大腦，它所引發(fā)的腦血管病變也可能促進AD進展。

1.2 螺旋體 螺旋體是具有內鞭毛的螺旋形革蘭陰性細菌，具有強親神經性，可引起慢性持續(xù)性感染。Miklossy等[10～12]系列研究發(fā)現(xiàn)，使用暗視野顯微鏡檢查發(fā)現(xiàn)螺旋體存在于14例AD患者的血液、腦脊液(CSF)和腦組織中，但在13例對照樣本中均未發(fā)現(xiàn)；并在AD腦組織中螺旋體(口腔和非口腔)檢測出率比非AD對照組高約8倍。另外，Riviere等[13]研究發(fā)現(xiàn)，AD腦樣本中分離出Td的頻率高于非AD腦樣本約4倍，并在三叉神經節(jié)、腦橋、海馬中發(fā)現(xiàn)了2種類型的密螺旋體抗原。這些說明螺旋體可能通過三叉神經進入腦部，從而誘發(fā)或加重AD。

1.3 幽門螺旋桿菌(Hp) 作為一種彎曲的螺旋形革蘭陰性菌，Hp在口腔中普遍存在。Hp可能通過口-鼻-嗅神經途徑或破壞血腦屏障進入大腦，從而引發(fā)神經變性[14]。Roubaud Baudron等[15]評估受試者血清樣本中Hp感染率，發(fā)現(xiàn)391位(64.8%)受試者血清Hp陽性，并且感染者癡呆患病率較高；經過20年的隨訪，發(fā)現(xiàn)癡呆病例148例，在控制混雜因素后，確定Hp感染是發(fā)生癡呆的危險因素。Kountouras等[16]從AD患者和非AD受試者的胃黏膜取樣，前者Hp感染的組織學檢出率明顯高于年齡匹配的非AD受試者。動物研究同樣也支持AD和Hp感染之間的關聯(lián)。Wang等[17，18]研究表明，腹腔注射Hp濾液可導致大鼠的空間學習和記憶缺陷、海馬樹突棘成熟異常以及大鼠海馬和皮質中早老素2和Aβ42增加以及p-Tau的形成。盡管上述研究均支持的是胃部Hp感染與AD相關，但有學者提出口腔是Hp除胃以外另一個重要的儲蓄池，且口腔內Hp感染率顯著高于胃部[19]。另外，也有大量研究證實在行牙周基礎治療后，患者Hp復發(fā)率降低及根除率升高，這從側面反映出口腔Hp的存在在一定程度上可能影響胃部Hp感染和再感染。再考慮到口與胃距離腦部的距離，因此口腔Hp感染相對于胃部Hp感染來說可能更能促進AD的發(fā)展。

2 病毒

2.1 單純皰疹病毒1型(HSV-1) HSV-1是一種嗜神經病毒，可經過口腔、呼吸道、生殖器以及皮膚破損處侵入體內，潛居于人體正常黏膜、血液、唾液和三叉神經節(jié)等部位中。研究發(fā)現(xiàn)，病毒可通過周圍神經系統(tǒng)或嗅覺束重新激活并進入大腦，HSV-1在大腦中潛伏，但可能會隨著壓力、免疫抑制、應激、外周感染或腦中的炎癥等因素周期性地重新激活，再活化的病毒通過直接侵襲或氧化應激作用導致Aβ的沉積和p-Tau蛋白形成，其最終形成SP和NFTs；并且，APO Eε4等位基因也可能影響腦內病毒，加重其再激活程度[20，21]。IgM的存在，是病毒原發(fā)性感染活化或復活的標志[3]。Lovheim等[22]的一項縱向研究包括3 432位受試者，平均隨訪時間為11.3年，表明血清樣品抗HSV IgM抗體陽性使發(fā)展為AD的風險加倍。Mancuso等[23]研究輕度AD患者的血清抗HSV-1 IgG滴度和通過MRI測量皮層灰質容量顯示，與年齡匹配的健康對照相比，升高的抗HSV-1 IgG滴度(>75%)在AD中更為常見，這與皮層雙側顳側和眶額葉灰質體積呈正相關，從而為HSV-1感染作為AD 的病因提供支持。Martin等[24]檢測HSV-1感染期間小鼠的三叉神經節(jié)和大腦皮層中神經炎癥和神經變性標志物，目的是找到HSV-1再激活的證據；最后，他們不僅在感染的急性癥狀階段，而且感染后60 d，在無癥狀潛伏期開始之后檢測到病毒性ICP4蛋白；表明病毒發(fā)生了再激活，重新激活伴隨著Toll樣受體4(TLR-4)、IFN-α/β、p-IRF、p-Tau等標志物的上調。這些證據支持HSV-1在大腦中反復激活的假設，通過觸發(fā)TLRs途徑，干擾APP新陳代謝來促進神經炎癥，因此可能帶來神經變性風險。

2.2 巨細胞病毒(CMV) CMV是一種β皰疹病毒，在免疫活性正常的宿主中可引起持續(xù)性終身無癥狀感染；與HSV-1一樣，CMV可能在免疫缺陷或其他條件下重新激活[20,25]。Carbone等[26]研究了一組老年患者，發(fā)現(xiàn)在5年隨訪期內發(fā)生臨床AD者的基線CMV IgG抗體水平顯著高于對照組。Lurain等[25]分析AD患者的血清、CSF及冷凍保存的淋巴細胞，發(fā)現(xiàn)CMV抗體水平與NFTs相關；超過80%CMV血清陽性受試者的CSF中存在IFN-γ，但對照人群中未檢測到，且CSF 中IFN-γ水平與NFTs顯著相關；此外，在CMV血清陽性的外周循環(huán)中，衰老T細胞(CD4+或CD8+CD28-CD57+)的百分比與陰性細胞相比顯著升高。很遺憾，這項研究沒有證實CMV存在于AD患者的大腦中。然而，這些研究結果支持 CMV感染可誘發(fā)特異性T細胞免疫應答，使促炎細胞因子增多，從而使Aβ、NFTs沉積，可能是AD的一個潛在風險因素。

2.3 人類皰疹病毒6型(HHV-6)和EB病毒(EBV) HHV-6也具有嗜神經性，可在腦中潛伏感染。Lin等[27]研究了50例AD患者的大腦樣本，發(fā)現(xiàn)約70%的額顳區(qū)皮質樣本中含有 HHV-6，與年齡匹配的35例正常腦樣本中僅40%含有 HHV-6。Carbone等[26]發(fā)現(xiàn)，AD患者外周血白細胞(PBL)樣本中HHV-6陽性率23%，對照人群僅4%；對一組老年人進行5年隨訪，發(fā)現(xiàn)基線水平上PBL HHV-6 DNA陽性與認知能力下降和AD發(fā)展相關。

EBV也是皰疹病毒家族中的一類，在口咽部上皮細胞內增殖并可長期潛伏在人體淋巴組織中，當機體免疫抵抗力下降時，EBV病毒可再激活引發(fā)感染。Carbone等[26]檢測來自AD組和非AD對照組的PBL和大腦樣本中EBV DNA的存在，結果發(fā)現(xiàn)AD患者PBL中EBV DNA陽性率(45%)顯著高于對照組(31%)，受試者均發(fā)現(xiàn)APO Eε4陽性；5年隨訪期內，發(fā)生AD的一組老年人中基線PBL EBV DNA陽性和血清EBV IgG抗體水平顯著增加。雖然，目前關于EBV、HHV-6與AD關系的研究有限，但以上研究均表明該病毒可能是老年人認知功能惡化和AD進展的危險因素之一。

3 真菌

研究發(fā)現(xiàn)，與AD相關的口腔真菌有白假絲酵母菌(Cal)、熱帶假絲酵母菌 (Ctr)、光滑假絲酵母菌等，均是條件致病菌，通常在病弱個體中具有致病性，或者局部因素有利于其生長。Pisa等[28]使用免疫組織化學法分析AD患者額葉皮層的組織表明，腦組織內存在包含Cal在內的多種真菌；同一研究組，提取AD腦樣本利用真菌DNA序列鑒定真菌物種，發(fā)現(xiàn)包括Cal、Ctr在內的多種真菌在脈絡叢、內嗅皮層/海馬、外部額葉皮質等區(qū)域存在感染；并且，兩項研究也均發(fā)現(xiàn)在腦毛細血管中也有此現(xiàn)象。因為大多數(shù)AD患者的中樞神經系統(tǒng)中表現(xiàn)出血管損傷，并有高達90%的AD患者出現(xiàn)各種腦血管病變，Aβ在腦毛細血管、中小動脈壁的沉積是明顯的。因此推測，血管中存在的真菌感染，可能會誘發(fā)Aβ沉積和血管病變，從而引發(fā)AD。

綜上所述，口腔微生物可能通過全身循環(huán)、神經通路及其他途徑間接或直接加重腦組織炎癥，引發(fā)神經變性，因此在AD發(fā)展過程中的作用不可忽視。大量證據表明，牙周致病菌、螺旋體、HSV-1與AD密切相關，但仍未明確兩者間的因果關系。雖然，如CMV、HHV-6、EBV為非口腔常駐微生物，但從口腔微生物組學觀念來看，三者雖以低豐度的形式展現(xiàn)，但也可對疾病產生不可估量的影響。再者，鑒于AD腦中存在微生物的多樣性，是否有其他口腔細菌、真菌或病毒也附著在AD患者腦中以螺旋體為主的生物膜上，或者AD患者腦中存在由不同口腔微生物形成的多種生物膜，仍有待深入研究。而另一方面，由于多種口腔微生物感染可能導致對AD治療的更高抗性和造成更嚴重的癡呆，因此充分認識口腔微生物與AD之間的聯(lián)系，可為AD發(fā)病機制、風險預警及療效預測相關研究提供依據。