口腔微生物與心血管疾病的相關(guān)性研究進(jìn)展

趙洋洋，郭玉洪，劉 原，馮嬌群，唐耀平，2

口腔微生物群是人體五大菌庫之一，人類口腔中存在約700余種微生物，其中獲得純培養(yǎng)的有250余種[1-2]，包括細(xì)菌、真菌和病毒等。其中細(xì)菌占據(jù)大多數(shù)[3]，一般正常成年人的口腔中有500億～1 000億細(xì)菌?？谇晃⑸锊粌H固定在口腔中發(fā)揮其正常的生理功能，還能轉(zhuǎn)移到身體的其他部位，引起感染和局部炎癥反應(yīng)[4]。近年來，隨著微生物學(xué)研究的進(jìn)展，口腔微生物與數(shù)種常見重大慢性非傳染性疾病之間的相關(guān)性研究也逐步證實(shí)，口腔微生物與心血管疾病(cardiovascular diseases，CVDs)、消化系統(tǒng)疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等全身系統(tǒng)性疾病以及類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、糖尿病、腫瘤、早產(chǎn)等有關(guān)[5]。在CVDs的病因及病理學(xué)研究中，高血壓、高血脂、吸煙、飲酒及遺傳因素等經(jīng)典危險(xiǎn)因素對(duì)誘發(fā)或加重CVDs的影響是毋庸置疑的[6-7]。然而研究人員也逐漸意識(shí)到，這些影響因素并不能解釋CVDs所有的臨床表現(xiàn)和流行病學(xué)特征，由其引起的CVDs僅占臨床總發(fā)病率的50%～70%[8]，還有一部分CVDs病因尚不明確。近幾年，國內(nèi)外流行病學(xué)研究表明，細(xì)菌與病毒感染引起的炎癥反應(yīng)與CVDs的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)，由口腔微生物群失調(diào)引起的口腔感染是這類炎癥反應(yīng)的重要組成部分。口腔微生物與CVDs關(guān)系的研究最早見于1963年[9]，隨著人們認(rèn)識(shí)的廣泛性和研究的深入性，其相關(guān)性越來越得到研究者們的認(rèn)同。

1 口腔微生物對(duì)CVDs的致病作用

1.1 口腔微生物對(duì)冠心病的致病作用 來自中國、美國和德國等十幾個(gè)國家的研究人員曾大量報(bào)道口腔感染性疾病與冠心病等CVDs之間的關(guān)系[10-11]。研究發(fā)現(xiàn)，口腔微生物群失調(diào)與動(dòng)脈粥樣硬化心血管事件的比值比、風(fēng)險(xiǎn)比和相對(duì)危險(xiǎn)度增加呈顯著的正相關(guān)[12]。Menon等[13]利用16SrRNA擴(kuò)增子測(cè)序技術(shù)在冠心病病人的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中發(fā)現(xiàn)了引起牙周炎和齲齒的口腔細(xì)菌種類，且冠心病與齲齒在口腔微生物群的組成上有極大的相似之處，表明口腔微生物與冠心病有關(guān)聯(lián)。Fak等[14]對(duì)92例病人的口腔微生物進(jìn)行焦磷酸測(cè)序，發(fā)現(xiàn)口腔內(nèi)豐富的厭氧菌可能與動(dòng)脈粥樣硬化有關(guān)。Koren等[15]選取15例受試者，使用454焦磷酸測(cè)序16S rRNA基因檢測(cè)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊、口腔和內(nèi)臟組織中的微生物多樣性，研究發(fā)現(xiàn)口腔和腸道內(nèi)的部分微生物可以影響血漿膽固醇水平的表達(dá)，從某種程度上來說，口腔細(xì)菌的存在可能導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化和CVDs的發(fā)生。廖武堂等[16]也發(fā)現(xiàn)了通過改善牙周感染性癥狀，消除口腔牙周致病菌，可以減少機(jī)體炎癥反應(yīng)，降低血脂水平，減少動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生的可能性。這為冠心病的病因探索和臨床治療手段的補(bǔ)充開辟了廣闊的思路。

心肌梗死屬于冠心病的一種類型。1989 年，Mattila等[17]曾在研究中證實(shí)了口腔微生物群失衡所致的牙周炎與急性心肌梗死(AMI)存在相關(guān)性。Stein等[18]曾發(fā)現(xiàn)大量AMI病人具有終末期牙周慢性感染的證據(jù)，并且通過聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)測(cè)定致病血栓，檢測(cè)到多種牙周病原體，其中以放線桿菌和牙齦卟啉單胞菌居首。王紹峰等[19]通過對(duì)比分析老年AMI病人口腔牙周臨床指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)老年AMI與牙周臨床指標(biāo)及牙周炎患病之間聯(lián)系密切。有研究選擇60歲以上AMI病人為研究對(duì)象，通過檢測(cè)牙科情況、心功能指標(biāo)及外周血炎性因子表達(dá)，結(jié)果顯示，AMI病人的牙周疾病程度更嚴(yán)重，炎性因子表達(dá)水平的等級(jí)更高[20]。Górski等[21]通過病例對(duì)照研究，對(duì)社會(huì)人口學(xué)、心臟病學(xué)和牙周學(xué)變量進(jìn)行評(píng)估，分析發(fā)現(xiàn)經(jīng)年齡、性別、吸煙、高血壓、糖尿病、體質(zhì)指數(shù)、教育程度、收入等因素調(diào)整后，牙周炎與AMI之間存在一定的正相關(guān)。Holmlund等[22]對(duì)比口腔健康是否與心肌梗死、心力衰竭和中風(fēng)3種不同的CVDs相關(guān)，選擇探牙出血(BOP)、牙囊深度(NDP)和牙槽數(shù)(NT)3項(xiàng)指標(biāo)作為研究靶點(diǎn)，結(jié)果顯示，以牙槽數(shù)為主要代表的口腔健康指標(biāo)與心肌梗死、心力衰竭相關(guān)。因此，在心肌梗死的流行病學(xué)研究中，口腔微生物的影響作用不容忽視，某些口腔指數(shù)甚至可以作為其臨床研究的指標(biāo)。

1.2 口腔微生物對(duì)高血壓的致病作用 口腔微生物在高血壓病程中也發(fā)揮著重要的生理作用。阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(OSAHS)是高血壓的獨(dú)立危險(xiǎn)因素之一，Ko等[23]選擇了139個(gè)口腔樣本，并通過焦磷酸測(cè)序和16S rRNA的生物信息學(xué)分析確定其微生物的組成，發(fā)現(xiàn)OSAHS合并高血壓病人中牙齦卟啉單胞菌和放線桿菌的相對(duì)豐度較高，促炎細(xì)胞因子升高，可知口腔微生物與高血壓密切相關(guān)，闡明口腔微生物群的差異有助于了解OSAHS相關(guān)高血壓的發(fā)病機(jī)制。有研究采用DNA-DNA棋盤雜交技術(shù)檢測(cè)11種齦下細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)齦下牙周致病菌的水平與收縮壓/舒張壓的升高及高血壓患病率直接相關(guān)[24]。程倩等[25]利用聚合酶鏈反應(yīng)變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)指紋圖譜技術(shù)對(duì)老年高血壓病人的口腔唾液微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究分析，結(jié)果顯示，與健康對(duì)照組相比，高血壓病人唾液微生物群落的豐富度和Shannon指數(shù)顯著降低。也有研究表明，刷牙頻率低的人患高血壓的風(fēng)險(xiǎn)明顯高于飯后刷牙的人，減少刷牙次數(shù)會(huì)增加高血壓的發(fā)生率[26]。

1.3 口腔微生物對(duì)CVDs產(chǎn)生致病作用的機(jī)制 目前認(rèn)為口腔微生物對(duì)心血管產(chǎn)生致病作用主要與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成相關(guān)：①口腔微生物可以通過其表面膠原樣分子和血小板聚集相關(guān)蛋白促進(jìn)血栓形成[27]；②革蘭陰性菌釋放的脂多糖可以通過刺激免疫調(diào)節(jié)因子從宿主釋放以結(jié)合T細(xì)胞受體或內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的發(fā)生；③口腔微生物中的菌毛和內(nèi)毒素等毒力因子會(huì)造成牙周組織損傷，引起上皮屏障缺陷，從而進(jìn)入血液循環(huán)，嚴(yán)重影響血管內(nèi)皮細(xì)胞功能，導(dǎo)致內(nèi)皮功能紊亂、動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成和其他疾病[28]；④口腔感染性細(xì)菌可刺激細(xì)胞產(chǎn)生大量炎性因子，如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)等[29]，破壞機(jī)體免疫系統(tǒng)，引起相關(guān)炎癥及血管內(nèi)皮損傷，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成；⑤口腔內(nèi)的血鏈球菌通過破損的口腔黏膜進(jìn)入血液，激活單核細(xì)胞發(fā)生外源性凝血，誘導(dǎo)血小板發(fā)生血栓樣聚集，形成菌血癥促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成。綜上可知，口腔微生物的參與對(duì)于動(dòng)脈粥樣硬化引起的諸多CVDs的發(fā)生發(fā)展至關(guān)重要，兩者相互影響、密不可分，提示口腔微生物可作為了解心血管系統(tǒng)疾病的重要窗口。

2 口腔微生物對(duì)CVDs的保護(hù)作用

2.1 口腔微生物對(duì)冠心病的保護(hù)作用 口腔微生物通過促進(jìn)一氧化氮(NO)的產(chǎn)生在人類心血管生理中發(fā)揮重要的共生功能。近年來，隨著NO、口腔微生物和冠心病內(nèi)在關(guān)系的研究層層深入，NO已被逐漸認(rèn)識(shí)到在人類許多生理病理過程中扮演著重要的角色，是維護(hù)血管自身內(nèi)環(huán)境平衡防治CVDs的重要信息分子[30]。其中口腔微生物通過激活NO補(bǔ)充途徑[硝酸鹽(NO3-)-亞硝酸鹽(NO2-)- NO][31]釋放大量NO，發(fā)揮控制血壓、抑制血小板聚集和保護(hù)血管活性的功能[32]，有效提高NO生物利用度，減少組織氧化應(yīng)激的產(chǎn)生[33]，預(yù)防心肌缺血-再灌注損傷，起到良好的心血管保護(hù)作用。NO補(bǔ)充途徑不依賴于氧(O2)，在NO2-濃度降低的情況下依賴口腔微生物激活，是對(duì)一氧化氮合酶(NOS)依賴途徑的有益補(bǔ)充，其相關(guān)研究是證實(shí)口腔微生物對(duì)冠心病等CVDs具有保護(hù)作用的有利依據(jù)。

2.2 口腔微生物對(duì)高血壓的保護(hù)作用 高血壓會(huì)增加病人罹患心臟病和中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)，據(jù)估計(jì)，盡管使用藥物進(jìn)行積極的治療，但其中只有約50%的病人能夠較好地控制血壓，口腔特定菌群的存在與否可能決定血壓的穩(wěn)定水平。通過使用口服抗菌劑破壞腸唾液循環(huán)可導(dǎo)致高血壓相關(guān)收縮壓升高。Tribble等[34]通過16S rRNA基因測(cè)序和分析，檢測(cè)使用氯己定防腐漱口水1周是否與有口腔衛(wèi)生行為記錄且無口腔疾病的健康正常血壓個(gè)體的舌體菌群變化和靜息收縮壓有關(guān)。研究表明，通過定期清潔口腔，維持口腔健康，并從飲食中攝入足夠的NO3-，可以改善靜息收縮壓，亞硝酸還原酶水平較高的個(gè)體靜息收縮壓較低。Bryan等[35]研究表明通過消毒清洗口腔或過度使用抗生素來消除口腔細(xì)菌會(huì)導(dǎo)致正常人血壓升高，如果在抗菌后補(bǔ)充NO2-可以使血壓恢復(fù)穩(wěn)定，即口腔內(nèi)硝酸還原酶和亞硝酸還原酶的重新定殖可以使血壓正?；?。研究者提供了口腔微生物和系統(tǒng)血壓調(diào)節(jié)之間相關(guān)聯(lián)的依據(jù)，通過維持口腔微生物的群落平衡來管理系統(tǒng)性高血壓是心血管醫(yī)學(xué)中一種全新的范例。這些結(jié)果進(jìn)一步支持了口腔微生物通過NO3-- NO2-- NO通路促進(jìn)人類健康的概念。

2.3 口腔微生物對(duì)CVDs產(chǎn)生保護(hù)作用的機(jī)制 研究表明，口腔微生物產(chǎn)生心血管保護(hù)作用的機(jī)制可能與NO3-的腸唾液循環(huán)相關(guān)。在口腔唾液腺中，大量經(jīng)由唾液腺-腸道循環(huán)產(chǎn)生及從飲食攝入的NO3-被唾液腺吸收并聚集在唾液中。在正常的生理?xiàng)l件下，系統(tǒng)內(nèi)大約25%的NO3-被主動(dòng)吸收在唾液腺中。位于舌體后部的共生厭氧菌以硝酸還原酶為介質(zhì)，將NO3-還原成NO2-，并將NO3-和NO2-作為該菌落的最終電子受體，輔助機(jī)體完成從NO3-還原到NO的第一步，隨著體液吞下的NO2-在胃腸道中進(jìn)一步還原成NO和其他的氮化物，在維持體內(nèi)NO的動(dòng)態(tài)平衡中扮演著重要的角色[36]，這一生理過程稱之為NO3-的腸唾液循環(huán)?？谇晃⑸镌贜O產(chǎn)生的補(bǔ)充途徑中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化引起的心肌缺血等CVDs具有保護(hù)作用，能有效減低CVDs發(fā)生的概率，一定程度上還可以防止其他正常細(xì)胞功能障礙。

3 中藥、口腔微生物與CVDs

中醫(yī)學(xué)基于五臟與形體諸竅緊密相連的認(rèn)知，認(rèn)為口舌與心臟關(guān)系密切。公元8世紀(jì)敦煌遺書《輔行訣臟腑用藥法要》就記載了采用“著舌以通心氣”的立法以硝石雄黃散治療急心痛(冠心病心絞痛或心肌梗死)的臨床應(yīng)用[37]，療效確切?，F(xiàn)代研究也表明了中藥在維護(hù)口腔微生物群落平衡、預(yù)防或治療CVDs等方面發(fā)揮著舉足輕重的作用[38]。中藥對(duì)口腔病原微生物的抑菌實(shí)驗(yàn)研究表明，銀杏葉提取物對(duì)牙齦卟啉單胞菌具有抑制和殺滅功效[39]，且具有降血糖、調(diào)血脂、抗炎及改善胰島素抵抗的作用，預(yù)處理能夠減輕因急性心肌缺血導(dǎo)致的心肌損傷，被廣泛用于治療冠心病、高血壓、高脂血癥、病毒性心肌炎等[40]。黃正蔚等[41]研究了11種中藥粗提物的抗菌活性及中藥對(duì)細(xì)菌代謝產(chǎn)酸和合成胞外多糖能力的影響，結(jié)果表明常用于臨床CVDs的中藥三七能全面抑制口腔細(xì)菌代謝酸的產(chǎn)生，川芎和三七均能顯著抑制變形鏈球菌胞外水不溶性多糖的生成。季育[42]研究中藥復(fù)方口炎清，發(fā)現(xiàn)其能夠調(diào)節(jié)口腔微生物群的穩(wěn)態(tài)，適當(dāng)提高鏈球菌及韋榮氏菌群的數(shù)量，同時(shí)能夠提高機(jī)體T輔助細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的數(shù)量，改善細(xì)胞免疫功能，提高免疫力，有利于減少口腔疾病的復(fù)發(fā)。而口炎清組方中的麥冬[43]、生地黃[44]、丹皮[45]、枳殼[46]、甘草[47]等中藥在CVDs中均有相應(yīng)的運(yùn)用先例，丹皮、枳殼和甘草更是心內(nèi)科常用藥物。

4 總結(jié)與展望

CVDs是一種全身性疾病，即全身各種疾病都有可能成為其發(fā)生和發(fā)展的重要組成部分，因此，對(duì)CVDs的研究也不能局限在個(gè)別環(huán)節(jié)。此外，雖然口腔微生物群與CVDs之間存在相關(guān)性，但是在動(dòng)脈粥樣硬化過程的各個(gè)階段中，眾多牙周致病菌及其致病因子究竟發(fā)揮著何種作用，以及能發(fā)揮多大作用仍是一個(gè)很模糊的概念，而且目前尚未有研究直接給出兩者之間存在因果關(guān)系的證據(jù)，其具體作用機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。對(duì)口腔微生物群失調(diào)所致口腔疾病的預(yù)防或治療是否可以降低CVDs的發(fā)病率目前也尚無定論，有待于進(jìn)一步研究?，F(xiàn)有證據(jù)已證實(shí)兩者具有密切聯(lián)系，口腔微生物群相關(guān)機(jī)制的研究對(duì)CVDs的診療依然能提供一定的幫助，且中藥對(duì)于維持口腔微生物群穩(wěn)態(tài)，保護(hù)心血管系統(tǒng)效果理想，用藥安全、副作用小，對(duì)這一領(lǐng)域的進(jìn)一步研究在預(yù)防和控制CVDs，彌補(bǔ)未來更多心血管領(lǐng)域的空白，為心血管領(lǐng)域開拓新的視野，提高人類的生活質(zhì)量等方面，具有重要的意義。