生命早期口腔微生物群落建立、發(fā)育特點(diǎn)及其影響因素研究進(jìn)展

殳暢， 蔡琴， 葉爾盼·艾力卡木， 周媛

1.口腔疾病研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室國(guó)家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院，四川 成都（610041）；2.口腔疾病研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室國(guó)家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院兒童口腔科，四川 成都（610041）

口腔存在大量共生微生物群落，包括細(xì)菌、古細(xì)菌、真菌、病毒等，這些微生物與人體的健康及疾病狀態(tài)緊密相關(guān)。研究表明，口腔微生物群落的組成及其穩(wěn)態(tài)變化與齲病、牙周病、口腔癌等口腔疾病，乃至全身系統(tǒng)性疾病的發(fā)生發(fā)展具有明確聯(lián)系。同時(shí)，口腔作為消化道的起始，不僅受到飲食及環(huán)境等因素的直接作用，同時(shí)也作為儲(chǔ)庫(kù)對(duì)腸道微生態(tài)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)影響，共同體現(xiàn)人體系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的發(fā)展與改變。不僅如此，包括口腔在內(nèi)的共生微生物群落對(duì)宿主免疫系統(tǒng)的塑造也起著至關(guān)重要的作用，對(duì)人類(lèi)嬰幼兒時(shí)期、甚至全生命周期的健康及生長(zhǎng)發(fā)育影響深遠(yuǎn)。生命早期被認(rèn)為是人類(lèi)微生物群落發(fā)育、成熟的關(guān)鍵時(shí)期，因其各位點(diǎn)微生物群落豐度、多樣性較低，可恢復(fù)性不佳，更易受到外部因素的影響，偏離原有發(fā)育軌跡，造成遠(yuǎn)期、持續(xù)性的菌群不調(diào)，進(jìn)而可能通過(guò)代謝功能、免疫系統(tǒng)等靶點(diǎn)，對(duì)遠(yuǎn)期的健康、疾病狀態(tài)產(chǎn)生影響［1］。因此，全面理解生命早期口腔微生物的定植發(fā)展規(guī)律及其影響因素，對(duì)口腔微生態(tài)相關(guān)健康狀態(tài)的理解以及全生命周期口腔健康、全身健康的管理具有重要意義，本文將對(duì)相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 生命早期口腔微生物群落建立及發(fā)育過(guò)程概述

新生兒最初的微生物是何時(shí)及如何獲得的目前仍具爭(zhēng)議。胎兒期，子宮環(huán)境內(nèi)的胎兒曾經(jīng)一度被認(rèn)為是沒(méi)有微生物定植的。一方面，系統(tǒng)健康狀態(tài)下孕婦的羊水及胎盤(pán)存在少量的微生物檢出［2］，相關(guān)研究認(rèn)為這可能通過(guò)血行途徑并源于母體的口腔和腸道［3］；另一方面有學(xué)者提出質(zhì)疑，認(rèn)為當(dāng)前研究檢出的細(xì)菌可能來(lái)自技術(shù)缺陷導(dǎo)致的污染［4］。而后，隨著新生兒出生時(shí)與母親、出生后與他人或環(huán)境的接觸，外界微生物得以定植。出生時(shí)新生兒各位點(diǎn)（口腔、腸道、皮膚等）的微生物群落相似性較強(qiáng)［5］，隨后因身體各位點(diǎn)的物理、化學(xué)、生理?xiàng)l件各不相同，寄宿于各位點(diǎn)的微生物開(kāi)始被“篩選”并逐漸發(fā)育，最終在各位點(diǎn)分化出豐度、組成、功能各異且相對(duì)穩(wěn)定的微生物群落。

由于口腔內(nèi)環(huán)境獨(dú)特且與外界相通，口腔微生物群落有種類(lèi)復(fù)雜、呈多層次多位點(diǎn)分布、隨年齡及牙列更替、個(gè)體間差異性大、在個(gè)體內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。在無(wú)牙頜階段，口腔菌群主要定植于黏膜表面，此時(shí)唾液中厚壁菌門(mén)（Firmicutes）的豐度遠(yuǎn)高于其他菌群。隨著乳牙逐漸萌出，硬組織相關(guān)的口腔定植位點(diǎn)顯著增加，口腔微生物群落進(jìn)一步發(fā)育。此時(shí)，口腔微生物組的豐度和多樣性進(jìn)一步上升，梭桿菌門(mén)（Fusobacteria）、軟壁菌門(mén)（Tenericutes）、互養(yǎng)菌門(mén)（Synergistetes）、變形菌門(mén)（Proteobacteria）的豐度逐漸增加［6］。隨乳牙萌出數(shù)增加，唾液微生物群落的α?多樣性增加，其組成也發(fā)生改變，韋榮菌屬（Veillonella）、梭桿菌屬（Fuso?bacterium）、奈瑟菌屬（Neisseria）、普雷沃菌屬（Pre?votella）、羅氏菌屬（Rothia）、放線(xiàn)菌屬（Actinomy?ces）、棒狀桿菌屬（Corynebacterium）等豐度增加，此時(shí)兒童口腔微生物群落與成人的相似性增高，形成成熟口腔微生物群落雛形，并對(duì)外來(lái)微生物入侵具備一定抵抗能力［7］。

2 口腔微生物群落建立及發(fā)育的相關(guān)影響因素

近年來(lái)，多項(xiàng)橫向研究及縱向隊(duì)列研究對(duì)嬰幼兒口腔菌群發(fā)育觀察發(fā)現(xiàn)，諸多因素與菌群組成及特征具有相關(guān)性，包括孕期健康狀態(tài)、生產(chǎn)相關(guān)因素、飲食、環(huán)境、抗生素應(yīng)用、遺傳等，不僅體現(xiàn)了人體微生態(tài)平衡的動(dòng)態(tài)建立過(guò)程，還對(duì)免疫、生長(zhǎng)發(fā)育、疾病發(fā)生等關(guān)鍵生理病理狀態(tài)具有潛在影響。

2.1 母親孕期健康狀態(tài)

孕期的疾病、宮內(nèi)環(huán)境改變等關(guān)鍵事件對(duì)新生兒的短期、長(zhǎng)期健康有重要影響。有研究發(fā)現(xiàn)，孕婦口腔、系統(tǒng)健康狀況會(huì)對(duì)新生兒的微生物群落產(chǎn)生影響，這些因素包括牙周炎、糖尿病等。

如前所述，有研究認(rèn)為孕婦口腔微生物群落與胎盤(pán)微生物群落有較大相似性，孕婦口腔微生物群落可能是胎兒最初定植微生物的儲(chǔ)庫(kù)［8］。牙周病是眾多不良妊娠結(jié)局的危險(xiǎn)因素［9］。相比未患牙周炎的孕婦，患有牙周炎孕婦的胎盤(pán)中具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）以及嚙蝕艾肯菌（Eikenella corrodens）檢出率更高，總量也更高［10］；且Gauthier 等［11］在羊水中檢出與孕婦齦下菌斑中序列一致的具核梭桿菌，提示具核梭桿菌可能穿過(guò)血胎屏障、定植于胎盤(pán)或羊水。也有研究［12］發(fā)現(xiàn)，孕期進(jìn)行牙周治療未能降低牙周致病菌的檢出率，可能因?yàn)檠乐苤虏【谠性缙谝延梢欢ㄍ緩竭_(dá)到胎盤(pán)從而定植，進(jìn)而可能導(dǎo)致早產(chǎn)、羊膜炎、死產(chǎn)等不良妊娠結(jié)局［13］?；加醒乐苎椎脑袐D，齦下菌斑長(zhǎng)期接觸牙周袋的潰瘍性上皮，提供了牙周致病菌進(jìn)入血流的機(jī)會(huì)，引發(fā)慢性低水平的菌血癥；這可能是牙周致病菌從牙周袋定植于子宮、羊水的直接途徑［14］。以上發(fā)現(xiàn)肯定了孕前牙周治療、菌斑控制的必要性，不僅利于避免不良妊娠結(jié)局，也利于胎兒建立健康的微生物群落。

妊娠期糖尿病是不良妊娠結(jié)局以及新生兒遠(yuǎn)期疾病公認(rèn)的重要危險(xiǎn)因素［15］，也會(huì)影響新生兒的口腔微生物群落［16］。研究發(fā)現(xiàn)，與未患糖尿病的對(duì)照組相比，患有糖尿病的孕婦及其新生兒的唾液微生物群落組成更為一致；同時(shí)，70%僅在患糖尿病孕婦腸道和口腔檢測(cè)到的細(xì)菌可在其后代的相應(yīng)位點(diǎn)檢測(cè)到；具體到菌屬，鏈球菌屬（Strep?tococcus）的豐度隨著口服糖耐量試驗(yàn)值升高，在患糖尿病的孕婦及其后代唾液中一致減少，而普雷沃菌屬、奈瑟菌屬則是同上升［17］。這提示糖尿病患者特有的口腔菌群組成模式可能被后代繼承，這可能是影響其后代遠(yuǎn)期健康狀況的新線(xiàn)索，但證據(jù)有限，需要相關(guān)研究跟進(jìn)。

2.2 生產(chǎn)相關(guān)因素

生產(chǎn)方式對(duì)新生兒的口腔微生物群落多樣性產(chǎn)生影響。Li 等［18］對(duì)會(huì)陰消毒順產(chǎn)、非會(huì)陰消毒順產(chǎn)及剖宮產(chǎn)途徑出生的新生兒口腔分泌物測(cè)序發(fā)現(xiàn)乳桿菌在非會(huì)陰消毒順產(chǎn)中的豐度顯著高于其余兩組，符合陰道核心菌群為乳桿菌的共識(shí)；而在門(mén)水平上，剖宮產(chǎn)組中擬桿菌門(mén)（Bacteroidetes）和變形菌門(mén)的比例顯著高于順產(chǎn)組，與母親皮膚微生物微生物群落組成相似［19］，可推測(cè)母親的陰道菌群或皮膚菌群對(duì)經(jīng)相應(yīng)途徑生產(chǎn)新生兒口腔菌群影響較大?？v向研究也發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果［5］，但發(fā)現(xiàn)新生兒各位點(diǎn)（腸道、口腔、鼻腔、皮膚等）的微生物群落經(jīng)過(guò)一定時(shí)間發(fā)育后會(huì)發(fā)生重組并逐漸趨于穩(wěn)定。因此，根據(jù)現(xiàn)有研究，可認(rèn)為生產(chǎn)方式對(duì)新生兒口腔微生物群落的影響在短期內(nèi)更為明顯，而遠(yuǎn)期影響較弱。

胎齡對(duì)新生兒的口腔微生物群落有一定影響。研究顯示，相比足月出生、體重正常的新生兒，早產(chǎn)低體重兒的唾液、腸道微生物組多樣性低、發(fā)育慢、易波動(dòng)；可能增加新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房中潛在致病微生物的定植風(fēng)險(xiǎn)，甚至引起壞死性小腸結(jié)腸炎等一系列相關(guān)疾??；也會(huì)更易因抗生素的使用影響遠(yuǎn)期的腸道菌群［20］。然而，需要注意的是：相比于足月出生、體重正常的新生兒，早產(chǎn)低體重兒常常在出生后與家人隔離，減少微生物水平傳播定植的機(jī)會(huì)，此外，抗生素被廣泛應(yīng)用于早產(chǎn)低體重兒的感染預(yù)防；這兩點(diǎn)可能造成了潛在的偏倚。有研究通過(guò)對(duì)足月出生的59 個(gè)新生兒唾液樣本進(jìn)行2 年縱向追蹤，發(fā)現(xiàn)胎齡與嬰幼兒口腔微生物β?多樣性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的相關(guān)，但對(duì)健康結(jié)局的作用未知［5］?；谝陨习l(fā)現(xiàn)可認(rèn)為早產(chǎn)兒是口腔菌群紊亂的易感者，對(duì)其進(jìn)行感染風(fēng)險(xiǎn)管理非常必要，且應(yīng)嚴(yán)格掌握抗生素的應(yīng)用指征。

2.3 飲食因素

嬰兒的喂養(yǎng)方式主要包括母乳喂養(yǎng)與非純母乳喂養(yǎng)，這與新生兒口腔微生物群落的定植、發(fā)育關(guān)系密切。Drell 等［21］對(duì)新生兒口腔以及母體不同位點(diǎn)（陰道、乳暈、口腔、母乳等）的微生物群落進(jìn)行6 個(gè)月縱向觀察，發(fā)現(xiàn)新生兒口腔微生物群落與母親口腔、乳暈及母乳微生物群落的相似性隨嬰兒出生后與母親的密切接觸而提高。研究發(fā)現(xiàn)［22］，給予初乳與給予無(wú)菌水的極低體重兒口腔微生物群落不同；同時(shí)另一項(xiàng)研究表明［23］，初乳微生物群落與新生兒出生后7 日的口腔微生物群落相似。由此認(rèn)為，哺乳是母親微生物傳播至嬰兒的途徑之一，幫助新生兒早期口腔微生態(tài)建立。

純母乳喂養(yǎng)的嬰幼兒較非純母乳喂養(yǎng)的嬰幼兒患齲率低［24］。而有研究發(fā)現(xiàn)，母乳喂養(yǎng)與非純母乳喂養(yǎng)的嬰幼兒口腔微生物群落組成多樣性不同，采用配方奶粉喂養(yǎng)的嬰幼兒口腔微生物α?多樣性較高，且菌群組成與母乳喂養(yǎng)組有較大差異［25］。為期6 個(gè)月的縱向隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，配方奶粉喂養(yǎng)的嬰幼兒的唾液微生物群落以普雷沃菌屬、顆粒鏈菌屬（Granulicatella）、纖毛菌屬（Leptotrich?ia）及梭桿菌屬為主，而母乳喂養(yǎng)嬰幼兒唾液中富集鏈球菌屬、葡萄球菌屬（Staphylococcus）以及嗜血菌屬（Haemophilus）［26］，這可能是純母乳喂養(yǎng)的嬰幼兒患齲率低的機(jī)制之一。基于現(xiàn)有研究，母乳喂養(yǎng)嬰幼兒的口腔菌群更接近健康成人，母乳在具有豐富營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及抗體傳遞作用之外還可促進(jìn)嬰幼兒口腔微生態(tài)發(fā)育。配方奶粉喂養(yǎng)可能促進(jìn)嬰幼兒口腔微生態(tài)多樣性，但是不同成分配方奶粉可能對(duì)口腔菌群存在差異性塑造，還需更多研究進(jìn)一步闡明相關(guān)改變對(duì)口腔健康的遠(yuǎn)期影響。

斷奶前后，嬰幼兒飲食逐漸向類(lèi)成人飲食過(guò)渡。其中，高糖攝入是公認(rèn)的致齲因素之一。有研究發(fā)現(xiàn)碳水化合物攝入量升高與兒童面菌斑微生物組成改變直接相關(guān)，表現(xiàn)為細(xì)菌α?多樣性及β?多樣性降低，與齲病相關(guān)牙菌斑生物膜組成特征一致［27］。Zheng 等［28］通過(guò)對(duì)14 對(duì)3～6 歲雙胞胎齦上菌斑的分析，也發(fā)現(xiàn)進(jìn)食甜食頻率為一天三次以上與一天一次及以下的低齡兒童齦上菌斑微生物構(gòu)成有顯著性差異。

機(jī)制方面，腸道微生物群落相關(guān)研究已經(jīng)闡明，食物對(duì)微生物群落的塑造作用可能是微生物群落對(duì)于食物變化的功能性適應(yīng)。例如，斷奶后，嬰兒腸道微生物群落中擬桿菌門(mén)豐度提升，而擬桿菌門(mén)有助于復(fù)雜碳水化合物與淀粉的降解［29］。同一時(shí)期，長(zhǎng)雙歧桿菌（Bifidobacterium longum）、布里夫雙歧桿菌（Bifidobacterium breve）相對(duì)豐度下降，而有助于消化復(fù)雜碳水化合物的青少年雙歧桿菌（Bifidobacterium adolescentis）的相對(duì)豐度保持穩(wěn)定［30］。而在口腔微生物學(xué)領(lǐng)域，食物塑造微生物群落的相關(guān)機(jī)制研究仍匱乏，亟待研究。

綜上，飲食對(duì)口腔菌群多樣性的影響及潛在塑造作用，為通過(guò)合理飲食指導(dǎo)輔助生命早期健康相關(guān)口腔菌群的建立、發(fā)育提供了研究支持。

2.4 環(huán)境因素

不同的環(huán)境，以及環(huán)境中與家人、寵物直接或間接的接觸，對(duì)口腔微生物群落的影響也是研究熱點(diǎn)之一。研究發(fā)現(xiàn)，同一生活環(huán)境的兒童具有相似的生理以及病理唾液微生物群落，且在兒童成年搬離原有生活環(huán)境后，其唾液微生物群落仍與原環(huán)境共享者的唾液微生物群落相似度大，提示生活環(huán)境對(duì)生命早期生物群落有長(zhǎng)期而穩(wěn)定的塑造作用［31］。家庭成員的接觸可能為微生物傳播的主要途徑之一。Song 等［32］研究證實(shí)，家庭成員、包括寵物對(duì)家庭成員之間的微生物傳播有一定貢獻(xiàn)。對(duì)不同身體位點(diǎn)而言，手是家庭成員之間口腔微生物交流、傳播的重要途徑，且主要發(fā)生在母嬰之間［33］。因此，家庭成員應(yīng)當(dāng)注重手衛(wèi)生，特別是患有齲病、牙周炎等與口腔菌群密切相關(guān)的疾病時(shí)，有助于避免致病菌群在家庭內(nèi)部傳播。

環(huán)境污染是當(dāng)前公共衛(wèi)生的一大難題，一些環(huán)境因素包括空氣污染［34］、飲用水成分［35］、吸煙［36］被研究證實(shí)與成年人或青少年口腔菌群豐度及組成差異相關(guān)，但目前尚無(wú)研究探索其對(duì)生命早期口腔微生物群落建立、發(fā)育的影響，需進(jìn)一步探索。

2.5 抗生素應(yīng)用因素

抗生素是引起人體微生態(tài)紊亂的主要因素之一。在生命早期，人體微生物群落尚未成熟，自我恢復(fù)能力不足。研究已表明，抗生素使用可能改變腸道菌群微生物群落的發(fā)展方向，并帶來(lái)遠(yuǎn)期的不良健康結(jié)局［37］。然而口腔（尤其是唾液）與腸道微生物對(duì)抗抗生素相關(guān)微生態(tài)紊亂的能力截然不同，現(xiàn)有研究認(rèn)為抗生素在唾液微環(huán)境內(nèi)僅表現(xiàn)為短期擾亂作用，于長(zhǎng)期無(wú)顯著影響［38］。研究發(fā)現(xiàn)，取樣前四個(gè)月的抗生素使用會(huì)對(duì)1～4 歲兒童唾液及菌斑微生物多樣性產(chǎn)生顯著影響［39］。另一項(xiàng)為期7 年的縱向研究顯示，在出生第一年或第二年接受抗生素治療并不影響兒童較遠(yuǎn)期（6～7歲）的唾液微生物群落多樣性［40］。其他研究也報(bào)道了相似趨勢(shì)［26］。但是，以上研究多為觀察性隊(duì)列研究，即使是同一隊(duì)列，納入的被研究者間異質(zhì)性明顯，無(wú)法準(zhǔn)確評(píng)估生命早期抗生素暴露對(duì)口腔微生物群落的影響。此外，受試者的口腔微生物群落對(duì)抗生素的“敏感性”不足也可能導(dǎo)致此類(lèi)結(jié)果，對(duì)低體重兒等“敏感性”較強(qiáng)群體的口腔微生物群落加以觀察，可能會(huì)得出不同結(jié)果。這種差異還可能與抗生素與腸道、唾液腺相關(guān)的藥物代謝動(dòng)力學(xué)以及相關(guān)口腔衛(wèi)生措施（刷牙、漱口等）有關(guān)。目前仍需要更多設(shè)計(jì)完善的研究來(lái)闡明抗生素應(yīng)用與生命早期口腔微生態(tài)建立、發(fā)展的關(guān)系，從而為理解抗生素應(yīng)用對(duì)口腔微生態(tài)產(chǎn)生的近期和遠(yuǎn)期影響提供進(jìn)一步理論支持。

在懷孕及生產(chǎn)期間，母親的抗生素應(yīng)用同樣會(huì)對(duì)新生兒口腔微生物群落產(chǎn)生影響。研究表明，母親在孕期應(yīng)用抗生素的新生兒與母親口腔微生物組成相似性更低，母親孕期應(yīng)用抗生素與未應(yīng)用抗生素的新生兒口腔微生物群落組成存在顯著性差異［8］。該研究中，部分細(xì)菌豐度表現(xiàn)顯著差異，如變形菌門(mén)（Proteobacteria）在母親抗生素暴露組新生兒口腔中豐度較高，而鏈球菌、孿生球菌（Gemellaceae）及乳桿菌（Lactobacillales）在未暴露組新生兒口腔中豐度較高。在另一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，孕婦生產(chǎn)時(shí)預(yù)防性應(yīng)用抗生素會(huì)對(duì)新生兒口腔微生物多樣性產(chǎn)生影響，厚壁菌門(mén)在分娩運(yùn)用抗生素組豐度更高，放線(xiàn)菌門(mén)（Actinobacteria）、擬桿菌門(mén)及變形菌門(mén)在未應(yīng)用組豐度更高［41］。懷孕及生產(chǎn)期間母親的抗生素應(yīng)用均可影響新生兒最初的口腔微生物定植，但對(duì)嬰幼兒遠(yuǎn)期口腔微生態(tài)發(fā)育，以及口腔、全身相關(guān)疾病的影響仍未見(jiàn)報(bào)道，需要進(jìn)一步研究。

2.6 遺傳因素

遺傳方面，發(fā)現(xiàn)無(wú)論從整體出發(fā)，還是從獨(dú)立的種屬出發(fā)，均發(fā)現(xiàn)了微生物群落的遺傳傾向，且與特定的基因位點(diǎn)相關(guān)。Gomez等［42］通過(guò)對(duì)同卵雙生子及異卵雙生子口腔微生物組的研究，發(fā)現(xiàn)口腔微生物組的相似性隨著基因相似性增加而增加，如蒼白普雷沃菌（Prevotella pallens）及韋榮菌屬有較高的遺傳傾向。上述趨勢(shì)與齲病狀態(tài)不相關(guān)，而齲病的發(fā)生會(huì)使具有遺傳傾向的細(xì)菌豐度下降。Zheng等［28］的研究也得出相似結(jié)論。有研究篩選出了兩個(gè)與遺傳性唾液微生物組相關(guān)的基因位點(diǎn)（分別位于7 號(hào)染色體與12 號(hào)染色體）［43］。因此筆者推想，可能存在與宿主基因型相適應(yīng)的“野生型”常駐口腔微生物群落，而齲病等口腔微生態(tài)失調(diào)相關(guān)疾病可能破壞“野生型”群落的穩(wěn)態(tài)。

3 小 結(jié)

生命早期口腔微生物群落建立、發(fā)育相關(guān)因素的研究進(jìn)展，將對(duì)生命早期口腔核心微生物研究、口腔微生態(tài)相關(guān)生理病理事件模型研究、特定生物標(biāo)志物指紋圖譜篩選等研究，乃至于未來(lái)的低齡兒童相關(guān)精準(zhǔn)口腔醫(yī)療具有重要意義。本文對(duì)近年來(lái)生命早期口腔微生物群落建立與發(fā)育相關(guān)影響因素的研究進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)梳理和總結(jié)。目前尚需要更完善的大樣本前瞻性隊(duì)列研究，并且結(jié)合宏基因組學(xué)、宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)、基礎(chǔ)研究等深入探索，進(jìn)一步闡明相關(guān)因素的近、遠(yuǎn)期影響及作用機(jī)理。