正畸矫治器与硝酸盐对口腔微生物群的差异化影响及甜菜汁干预的调节作用

本研究针对固定正畸治疗中口腔微生物群失衡和牙龈炎症问题，通过16S rDNA测序技术追踪22例患者舌背、唾液及龈下菌群动态变化，结合甜菜汁（含3.9 g/L硝酸盐）干预，发现龈下菌群对矫治器反应迅速且富含Selenomonas sputigena等牙周病原体，而甜菜汁通过抑制Corynebacterium matruchotii生物膜形成改善菌群结构，为口腔健康管理提供新策略。

　　

口腔是一个复杂的微生态系统，不同部位如舌背、唾液和龈下菌斑拥有独特的微生物群落。固定正畸治疗虽能矫正牙齿排列，却因矫治器干扰口腔清洁，导致菌群失衡和牙龈炎症风险增加。尽管现有口腔护理产品如抗菌漱口水有一定效果，但其在矫治期间的局限性促使研究者探索新干预手段。硝酸盐作为天然存在于甜菜等蔬菜中的化合物，既往研究提示其可能通过调节口腔菌群（如促进硝酸盐还原菌Neisseria和Rothia增殖）改善口腔健康，但针对正畸患者的特异性影响尚未阐明。

为解决这一问题，德国维尔茨堡大学医院、柏林夏里特医学院及瑞士巴塞尔大学牙科中心的研究团队联合开展了一项前瞻性研究，通过16S rDNA高通量测序分析22例青少年正畸患者治疗前（t₀）、矫治器佩戴2周（t₁）和6个月（t₂）后三个时间点的微生物群变化，并评估每日饮用硝酸盐甜菜汁的干预效果。研究创新性地发现：龈下菌群对矫治器的反应速度显著快于舌背和唾液菌群，且甜菜汁能特异性抑制与生物膜形成相关的C. matruchotii增殖。该成果发表于《Applied Microbiology and Biotechnology》，为靶向调节正畸患者口腔微生态提供了理论依据。

关键技术方法包括：1）16S rDNA V1-V2区双步PCR扩增与Illumina MiSeq测序；2）基于R语言dada2包的质量过滤和序列变异分析；3）PERMANOVA和Friedman检验评估时间与干预因素对菌群结构的影响；4）临床参数（菌斑指数PI、龈乳头出血指数PBI）与微生物数据的关联分析。

研究结果
龈下菌群对矫治器反应迅速
矫治器佩戴2周后，龈下菌群即发生显著改变：Campylobacter showae和Selenomonas sputigena等牙周病原体相对丰度上升（p<0.01），而Cutibacterium acnes等共生菌减少。这种变化在后续6个月内保持稳定，提示矫治器可能创造利于厌氧菌定植的微环境。

舌背与唾液菌群响应延迟
与龈下菌群不同，舌背和唾液菌群的结构变化在治疗6个月后才显现。Streptococcus mutans在唾液中富集（t₂期达37.9%），而Rothia mucilaginosa在舌背和唾液中均显著增加，反映不同生态位的差异化适应策略。

甜菜汁调节菌群网络
硝酸盐干预虽未显著改变单一菌种丰度，但通过PERMANOVA分析发现其对龈下菌群整体结构有显著影响（p=0.02）。特别值得注意的是，甜菜汁抑制了C. matruchotii的增殖——该菌是连接龈下生物膜基底与表层的关键“桥梁菌”，其减少可能破坏生物膜稳定性。此外，干预组患者龈乳头出血指数（PBI）显著低于对照组（p=0.008），证实硝酸盐的抗炎作用。

讨论与意义
该研究首次系统揭示了正畸治疗中口腔不同微生态位的时序性响应模式：龈下菌群作为“早期预警系统”率先反应，而舌背/唾液菌群则体现“慢性适应”特征。甜菜汁通过双重机制发挥作用——既促进有益菌（如Neisseria flavescens群）增殖，又抑制病原体定植，这种“生态位特异性调控”为开发靶向益生元策略奠定基础。

临床转化方面，研究建议将硝酸盐补充纳入正畸患者的常规口腔护理方案，尤其针对龈下菌群失调高风险人群。未来研究需扩大样本量并延长随访，以明确长期干预效果及性别差异的影响（当前队列女性占比72%可能引入偏倚）。该成果不仅为口腔正畸学提供新见解，也为微生物群-宿主互作研究提供了范式。