基于全长16S rRNA基因测序技术揭示重度牙周炎患者龈下菌斑微生物群的精准特征

《Scientific Reports》：Characterization of subgingival plaque microbiota in patients with severe periodontitis using full-length 16S rRNA gene sequencing

本研究利用PacBio长读长测序技术对34例重度牙周炎患者的龈下菌斑（SUBP）、龈上菌斑（SUPP）和舌苔（TC）微生物群进行全长16S rRNA基因测序和扩增子序列变异体（ASV）分析，通过高分辨率比较揭示了17种显著富集于龈下环境的特异性菌种（如Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia），其相对丰度达18.9%，为牙周病病因机制研究和靶向治疗策略开发提供了关键微生物靶点。

　　

牙周炎作为全球范围内的高发疾病，不仅导致牙齿支持组织破坏和脱落，更与心血管疾病、吸入性肺炎等系统性疾病密切相关。尽管龈下微生物群被公认为牙周炎发生发展的关键驱动因素，但由于传统测序技术分辨率有限，且龈下样本易受邻近龈上菌斑污染，长期以来难以精准识别真正的龈下特异性病原菌。在这一背景下，日本九州大学的研究团队在《Scientific Reports》发表最新研究，通过PacBio全长16S rRNA基因测序技术，首次在物种水平上系统解析了重度牙周炎患者不同口腔生态位的微生物组特征。

研究团队招募34名来自日本8家牙科诊所的重度牙周炎患者（探诊深度≥4mm的位点占比≥20%），采集每位患者的龈下菌斑、龈上菌斑和舌苔样本。采用PacBio Sequel IIe平台进行全长16S rRNA基因测序，通过DADA2流程获得7,835个ASV，并以98.5%相似度阈值比对eHOMD数据库实现物种级注释。统计分析涵盖α/β多样性比较、差异丰度分析和微生物共享网络评估。

微生物差异和舌与菌斑微生物群之间的联系

物种多样性分析显示龈下菌斑和舌苔微生物群显著高于龈上菌斑（P<0.05）。主坐标分析表明龈下与龈上菌斑微生物组成高度相似，而二者均与舌苔微生物群显著分离（P<0.01）。在属水平上，龈下菌斑中Porphyromonas和Peptostreptococcus显著富集，而舌苔中以Veillonella、Prevotella为优势菌属。通过计算共享ASV比例，发现龈上菌斑与龈下菌斑微生物重叠度高达62.8%，而舌苔微生物中仅约13%与菌斑微生物共享，表明舌苔微生物具有高度生态位特异性。

龈下菌斑特异性细菌的鉴定

通过比较三组样本的相对丰度，研究鉴定出17种显著富集于龈下菌斑的物种（错误发现率校正P<0.05），其中包括已知牙周病原菌Porphyromonas gingivalis、Tannerella forsythia，以及Mogibacterium timidum、Parvimonas micro等。这些菌群在龈下菌斑中平均占比18.9%，而在龈上菌斑和舌苔中仅占2.1%。特别值得注意的是，Mogibacterium timidum等4种菌表现出极高的龈下特异性（Q<0.001），而Porphyromonas gingivalis对舌苔的区分度相对较低，提示其可能具备跨生态位生存能力。

研究通过共现网络分析进一步发现，龈下菌斑中的核心菌群仅由特异性细菌构成，而菌斑与舌苔共享的细菌可能扮演辅助性角色。这一发现印证了"生态位专化"假说，强调不同口腔微环境中细菌功能存在本质差异。

该研究通过高分辨率微生物分析技术，首次在物种水平精准刻画了龈下菌斑微生物组的生态特征，不仅验证了经典牙周病原菌的生态位偏好，更发现了一批具有高度龈下特异性的新候选菌种。这些菌群作为牙周炎诊断标志物或治疗靶点的潜力值得深入探索。研究同时揭示的口腔不同生态位间微生物交流模式，为理解牙周病原菌传播途径提供了新视角。尽管存在样本来源单一、未评估临床附着水平等局限，但全长16S测序技术的应用为口腔微生物组研究设立了新的分辨率标准，对牙周病精准防治策略开发具有重要推动作用。