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牙周病在犬类中十分常见却诊断困难。研究人员针对约克夏梗开展牙周病与口腔微生物群变化关系的研究。通过分析龈下菌斑样本,发现不同程度牙周病与特定细菌类群相关。该研究有助于改进诊断及防治策略。
在宠物狗的健康问题中,牙周病就像一个隐藏在口腔里的 “小恶魔”,悄无声息地给狗狗们带来痛苦。牙周病是由牙齿表面菌斑堆积引发的炎症,在兽医临床实践中极为常见。可别小瞧了它,初期它可能只是让牙龈有点炎症(即牙龈炎 gingivitis),要是没得到有效治疗,就会进一步发展,侵犯到支撑牙齿的组织(牙周组织 periodontium),导致牙周袋形成、牙龈退缩、牙槽骨吸收(即牙周炎 periodontitis) ,严重时还会引发口鼻瘘、眼部问题等一系列并发症,甚至影响狗狗的全身健康。
早期,人们对犬类口腔微生物群落的认识十分有限,传统的基于培养的研究方法,就像戴着一副有局限的眼镜,只能看到那些已知与人类口腔健康或牙周病晚期相关的细菌种类,而忽略了大量未知的细菌。随着科技的进步,高通量测序技术让研究人员能够更深入地探索犬类口腔微生物的神秘世界。虽然此前有不少关于犬类口腔微生物群的研究,但大多是针对混合 breed 狗在某个特定时间点采集的样本进行分析。对于像约克夏梗这种小型犬,它们由于牙齿拥挤,更容易堆积菌斑,牙周病的患病率比大型犬更高,然而针对它们的相关研究却较少。
为了填补这一研究空白,英国 Waltham Petcare Science Institute 的研究人员 Corrin Wallis、Alison Colyer 和 Lucy J. Holcombe 决定深入探究约克夏梗牙周病与口腔微生物群之间的奥秘。他们的研究成果发表在《BMC Veterinary Research》上,为我们理解犬类牙周病提供了新的视角。
研究人员在研究过程中,运用了多种关键技术方法。他们从 22 只约克夏梗犬身上收集龈下菌斑样本(这些样本来自不同时间点,每只狗采集 1 - 4 个样本)。接着,采用 454 焦磷酸测序技术对 16S rRNA 基因的 V1 - V3 区域进行测序,以此来分析样本中的细菌种类。在数据处理阶段,使用了一系列生物信息学工具,如 AmpliconNoise 软件进行序列过滤和去噪,QIIME 中的 pick_otus.py 脚本对序列进行聚类分析,Blastall 2.2.25 软件和 Silva 数据库对序列进行注释等。同时,运用多种统计方法,如计算香农多样性指数(Shannon diversity index)、进行非度量多维缩放分析(nMDS)和广义线性模型(GLM)分析,来探究细菌群落与牙周病之间的关系。
下面来看看具体的研究结果:
- 临床状态:参与研究的 22 只约克夏梗都存在牙龈炎和早期牙周炎。平均牙龈炎评分为 1.5 ± 0.23,平均牙周炎牙齿数量为 15 ± 5。
- 序列质量:对采集的 42 个龈下菌斑样本进行测序后,最初获得 999,761 条通过初步质量过滤的序列读数,经过进一步的噪声过滤,最终保留了 796,091 条序列读数。这些序列被聚类为 4,056 个操作分类单元(OTU),去除被认为是噪声的 OTU 后,剩下 286 个。
- 细菌群落组成:在鉴定出的 OTU 中,58.3% 与之前在犬猫口腔中发现的分类群有≥98% 的序列相似性,31.2% 与 Silva 数据库中的其他序列有≥98% 的相似性,还有 10.5% 的序列与数据库中的序列相似度在 86.7% - 97.7% 之间。大多数 OTU 被归类到 7 个主要的门,其中厚壁菌门(Firmicutes)占比最高,为 31.8%,其次是变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)等。最丰富的细菌物种是牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas cangingivalis)。
- 细菌多样性:研究发现,细菌多样性与约克夏梗的牙周健康状况之间没有统计学上的显著关系。随着口腔中牙周炎牙齿比例的增加,香农多样性指数平均增加 0.03(-0.45, 0.52);随着平均牙龈炎评分增加 1,香农多样性指数平均增加 0.24(-0.23, 0.71) 。
- 细菌与牙龈炎和牙周炎的关联:通过 nMDS 分析,未发现菌斑微生物群因口腔中牙周炎牙齿比例或平均牙龈炎评分而呈现离散聚类。但 GLM 分析发现,有 7 个 OTU 与牙龈炎显著相关,其中 5 个属于厚壁菌门,1 个属于拟杆菌门,1 个属于变形菌门;有 10 个 OTU 与牙周炎显著相关,其中 2 个属于厚壁菌门,3 个属于螺旋体门(Spirochaetae),1 个属于协同杆菌门(Synergistetes),1 个属于变形菌门。
研究结论和讨论部分意义重大。该研究进一步加深了我们对犬类早期牙周病相关细菌变化的理解,支持了牙周病的生态失调理论,即随着疾病的进展,细菌种类的相对丰度会发生显著变化。与之前的研究相比,此次针对约克夏梗的研究发现,螺旋体属(Treponema)细菌在约克夏梗牙周炎中的丰度增加更为明显,这可能与约克夏梗牙周炎牙齿比例较高有关。虽然研究存在一些局限性,比如样本为全口混合菌斑,难以区分牙龈炎和牙周炎分别对应的细菌变化;分子检测方法无法区分活菌和死菌等,但总体而言,这些细菌生物标志物可用于开发筛查工具,提高对牙周病的认识,帮助兽医和狗主人制定更有效的预防和管理策略,守护狗狗们的口腔健康,让它们能绽放灿烂的 “笑容”。