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该研究聚焦牙周炎(PD)与高血压(HTN),通过宏基因组测序筛选出龈下和唾液中的桥梁物种,发现 PDHTN 中硝酸盐还原菌减少、致病菌增多,动物实验证实具核梭杆菌通过促进肾脏 IFNγ+T 细胞浸润加剧 HTN,为菌群干预提供新方向。
研究背景与目的
高血压(HTN)是全球心血管疾病和死亡的主要因素,其机制仍需深入探索。牙周炎(PD)作为口腔感染性疾病,与 HTN 存在关联,PD 患者血压更高,牙周治疗可改善血压。口腔微生物群在 PD 中起关键作用,且已有研究显示其与 HTN 相关,但 PD 合并 HTN 患者的口腔菌群特征尚不明确。本研究旨在通过宏基因组测序分析 PD 合并 HTN(PDHTN)患者的口腔微生物群,筛选连接 PD 与 HTN 的 “桥梁物种”,并通过动物模型验证关键菌种的作用机制。
研究方法与人群
研究纳入 57 名参与者,包括 14 名健康对照(HC)、8 名 PD 患者、16 名 HTN 患者和 19 名 PDHTN 患者。采集龈下菌斑和唾液样本进行宏基因组测序,通过 MaAsLin2 和 LinDA 两种方法筛选差异物种,定义桥梁物种为在一种方法中错误发现率(FDR)<0.05 且另一种方法中 FDR<0.1 的物种。同时构建菌群共现网络,分析物种间的互作关系。利用血管紧张素 II 诱导的牙周炎小鼠模型,验证具核梭杆菌(Filifactor alocis)对血压的影响及免疫机制。
口腔微生物群多样性与桥梁物种鉴定
PDHTN 患者的收缩压(SBP)显著高于其他组,而舒张压(DBP)无显著差异。菌群 α 多样性在四组间无显著差异,但 β 多样性显示 PDHTN 与 HC、HTN 组存在显著差异。龈下菌斑中鉴定出 31 个桥梁物种,其中 22 个富集、9 个耗竭;唾液中鉴定出 28 个桥梁物种,3 个富集、25 个耗竭。富集的桥梁物种多为 PD 相关致病菌,如牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)、福赛坦氏菌(Tannerella forsythia)等;耗竭的物种包括放线菌属(Actinomyces spp.)、罗氏菌属(Rothia spp.)、韦荣氏菌属(Veillonella spp.)等硝酸盐还原菌。
菌群网络分析与关键菌种验证
网络分析显示,龈下富集的桥梁物种如Tannerella forsythia、Treponema denticola、Filifactor alocis等形成正相关的共现模块(Cluster 1),而耗竭的Rothia dentocariosa与富集物种呈负相关。唾液中耗竭的链球菌属(Streptococcus spp.)和韦荣氏菌属物种形成 Cluster 3,仅 3 个富集物种也位于该簇,且与龈下部分致病菌重叠。
动物实验中,与对照组相比,Filifactor alocis灌胃显著升高 PDHTN 小鼠的 SBP 和 DBP,加剧主动脉壁增厚、胶原沉积及肾脏纤维化,同时诱导肾脏 CD4+IFNγ+和 CD8+IFNγ+T 细胞浸润,而其他免疫细胞亚群无显著变化。
讨论与意义
本研究首次系统筛选出 PD 与 HTN 间的口腔桥梁物种,发现 PDHTN 中致病菌富集、硝酸盐还原菌减少的菌群特征。Filifactor alocis作为革兰阳性致病菌,通过促进肾脏 IFNγ+T 细胞浸润加剧 HTN,揭示了 “口腔菌群 - 免疫 - 血压” 的调控通路。硝酸盐还原菌的减少可能通过影响血管功能参与 HTN 进展,而链球菌属等共生菌的耗竭削弱了对致病菌的抑制作用。
研究为 PD 与 HTN 的共同防治提供了新靶点,提示调节口腔菌群(如抑制Filifactor alocis、补充硝酸盐还原菌)可能成为干预 HTN 的新策略。未来需进一步验证菌群互作机制及长期干预效果,为基于菌群的精准治疗奠定基础。