年龄相关性唾液微生物组向致龋性转变的生态学分析：一项横断面研究

《Journal of Dentistry》：Age-related shifts in the salivary microbiome linked to cariogenic changes: A cross-sectional study

　　

摘要 引言：尽管老年人龋病患病率持续上升，但针对该人群口腔健康的研究报道有限。本横断面研究通过比较老年与年轻个体的唾液微生物组组成及龋病风险评估结果，探讨年龄相关口腔微生态变化。 方法：2022年2月至2025年9月期间，研究人员在广岛大学医院口腔检查中心招募229名年轻受试者（12–35岁）及111名老年受试者（≥50岁），采用刺激性唾液进行龋病风险检测及口腔细菌计数。龋病风险评估指标包括唾液分泌量、唾液pH值、缓冲能力以及变形链球菌（Mutans streptococci，MS）、乳杆菌属（Lactobacillus）和念珠菌属（Candida）的培养检测。从医疗记录中获取龋失补指数（DMFT index）及菌斑控制记录。研究人员从年轻组随机选取30份、老年组选取58份唾液样本提取细菌DNA，通过16S rRNA测序分析微生物组多样性与组成，并采用单因素及多因素分析方法比较两组数据。 结果：老年组的变形链球菌水平和唾液缓冲能力显著高于年轻组（p < 0.05）。老年组微生物多样性较低，普雷沃氏菌科（Prevotellaceae）和放线菌门（Actinomycetota）为老年组优势菌群。京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析显示，与年轻组相比，老年组厌氧代谢及葡萄糖代谢相关基因表达显著上调。 结论：研究结果表明，年龄相关的口腔微生物组生态学转变可能增加龋病发生风险。

论文解读：年龄相关唾液微生物组变化与龋病风险的关联研究

一、研究背景与意义

龋病是全球最常见的慢性疾病之一，约34%的全球人口存在未经治疗的恒牙龋损。龋病不仅导致生活质量下降，还与全因死亡风险增加相关，其机制可能涉及缺乏修复性治疗导致的功能损害或慢性炎症状态。尽管近年来年轻人群未经治疗的龋病患病率有所下降，但2022年日本调查数据显示，老年人中未经治疗龋病的比例和绝对数量均呈上升趋势。这一变化可归因于无牙颌人群减少以及预期寿命延长带来的老年人口增长。老年人在接受牙科治疗后，由于自我护理能力下降和唾液分泌减少，复发性龋病发生率较高。此外，牙龈退缩导致的牙根暴露、运动及认知功能损害引起的口腔卫生不良也是老年人龋病高发的重要影响因素。

然而，现有龋病风险评估研究多集中于儿童和年轻成人，针对老年人群的系统性研究十分有限。龋病活性检测通常采用唾液或菌斑样本，分为微生物因素检测（如唾液中细菌水平）和宿主因素检测（如唾液流速和缓冲能力）两大类。这些检测方法具有微创、简便的特点，具有重要的临床应用价值。口腔内存在高度多样的微生物群落，与宿主健康状态和疾病发生密切相关。年龄、生活习惯、系统性疾病及药物使用等多种因素均可影响口腔微生物组。老年人唾液分泌减少和口腔卫生状况变化可能显著影响其口腔微生物组成，因此，分析口腔微生物组对于阐明包括龋病在内的老年口腔疾病发病机制至关重要。

本研究旨在综合评估老年人与年轻人在龋病相关的临床特征和唾液微生物组方面的差异，首次将龋病风险检测与微生物群落分析相结合，为理解年龄相关的龋病风险提供新视角。

二、主要技术方法

研究人员在广岛大学医院开展横断面研究，纳入2022年3月至2025年12月期间接受龋病风险评估的582名患者，最终纳入340名受试者（年轻组229人，12–35岁；老年组111人，≥50岁），所有受试者至少保留20颗牙齿。年轻组接受正畸治疗，老年组接受种植治疗或维护。排除14天内使用抗生素者26人及先天性缺牙者2人。龋病风险评估采用刺激唾液样本，检测指标包括唾液分泌量、pH值、缓冲能力、变形链球菌水平、乳杆菌属和念珠菌属培养。菌斑控制记录采用O'Leary指数评估，DMFT指数从电子病历获取。从年轻组随机选取30份、老年组58份唾液样本提取细菌DNA，采用16S rRNA V3-4区域扩增子测序（Illumina MiSeq平台），通过QIIME2软件进行生物信息学分析，包括α多样性、β多样性、LEfSe差异物种分析及PICRUSt2功能基因预测。

三、研究结果

3.1 龋病风险检测结果

研究共纳入340名受试者（40.6%为女性），中位年龄22岁。统计分析显示，老年组唾液pH值、缓冲能力、变形链球菌水平、乳杆菌属水平及DMFT指数均显著高于年轻组（p < 0.05）。值得注意的是，老年组菌斑控制记录评分显著低于年轻组，表明其口腔卫生状况更好。多因素logistic回归分析显示，唾液缓冲能力（OR 2.2，95% CI 1.29–3.86）和变形链球菌水平（OR 1.8，95% CI 1.42–2.30）是老年组的独立影响因素（p < 0.001）。老年组中多人服用抗高血压药物或胆固醇合成抑制剂，但服药与未服药者间临床变量无显著差异。

3.2 唾液微生物组分析结果

从88份唾液样本中获得5,802,773条有效序列，每样本中位数32,111条，共检出7,445个扩增子序列变异体（ASVs），涵盖16个菌门、24个纲、62个目、104个科、218个属和492个种。α多样性分析显示，老年组Pielou均匀度显著高于年轻组（p < 0.05），但Faith系统发育多样性（PD）和观察到的特征数显著低于年轻组（p < 0.05），Shannon指数无显著组间差异。β多样性分析中，Bray–Curtis相异度、Jaccard距离、未加权及加权UniFrac距离均显示两组微生物群落显著分离（p = 0.001）。

属水平相对丰度分析显示，老年组与年轻组相比：链球菌属（Streptococcus）16.1% vs 31.1%，普雷沃氏菌属（Prevotella）14.2% vs 11.5%，韦荣氏球菌属（Veillonella）7.3% vs 10.6%，嗜血杆菌属（Haemophilus）9.8% vs 2.7%，奈瑟菌属（Neisseria）5.6% vs 7.0%，放线菌属（Actinomyces）5.8% vs 4.7%，罗氏菌属（Rothia）5.5% vs 4.4%。科水平分析显示，老年组普雷沃氏菌科（Prevotellaceae）17.1% vs 12.3%、巴斯德菌科（Pasteurellaceae）10.4% vs 2.9%相对丰度较高，而链球菌科（Streptococcaceae）16.1% vs 31.1%在年轻组中占优势。

LEfSe分析鉴定出放线菌门（Actinomycetota）为老年组的标志性菌群（LDA评分≥4），链球菌科（Streptococcaceae）为年轻组的标志性菌群（LDA评分≥4）。

PICRUSt2功能预测显示，老年组有20个KEGG直系同源（KO）功能通路显著上调，包括氢化酶复合体组分、甲酸脱氢酶铁硫亚基、钼转运蛋白、钨酸盐转运系统等厌氧代谢相关基因。龋病相关功能分析显示，老年组果糖-1,6-二磷酸醛缩酶（k01623）、糖磷酸转移酶系统（PTS）EIIA组分（k02777）、含组氨酸磷酸载体蛋白HPr（k02784）和α-葡萄糖苷酶（k01187）均显著高于年轻组，而乳酸脱氢酶（k00016）在年轻组中较高。

四、讨论与结论

本研究发现老年组唾液pH和缓冲能力与年轻组差异较小，提示这些因素对老年人龋病风险影响有限。然而，老年组变形链球菌和乳杆菌水平显著升高，多因素分析确认变形链球菌为独立危险因素，且DMFT指数显著升高，表明老年个体携带更多致龋菌。老年组菌斑控制记录较低，可能因其在牙科诊所接受过刷牙指导并建立了良好口腔卫生习惯。

微生物组分析显示老年组微生物群落向更受限的结构转变，β多样性显著差异表明年龄显著影响口腔微生物群落组成。老年组中放线菌门（Actinomycetota）富集，该菌群可选择性定殖于老年人暴露的牙根表面，是根面龋的致病菌。普雷沃氏菌属（Prevotella）相对丰度在老年组较高，该菌为代表性牙周病原体，适应成熟生物膜环境。功能预测显示老年组厌氧代谢和葡萄糖代谢相关基因表达上调，提示其口腔微生物组向更具致龋潜力的方向转变。

研究局限性包括：横断面设计无法确立因果关系；受试者来自牙科诊所，可能存在选择偏倚；DMFT指数未评估根面龋；未分析真菌和病毒等其他微生物组分；仅对部分样本进行微生物组分析。

结论：本研究提供证据表明，老年个体口腔微生物组物种丰富度和Faith系统发育多样性降低，结构趋于简化。变形链球菌水平升高及葡萄糖代谢相关功能增强提示老年个体口腔微生物组可能向致龋性转变，为理解年龄相关龋病风险提供了新见解。