《Journal of Oral Microbiology》：Oral-predominant microbial and functional dysbiosis in craniofacial microsomia: species-level profiling with compartment-matched statistical testing
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背景：颅面微小型（craniofacial microsomia, CFM）是第二大常见的先天性颅面畸形。已有研究在属水平描述了其口腔菌群失调，但尚不清楚这种失调是否延伸至口腔以外区域，或与作为该病特征性表现的肺泡骨缺损相关。
患者/材料与方法：研究人员采用2
背景：颅面微小型（craniofacial microsomia, CFM）是第二大常见的先天性颅面畸形。已有研究在属水平描述了其口腔菌群失调，但尚不清楚这种失调是否延伸至口腔以外区域，或与作为该病特征性表现的肺泡骨缺损相关。
患者/材料与方法：研究人员采用2bRAD-M技术在物种水平对45例CFM患儿及18例匹配对照的口腔与肠道微生物组进行了分析，并结合鸟枪法宏基因组测序以及血液、粪便和口腔代谢组数据。通过计算机断层扫描（computed tomography, CT）定量评估患者患侧与对侧的肺泡骨丢失量。全程采用中心对数比变换（centred-log-ratio, CLR）方法与Benjamini-Hochberg假发现率（false-discovery rate, FDR）控制。在58名同时具备口腔与肠道配对图谱的参与者中，通过分组×分区交互作用模型、按样本量匹配的子抽样以及最小可检测效应计算，对分区特异性进行了正式检验。
结果：CFM患者的口腔α多样性高于对照组（Shannon指数P=0.014；三项α多样性指数均P<0.05）。经FDR校正后，有4个物种水平的分类单元丰度降低（q<0.05），在38条FDR显著的宏基因组通路中，有21条可解读的通路在两组间存在差异。这些注释富集于碳水化合物转运、聚糖加工及细胞表面或生物膜相关功能，但并非龋病或致病性群落的特异性标志物。未检测到经FDR稳健的肠道或全身性信号。在物种水平上，口腔与肠道分析具有匹配的统计效力（在FDR等效阈值下最小可检测|r|=0.74），且Shannon多样性的分组×分区交互作用显著（P=0.026）。该比较支持一种口腔优势性的分类模式，但并未确立肠道效应在生物学上的缺失。功能性比较未达到统计效力匹配。在仅针对患者的后续分析中，口腔功能性模式与刷牙频率、含糖饮料摄入量或龋齿负担无关联。患侧肺泡骨密度低于对侧（配对检验P<0.001），且与解剖严重程度分级无关。
结论：CFM与一种口腔优势性的分类学与功能性微生物组模式相关。匹配效力的比较对分类学分析具有启示意义，但不能排除具有生物学意义的肠道效应，而功能性比较仍显统计效力不足。这些观察结果为前瞻性地探索局部、生物膜导向的干预措施，以及将定量肺泡骨评估作为随访终点提供了动机。
研究背景与科学问题
颅面微小型（craniofacial microsomia, CFM）是仅次于口面裂的第二大常见先天性颅面畸形，源于第一和第二咽弓发育异常，表现为下颌、耳部、面神经及相关软组织的不同程度发育不全。肺泡骨缺损是该病的定义性特征之一，影响牙齿发育、正畸治疗及颌面重建，然而临床上对此类骨缺损的评估长期依赖解剖学静态分期系统（如Pruzansky-Kaban分型和OMENS-Plus方案），缺乏定量化测量。与此同时，人类微生物组已被证实通过骨免疫信号调控宿主骨骼稳态，口腔微生物群落的变化可影响肺泡骨重塑。此前一项基于唾液的16S rRNA基因调查曾报道CFM患者口腔菌群多样性改变及部分分类学差异，但该研究局限于口腔单一分区且样本量较小。当前尚未明确的问题是：CFM相关的口腔菌群失调是否沿口腔-肠道-全身轴扩散？肺泡骨缺损与微生物组变化是否存在关联？为此，研究人员设计了一项多组学横断面研究，旨在从物种水平系统解析CFM的口腔与肠道微生物组特征，并首次引入个体内计算机断层扫描（CT）定量评估肺泡骨丢失。
研究设计与主要结论
研究人员于2022年10月至2023年4月在中国医学科学院整形外科医院招募了45例CFM患儿和18例年龄性别匹配的无颅面畸形对照，构建了一个包含口腔与粪便2bRAD-M物种水平微生物组、口腔与粪便鸟枪法宏基因组、血液与粪便代谢组以及CT影像数据的多组学队列。主要结论包括：（1）CFM患者口腔α多样性升高，4个GTDB物种簇（Streptococcus mitis_I、Streptococcus mitis_AW、Granulicatella elegans和Granulicatella elegans_A）相对丰度降低，21条可解读的KEGG通路存在差异；（2）物种水平的口腔与肠道分析具有匹配统计效力，配对分区分析支持口腔优势性分类模式，但肠道和全身代谢组未见经假发现率（FDR）稳健的信号；（3）患侧肺泡骨密度显著低于对侧，且与OMENS-Plus总分及Pruzansky-Kaban分型无关联。这些发现表明CFM的微生物组改变以口腔为主，并为定量肺泡骨评估作为独立临床指标提供了依据。
关键技术方法概述
本研究采用的主要技术方法包括：2bRAD-M技术用于物种水平微生物组图谱构建，该方法基于IIB型限制性内切酶消化和物种特异性标记数据库（涵盖86,022个物种），可实现低微生物生物量样本的高分辨率分类鉴定；鸟枪法宏基因组测序用于KEGG通路功能注释；非靶向双平台代谢组学（超高效液相色谱-串联质谱UPLC-MS/MS和气相色谱-质谱GC-MS）分析血液与粪便代谢物；基于128层螺旋CT的肺泡骨密度定量测量，以对侧为内部对照计算Hounsfield单位差值。所有统计分析均采用中心对数比变换（CLR）处理成分数据，并通过Benjamini-Hochberg法控制FDR。分区特异性通过分组×分区线性混合效应模型检验，并辅以最小可检测效应计算和子抽样验证。
研究结果详解
1. 队列特征与定量肺泡骨丢失
研究人员纳入45例CFM患者和18例对照，两组年龄和性别无显著差异。CFM患者中Pruzansky-Kaban IIa型占48.9%、IIb型占46.7%、III型占4.4%，中位OMENS-Plus总分为6.5。在35例有完整CT数据的患者中，患侧内层皮质板（配对Wilcoxon检验P=3.8×10-7）、外层皮质板（P=8.4×10-4）和总肺泡骨密度（P=9.7×10-7）均显著低于对侧。总骨丢失量与OMENS-Plus总分（Spearman rho=0.12，P=0.493）、OMENS-M分级（Kruskal-Wallis检验P=0.64）和Pruzansky-Kaban分型（P=0.81）均无显著关联，提示该定量指标捕捉到了传统分期系统未能反映的骨缺损维度。
2. 口腔微生物组与功能失调
口腔Shannon多样性在CFM组显著升高（Wilcoxon检验P=0.014，秩双列相关系数r=-0.40），Chao1和Simpson指数结果一致。基于Aitchison距离的主坐标分析显示两组群落组成存在差异（PERMANOVA检验P=0.013），且多元离散度无显著差异（betadisper检验P=0.231）。经FDR校正后，4种GTDB物种簇在CFM组丰度降低：Streptococcus mitis_I、Streptococcus mitis_AW、Granulicatella elegans和Granulicatella elegans_A。在KEGG通路层面，38条通路经FDR校正后显著，其中21条属于可解读类别，主要包括磷酸转移酶系统和ABC转运蛋白注释、聚糖和半乳糖代谢、以及细胞表面或生物膜相关功能。需强调的是，这些功能并非龋病或致病性群落的特异性标志物。患者仅有的卫生习惯和饮食因素事后分析未发现上述口腔功能模式与刷牙频率、含糖饮料摄入或龋齿计数存在关联。
3. 分区特异性证据
肠道Shannon多样性在两组间无显著差异（Wilcoxon检验P=0.163），肠道Aitchison PERMANOVA检验未达常规显著性阈值（P=0.072）。血液和粪便代谢组的化学类别级富集分析均未通过FDR校正（最低q值分别为0.05和0.11）。在物种水平上，口腔（45例CFM、18例对照）和肠道（41例CFM、17例对照）分析具有相同的最小可检测效应（80%统计效力下，名义α水平时|r|=0.48，FDR等效阈值时|r|=0.74）。在58名有配对图谱的参与者中，全局z标准化的Shannon多样性的分组×分区交互作用显著（β=0.471，似然比卡方=4.95，df=1，P=0.026），支持口腔优势性分类模式。然而，该结果不排除肠道效应在生物学上的存在。功能分析未达到统计效力匹配：口腔通路的最小可检测效应为|r|=0.77，肠道通路为|r|=0.92。将口腔宏基因组数据子抽样至肠道样本量后，中位显著通路数为7，但33.9%的子抽样获得零条显著通路，与肠道实际观测值（0条）匹配（经验P=0.34），因此功能分区特异性结论尚不明确。
讨论与结论总结
讨论部分强调，本研究的三个核心发现均来源于横断面观察设计，描述的是关联而非因果机制。口腔α多样性升高虽再现了既往CFM研究的趋势，但多样性本身并非普适的健康指标，当前横断面比较无法区分解剖变异、龋病活动、卫生习惯和饮食等因素的贡献。同样，KEGG通路差异中包含的碳水化合物转运和生物膜相关功能也可见于健康相关菌群，不应被解读为致病性生物膜状态的证据。分区分析在设计上刻意呈现不对称的证据强度：物种水平因统计效力匹配而支持口腔优势性，但功能对比因肠道宏基因组样本量过小（13例患者、9例对照）而无法得出结论。定量CT测量的肺泡骨丢失与传统分期系统的脱耦提示该指标可能提供独立的临床信息，但其纵向响应性和临床应用价值仍需前瞻性评估。饮食和喂养不对称性作为潜在的混杂因素未被充分测量，未来研究应在前瞻性设计中纳入膳食、咀嚼功能、龋病状态和口腔卫生行为等变量。
结论部分指出：CFM与口腔优势性的分类学和功能性微生物组差异相关，同时患侧肺泡骨密度降低且不被所评估的解剖分期系统所捕获。物种水平的口腔与肠道分析具有匹配统计效力，配对多样性分析支持口腔优势性分类模式，但这不确立肠道效应在生物学上的缺失。功能对比因统计效力不足而对分区特异性尚无定论。未来需开展前瞻性纵向研究，测量饮食、喂养、口腔健康暴露和局部解剖变量，在独立队列中验证候选分类群和功能，并检验局部生物膜导向干预能否改善临床相关结局。
