综述：利用下一代测序技术绘制儿童口腔疾病口腔微生物组图谱：一项系统评价

《Journal of Oral Microbiology》：Mapping the oral microbiome in children with oral diseases using next-generation sequencing: a systematic review

　　

背景：口腔微生物组对于儿童口腔健康与疾病至关重要。下一代DNA测序（NGS）技术能够实现不依赖培养的微生物群落分析，但由于方法学和人群异质性，研究结果仍不一致。 目的：本综述综合了基于NGS的证据，比较患有口腔疾病的儿童/青少年与健康对照的口腔微生物组。 设计：研究方案已在PROSPERO注册（CRD42025618407）。检索了PubMed、Medline、Embase、Scopus和Web of Science数据库中经同行评审的研究（2015–2025年）。纳入标准为采用16S rRNA基因测序技术，比较患有口腔疾病的儿童/青少年（0–18岁）与健康对照的研究。两名研究人员独立筛选文献、提取数据并使用经过验证的工具评估偏倚风险。由于存在异质性，采用叙述性综合方式对结果进行整合。 结果：从4,767条记录中，共纳入61项研究。大多数为横断面设计，涵盖不同人群和疾病状态。群落组成的差异比α多样性的变化更为一致，而α多样性因疾病阶段和采样位点而异。观察到向厌氧型、代谢活跃型群落的转变。龋病始终与产酸菌属/物种相关，而氟斑牙、口臭和牙龈炎则表现出涉及蛋白水解、硫代谢和厌氧菌的功能性转变。 结论：儿童口腔疾病与条件特异性和生态位特异性的组成改变关联更强，而非统一的多样性变化。

引言

人类口腔栖息着体内最多样化的微生物群落之一，包含超过700种细菌物种，它们在口腔和全身健康中发挥重要作用。这些微生物群落在维持口腔稳态方面至关重要，并通过免疫调节、代谢活动和屏障功能影响全身健康。在儿童中，口腔微生物组经历特别动态的变化。牙齿萌出、牙列更替、饮食变化和免疫系统的成熟创造了快速变化的生态位，塑造了微生物的定植和演替。在生命早期，口腔微生物群落稳定性较差，对环境压力更敏感，因此其变化轨迹可能与成人不同。在健康状态下，这一生态系统处于动态但稳定的平衡中，支持正常的口腔功能，并通过免疫调节和代谢活动促进全身健康。这种平衡的破坏被称为“失调”，现被认为在决定对常见疾病（如龋齿、牙龈炎和釉质缺损）的易感性中起核心作用。因此，口腔疾病的概念已从病原体中心模型转向生态框架，在该框架中，失调反映了由环境压力（如饮食、pH值、炎症和宿主免疫）驱动的群落组成、相互作用和功能的变化。有证据表明，生命早期的口腔微生物组不仅反映，而且可能驱动这些疾病的发生和进展。

传统的口腔微生物组研究严重依赖于培养技术和靶向分子检测，这些方法在捕捉口腔微生物群落的全部复杂性和多样性方面存在局限性。下一代DNA测序（NGS）技术的出现，特别是“金标准”16S rRNA基因的高通量测序，通过实现全面、不依赖培养的细菌群落分析，彻底改变了口腔微生物组研究，促进了共生菌和致病菌的分类鉴定，并揭示了与儿童口腔健康和疾病相关的先前未被认识的微生物组成变化。

尽管取得了这些进展，我们对儿科口腔微生物组的理解仍然存在显著空白。已发表的研究在采样方法、测序平台、生物信息学流程和分析方法上差异很大，导致结果不一致，并使得跨研究直接比较变得困难。此外，大多数口腔微生物组研究集中在成年人，而儿童的口腔环境和疾病风险截然不同，却仍未得到充分研究。据我们所知，目前缺乏专门针对儿科口腔微生物组在广泛口腔疾病条件下的NGS研究的综合梳理。因此，临床医生和研究人员缺乏一个清晰的、针对儿科的具体概述，以了解健康状态下口腔微生物群落的结构、疾病状态下它们如何适应和重组、方法学选择如何影响报告的结果，以及科学证据的主要缺口在哪里。

因此，本系统评价旨在综合现有关于口腔疾病背景下儿科口腔微生物组NGS研究的文献。具体而言，我们试图：(1)描述纳入研究的特征和方法学方法，(2)综合不同疾病背景下的微生物和功能模式，(3)评估证据基础的一致性和偏倚风险，以及(4)确定未来研究的优先事项。通过系统地梳理现有证据，本综述旨在为儿科口腔健康的临床实践和未来研究方向提供信息。

材料与方法

方案与注册：本系统评价按照PRISMA指南进行。方案已在PROSPERO前瞻性注册（注册ID：CRD42025618407）。

纳入标准：使用PICO框架预先设定纳入标准。纳入2015年以来发表的原始、同行评议的英文研究，研究对象为0–18岁的人类参与者，并使用下一代测序（NGS）方法（特指16S rRNA基因测序）研究口腔微生物组。纳入的研究需考察一种或多种口腔疾病状况，并包含健康的儿科对照组，且清晰描述了采样、测序和分析方法。排除仅涉及成人、动物或体外模型、使用非16S rRNA NGS方法、缺乏合适的儿科对照或方法学细节不足的研究。综述、会议摘要、社论或未发表的手稿也被排除。

信息来源与检索策略：在PubMed、MEDLINE、EMBASE、Scopus和Web of Science数据库中进行系统检索。还筛查了纳入文章和相关综述的参考文献列表以识别额外研究。检索策略与奥塔哥大学学科馆员合作制定和完善。最终数据库检索于2026年1月22日进行。检索词结合了医学主题词表和针对每个数据库调整的关键词，包括“口腔微生物组”、“口腔微生物群”、“口腔细菌”、“下一代测序”、“16S rRNA”和“宏基因组学”。完整的可重复检索策略见补充材料。

研究选择：两名研究人员独立使用Rayyan在线应用进行标题和摘要筛选。符合条件的文献随后独立进行全文筛选。未使用机器学习优先级排序或自动排除功能。分歧通过讨论和共识解决。研究选择过程和排除原因在PRISMA流程图中呈现。

数据提取：两名研究人员独立使用标准化数据提取表。提取的信息包括：研究标识符、参与者特征、样本类型和收集方法、NGS方法学、生物信息学流程、微生物组成结果、多样性指标等。来自同一队列的多篇出版物合并以避免重复。缺失或不明确的信息记录为“未报告”且不予推断。研究结果按原作者报告的方式提取和描述性综合，包括方向性和统计显著性（如有），不进行定量合并。

偏倚风险评估：两名研究人员独立评估方法学质量和偏倚风险。随机对照试验使用修订版Cochrane偏倚风险评估工具进行评估。观察性和非随机研究使用适用于各自研究设计的乔安娜·布里格斯研究所关键评估清单进行评估。非随机干预研究使用JBI准实验设计清单。分歧通过讨论和共识解决。总体偏倚风险分为低风险、有一定担忧或高风险，并使用robvis工具进行可视化总结。偏倚风险评估用于解释研究结果，但不作为排除标准。

报告的结果主要包括微生物组成、α多样性指数、β多样性指标以及比较组间差异丰富的分类单元。

数据综合：鉴于显著的临床和方法学异质性，采用叙述性综合方法。研究按口腔疾病类型分组，关键特征和结果被制成表格并进行描述性总结，重点关注微生物组成、α多样性、β多样性和疾病相关分类单元。分类学发现主要在门和属水平进行比较以最大化可比性。由于各研究的结局测量和分析方法不够可比，未进行定量荟萃分析。

报告偏倚与证据确定性：通过检查各研究结果报告的完整性和一致性来定性评估报告偏倚和证据确定性。未进行报告偏倚的定量评估和正式的确定性分级，因为证据基础主要由异质性的观察性微生物组研究构成，并以叙述性方式综合，无法进行有意义的定量评估。

结果

检索与选择过程：通过数据库检索共获得4,767条记录。去除1,578条重复后，剩余3,189条记录进入筛选。标题和摘要筛除2,861条记录，留下328篇报告进行全文评估（含1篇手动检索）。无报告无法获取。全文审查排除了264篇报告，原因包括：缺乏对照组、非口腔疾病、未采用16S rRNA方法或其他原因。64篇报告符合纳入条件。在合并了来自同一队列的多篇报告后，共有61项研究纳入定性综合。

纳入研究的特征：大多数纳入研究为横断面设计，其次是纵向队列研究。干预性设计较少。大多数研究在亚洲进行，中国是最大的单一贡献国。样本量中位数为50名儿童。纳入研究涵盖了广泛的儿科年龄范围。龋病，尤其是早期儿童龋病，在研究文献中占主导地位。其他疾病类别包括牙龈和牙周疾病、牙齿色素沉着障碍、发育性釉质缺陷、口臭、口腔黏膜疾病以及与全身性疾病相关的口腔微生物组改变。

样本类型、收集方法、DNA提取与测序方法：唾液样本最为常见，其次是牙菌斑样本。使用了多种商业DNA提取试剂盒。Illumina MiSeq平台是最常用的测序平台。16S rRNA基因的V3-V4高变区是最常被靶向的区域。

生物信息学处理、多样性分析与统计方法：生物信息学处理具有高度异质性。早期研究主要采用操作分类单元（OTU）为基础的流程，而较新的研究越来越多地采用扩增子序列变异（ASV）为基础的降噪方法。分类分配最常使用SILVA数据库和人类口腔微生物组数据库。所有研究均报告了α多样性，最常用的是Shannon和Chao1指数。β多样性也得到广泛评估，最常用的是Bray-Curtis相异度或UniFrac距离。统计分析主要依赖非参数检验。一些研究还整合了功能预测或互补组学分析。

微生物多样性与组成：儿童口腔微生物组以几个核心门类为主。龋病相关群落显示出更高的产酸和耐酸类群丰度。健康相关或免龋谱系则显示某些属的丰度更高。多项研究进一步证明了病变或位点特异性特征。α多样性发现具有异质性。纵向研究表明，早期微生物组谱可以预测后期龋病发展。牙龈炎与厌氧和炎症相关属的富集一致相关。牙氟斑牙组显示若干假定健康相关类群的减少。黑色外源性牙染色显示出独特但相对稳定的群落。口臭的特征是舌部相关厌氧菌的富集。地图样舌显示出病变特异性的微生物富集。全身性或综合征性状况改变了口腔微生物组与疾病的关系。

讨论

在本系统评价中，研究人员综合了61项采用NGS 16S rRNA基因测序技术表征儿科口腔疾病口腔微生物组研究的证据。根据预先设定的纳入标准，仅纳入16S rRNA基因测序研究，因为这是一种成熟的细菌群落分析方法，拥有全面的参考数据库和分析流程。将综述限制在单一的测序方法避免了因结合不同测序技术而引入的额外复杂性。尽管如此，证据基础仍然高度异质，在采样方法、靶向的16S rRNA基因高变区、测序平台、生物信息学流程和分析框架方面存在差异，这限制了研究间的直接可比性。龋病，特别是早期儿童龋病，占主导地位，而其他口腔和全身性疾病则相对代表性不足。在不同疾病类别中，群落组成的变化比α多样性的变化更为一致，后者仍然多变。研究人员的发现强调了儿科口腔失调中的生态模式，同时突出了方法学标准化和对更稳健纵向证据的需求。

跨疾病综合：纵观整个证据基础，出现了几个统一的模式。首先，儿科口腔微生物组以核心门类和常见属为主。组成变化比多样性变化更为一致，而功能和网络层面的改变通常比单纯的分类学差异更为明显。其次，许多疾病似乎沿着一条更广泛的失调轴排列。疾病相关群落通常富含与产酸、厌氧、蛋白水解或炎症相关的类群。相比之下，健康相关群落更常包含某些属。第三，疾病区分受生态位的影响很大。牙菌斑和病变特异性样本，特别是牙本质和龈下菌斑，显示出比唾液更强的疾病分离能力，而舌苔对口臭和黏膜状况尤其具有信息价值。最后，宿主和环境因素极大地改变了失调的表现形式，解释了研究间的许多异质性。

跨疾病背景下微生物模式的解读：在多研究中，龋病相关群落反复富集了产酸和耐酸群落。同样，儿童的牙龈炎和早期牙周炎症显示出厌氧、炎症相关群落的富集。发育性釉质缺陷显示出更微妙但仍可辨别的微生物组模式。黑色外源性牙染色含有独特的微生物特征。口臭与舌苔厌氧菌和硫代谢途径一致相关。地图样舌显示出病变特异性的微生物富集。全身性或综合征性状况说明了口腔微生物生态是如何不仅受局部菌斑-宿主相互作用影响，还受宿主免疫状态、炎症调节和全身生理限制的影响。

多样性与功能推断：α多样性发现在不同条件和生态位中具有异质性，强化了多样性指标本身不足以作为儿科口腔疾病标志物的证据。异质性在差异丰度和“生物标志物”发现方法中也很明显。因此，报告的“生物标志物”应谨慎解读，特别是在混杂因素未得到完全控制的情况下。重要的是，大多数基于16S rRNA的微生物组数据集是成分性的。