【摘要】近年來，互養(yǎng)菌屬廣泛存在于自然界中，但在棲居地所有細(xì)菌組成中比例較小，大部分不能用純培養(yǎng)的方法分離和純化。該菌屬顯示出特殊的生理生化特性和適應(yīng)環(huán)境的能力，尤其是在口腔環(huán)境內(nèi)。研究顯示，牙周病和牙髓感染等病理狀態(tài)樣本中互養(yǎng)菌屬具有較高的檢出率，故懷疑其可能是口腔疾病的病原體之一。下面就互養(yǎng)菌屬與口腔疾病的關(guān)系作一綜述。

【關(guān)鍵詞】互養(yǎng)菌屬;牙周病;牙髓炎

互養(yǎng)菌屬(Synergistes)是近年來新發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌屬，應(yīng)用分子生物學(xué)的方法發(fā)現(xiàn)，該菌屬廣泛存在于自然界并且在口腔疾病中有較高的檢出率。牙周病、齲病和牙髓炎是口腔多發(fā)性感染性疾病，細(xì)菌是引發(fā)這些疾病的始動因子，是造成牙體牙周組織破壞的主要因素。了解新的菌屬在口腔疾病中的檢出率，對于進(jìn)一步明確口腔疾病的發(fā)病機(jī)制和指導(dǎo)臨床治療具有重要的意義。

1、互養(yǎng)菌屬的來源和特殊性質(zhì)

1992年，Allison等^①從羊反芻食物中分離出的革蘭陰性厭氧的柱狀互養(yǎng)菌屬，有降解豆類植物銀合歡中的毒素3,4-二羥基吡啶(3,4-dihy-droxy pyridine，3,4-DHP)復(fù)合物的能力，能夠幫助宿主動物生存。他們將其命名為窮氏互養(yǎng)菌(Synergiste sjonesii，S.jonesii)。該菌與其他細(xì)菌相比較有較小的同源性，代表新的菌屬，這是首次在自然界中發(fā)現(xiàn)并分離的互養(yǎng)菌屬。在《伯杰系統(tǒng)細(xì)菌學(xué)手冊》中，將其歸類于脫鐵桿菌門(Defer-ribacteres)^②，基因文庫中收錄其1164個核苷酸序列，其中Core Nucleotide收錄260個，GSS收錄904個序列。

16SrDNA聚合酶鏈反應(yīng)(polymerasechainreaction，PCR)分析發(fā)現(xiàn)，互養(yǎng)菌屬廣泛存在于自然界中^③，但該菌在各自棲居地所有細(xì)菌組成中比例較低?；ヰB(yǎng)菌屬中僅有少部分革蘭陰性、專性厭氧的桿菌、弧菌和能動菌菌種可通過特殊培養(yǎng)基分離純化，大部分可培養(yǎng)菌種在常溫中性環(huán)境中適宜生長，另有一些菌種能夠耐受鹽環(huán)境或者高溫條件(最適溫度55～65℃)。所有菌種的共同特性是具有降解氨基酸的能力，可能參與氨基酸在自然生態(tài)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換^④⑥。

不同環(huán)境來源的互養(yǎng)菌屬具有適應(yīng)環(huán)境的特殊能力：從動物反芻食物中分離出的能夠以精氨酸和組氨酸作為底物，降解動物飼料中的毒素，幫助動物生存^①;厭氧生態(tài)系統(tǒng)來源的可發(fā)酵谷氨酸、白氨酸和異亮氨酸，水解明膠，不產(chǎn)生吲哚，不發(fā)酵單糖，但是當(dāng)用丁酸甘油酯和橄欖油測試時不能產(chǎn)生脂肪酶^④;還有一些菌種可在厭氧消解罐中利用葡萄糖、硝酸鹽降解蛋白質(zhì)性廢物^⑤;在蓄積醋酸鹽危象環(huán)境中分離出的，能夠始終保持高密度并隨環(huán)境改變而變化^⑥。

Horz等^⑦描述了人類來源的可培養(yǎng)互養(yǎng)菌屬的生化特征和抗菌敏感性：從腹水和軟組織感染灶中分離出的7株菌株都是緩慢生長的厭氧菌，形態(tài)學(xué)上相似，但對抗菌劑的抵抗性有所不同。根據(jù)厭氧菌識別系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，僅有RMA14551株能水解甘氨酸-β-萘胺，其他菌株的酶促反應(yīng)與所測試的表型相似的厭氧革蘭陰性桿菌與之相反。

2、與口腔疾病相關(guān)的互養(yǎng)菌屬

應(yīng)用分子生物學(xué)方法研究1名健康受試者7個口腔內(nèi)棲居地，在任何位置都沒有檢測出互養(yǎng)菌屬的基因型^⑧。然而，該菌卻在齲病、牙周炎、牙髓炎和根尖周病樣本中檢出，而且檢出率甚至超過已確定的病原菌的數(shù)量。相對于健康狀態(tài)而言，在口腔疾病中互養(yǎng)菌屬具有較高的檢出率，故可推測該菌屬在口腔疾病的發(fā)病過程中起重要的作用。

2.1 互養(yǎng)菌屬和牙周病

慢性牙周炎有復(fù)雜的細(xì)菌生態(tài)系，已在齦溝中探測到400多種細(xì)菌?；ヰB(yǎng)菌屬是早期的研究者在用萬能16SrRNA基因引物探測人齦下菌斑細(xì)菌和采用PCR選擇性地探測其他基因型時偶然發(fā)現(xiàn)的。deLillo等^⑨收集了2名重度慢性牙周炎患者的3個齦下菌斑樣本，在以16SrRNA序列分析技術(shù)識別菌斑中的細(xì)菌時發(fā)現(xiàn)，1.2%的細(xì)菌克隆可歸類于互養(yǎng)菌屬。Paster等^⑩初期在采用人類口腔微生物識別微陣列(humanora licroide-ntification microarray，HOMIM)比較健康受試者和牙周炎齦下菌斑的細(xì)菌分布時發(fā)現(xiàn)互養(yǎng)菌屬出現(xiàn)于疾病樣本中，之后他們用16SrRNA序列分析識別牙周袋中的最主要的69個微生物，確定了互養(yǎng)菌屬的相關(guān)基因型(BH017、D084和W090)。

Paster等^⑾通過對牙周健康狀態(tài)、成人牙周炎、難治性牙周炎、免疫缺陷性牙周炎和急性壞死性潰瘍性牙周炎等不同牙周袋內(nèi)細(xì)菌分布的調(diào)查，從347個克隆中鑒定出29個菌種和基因型，且互養(yǎng)菌屬的BH017、W090、D084和W028基因型在疾病樣本中占優(yōu)勢，特別是在急性壞死性潰瘍性牙周炎和難治性牙周炎中，暗示該菌可能是病原體之一。

盡管互養(yǎng)菌屬的部分克隆在牙周炎樣本中屢有發(fā)現(xiàn)，但是該菌的基因型與疾病狀態(tài)并非一一相關(guān)。Kumar等^⑿在比較年齡相當(dāng)?shù)难乐芙】岛吐匝乐苎资茉囌哌^程中發(fā)現(xiàn)，該菌屬基因型D084和BH017在所測試的菌種中與疾病的聯(lián)系最為密切，與以前廣泛確認(rèn)為慢性牙周炎的主要病原體有相同的強(qiáng)度甚至更強(qiáng)。這就再次證實(shí)，這些以前不能通過培養(yǎng)方法識別的微生物在牙周炎的發(fā)病過程中起重要的作用。另外，由于基因型W090在牙周健康樣本中數(shù)量上占優(yōu)勢;所以Kumar等^⑿認(rèn)為，盡管W090與D084、BH017種系關(guān)系相近，但不能以種系來源的遠(yuǎn)近確定其與疾病的關(guān)系。之后，他們在進(jìn)一步地研究牙周炎患者和健康受試者牙周袋深淺位置的細(xì)菌分布中發(fā)現(xiàn)，互養(yǎng)菌屬存在于1/8的疾病受試者中，也同樣存在于健康受試者中?；蛐蚖090和BH007與牙周疾病密切相關(guān)，而基因型BH017與牙周疾病沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性^⒀。

目前，有關(guān)互養(yǎng)菌屬特定基因型與牙周炎的關(guān)系尚無定論，細(xì)菌分布可能因個體宿主不同而不同。基于牙周炎發(fā)病機(jī)制的復(fù)雜性，為了獲取更多更確切的與牙周炎發(fā)病有關(guān)的細(xì)菌信息，還需要更大數(shù)量的臨床樣本研究。

2.2 互養(yǎng)菌屬和牙髓感染

根管系統(tǒng)內(nèi)營養(yǎng)和氧氣高度受限，涉及牙髓炎的細(xì)菌種屬相對于全部口腔微生物來說數(shù)量是有限的。隨著互養(yǎng)菌屬在牙周病樣本中的發(fā)現(xiàn)，這種菌屬是否出現(xiàn)在另一口腔多發(fā)疾病——牙髓炎中，引起了科研工作者的廣泛關(guān)注。

Saito等^⒁用16SrRNA序列分析了7例牙髓感染根管內(nèi)的細(xì)菌樣本，互養(yǎng)菌屬在其中的比例不等，最高達(dá)到9.1%。在慢性根尖周炎感染根管樣本中，存在著包括互養(yǎng)菌屬在內(nèi)的可培養(yǎng)和迄今不能培養(yǎng)的菌種^⒃。在未行治療的感染根管中，互養(yǎng)菌屬的基因型包含W028、A121/P4G-18P1、W090、BH017和E3-33^⒂?；ヰB(yǎng)菌屬陽性檢出率為21.8%，平均量高于牙齦卟啉單胞菌和中間普雷沃菌菌屬，接近密螺旋體的檢出率^⒄。研究者們認(rèn)為，即使互養(yǎng)菌屬的病原性和致病因子仍需要解釋，但互養(yǎng)菌屬的流行率和數(shù)量提示其在根尖周炎的病原學(xué)中可能與其他微生物有協(xié)同作用，利用終產(chǎn)物如氫分子在多種微生物感染牙髓的過程中依次發(fā)揮作用。Vianna等^⒄發(fā)現(xiàn)了1例牙髓樣本中包含互養(yǎng)菌屬遠(yuǎn)緣的基因型，與從腹水中分離的菌株相關(guān)。這樣的基因型之前未能在口腔中檢測到，表示感染根管是互養(yǎng)菌屬基因型種系發(fā)生的特殊棲居地。

在對比慢性根尖周炎治療前后根管內(nèi)細(xì)菌組成的研究中，關(guān)于互養(yǎng)菌屬基因型的出現(xiàn)仍存在分歧意見。Siqueira等^⒅在針對性地選擇13個菌種研究其在未治療和治療后持續(xù)感染的慢性根尖周炎的檢出率時發(fā)現(xiàn)，互養(yǎng)菌屬基因型BA121是未治療的根尖周炎中最流行的3個菌種之一，而且這個基因型仍能在治療后持續(xù)感染的病例中檢測出來。這也是第一次在營養(yǎng)高度受限的根充后根管內(nèi)檢測出該菌屬。Sakamoto等^⒆在評估根管內(nèi)消毒措施和檢測治療后根管內(nèi)殘留微生物的研究中發(fā)現(xiàn)，互養(yǎng)菌屬基因型BA121出現(xiàn)于治療前的樣本中，缺失于治療后的樣本中。他們認(rèn)為，這可能緣于治療過程中的次氯酸鈉和氫氧化鈣的羥基離子有殺死細(xì)菌和降解其DNA的作用，從而影響了PCR的精確結(jié)果。

理論上，健康有活力的根管系無菌環(huán)境，任何在感染根管內(nèi)發(fā)現(xiàn)的有機(jī)體既可能是病原體，也可能是口腔共生的條件致病菌。互養(yǎng)菌屬是在疾病牙髓生態(tài)系頻繁出現(xiàn)的成員，比例大致與重要的牙髓病原體相等，說明該菌屬與牙髓感染和根尖周病有重要的聯(lián)系，可能是之前不能確定的牙髓病原體。

2.3 互養(yǎng)菌屬與齲病

有關(guān)互養(yǎng)菌屬與齲病的報(bào)道較少。Munson等^⒇在針對穩(wěn)定期和進(jìn)展期齲齒微生物群落的研究中發(fā)現(xiàn)，互養(yǎng)菌屬僅出現(xiàn)于2個樣本中，僅組成樣本所有細(xì)菌分離群的小部分，低于10%。

3、結(jié)束語

互養(yǎng)菌屬在自然環(huán)境中廣泛分布，可能是人和動物腸道中的正常菌群，可能參與黏膜有關(guān)的感染。用特殊方法分離培養(yǎng)互養(yǎng)菌屬，可對其生理特征有進(jìn)一步的認(rèn)識并能幫助了解其在人宿主中的定居方式和致病作用。分子生物學(xué)研究拓展了人-細(xì)菌生態(tài)系中互養(yǎng)菌屬作為特殊成員的觀點(diǎn)，更擴(kuò)大了口腔疾病相關(guān)致病微生物的范圍，其中包含一些最近由16SrRNA序列識別的新命名的口腔菌種和新的基因型。上述研究表明，目前迫切需要固定和持久獲得互養(yǎng)菌屬的體外培養(yǎng)方法，這樣互養(yǎng)菌屬的表型特征，尤其是毒力和抗菌劑敏感性等方可得到適當(dāng)?shù)脑u估。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Allison MJ,Mayberry WR,McSweeney CS,et al.Syst Appl Microbiol,1992,15(4):522-529.

[2]George MG,Julia AB,Timothy GL.Bergey′s Manual of Systematic Bacteriology.2nd ed.New York:Springer,2004:29-30.

[3]Godon JJ,Morinière J,Moletta M,et al.Environ Micro-biol,2005,7(2):213-224.

[4]Kumar AG,Nagesh N,Prabhakar TG,et al.Bioresour Technol,2008,99(7):2364-2372.

[5]Ariesyady HD,Ito T,Okabe S.Water Res,2007,41(7):1554-1568.

[6]Delbès C,Moletta R,Godon J.FEMS Microbiol Ecol,2001,35(1):19-26.

[7]Horz HP,Citron DM,Warren YA,et al.J Clin Microbiol,2006,44(8):2914-2920.

[8]Aas JA,Paster BJ,Stokes LN,et al.J Clin Microbiol,2005,43(11):5721-5732.

[9]de Lillo A,Ashley FP,Palmer RM,et al.Oral Microbiol Immunol,2006，21(1):61-68.

[10]Paster BJ,Olsen I,Aas JA,et al.Periodontol 2000,2006,42:80-87.

[11]Paster BJ,Boches SK,Galvin JL,et al.J Bacteriol,2001,183(12):3770-3783.

[12]Kumar PS,Griffen AL,Barton JA,et al.J Dent Res,2003,82(5):338-344.

[13]Kumar PS,Griffen AL,Moeschberger ML,et al.J Clin Microbiol,2005,43(8):3944-3955.

[14]Saito D,Leonardo Rde T,Rodrigues JL,et al.J Med Microbiol,2006,55(Pt 1):101-107.

[15]Machado de Oliveira JC,Gama TG,Siqueira JF Jr,et al.Clin Oral Investig,2007,11(2):127-132.

[16]Siqueira JF Jr,Rocas IN.Oral Dis,2007,13(4):398-401.

[17]Vianna ME,Conrads G,Gomes BP,et al.Oral Microbiol Immunol,2007,22(4):260-265.

[18]Siqueira JF Jr,Rocas IN.J Clin Microbiol,2005,43(7):3314-3319.

[19]Sakamoto M,Siqueira JF Jr,Rocas IN,et al.Oral Microbiol Immunol,2007,22(1):19-23.

[20]Munson MA,Banerjee A,Watson TF,et al.J Clin Microbiol,2004,42(7):3023-3029.