赵方庆（左）与王金锋就口腔数据分析结果展开讨论。

口腔是人体内部与外界环境物质传递与交换的重要场所，也是病原菌及毒性物质侵入机体的“门户”。口腔微生物群组生态失衡不仅可诱发多种口腔疾病，还与肿瘤、糖尿病、心血管疾病、早产等全身疾病紧密相关。

作为人体微生物组的重要定殖部位，人类口腔微生物因数量庞大、种类丰富，被看作是微生物—微生物、微生物—宿主之间相互作用的重要竞技场。

“除了自身的组织及分泌物，如牙齿、黏膜、舌、唾液，人类口腔中至少定殖了超过600种不同的细菌、病毒、真菌、支原体及衣原体等微生物类别，这些微生物统称为口腔微生物。”四川大学华西口腔医院主任医师周学东表示，口腔微生物群组生态失衡不仅可诱发多种口腔疾病，还与全身其他疾病紧密相关。

而人体口腔菌群的稳定性和动态变化是否存在一定规律呢？

近日，中国科学院北京生命科学研究院赵方庆团队的研究成果给出了答案：洗牙在早期会对控制牙菌斑产生一定作用，但并不能长期抑制细菌及其形成生物膜的能力；在口腔生物膜重建过程中，微生物补充的主要方向是由唾液到牙菌斑，并且在清除后24小时即会有大量唾液细菌补充进来。相关研究发表在近期出版的《肠道》（Gut）上。

“这项研究揭示了口腔菌群从破坏到重建的完整过程。”澳大利亚新南威尔士大学教授、《肠道》期刊主编Emad EL-OMAR博士给出上述评价。

菌在口，病在全身

口腔是消化道的起始部分，前接口裂与外界环境相通，后经咽峡与咽、呼吸系统及消化系统延续，是人体内部与外界环境物质传递与交换的重要场所，也是病原菌及毒性物质侵入机体的“门户”。

根据国际牙科研究协会和美国牙科研究协会报道，口腔疾病影响了全球近39亿人，2010年全球用于牙科疾病治疗的直接费用总计2980亿美元，间接费用总计1440亿美元，与全球十大常见死亡病因的花费相当。

“绝大多数口腔感染性疾病为非特异性感染，口腔微生物组以群体的方式参与和（或）促进了疾病的进程。”周学东说，口腔微生物组与口腔感染性疾病，如龋病、牙龈炎、牙周炎、根尖周炎以及颅颌面部其他组织和间隙感染息息相关。

之后，虽然有一些口腔学者推测，口腔微生物感染可能导致多种全身系统性疾病，但口腔病灶学说一直未得到足够重视及理论支持。

不过，随着微生物组学的发展，越来越多的证据表明，口腔微生物组与多种重大慢性非传染性疾病间的关联逐渐被证实。

“比如，牙龈卟啉单胞菌是口腔常驻菌种，它可能导致肠道微生物群落结构紊乱，参与肠炎症发生，还存在于几乎所有的动脉硬化粥样斑块中。”北京协和医院口腔科主治医师韩蔚告诉《中国科学报》，消化系统疾病、心血管疾病、类风湿关节炎、糖尿病、神经系统疾病，甚至早产的发生都与口腔微生物有一定关系。

“当然，目前将口腔菌群作为某些疾病的检测标记物大多还处于基础性研究阶段，但是，未来口腔菌群或许能成为疾病监测的指标，并与传统指标联用，提高检测的敏感性和准确性。”赵方庆表示。

菌变动，群相对稳

早在2010年，赵方庆团队就开始从事口腔菌群方面的工作，成立国内较早开展人体微生物组学研究的实验室之一。

“早期，我们对口腔疾病状态下的微生物群落结构和代谢通路异常、口腔重要菌株的比较基因组和毒力机制、噬菌体对口腔微生物群落的塑造作用等内容开展了一系列研究。”中国科学院北京生命科学研究院副研究员王金锋在接受《中国科学报》采访时表示，国内外的这些研究大都是针对单一时间点、固定时间断面的数据进行分析。

但是，菌群通常是处于动态变化中的。鉴于此，王金锋认为，有必要在前期工作基础上开展长时间梯度的跟踪研究。

洗牙通常被认为是临床常见的牙菌斑清理手段，这恰好也为跟踪牙菌斑附着情况和菌群重建过程提供了便利。

为此，研究团队通过对洗牙前后3个月内11个连续时间点内的169个唾液和牙菌斑微生物组数据进行深度挖掘分析，以确定因受到外力扰动而崩解的口腔微生物群落恢复到初始状态的时间，以及口腔菌群作为标志物是否具有足够的稳健性。

“最终，我们找到了牙菌斑形成、发育和成熟三个时期的准确时间跨度，确定了口腔群落异常混乱的时期为洗牙后7小时至3天，发现了许多细菌在干预后会很快恢复到最初水平。这表明洗牙在早期会对控制牙菌斑产生一定作用，但并不能长期抑制细菌及其形成生物膜的能力。”王金锋说。

此外，研究者还发现，在口腔生物膜重建过程中，微生物补充的主要方向是由唾液到牙菌斑，并且在清除后24小时即会有大量唾液细菌补充进来。在强烈干扰后的整个跟踪周期中唾液菌群多样性和结构一直保持稳定。

谈到此项研究有何意义时，赵方庆认为，该成果为深入理解消化系统源头的微生态稳定性及微生物传播提供了新的信息，有助于评估口腔细菌是否适合作为疾病检测的靶标，以促进临床非侵入性诊断技术的发展。

菌作标，监测先行

采访中，记者了解到在研究初期，该团队遇到的最大困难是如何建立有效的数据分析流程，因为菌群研究目前都是基于高通量测序数据，分析方法学的有些内容仍然不够成熟，对计算能力的要求相对较高。

“最后，我们通过有针对性地自主开发工具，解决了这一难题。”王金锋说，长时间的跟踪取样也是一项十分困难的工作，尤其是取样初期的时间点非常密集，特别感谢首都医科大学附属北京友谊医院彭磊医生以及依从性极高的志愿者给予的帮助。

令团队略感意外的是，论文接收得非常快。“从投稿到刊发只用了不到一个月的时间，并且Emad EL-OMAR认为，我们的这项研究非常精彩。”

未来，研究还将在哪些方向进一步深挖？面对《中国科学报》提问，王金锋表示，团队将通过对关键时间点的靶向干预，包括可能会引入此前有一定工作基础的、杀菌特异性较强的噬菌体替代传统的抗生素类药物，开展口腔生物膜控制与清除方面的研究。此外，研究团队还将会开展利用唾液微生物开发无创性辅助诊断技术的研究。

“与人体健康有关的基础研究一定要‘从临床来到临床去’，我们要关注临床实际需求，寻找出科学问题，然后将研究成果在临床进行实验验证。”赵方庆深有体会地说。

相关论文信息：http://dx.doi.org/10.1136/gutjnl-2019-318977

■本报记者 张思玮