【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系作一綜述。

【關鍵詞】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)的細菌屬，應用分子生物學的方法發(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，對于進一步明確口腔疾病的發(fā)病機制和指導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

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)細菌學手冊》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(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)中的轉換^④⑥。

不同環(huán)境來源的互養(yǎng)菌屬具有適應環(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、與口腔疾病相關的互養(yǎng)菌屬

應用分子生物學方法研究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

慢性牙周炎有復雜的細菌生態(tài)系，已在齦溝中探測到400多種細菌?；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序列分析技術識別菌斑中的細菌時發(fā)現(xiàn)，1.2%的細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。Kumar等^⑿在比較年齡相當?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，與以前廣泛確認為慢性牙周炎的主要病原體有相同的強度甚至更強。這就再次證實，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認為，盡管W090與D084、BH017種系關系相近，但不能以種系來源的遠近確定其與疾病的關系。之后，他們在進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。基因型W090和BH007與牙周疾病密切相關，而基因型BH017與牙周疾病沒有統(tǒng)計學相關性^⒀。

目前，有關互養(yǎng)菌屬特定基因型與牙周炎的關系尚無定論，細菌分布可能因個體宿主不同而不同。基于牙周炎發(fā)病機制的復雜性，為了獲取更多更確切的與牙周炎發(fā)病有關的細菌信息，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注。

Saito等^⒁用16SrRNA序列分析了7例牙髓感染根管內(nèi)的細菌樣本，互養(yǎng)菌屬在其中的比例不等，最高達到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)菌屬遠緣的基因型，與從腹水中分離的菌株相關。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)細菌組成的研究中，關于互養(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菌和降解其DNA的作用，從而影響了PCR的精確結果。

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

有關互養(yǎng)菌屬與齲病的報道較少。Munson等^⒇在針對穩(wěn)定期和進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，僅組成樣本所有細菌分離群的小部分，低于10%。

3、結束語

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一步的認識并能幫助了解其在人宿主中的定居方式和致病作用。分子生物學研究拓展了人-細菌生態(tài)系中互養(yǎng)菌屬作為特殊成員的觀點，更擴大了口腔疾病相關致病微生物的范圍，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?shù)脑u估。

【參考文獻】

[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.