生命早期口腔微生物群落建立、發育特點及其影響因素研究進展

殳暢， 蔡琴， 葉爾盼·艾力卡木， 周媛

1.口腔疾病研究國家重點實驗室國家口腔疾病臨床醫學研究中心 四川大學華西口腔醫院，四川 成都（610041）；2.口腔疾病研究國家重點實驗室國家口腔疾病臨床醫學研究中心 四川大學華西口腔醫院兒童口腔科，四川 成都（610041）

口腔存在大量共生微生物群落，包括細菌、古細菌、真菌、病毒等，這些微生物與人體的健康及疾病狀態緊密相關。研究表明，口腔微生物群落的組成及其穩態變化與齲病、牙周病、口腔癌等口腔疾病，乃至全身系統性疾病的發生發展具有明確聯系。同時，口腔作為消化道的起始，不僅受到飲食及環境等因素的直接作用，同時也作為儲庫對腸道微生態產生動態影響，共同體現人體系統穩態的發展與改變。不僅如此，包括口腔在內的共生微生物群落對宿主免疫系統的塑造也起著至關重要的作用，對人類嬰幼兒時期、甚至全生命周期的健康及生長發育影響深遠。生命早期被認為是人類微生物群落發育、成熟的關鍵時期，因其各位點微生物群落豐度、多樣性較低，可恢復性不佳，更易受到外部因素的影響，偏離原有發育軌跡，造成遠期、持續性的菌群不調，進而可能通過代謝功能、免疫系統等靶點，對遠期的健康、疾病狀態產生影響［1］。因此，全面理解生命早期口腔微生物的定植發展規律及其影響因素，對口腔微生態相關健康狀態的理解以及全生命周期口腔健康、全身健康的管理具有重要意義，本文將對相關研究進展進行綜述。

1 生命早期口腔微生物群落建立及發育過程概述

新生兒最初的微生物是何時及如何獲得的目前仍具爭議。胎兒期，子宮環境內的胎兒曾經一度被認為是沒有微生物定植的。一方面，系統健康狀態下孕婦的羊水及胎盤存在少量的微生物檢出［2］，相關研究認為這可能通過血行途徑并源于母體的口腔和腸道［3］；另一方面有學者提出質疑，認為當前研究檢出的細菌可能來自技術缺陷導致的污染［4］。而后，隨著新生兒出生時與母親、出生后與他人或環境的接觸，外界微生物得以定植。出生時新生兒各位點（口腔、腸道、皮膚等）的微生物群落相似性較強［5］，隨后因身體各位點的物理、化學、生理條件各不相同，寄宿于各位點的微生物開始被“篩選”并逐漸發育，最終在各位點分化出豐度、組成、功能各異且相對穩定的微生物群落。

由于口腔內環境獨特且與外界相通，口腔微生物群落有種類復雜、呈多層次多位點分布、隨年齡及牙列更替、個體間差異性大、在個體內相對穩定等特點。在無牙頜階段，口腔菌群主要定植于黏膜表面，此時唾液中厚壁菌門（Firmicutes）的豐度遠高于其他菌群。隨著乳牙逐漸萌出，硬組織相關的口腔定植位點顯著增加，口腔微生物群落進一步發育。此時，口腔微生物組的豐度和多樣性進一步上升，梭桿菌門（Fusobacteria）、軟壁菌門（Tenericutes）、互養菌門（Synergistetes）、變形菌門（Proteobacteria）的豐度逐漸增加［6］。隨乳牙萌出數增加，唾液微生物群落的α?多樣性增加，其組成也發生改變，韋榮菌屬（Veillonella）、梭桿菌屬（Fuso?bacterium）、奈瑟菌屬（Neisseria）、普雷沃菌屬（Pre?votella）、羅氏菌屬（Rothia）、放線菌屬（Actinomy?ces）、棒狀桿菌屬（Corynebacterium）等豐度增加，此時兒童口腔微生物群落與成人的相似性增高，形成成熟口腔微生物群落雛形，并對外來微生物入侵具備一定抵抗能力［7］。

2 口腔微生物群落建立及發育的相關影響因素

近年來，多項橫向研究及縱向隊列研究對嬰幼兒口腔菌群發育觀察發現，諸多因素與菌群組成及特征具有相關性，包括孕期健康狀態、生產相關因素、飲食、環境、抗生素應用、遺傳等，不僅體現了人體微生態平衡的動態建立過程，還對免疫、生長發育、疾病發生等關鍵生理病理狀態具有潛在影響。

2.1 母親孕期健康狀態

孕期的疾病、宮內環境改變等關鍵事件對新生兒的短期、長期健康有重要影響。有研究發現，孕婦口腔、系統健康狀況會對新生兒的微生物群落產生影響，這些因素包括牙周炎、糖尿病等。

如前所述，有研究認為孕婦口腔微生物群落與胎盤微生物群落有較大相似性，孕婦口腔微生物群落可能是胎兒最初定植微生物的儲庫［8］。牙周病是眾多不良妊娠結局的危險因素［9］。相比未患牙周炎的孕婦，患有牙周炎孕婦的胎盤中具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）以及嚙蝕艾肯菌（Eikenella corrodens）檢出率更高，總量也更高［10］；且Gauthier 等［11］在羊水中檢出與孕婦齦下菌斑中序列一致的具核梭桿菌，提示具核梭桿菌可能穿過血胎屏障、定植于胎盤或羊水。也有研究［12］發現，孕期進行牙周治療未能降低牙周致病菌的檢出率，可能因為牙周致病菌在孕早期已由一定途徑達到胎盤從而定植，進而可能導致早產、羊膜炎、死產等不良妊娠結局［13］。患有牙周炎的孕婦，齦下菌斑長期接觸牙周袋的潰瘍性上皮，提供了牙周致病菌進入血流的機會，引發慢性低水平的菌血癥；這可能是牙周致病菌從牙周袋定植于子宮、羊水的直接途徑［14］。以上發現肯定了孕前牙周治療、菌斑控制的必要性，不僅利于避免不良妊娠結局，也利于胎兒建立健康的微生物群落。

妊娠期糖尿病是不良妊娠結局以及新生兒遠期疾病公認的重要危險因素［15］，也會影響新生兒的口腔微生物群落［16］。研究發現，與未患糖尿病的對照組相比，患有糖尿病的孕婦及其新生兒的唾液微生物群落組成更為一致；同時，70%僅在患糖尿病孕婦腸道和口腔檢測到的細菌可在其后代的相應位點檢測到；具體到菌屬，鏈球菌屬（Strep?tococcus）的豐度隨著口服糖耐量試驗值升高，在患糖尿病的孕婦及其后代唾液中一致減少，而普雷沃菌屬、奈瑟菌屬則是同上升［17］。這提示糖尿病患者特有的口腔菌群組成模式可能被后代繼承，這可能是影響其后代遠期健康狀況的新線索，但證據有限，需要相關研究跟進。

2.2 生產相關因素

生產方式對新生兒的口腔微生物群落多樣性產生影響。Li 等［18］對會陰消毒順產、非會陰消毒順產及剖宮產途徑出生的新生兒口腔分泌物測序發現乳桿菌在非會陰消毒順產中的豐度顯著高于其余兩組，符合陰道核心菌群為乳桿菌的共識；而在門水平上，剖宮產組中擬桿菌門（Bacteroidetes）和變形菌門的比例顯著高于順產組，與母親皮膚微生物微生物群落組成相似［19］，可推測母親的陰道菌群或皮膚菌群對經相應途徑生產新生兒口腔菌群影響較大。縱向研究也發現了相似的結果［5］，但發現新生兒各位點（腸道、口腔、鼻腔、皮膚等）的微生物群落經過一定時間發育后會發生重組并逐漸趨于穩定。因此，根據現有研究，可認為生產方式對新生兒口腔微生物群落的影響在短期內更為明顯，而遠期影響較弱。

胎齡對新生兒的口腔微生物群落有一定影響。研究顯示，相比足月出生、體重正常的新生兒，早產低體重兒的唾液、腸道微生物組多樣性低、發育慢、易波動；可能增加新生兒重癥監護病房中潛在致病微生物的定植風險，甚至引起壞死性小腸結腸炎等一系列相關疾病；也會更易因抗生素的使用影響遠期的腸道菌群［20］。然而，需要注意的是：相比于足月出生、體重正常的新生兒，早產低體重兒常常在出生后與家人隔離，減少微生物水平傳播定植的機會，此外，抗生素被廣泛應用于早產低體重兒的感染預防；這兩點可能造成了潛在的偏倚。有研究通過對足月出生的59 個新生兒唾液樣本進行2 年縱向追蹤，發現胎齡與嬰幼兒口腔微生物β?多樣性具有統計學意義上的相關，但對健康結局的作用未知［5］。基于以上發現可認為早產兒是口腔菌群紊亂的易感者，對其進行感染風險管理非常必要，且應嚴格掌握抗生素的應用指征。

2.3 飲食因素

嬰兒的喂養方式主要包括母乳喂養與非純母乳喂養，這與新生兒口腔微生物群落的定植、發育關系密切。Drell 等［21］對新生兒口腔以及母體不同位點（陰道、乳暈、口腔、母乳等）的微生物群落進行6 個月縱向觀察，發現新生兒口腔微生物群落與母親口腔、乳暈及母乳微生物群落的相似性隨嬰兒出生后與母親的密切接觸而提高。研究發現［22］，給予初乳與給予無菌水的極低體重兒口腔微生物群落不同；同時另一項研究表明［23］，初乳微生物群落與新生兒出生后7 日的口腔微生物群落相似。由此認為，哺乳是母親微生物傳播至嬰兒的途徑之一，幫助新生兒早期口腔微生態建立。

純母乳喂養的嬰幼兒較非純母乳喂養的嬰幼兒患齲率低［24］。而有研究發現，母乳喂養與非純母乳喂養的嬰幼兒口腔微生物群落組成多樣性不同，采用配方奶粉喂養的嬰幼兒口腔微生物α?多樣性較高，且菌群組成與母乳喂養組有較大差異［25］。為期6 個月的縱向隊列研究發現，配方奶粉喂養的嬰幼兒的唾液微生物群落以普雷沃菌屬、顆粒鏈菌屬（Granulicatella）、纖毛菌屬（Leptotrich?ia）及梭桿菌屬為主，而母乳喂養嬰幼兒唾液中富集鏈球菌屬、葡萄球菌屬（Staphylococcus）以及嗜血菌屬（Haemophilus）［26］，這可能是純母乳喂養的嬰幼兒患齲率低的機制之一。基于現有研究，母乳喂養嬰幼兒的口腔菌群更接近健康成人，母乳在具有豐富營養價值及抗體傳遞作用之外還可促進嬰幼兒口腔微生態發育。配方奶粉喂養可能促進嬰幼兒口腔微生態多樣性，但是不同成分配方奶粉可能對口腔菌群存在差異性塑造，還需更多研究進一步闡明相關改變對口腔健康的遠期影響。

斷奶前后，嬰幼兒飲食逐漸向類成人飲食過渡。其中，高糖攝入是公認的致齲因素之一。有研究發現碳水化合物攝入量升高與兒童面菌斑微生物組成改變直接相關，表現為細菌α?多樣性及β?多樣性降低，與齲病相關牙菌斑生物膜組成特征一致［27］。Zheng 等［28］通過對14 對3～6 歲雙胞胎齦上菌斑的分析，也發現進食甜食頻率為一天三次以上與一天一次及以下的低齡兒童齦上菌斑微生物構成有顯著性差異。

機制方面，腸道微生物群落相關研究已經闡明，食物對微生物群落的塑造作用可能是微生物群落對于食物變化的功能性適應。例如，斷奶后，嬰兒腸道微生物群落中擬桿菌門豐度提升，而擬桿菌門有助于復雜碳水化合物與淀粉的降解［29］。同一時期，長雙歧桿菌（Bifidobacterium longum）、布里夫雙歧桿菌（Bifidobacterium breve）相對豐度下降，而有助于消化復雜碳水化合物的青少年雙歧桿菌（Bifidobacterium adolescentis）的相對豐度保持穩定［30］。而在口腔微生物學領域，食物塑造微生物群落的相關機制研究仍匱乏，亟待研究。

綜上，飲食對口腔菌群多樣性的影響及潛在塑造作用，為通過合理飲食指導輔助生命早期健康相關口腔菌群的建立、發育提供了研究支持。

2.4 環境因素

不同的環境，以及環境中與家人、寵物直接或間接的接觸，對口腔微生物群落的影響也是研究熱點之一。研究發現，同一生活環境的兒童具有相似的生理以及病理唾液微生物群落，且在兒童成年搬離原有生活環境后，其唾液微生物群落仍與原環境共享者的唾液微生物群落相似度大，提示生活環境對生命早期生物群落有長期而穩定的塑造作用［31］。家庭成員的接觸可能為微生物傳播的主要途徑之一。Song 等［32］研究證實，家庭成員、包括寵物對家庭成員之間的微生物傳播有一定貢獻。對不同身體位點而言，手是家庭成員之間口腔微生物交流、傳播的重要途徑，且主要發生在母嬰之間［33］。因此，家庭成員應當注重手衛生，特別是患有齲病、牙周炎等與口腔菌群密切相關的疾病時，有助于避免致病菌群在家庭內部傳播。

環境污染是當前公共衛生的一大難題，一些環境因素包括空氣污染［34］、飲用水成分［35］、吸煙［36］被研究證實與成年人或青少年口腔菌群豐度及組成差異相關，但目前尚無研究探索其對生命早期口腔微生物群落建立、發育的影響，需進一步探索。

2.5 抗生素應用因素

抗生素是引起人體微生態紊亂的主要因素之一。在生命早期，人體微生物群落尚未成熟，自我恢復能力不足。研究已表明，抗生素使用可能改變腸道菌群微生物群落的發展方向，并帶來遠期的不良健康結局［37］。然而口腔（尤其是唾液）與腸道微生物對抗抗生素相關微生態紊亂的能力截然不同，現有研究認為抗生素在唾液微環境內僅表現為短期擾亂作用，于長期無顯著影響［38］。研究發現，取樣前四個月的抗生素使用會對1～4 歲兒童唾液及菌斑微生物多樣性產生顯著影響［39］。另一項為期7 年的縱向研究顯示，在出生第一年或第二年接受抗生素治療并不影響兒童較遠期（6～7歲）的唾液微生物群落多樣性［40］。其他研究也報道了相似趨勢［26］。但是，以上研究多為觀察性隊列研究，即使是同一隊列，納入的被研究者間異質性明顯，無法準確評估生命早期抗生素暴露對口腔微生物群落的影響。此外，受試者的口腔微生物群落對抗生素的“敏感性”不足也可能導致此類結果，對低體重兒等“敏感性”較強群體的口腔微生物群落加以觀察，可能會得出不同結果。這種差異還可能與抗生素與腸道、唾液腺相關的藥物代謝動力學以及相關口腔衛生措施（刷牙、漱口等）有關。目前仍需要更多設計完善的研究來闡明抗生素應用與生命早期口腔微生態建立、發展的關系，從而為理解抗生素應用對口腔微生態產生的近期和遠期影響提供進一步理論支持。

在懷孕及生產期間，母親的抗生素應用同樣會對新生兒口腔微生物群落產生影響。研究表明，母親在孕期應用抗生素的新生兒與母親口腔微生物組成相似性更低，母親孕期應用抗生素與未應用抗生素的新生兒口腔微生物群落組成存在顯著性差異［8］。該研究中，部分細菌豐度表現顯著差異，如變形菌門（Proteobacteria）在母親抗生素暴露組新生兒口腔中豐度較高，而鏈球菌、孿生球菌（Gemellaceae）及乳桿菌（Lactobacillales）在未暴露組新生兒口腔中豐度較高。在另一項研究中發現，孕婦生產時預防性應用抗生素會對新生兒口腔微生物多樣性產生影響，厚壁菌門在分娩運用抗生素組豐度更高，放線菌門（Actinobacteria）、擬桿菌門及變形菌門在未應用組豐度更高［41］。懷孕及生產期間母親的抗生素應用均可影響新生兒最初的口腔微生物定植，但對嬰幼兒遠期口腔微生態發育，以及口腔、全身相關疾病的影響仍未見報道，需要進一步研究。

2.6 遺傳因素

遺傳方面，發現無論從整體出發，還是從獨立的種屬出發，均發現了微生物群落的遺傳傾向，且與特定的基因位點相關。Gomez等［42］通過對同卵雙生子及異卵雙生子口腔微生物組的研究，發現口腔微生物組的相似性隨著基因相似性增加而增加，如蒼白普雷沃菌（Prevotella pallens）及韋榮菌屬有較高的遺傳傾向。上述趨勢與齲病狀態不相關，而齲病的發生會使具有遺傳傾向的細菌豐度下降。Zheng等［28］的研究也得出相似結論。有研究篩選出了兩個與遺傳性唾液微生物組相關的基因位點（分別位于7 號染色體與12 號染色體）［43］。因此筆者推想，可能存在與宿主基因型相適應的“野生型”常駐口腔微生物群落，而齲病等口腔微生態失調相關疾病可能破壞“野生型”群落的穩態。

3 小 結

生命早期口腔微生物群落建立、發育相關因素的研究進展，將對生命早期口腔核心微生物研究、口腔微生態相關生理病理事件模型研究、特定生物標志物指紋圖譜篩選等研究，乃至于未來的低齡兒童相關精準口腔醫療具有重要意義。本文對近年來生命早期口腔微生物群落建立與發育相關影響因素的研究進展進行了系統梳理和總結。目前尚需要更完善的大樣本前瞻性隊列研究，并且結合宏基因組學、宏轉錄組學、基礎研究等深入探索，進一步闡明相關因素的近、遠期影響及作用機理。