《Journal of Oral Microbiology》：Denture-associated oral microbiome in dentate and edentulous older adults living in long-term care facilities
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本研究通过宏基因组学，首次比较了长居养老院（LTCFs）的缺牙与有牙老年人的假牙相关口腔微生物组（DAOM）。研究发现，尽管总体菌群多样性（α多样性）相似，但两组在物种构成、微生物互作网络（稳定性、连通性）及代谢功能上存在显著差异，提示牙齿缺失会重塑假牙菌群的生态和功能特征，可能对老年人的口腔及全身健康产生影响。
研究背景与目的
随着人口老龄化，因牙齿缺失而依赖可摘局部或全口义齿的老年人群比例持续增加。义齿表面为微生物定植提供了独特的生态位，其生物膜可成为致病微生物的“储存库”，并与口腔及全身性疾病（如假牙性口炎、糖尿病、心血管疾病、吸入性肺炎）的风险增加相关。这些与假牙相关的口腔微生物群落被称为假牙相关口腔微生物组（DAOM）。尽管既往研究利用16S rRNA测序等技术对口腔菌群进行了探索，但这些方法主要局限于细菌分析。宏基因组鸟枪法测序能够对包括细菌、真菌在内的整个微生物群落及其功能代谢潜能进行全面表征，提供更深入的见解。本研究旨在利用此技术，系统表征并比较居住在长期照护机构（LTCFs）中的缺牙与有牙老年人群的DAOM在分类学组成、功能代谢通路及微生物共现网络方面的特征。
材料与方法
本研究采用了横断面观察性设计，数据来源于芬兰老年人口腔健康研究（FINORAL）。研究纳入了来自芬兰赫尔辛基LTCFs的≥64岁的老年人，最终有107名佩戴可摘局部或全口义齿的参与者（51名有牙，56名缺牙）符合标准并纳入分析。所有参与者都接受了全面的临床口腔检查，包括牙齿/牙根数量、牙菌斑指数、牙龈指数、探诊深度、出血状况等评估。义齿的类型、状况、清洁习惯以及口腔黏膜健康（包括假牙性口炎的评估）均被记录。
研究人员从参与者佩戴的义齿的丙烯酸树脂组织面收集了生物膜样本，并进行DNA提取。通过Illumina NovaSeq平台进行鸟枪法宏基因组测序，获取原始序列。数据处理包括质量控制、去除宿主序列，随后使用Kraken2进行物种分类，利用HUMAnN3进行功能通路分析。统计分析在R语言环境中完成，通过α和β多样性指数评估菌群差异，利用LEfSe分析识别两组间差异丰度的微生物类群，并使用SpiecEasi构建微生物共现网络以分析群落互作关系。
研究结果
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参与者特征：
两组参与者在年龄、性别、认知功能、糖尿病状况、吸烟史、抗生素使用等方面无显著统计学差异。缺牙参与者食用软食的比例显著更高。有牙参与者的假牙性口炎（39.2% vs. 17.9%）和口腔黏膜病变（45.1% vs. 21.4%）的发生率显著高于缺牙参与者。
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DAOM的组成与多样性：
在门水平上，厚壁菌门（Bacillota，约53%）、放线菌门（Actinomycetota，约31%）和拟杆菌门（Bacteroidota，约6%）是DAOM中的主导菌门，两组间相对丰度相似。在属水平上，缺牙参与者中链球菌（Streptococcus）、放线菌（Actinomyces）、普雷沃菌（Prevotella）、棒杆菌（Corynebacterium）和Schaalia的丰度相对较高，而有牙参与者的韦荣球菌（Veillonella）、罗氏菌（Rothia）、奈瑟菌（Neisseria）和乳杆菌（Lactobacillus）相对更丰富。
α多样性指标（包括Observed richness, Shannon, Inverse Simpson, Fisher's指数）在两组间无显著差异，表明总体微生物丰富度和均匀度相似。然而，基于Bray-Curtis和Jaccard距离的β多样性分析显示，两组间的微生物群落结构存在适度差异，但这种差异在校正了糖尿病、吸烟、饮食类型等协变量后有所减弱。
通过LEfSe分析，鉴定出14个在两组间存在差异丰度的分类单元。其中有11个在有牙参与者中富集，包括变异链球菌（Streptococcus mutans）、小韦荣球菌（Veillonella parvula）和牙状副斯加多维亚菌（Parascardovia denticolens）。缺牙参与者则主要富集副流感嗜血杆菌（Haemophilus parainfluenzae）和产酸丙酸杆菌（Propionibacterium acidifaciens）。
- 3.
DAOM与临床表型的相关性：
相关性分析显示，乳酸乳杆菌（Lacticaseibacillus）、副斯加多维亚菌（Parascardovia）等属与“有牙”状态呈强正相关。而念珠菌（Candida）属，特别是白色念珠菌（C. albicans），与假牙性口炎和口腔黏膜病变呈正相关，但与义齿清洁频率呈负相关。在有牙参与者中，普雷沃菌（Prevotella）和孪生球菌（Gemella）与牙龈出血、菌斑指数和牙龈指数呈正相关，而一些链球菌（Streptococcus）物种则与这些参数呈负相关。
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微生物共现网络差异：
微生物共现网络分析揭示了缺牙与有牙参与者之间不同的微生物互作模式。有牙参与者的DAOM网络连接更紧密、结构更稳定。缺牙参与者网络中的核心枢纽属包括微球菌（Micrococcus）、不动杆菌（Acinetobacter）、短乳杆菌（Limosilactobacillus）、皮肤杆菌（Cutibacterium）和假单胞菌（Pseudomonas），这些更像是环境中的常见菌群。相比之下，有牙参与者网络的枢纽属则多为典型的口腔共生菌，如艾肯菌（Eikenella）、奈瑟菌（Neisseria）、利基乳杆菌（Ligilactobacillus）、短乳杆菌（Limosilactobacillus）和月形单胞菌（Selenomonas）。这表明牙齿缺失后，假牙菌群的生态网络稳定性和连通性降低，群落结构发生了重构。
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功能通路差异：
功能分析共鉴定出84条在两组间显著富集的代谢通路。在缺牙参与者的DAOM中，核苷酸、氨基酸和能量代谢相关的通路活性增强，表明其菌群的生物合成和能量需求升高。相反，碳水化合物、脂质/脂肪酸以及维生素/辅因子代谢相关的通路在有牙参与者中更为活跃。特别值得注意的是，在缺牙组中富集的功能通路中，有26.2%与肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）的代谢相关，这可能预示着更高的系统性健康风险，尤其是呼吸系统感染。
讨论
本研究的结果清晰地表明，牙齿缺失显著重塑了假牙相关口腔微生物组（DAOM），这种重塑不仅体现在物种构成上，还深刻地影响了微生物群落的生态互作网络和功能代谢特征。尽管两组的总体微生物多样性（α多样性）相似，但物种构成（β多样性）和功能活动存在显著差异。
缺牙个体的DAOM呈现出独特的生态结构转变：网络稳定性与连通性降低，但核苷酸、氨基酸和能量代谢功能却高度活跃。这种“高代谢活性-低网络复杂度”的模式，可能反映了在牙齿缺失后，口腔微环境改变（如软食饮食、唾液成分变化、缺乏牙齿表面的生态位）背景下，菌群为适应新环境而进行的代谢重组。核心菌群从典型的口腔共生菌（如有牙组的枢纽）向更多样的、可能来源于环境的物种（如不动杆菌、假单胞菌）转变，也支持了生态位变迁的假说。
尤其值得关注的是，念珠菌与假牙性口炎、黏膜病变的强相关性，以及缺牙组DAOM代谢功能与肺炎链球菌的显著关联。这进一步证实，假牙生物膜不仅是局部口腔感染（如假牙性口炎）的“病灶”，也可能是系统性病原体的“储存库”，增加老年人群发生吸入性肺炎等全身性感染的风险。研究还发现认知功能下降与孪生球菌、链球菌等属的丰度相关，提示口腔菌群-全身健康之间的复杂联系。
结论
综上所述，这项对居住在长期照护机构中老年人群进行的宏基因组学研究发现，牙齿缺失与可摘义齿的使用，共同导致了假牙相关口腔微生物组在分类学组成、生态网络和功能代谢上的显著重构。缺牙个体的微生物群落展现出较低的稳定性和连通性，但某些致病相关通路（如与肺炎链球菌相关的代谢）的活性却可能增强。这些发现强调了，在牙齿缺失后，假牙菌群的生态和功能变化可能增加其潜在的致病性，这对于本就脆弱的老年人群，特别是居住在LTCFs中的老年人，具有重要的临床和公共卫生意义。
