蔗糖刺激下唾液微生物组的差异响应：揭示龋病易感性的生态标志物

《AMB Express》：Differential microbiome response to sucrose in caries-free and caries-affected individuals

　　本研究针对龋病发生与口腔微生物群失调的关系，通过16S rRNA基因测序技术分析蔗糖刺激后龋活跃(CA)与无龋(CF)个体唾液微生物组的动态变化。研究发现CA个体表现出更显著的ASV数量增加和更复杂的微生物互作网络，并特异性富集Schaalia odontolytica，提示其可作为龋病风险的潜在生物标志物。该研究为基于微生物组的龋病早期诊断提供了新视角。

　　

当我们享受甜食带来的愉悦时，口腔内正上演着一场微观世界的权力更迭。作为全球最普遍的口腔疾病，龋病影响着约28亿人口，而其发病率在过去三十年间仅下降4%，这凸显了传统防治策略的局限性。现代病因学理论认为，龋病本质上是口腔微生物群从共生向失调状态的转变，其中蔗糖作为关键环境驱动因子，能够促进产酸菌的过度增殖，打破口腔生态平衡。然而，关于龋活跃个体与无龋个体在面临蔗糖挑战时，其唾液微生物组如何作出即时差异化响应，现有研究仍存在认知空白。

在这项发表于《AMB Express》的研究中，Wang等研究者设计了一项精巧的临床试验，招募18名24-40岁志愿者（8名无龋个体，10名龋活跃个体），通过采集基线、蔗糖漱口后30分钟和2小时的唾液样本，运用16S rRNA基因测序技术解析微生物群的动态变化。研究首次系统揭示了龋活跃个体唾液微生物组对蔗糖刺激表现出更强烈的响应特征，包括更快速的ASV（扩增子序列变异）数量增加和更复杂的微生物互作网络，并发现Schaalia odontolytica在龋活跃个体中的特异性富集现象。

关键技术方法包括：1）临床样本队列来自天津医科大学口腔医院招募的年龄、性别匹配的志愿者；2）采用CTAB法进行唾液基因组DNA提取和V3-V4区16S rRNA基因扩增；3）基于Illumina NovaSeq平台的双端测序和DADA2流程的ASV分析；4）使用QIIME2进行微生物多样性（Shannon/Chao1指数）和β多样性（UniFrac距离）计算；5）通过LEfSe分析和生态网络分析识别差异物种和微生物互作关系。

唾液微生物组概况

通过对54份唾液样本获得的379万条有效测序序列分析发现，龋活跃个体在蔗糖刺激后表现出更显著的ASV数量增长。基线时无龋组与龋活跃组分别检测到933个和1105个ASV，2小时后分别增至1119个和1828个，其中龋活跃组的ASV增长率显著更高，提示其微生物组具有更强的环境响应能力。

蔗糖漱口前后的唾液微生物组特征

尽管ASV数量发生变化，但α多样性分析显示Shannon指数和Chao1指数在蔗糖刺激前后均无显著差异，说明新出现的ASV多属于低丰度物种。β多样性分析中，加权和非加权UniFrac距离的主坐标分析均未呈现明显的时间点聚类，表明单次蔗糖刺激尚未引起微生物群落结构的全局性重构。

优势菌属分布

在鉴定出的111个菌属中，链球菌(Streptococcus)和纤毛菌(Leptotrichia)是唯一在蔗糖刺激后呈现增长趋势的菌属，而其他优势菌属如普雷沃菌(Prevotella)、奈瑟菌(Neisseria)等均显示下降趋势，但均未达到统计学显著性。

差异菌种鉴定

在2小时时间点，无龋组中仅Actinomyces graevenitzii显著增加，而龋活跃组中同时检测到Actinomyces graevenitzii和Schaalia odontolytica的显著富集。LEfSe分析进一步确认放线菌目(Actinomycetales)和放线菌科(Actinomycetaceae)在龋活跃组中随蔗糖暴露时间延长而逐步增加，其中Schaalia odontolytica的特异性富集尤为突出。

微生物生态网络分析

生态网络分析显示，龋活跃个体在基线时即具有更高的图密度(GD)和平均度(AD)，以及更短的平均路径长度(APL)。蔗糖刺激30分钟后网络连通性暂时下降，但2小时后重建更为复杂的互作网络，表明龋活跃微生物组具有更强的生态重组能力。

研究结论指出，龋活跃个体唾液微生物组对蔗糖刺激表现出更敏感的响应特征，这种差异不仅体现在物种数量变化上，更反映在微生物互作网络的复杂程度。特别值得注意的是Schaalia odontolytica在龋活跃个体中的特异性富集，这为龋病风险预警提供了潜在的微生物标志物。尽管Actinomyces属通常被视为共生菌，但其在生态失调过程中的作用值得深入探讨。该研究的创新之处在于捕捉到蔗糖刺激后2小时内的早期微生物响应，为理解龋病发生的初始生态学事件提供了宝贵视角。未来研究需扩大样本规模，延长观察时间，并纳入更多宿主因素，以进一步完善基于微生物组的龋病风险评估体系。