慢性牙周炎患者口腔微生物组的时空间多态性研究

摘要

目的：　　为了探究慢性牙周炎患者口腔微生物在生态位点上的差异及物种多样性，探索牙菌斑生物膜物种在时间上的变化情况，研究洁牙对慢性牙周炎菌斑微生物的影响，揭示牙菌斑生物膜与唾液微生物之间的关联性，因此，本次研究选用慢性牙周炎患者作为研究对象，采集受试者牙菌斑和唾液样本进行测序分析、挖掘数据信息以及统计分析等。　　方法：本次研究运用专业口腔治疗器采集了两个口腔生态位点牙菌斑和唾液，采样时间点均为洁牙前、洁牙后和洁牙后1小时、4小时、7小时、24小时、3天、7天、2周及1个月共58例样本。用样本16S rDNA V3-V4区的通用引物进行扩增并测序，再用高通量测序技术对慢性牙周炎患者的牙菌斑和唾液样本16S rRNA进行测序。用Qiime、Mothur、R等软件分析数据。使用的统计学方法主要有T-test检验和Mann-Whitney U检验，用pearson相关性分析及SourceTraker软件研究牙菌斑微生物与唾液微生物之间的相关性。　　结果：用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)聚类所有样本，发现牙菌斑和唾液样本区分明显，说明两种类型样本物种组成差异较大。门水平分析物种在洁牙后时间点上的变化结果显示，牙菌斑微生物变化有剧烈波动，如梭杆菌门、放线菌门以及拟杆菌门相较于其他时间点比例有所减少，厚壁菌门和变形菌门的比例有所增加；而唾液样本中微生物变化平缓，波动较小。属水平细菌分析发现牙菌斑和唾液样本的物种在时间上多样性均有变化。患者洁牙后，在7小时和4小时以及2周到一个月的期间，牙菌斑物种变化剧烈，其中差异显著的菌属包括卡氏菌、放线杆菌属、颗粒链菌属、奈瑟氏菌、消化球菌属、伴放线放线杆菌、密螺旋体、卟啉单胞菌、弯曲杆菌，且这些细菌之间有明显的相关性，而唾液中这些细菌并没有差异。通过SourceTraker软件分析证实，牙菌斑生物膜中的微生物，部分来源于唾液。　　结论：（1）时间角度分析：从门水平来看，牙菌斑微生物在时间上有一定变化幅度，而唾液微生物变化平缓，在时间上没有较大的波动；本次研究证明，洁牙治疗可以帮助患者减少牙周致病菌，在短时间缓解牙周病的危害，但随着时间增加，牙周炎生物膜微生物群落仍然会恢复到洁牙前状态。　　（2）空间角度分析：慢性牙周炎患者牙菌斑和唾液物种多样性差异较大，且可以清晰地区分样本类型；从细菌来源追踪结果来看，唾液作为一个菌库，为牙菌斑生物膜恢复提供了部分细菌。　　（3）时空间结合分析：属水平上对牙菌斑和唾液样本聚类分析得出，牙菌斑样本物种在时间点之间的差异小于个体中的差异，而唾液样本中物种在个体的差异明显优于时间点的差异。

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