我院凌均棨教授科研团队发明基于口腔菌群的儿童龋病预警策略
微生物群落在地球上无处不在,可否将其作为天然的“生物传感器”,来预测和预警人体和自然环境的病变,从而防范于未然?
近日,我院凌均棨教授的科研团队与中国科学院青岛生物能源与过程研究所徐健研究员的研究团队合作发明了基于人体共生菌群的疾病风险评估与预警策略。相关成果在线发表于Cell 子刊Cell Host & Microbe (Teng, et al, Cell Host Microbe, 2015),影响因子12.328(2015)。
龋病是现代人类社会最普遍的感染性疾病,也是社会和经济负担最沉重的疾病之一。婴幼儿龋(Early Childhood Caries)是儿童中最普遍的感染性疾病,影响着世界上60%-90%的学龄儿童。ECC导致牙齿组织的缺损乃至整个牙齿缺失,可引发一系列感染和疼痛,且大幅提高了成年后的患龋风险。同时ECC还影响咀嚼功能和口颌发育,甚至导致错颌畸形,从而严重影响患者生活质量。尤其关键的是,一旦症状发生,ECC就难以逆转,因此ECC的风险评估和预警策略一直是业界的研究重点。
凌均棨教授的科研团队基于口腔内不同部位菌群分布的规律,监测了龋病发生、龋病进展和健康对照这三组共五十名4到6岁儿童的龈上牙菌斑和唾液菌群,发现菌群变化与儿童年龄密切相关,而且先于龋病症状的出现。通过区分与年龄和疾病状态分别相关的微生物,研究人员发明了“龋病的菌群指数 (Microbial Indicators of Caries;MiC)”。它能够在临床症状尚未出现时,以81%的准确率预测ECC的发病。与口腔微生物计数法、唾液化学特征检测、个体基础口腔状况评估、个人情况问卷调查(如卫生习惯)等目前常用的龋病风险评估方法相比,MiC不依赖于牙医或患者之主观判断、也不依赖于细菌培养,因此在准确性、客观性、可重复性、可比较性等方面具有核心优势。
该研究还发现,在健康儿童中,口腔菌群的发育带有明显的宿主生理年龄特征,健康儿童的“口腔菌群年龄(Oral Microbiota Age)”与其生理年龄保持一致,因此口腔菌群可用于推断儿童的生理年龄。然而在ECC风险升高乃至发病的儿童中,“口腔菌群年龄”则显著偏离了儿童生理年龄,因此研究人员提出,“口腔菌群年龄”可作为一种口腔卫生的早期预警系统,而 “口腔菌群年龄”的监测对于儿童口腔疾病的风险监控和预防具有重要意义。
由于在人体代谢和发育以及诸多疾病中起着重要作用,人体共生菌群亦被称之为人体第二基因组(The Second Human Genome)。利用人体第二基因组来诊断和预测慢性疾病已经成为国际研究热点,然而报导的先例还很少。因此,这一研究发明的基于人体共生菌群的龋病风险评估和预警策略,以及通过“口腔菌群年龄”监测健康状态的方法,对于其它人体部位的微生物组研究具有重要的启示作用。
链接:
Teng Fei, Yang Fang, Huang Shi, Bo Cunpei, Zhengjiang Xu, Amnon Amir, Knight Rob, Ling Junqi, Xu Jian: Prediction of Early Childhood Caries via Spatial-temporal Variation of Oral Microbiota, Cell Host Microbe, in press.