摘要
口腔-肠道微生物群轴是一个相对较新的研究领域。尽管多数研究分别聚焦口腔和肠道微生物群,但新兴证据显示两者通过多种机制相互关联并影响全身健康。本文综述了口腔与肠道微生物群的交互作用及饮食和代谢产物对这一轴的影响。例如,牙龈卟啉单胞菌等致病性口腔细菌可通过消化道迁移至肠道,加剧炎症性肠病和结直肠癌,而胆汁酸则通过调节微生物群相互作用影响炎症反应。口腔细菌亦可通过血流传播,加剧心血管疾病系统性炎症。微生物群通过短链脂肪酸、氧化三甲胺等代谢产物介导双向调控,而益生菌、益生元等膳食干预可改善菌群平衡,为系统性疾病防治提供新方向。
1. 引言
口腔微生物群的研究近年增长,已成为人类微生物组计划的五大优先方向之一。与肠道研究相比,口腔菌群研究受唾液取样便利性和高通量测序技术推动。膳食习惯、口腔卫生和环境因素已被证实影响菌群结构。值得注意的是,口腔微生态失衡引发的牙科问题会改变饮食结构,进而破坏肠道微生物稳态。例如,牙齿脱落患者常选择软质高糖饮食,导致肠道短链脂肪酸水平下降。同时,某些益生菌和益生元可通过调节口腔-肠道轴改善代谢综合征和慢性炎症。
2. 口腔与肠道微生物群的生命周期变化
口腔微生物群组成
人类口腔微生物数据库(HOMD)收录了超过700种细菌,主要门类包括厚壁菌门(Bacillota)、放线菌门(Actinomycetota)、变形菌门(Pseudomonadota)、拟杆菌门(Bacteroidota)和螺旋体门(Spirochaetota)。例如,链球菌属(Streptococcus)和乳杆菌属(Lactobacillus)参与牙斑形成,而普雷沃氏菌属(Prevotella)与牙周病相关。真菌中,白色念珠菌在免疫抑制个体中可能引发口腔感染。噬菌体通过调控特定细菌丰度影响菌群平衡,如人类乳头瘤病毒(HPV)与口腔癌相关。
肠道微生物群特征
成人肠道菌群以拟杆菌门和厚壁菌门为主(占90%以上),但百岁老人研究显示其菌群多样性反而高于普通老年人群。例如,中国百岁老人肠道中乳酸杆菌属具有抗炎和抗氧化作用;而撒丁岛百岁老人的粪杆菌属(Faecalibacterium)减少,但甲烷短杆菌(Methanobrevibacter smithii)和青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis)增加。抗生素使用、免疫衰老和饮食变化是关键影响因素。
3. 口腔与肠道微生物群的交互机制
3.1 经肠轴(Enteral Route)
每天约1-1.5升唾液通过吞咽进入消化道,携带的口腔细菌(如具核梭杆菌、牙龈卟啉单胞菌)可能在胃肠道屏障受损时定植。质子泵抑制剂(PPIs)使用者的胃酸浓度降低显著增加了口腔病原菌在肠道的定植风险。例如,幽门螺杆菌感染会破坏口腔菌群平衡,并促进具核梭杆菌在肠道的增殖,通过抑制紧密连接蛋白表达加剧肠道炎症。
3.2 血行传播轴(Hematogenous Route)
牙科治疗、牙周感染或睡眠磨牙症可导致口腔细菌入血,引发系统性炎症。在炎症性肠病(IBD)患者中,牙龈卟啉单胞菌通过血流到达肠道,刺激IL-1β和IL-18分泌,激活caspase-1炎症小体,导致肠道屏障损伤。动物实验表明,具核梭杆菌引发的牙周炎可改变肠道菌群并促进结肠癌转移。
3.3 粪-口传播轴(Fecal-Oral Route)
在卫生条件差的地区,粪-口传播是病原体扩散的重要途径。例如,肝炎A病毒和幽门螺杆菌通过污染食物或水传播,破坏肠道菌群平衡。免疫抑制人群(如头颈癌放疗患者)因口腔菌群失调,更易发生白色念珠菌感染。
3.4 代谢产物介导的交互作用
短链脂肪酸(SCFAs)
口腔和肠道菌群均可产生SCFAs(如乙酸、丁酸),但其功能呈现双向性:
- 口腔:SCFAs过量积累可破坏口腔上皮稳态,促进牙周炎;
- 肠道:SCFAs通过抑制组蛋白去乙酰化酶调节肝脏代谢,丁酸补充疗法被提议为肥胖相关代谢疾病的潜在治疗手段。
胆汁酸(Bile Acids)
胃食管反流病(GERD)患者唾液中发现初级胆汁酸(甘氨胆酸)的异常增加,这些代谢产物不仅破坏牙釉质,还通过激活TGR5受体促进肠道炎症。胆汁酸代谢异常与巴雷特食管和结直肠癌密切相关。
吲哚衍生物
色氨酸代谢产物如吲哚-3-丙酸(IPA)具有抗氧化和抗炎作用:
- 肠道:IPA通过孕烷X受体(PXR)增强肠道屏障功能,其水平降低与代谢综合征相关;
- 口腔:牙周炎患者龈沟液中吲哚浓度升高,可能通过调节Toll样受体4(TLR4)信号通路促进局部炎症。
4. 饮食干预策略
发酵性碳水化合物的双刃剑
高糖饮食促进变形链球菌(Streptococcus mutans)增殖,加剧龋齿和肠道炎症。相反,地中海饮食中的膳食纤维通过增加双歧杆菌属丰度改善口腔和肠道菌群平衡。
ω-3多不饱和脂肪酸(PUFAs)
临床试验表明,ω-3补充剂可降低重度牙周炎患者的牙龈卟啉单胞菌载量。在肠道中,其代谢产物(如特异性促炎介质SPMs)通过抑制NF-κB通路减轻炎症反应。但需注意ω-3/ω-6摄入比例失衡可能加剧脂肪肝风险。
多酚与植物性饮食
水果、全谷物中的多酚具有抗菌和抗氧化作用:
- 口腔:抑制具核梭杆菌黏附宿主细胞;
- 肠道:通过抑制脂肪酸合酶促进肠道菌群平衡,其90-95%未被小肠吸收,直接作用于结肠微生物。
5. 结论与展望
口腔-肠道微生物群轴的失衡与心血管疾病、IBD和癌症进展密切相关。代谢产物(如TMAO、SCFAs)和膳食干预(如益生元、多酚)为疾病防治提供了新靶点。未来需更多纵向研究揭示菌群互作的分子机制,以开发个性化微生物调控方案。
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