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计算生物与医学生态学科组对于牙龈宽度与牙周健康关系作出新解释
2023-02-08 | 作者: | 来源: 计算生物与医学生态学科组 |【小  大】【打印】【关闭】
 

  牙龈组织与口腔健康、特别是牙周健康的关系似乎为人熟知,但究竟多宽的牙龈为健康牙龈至今仍然存在广泛争议。 两种几乎对立的观点是:2毫米的牙龈宽度是保持牙周健康所必需的最窄宽度;而另一观点认为,没有必要保持最窄要求。围绕这一争论,国内外有不少保护牙龈专利,并在药物研发等领域有着激烈竞争。 

  然而最近中国科学院昆明动物研究所一项研究似乎为这一争论提供了第三种思路。该项研究通过对人体消化道菌群10个位点(但其中8个位点采自口腔)宏基因数据重新分析发现,人体口腔菌群有四个生态位,而不是先前所认定的三个,其中牙龈应该是有自己特征的生态位,也就是说,牙龈菌群有着与其它口腔部位不同的特征菌群。在两篇发表于 Evolutionary Bioinformatics(进化生物信息学)和 Frontiers in Microbiology(微生物学前沿)论文中,作者从理论生态学和进化生物学模型、并与口腔菌群宏基因测序数据比较分析,从菌群生态群落和物种水平的生态位选择得出一致结论,牙龈具有与其它口腔菌群显著不同的特征,这些特征都通过了统计学上严格检验。 

  据此发现,作者推测,前面提到的两派争论似乎是都有道理,但争论的焦点其实应该是在于牙龈的特殊生态位、以及特殊生态位所居住的菌群。一方面,即使保持了2毫米牙龈宽度,但如果牙龈菌群生态位破坏了,仍然可能维持牙周健康。另一方面,如果没有保持2毫米宽度,只要牙龈菌群生态位保存良好,不发生机会性感染,则也应该没有问题。因此,牙龈宽度与牙周健康之间的可能关系其实是有四种,而不是先前认为的两种。换句话说,牙龈宽度与牙周健康关系可能并不仅仅取决于其宽度,而更多的可能是取决于牙龈所承载的菌群是否失调。如果再考虑到菌群是否失调实际上有很多随机因素起作用(例如机会性病原菌活动、来自食物等外来感染源出现等),它们之间关系实际上可能比前面提到四种可能性更为复杂。 

  这一现象,或许类似于阑尾对于人体健康关系,没有阑尾没问题,但保存的话,不能让它发炎! 所以,从某种意义上讲,当前对于牙龈宽度争论可能错失了核心问题,即牙龈菌群生态位是否保持良好。因此,该项研究正式确定牙龈菌群生态位与其它口腔菌群生态位显著差异具有重要意义。目前学科组正在寻找牙龈生态位所特有的菌种,从而为在临床上进一步研究保护和修复健康牙龈菌群生态系统提供基础。 

  口腔中有一些机会性病原菌,平时并不会引发感染,但口腔菌群失调会诱发机会性病原菌迅速扩张,导致病变。这里特别需要指出的是,上文中使用阑尾这一比喻仅仅是为了强调牙龈最窄宽度这一论点而已,并不能引深到认为牙龈可能像阑尾没有重要生理功能。它们之间在科学上基本没有可比性。 

  该项研究所启示的另一重要研究课题是:传统上,东西方在牙周保健方面似乎有不同策略。洗牙、特别是“深度清洗”(Deep Cleaning)这一在西方广泛流行的口腔保健技术实际上并没有汲取过去10多年学界对口腔菌群的研究成果。如果容许使用另一个比喻,“深度清洗”有点类似于森林经营中的“皆伐”(Clearcutting)。皆伐也就是砍广一块林地的所有树木,其优点是一次性收获大量木材,但有一个风险是,砍光了不一定就能按时恢复到先前的森林生态系统。因为,期间机会性病虫害、乃至外来物种入侵有可能中断恢复过程。这一比喻或许解释了前面提到的东、西方在口腔护理策略的差异:洗不洗牙其实可能不是关键,但如果洗、很可能得常态化。问题是常态化“皆伐”会比让其维持自然状态更有助于维持菌群平衡(防止菌群失调)吗?这些问题目前其实没有答案。事实上,这一现象或许跟牙龈宽度争论具有一脉相承、异曲同工的道理;这是因为洗牙特别是深度清洗的主要“区域”之一就是牙龈。实际上,菌群生态学基本原理应该不大可能支持“定期皆伐”性质的“重建工程”,相对保守的保护性修复不仅成本低,而且应该是更加符合自然规律。 

  昆明动物所计算生物与医学生态课题组博士生陈红菊为两篇文章第一作者,研究员马占山为通讯作者。该研究受到国家自然科学基金委的资助。上图示意取样位置和研究方法,下图显示牙龈生态位(KG)特殊性。 

  文章链接: 

  【1】Chen HJ & Ma ZS. Niche-Neutral Continuum Seems to Explain the Global Niche Differentiation and Local Drift of the Human Digestive Tract Microbiome. Frontiers in Microbiology. 

  【2】Chen HJ & Ma ZS. Further Quantifying the Niche-Neutral Continuum of Human Digestive Tract Microbiomes with Near Neutral Model and Stochasticity Analysis. Evolutionary Bioinformatics. 

 
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