Scardovia wiggsiae是一個嶄新牙周病相關致病菌

Abstract

牙齦炎及牙周炎統稱為牙周病，影響已開發國家及開發中國家將近一半的人口，根據流行病學研究，牙周病不僅盛行於老年人口，同時對成人甚至青少年都會造成影響，除此之外，牙周病還與許多全身性疾病相關，例如糖尿病、心血管疾病、類風濕性關節炎。牙周病會導致牙齦萎縮、齒槽骨流失、甚至牙齒掉落，進而衰減咀嚼功能、生活品質及自尊。牙周病是一個由於口腔微生物及宿主免疫間致病性交互作用而引起的發炎性疾病，雖然牙周病的治療已經相當完善，但隨著牙周病的高普及率及人口老年化，完整解釋與微生物相關的牙周病發病機制變得十分迫切。過去研究指出，人體牙齦下的牙菌斑中含有很多牙周致病菌，然而，由於細菌間複雜的行為以及傳統培養及定序方法的限制，藉由新的科技及實驗方法去找到新的牙周致病菌變得刻不容緩。在本研究中，我們使用全新的第三代定序系統— Oxford Nanopore Technology (ONT)定序系統去分析國立台大醫院中非牙周病患者及牙周病患者口內微生物的全基因組序列，以及辨識他們牙齦下牙菌斑細菌的物種組成，我們的系統不僅確認已知牙周致病菌在牙周病患者的牙齦下牙菌斑中增加，也發現了一個新的牙周病相關致病菌—Scardovia wiggsiae (S. wiggsiae)—其在牙周病患者口中相較非牙周病患者多了31.8倍，因此我們假設我們新篩選出的牙周病相關致病菌S. wiggsiae會介導牙周病的發病機制。S. wiggsiae是革蘭氏陽性的絕對性厭氧菌，從牙本質蛀牙病變處分離出來，S. wiggsiae被視為蛀牙致病菌，且和兒童早期蛀牙有高度相關性。為了瞭解S. wiggsiae在牙周病中扮演的角色，我們在C57BL/6老鼠的上顎第一大臼齒及第二大臼齒間放多股線九天，去建立一個牙周病的動物模型，並在放線隔天，於老鼠牙齦處接種S. wiggsiae及一株牙齦下牙菌斑中早期定殖的細菌S. gordonii，去評估S. wiggsiae對於牙周病的致病力，且為了評估因S. wiggsiae引起的牙周病表現型的嚴重程度，我們蒐集牙齦溝液後，以多重分析去觀察GCF中免疫細胞激素的變化；蒐集上顎組織後，以微米電腦斷層掃描技術、蘇木精-伊紅染色及免疫組織染色去觀察免疫細胞浸潤以及齒槽骨流失的狀況。根據免疫組織染色及抗酒石酸磷酸酶試劑染色的結果，我們發現S. wiggsiae顯著地誘導蝕骨細胞的活化以及嗜中性白血球的浸潤，而這也可能是牙周病中S. wiggsiae與宿主組織之間的交互作用及致病機制。憑藉著我們完善的ONT定序系統及牙周病動物模型，我們可以辨認出更多新的牙周致病菌，甚至益生菌，在未來，這些牙周致病菌可能會是牙周病的早期診斷生物標記物以及治療策略。