1、口腔微生物学口腔微生物学4 4龋病微生物学龋病微生物学-主要内容主要内容1.1.细菌与龋病发生的关系。细菌与龋病发生的关系。2.2.致龋菌的生物学特性。致龋菌的生物学特性。3.3.为什么说变异链球菌是主要致龋菌？为什么说变异链球菌是主要致龋菌？龋病是发生于牙龋病是发生于牙硬硬组织组织的的慢慢性性细菌感染细菌感染性疾性疾病，造成牙硬组织的病，造成牙硬组织的颜颜色色、形形态、态、质质地的地的改变改变。龋病的定义龋病的定义继发龋（继发龋（secondary caries)偏光显微镜下的人工龋偏光显微镜下的人工龋Superficial表面表面Intermediate中间中间Deep caries深龋深
2、龋Pulpitis牙髓炎牙髓炎Apical abscess根尖脓肿根尖脓肿龋病的发展进程龋病的发展进程蜂窝织炎蜂窝织炎（FICIAL CELLULITIS）龋病并发症龋病并发症蜂窝织炎是指由金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌或腐生性细菌引起的皮肤和皮下组织广泛性、弥漫性、化脓性炎症。龋病与微生物的关系龋病与微生物的关系虫牙学说虫牙学说龋病病因学龋病病因学BC 2000虫牙学说虫牙学说(legend of worm)亚述；巴比伦；埃及；印度；中国A French carving,dating from the 1700s,designed to look like a human molar.“The
3、 tooth worm as Hells demon”BC 1324-1269 BC 1324-1269 殷墟甲骨文殷墟甲骨文龋龋龋龋 齿齿 禹禹(虫虫)虫虫齿齿虫牙学说虫牙学说内源性理内源性理论论体液学说体液学说活体学说活体学说龋病病因学龋病病因学内源性理论内源性理论体液学说体液学说 龋病是由于龋病是由于辛辣和腐蚀辛辣和腐蚀性液体的内部作性液体的内部作用而发生用而发生 中医认为龋病是由于中医认为龋病是由于阴阳五行失调阴阳五行失调所致所致活体学说活体学说 龋病是由龋病是由牙内部牙内部发生的发生的虫牙学说虫牙学说内源性理内源性理论论体液学说体液学说活体学说活体学说外源性理外源性理论论化学化学(酸
4、酸)学说学说寄生腐败学说寄生腐败学说龋病病因学龋病病因学外源性理论外源性理论近代自然科学的飞跃发展近代自然科学的飞跃发展 医学医学经验经验科学科学 实验实验科学科学H+Healthy enamel prisms健康釉柱健康釉柱Demineralized enamel prisms脱矿釉柱脱矿釉柱Anton van Leeuwenhook the Father of Microbiology寄生腐败学说寄生腐败学说外源性理论外源性理论龋病与微生物活动密切相关虫牙学说虫牙学说内源性理内源性理论论体液学说体液学说活体学说活体学说外源性理外源性理论论化学化学(酸酸)学说学说寄生腐败学说寄生腐败学说龋病
5、病因学龋病病因学化学细菌学说化学细菌学说1919世纪对微生物学世纪对微生物学的发展做出了奠基的发展做出了奠基性贡献，主要功绩性贡献，主要功绩：1.1.细菌分离、鉴定细菌分离、鉴定技术技术2.2.病原微生物确定病原微生物确定标准标准3.3.发现结核杆菌发现结核杆菌细菌学家细菌学家 Koch(18431910)化学细菌学说：化学细菌学说：菌丛的化学作用菌丛的化学作用chemico-parasitic theory1889 Louis Pasteur蔗糖蔗糖 乳酸乳酸微生物微生物1890 W.D.Miller首次详细论证了首次详细论证了细菌、细菌、酸和龋病酸和龋病三者的关系三者的关系(The Mic
6、roorganisms of the human Mouth)The father of oral microbiologistMiller人工龋实验人工龋实验脱矿脱矿不脱矿不脱矿 牙齿牙齿+面包（糖）面包（糖）+唾液唾液 龋龋 牙齿牙齿+面包（糖）面包（糖）+煮沸煮沸唾液唾液 无龋无龋 牙齿牙齿+脂肪（肉）脂肪（肉）+唾液唾液 无龋无龋SugarBacteria from plaqueAcidAcidHealthy ToothDecay细菌酵解碳水化合物产酸细菌酵解碳水化合物产酸是龋病的病因是龋病的病因几个经典的动物实验几个经典的动物实验nOrland 无菌动物实验无菌动物实验nKeyes龋
7、病传播动物实验龋病传播动物实验No bacteria no caries无菌无龋无菌无龋germfree rats Sound teethBacteria seperated from cariesinoculated?Orland 无菌动物实验无菌动物实验Streptococci seperated from caries lesioninoculatedcaries2.Caries developed with bacteria inoculated接种过细菌的老鼠发生龋病接种过细菌的老鼠发生龋病Orland 无菌动物实验无菌动物实验平息了细菌在龋病发生中作用的争论平息了细菌在龋病发生中作
8、用的争论3.Antibiotics inhibited caries抗生素抑制龋病抗生素抑制龋病Penicillin cariesMcClure&Hewitt 1946Keyes龋病传播动物实验龋病传播动物实验n 无龋仓鼠与患龋鼠混合喂养，或无龋仓鼠与患龋鼠混合喂养，或感染患龋鼠的排泄物，会发生龋感染患龋鼠的排泄物，会发生龋齿齿n 给妊娠期或哺乳期的患龋鼠使用给妊娠期或哺乳期的患龋鼠使用青霉素，可减少子代患龋率青霉素，可减少子代患龋率。KEYES.P.H.Arch.Oral Bio.1960,Vol.1,pp.304-320.微生物微生物是龋病发生发展中的是龋病发生发展中的关键因素，没有微生物
9、的参关键因素，没有微生物的参与就不会有龋病的发生与就不会有龋病的发生化学细菌学说的评价化学细菌学说的评价总结了龋病发生中的主要因素：总结了龋病发生中的主要因素：口腔微生物口腔微生物在在产生酸产生酸方面的作用；方面的作用；微生物微生物发酵碳水化合物发酵碳水化合物底物；底物；产生的产生的酸酸导致牙导致牙矿物质溶解矿物质溶解；第一次阐明了第一次阐明了口腔微生物、食物、酸与龋口腔微生物、食物、酸与龋病病发生的关系，抓住了龋病发生的本质发生的关系，抓住了龋病发生的本质 局限性：局限性：未阐明牙面微生物的未阐明牙面微生物的存在形式存在形式不能解释龋发生的不能解释龋发生的特异性部位特异性部位不能解释龋发生的
10、个不能解释龋发生的个体差异体差异未确定致龋的未确定致龋的病原菌病原菌蛋白溶解学说蛋白溶解学说(proteolysis theory)釉质中釉质中有机基质有机基质的存在的存在早期釉质龋多见于釉质早期釉质龋多见于釉质有机基质丰富区有机基质丰富区龋坏区中的龋坏区中的色素沉着色素沉着是蛋白分解所致是蛋白分解所致病理学的发展病理学的发展蛋白溶解学说蛋白溶解学说由于蛋白的溶解作用，微生物通过由于蛋白的溶解作用，微生物通过釉质的釉质的有机途径有机途径侵入并使龋病发生侵入并使龋病发生(先先有有机物的分解有有机物的分解后后有无机物的脱矿有无机物的脱矿)虫牙学说虫牙学说内源性理内源性理论论体液学说体液学说活体学说
11、活体学说外源性理外源性理论论化学化学(酸酸)学说学说寄生腐败学说寄生腐败学说蛋白溶解螯合学说蛋白溶解螯合学说龋病病因学龋病病因学化学细菌学说化学细菌学说蛋白溶解学说蛋白溶解学说蛋白溶解蛋白溶解-螯合学说螯合学说有机成分降解有机成分降解螯合螯合矿物质溶解矿物质溶解(proteolysis-chelation theory)细菌产生的蛋白溶解酶将牙内有机成分分解，产生具有细菌产生的蛋白溶解酶将牙内有机成分分解，产生具有螯合功能的有机酸螯合功能的有机酸可与牙中的可与牙中的钙盐钙盐结合形成结合形成可溶性的螯可溶性的螯合物合物，从而使牙硬组织中的无机和有机物破坏崩解，从而使牙硬组织中的无机和有机物破坏崩
12、解成熟釉质中不到成熟釉质中不到1的有机物分解产生的的有机物分解产生的螯合剂如何螯合大量螯合剂如何螯合大量(96)的无机磷灰石的无机磷灰石晶体？晶体？局限性局限性宿主宿主微生物微生物食物食物时间时间龋病的四联因素龋病的四联因素细菌细菌细菌致龋的必要条件：细菌致龋的必要条件：牙面附着牙面附着：GTF，FTF，GBP等产酸产酸：LDH，Enolase等耐酸耐酸：F-ATPase，AgDS等毒力调控相关因子毒力调控相关因子：QS，TCSs食物食物碳水化合物（致龋）碳水化合物（致龋）能量能量胞外多糖（胞外多糖（EPS）和胞内多糖（）和胞内多糖（IPS）选择选择含氮化合物（抗龋）含氮化合物（抗龋）尿素酶尿
13、素酶（Urease）精氨酸脱亚胺酶精氨酸脱亚胺酶（ADS）精氨酸脱羧酶（精氨酸脱羧酶（ADC）宿主宿主牙齿牙齿：矿化程度，窝沟深浅，牙齿位置：矿化程度，窝沟深浅，牙齿位置唾液唾液：缓冲能力，唾液免疫球蛋白，乳铁蛋：缓冲能力，唾液免疫球蛋白，乳铁蛋白，过氧化氢酶，唾液溶菌酶等白，过氧化氢酶，唾液溶菌酶等全身因素全身因素：血糖浓度与牙本质小管液流动方：血糖浓度与牙本质小管液流动方向向遗传因素遗传因素：单基因遗传关联（唾液分泌及免：单基因遗传关联（唾液分泌及免疫球蛋白合成），全基因组关联（疫球蛋白合成），全基因组关联（GWAS）时间时间Stephan 曲线：曲线：进食后菌斑原位进食后菌斑原位pH的变
14、化过程的变化过程甜食频率甜食频率 vs 甜食的甜食的量量再矿化再矿化 vs 龋病形成龋病形成所需时间所需时间 Dental Caries虫牙学说虫牙学说内源性理内源性理论论体液学说体液学说活体学说活体学说外源性理外源性理论论化学化学(酸酸)学说学说寄生腐败学说寄生腐败学说化学细菌学说化学细菌学说现代四联因素论现代四联因素论龋病病因学龋病病因学蛋白溶解学说蛋白溶解学说蛋白溶解螯合学说蛋白溶解螯合学说龋病病因的新认识龋病病因的新认识牙菌斑牙菌斑(dental plaque)：细菌粘附于细菌粘附于牙面或修复体牙面或修复体上上形成的形成的生态环境生态环境，细菌在其，细菌在其中生长、繁殖和衰亡，并进中生
15、长、繁殖和衰亡，并进行着复杂的行着复杂的物质代谢活动物质代谢活动，在条件适当时，细菌的在条件适当时，细菌的代谢代谢产物产物可造成牙体或牙周组织可造成牙体或牙周组织的破坏的破坏James Leon Williams(April 18,1852 February 23,1932),one of the founders of IADR牙菌斑牙菌斑龋病病因的新认识龋病病因的新认识生物膜生物膜(biofilm)各种细菌嵌于来自其自身和各种细菌嵌于来自其自身和/或外界环境的胞外基质内，或外界环境的胞外基质内，而在固相界面上结成的有着而在固相界面上结成的有着三维立体结构的三维立体结构的微生态环境微生态环境
16、JOHN WILLIAM COSTERTON(July 21st,1934-May 12th,2012),“the father of biofilm”牙面生物膜的牙面生物膜的SEM观察观察龋病生态病因学龋病生态病因学口腔中口腔中没有特异性没有特异性的致龋菌，的致龋菌，引起龋病发生的细菌属于口引起龋病发生的细菌属于口腔腔的正常菌群的正常菌群，正常情况下口腔，正常情况下口腔细菌与人体之间处于动态的生细菌与人体之间处于动态的生态平衡。各种因素造成平衡的态平衡。各种因素造成平衡的破坏，正常细菌成为破坏，正常细菌成为条件致病条件致病菌菌，引发龋病。龋病发生是口，引发龋病。龋病发生是口腔腔生态失调生态失
17、调的结果的结果。口腔内微生物的种类和数目繁多，包括口腔内微生物的种类和数目繁多，包括细菌细菌、真、真菌、支原体和病毒等。龋病实质上是牙齿菌、支原体和病毒等。龋病实质上是牙齿局部生局部生态环境平衡失调态环境平衡失调的表现的表现。S.mutansL.caseiA.viscosusA.odontolyticusF.nucleatumS.salivariusORAL MICROFLORA1000 human oral microbial species:1/3 isolated and characterized by cultivation;2/3 identified by culture-ind
18、ependent approaches.New species-level phylotypes found in each new study.Oral microbiome 16S rRNA database has been published on line Protective Factors Saliva flow and components Fluoride-remineralization Antibacterials:-chlorhexidine,Iodine?,xylitol,new?No CariesCaries Pathological Factors Acid-pr
19、oducing bacteria Sub-normal saliva flow and function Frequent eating/drinking of fermentable carbohydrates生态菌斑假说生态菌斑假说虫牙学说虫牙学说内源性理内源性理论论体液学说体液学说活体学说活体学说外源性理外源性理论论化学化学(酸酸)学说学说寄生腐败学说寄生腐败学说化学细菌学说化学细菌学说现代四联因素论现代四联因素论龋病生态病因学龋病生态病因学龋病病因学龋病病因学蛋白溶解学说蛋白溶解学说蛋白溶解螯合学说蛋白溶解螯合学说龋病的发生因素和发生机理龋病的发生因素和发生机理 主要因素主要因素影响因
20、素影响因素与龋病发生有与龋病发生有关的代谢产物关的代谢产物牙齿破坏的机理牙齿破坏的机理在龋病过程在龋病过程中的作用中的作用口腔卫生口腔卫生口腔细菌口腔细菌(量和种类量和种类)唾液唾液(pH、成分、流速、缓冲能力、成分、流速、缓冲能力)氟含量氟含量 有机有机 酸酸 无机物溶解无机物溶解 主要主要食物食物 螯合剂螯合剂 与钙螯合与钙螯合 小小碳水化合物的种类、浓度、碳水化合物的种类、浓度、摄入量和频率、方式摄入量和频率、方式 蛋白水解酶蛋白水解酶在脱矿后分解有机物在脱矿后分解有机物在釉质在釉质口腔清除率口腔清除率(食物的物理性状食物的物理性状)食物清除率食物清除率 龋中甚微，而在牙本质龋中不可忽视
21、龋中甚微，而在牙本质龋中不可忽视 年龄年龄排列和外形排列和外形矿化程度矿化程度氟及其它微量元素的含量氟及其它微量元素的含量唾液的矿物质成分唾液的矿物质成分全身因素全身因素致 龋牙菌斑适宜的底 物易感的牙 齿小结小结龋病是发生在牙体硬组龋病是发生在牙体硬组织的（织的（宿主宿主），由微生），由微生物（物（细菌细菌）代谢产酸）代谢产酸（食物食物）所导致的慢性）所导致的慢性（时间时间）感染性疾病）感染性疾病。A French carving,dating from the 1700s,designed to look like a human molar.“The tooth worm as Hell
22、s demon”细菌与龋病有无关系细菌与龋病有无关系?细菌与龋病是什么关系细菌与龋病是什么关系?哪些细菌与龋病有关系哪些细菌与龋病有关系?菌斑细菌合成多糖的能力菌斑细菌合成多糖的能力细菌细菌 细胞外多糖细胞外多糖 细胞内多糖细胞内多糖 水溶性葡聚糖水溶性葡聚糖 水不溶性葡聚糖水不溶性葡聚糖 果聚糖果聚糖 杂聚糖杂聚糖变形链球菌变形链球菌 +-+血链球菌血链球菌 +-+唾液链球菌唾液链球菌 +-+-+轻链球菌轻链球菌 +-+粘性放线菌粘性放线菌 -+内氏放线菌内氏放线菌 -+衣氏放线菌衣氏放线菌 -+干酪乳杆菌干酪乳杆菌 +-+奈瑟菌奈瑟菌 +-+不同细菌对动物的致龋力不同细菌对动物的致龋力牙牙
23、 齿齿细细 菌菌 动动 物物光滑面光滑面 点隙沟裂点隙沟裂 根面根面变异链球菌变异链球菌 +鼠、仓鼠、猴鼠、仓鼠、猴血链球菌血链球菌 +鼠鼠唾液链球菌唾液链球菌 +仓鼠、鼠仓鼠、鼠轻型链球菌轻型链球菌 +鼠鼠粪链球菌粪链球菌 +鼠鼠肠球菌肠球菌 +鼠鼠干酪乳杆菌干酪乳杆菌 +鼠鼠嗜酸乳杆菌嗜酸乳杆菌 +鼠鼠粘性放线菌粘性放线菌 +仓鼠、鼠仓鼠、鼠内氏放线菌内氏放线菌 +仓鼠仓鼠 l不同细菌具有不同的不同细菌具有不同的致龋力致龋力l引起不同部位龋的引起不同部位龋的细菌种类细菌种类不同不同l所有能致龋的细菌所有能致龋的细菌均能产酸均能产酸,但并非所有产酸菌都能致龋但并非所有产酸菌都能致龋人类致龋细
24、菌的特异性人类致龋细菌的特异性l人类龋的发生与变异链球菌族密切相关，人类龋的发生与变异链球菌族密切相关，变变异链球菌异链球菌是人类是人类主要主要致龋菌致龋菌 l致龋菌不是单一的一种细菌，而是致龋菌不是单一的一种细菌，而是多种产酸多种产酸和耐酸细菌和耐酸细菌 从龋损中分离：变从龋损中分离：变异链球菌异链球菌;放线菌放线菌;乳酸杆菌乳酸杆菌等等 部分细菌对不同口腔部位的粘附力部分细菌对不同口腔部位的粘附力 粘附部位粘附部位 细菌细菌 牙面牙面 舌面舌面 颊粘膜颊粘膜 变链球菌变链球菌 +血链球菌血链球菌 +唾液链球菌唾液链球菌 +轻链球菌轻链球菌 +放线菌放线菌 +韦荣球菌韦荣球菌 +奈瑟菌奈瑟菌
25、 +动物和人龋的研究表明动物和人龋的研究表明:一些细菌能一些细菌能引起龋引起龋，而另一些细菌，而另一些细菌不致龋不致龋。一。一些细菌能引起些细菌能引起光滑面龋和点隙裂沟光滑面龋和点隙裂沟龋龋，而另一些细菌能引起，而另一些细菌能引起根面龋或根面龋或沟裂龋沟裂龋，即不同的细菌具有不同的，即不同的细菌具有不同的致龋能力。致龋能力。1.1.符合致龋菌应具备的符合致龋菌应具备的生物学特性生物学特性（必要条件）（必要条件）2.2.在龋损的各个时期都可分离到并可得到在龋损的各个时期都可分离到并可得到纯培养纯培养3.3.细菌量细菌量与龋病的发生密切相关与龋病的发生密切相关4.4.能引起实验动物的能引起实验动物
26、的传染性龋损传染性龋损5.5.选择性限制选择性限制该菌可以减少龋病的发生该菌可以减少龋病的发生致龋微生物的判断标准致龋微生物的判断标准口腔链球菌与龋病口腔链球菌与龋病（一）口腔链球菌（一）口腔链球菌(属属)的一般特性的一般特性 链球菌属链球菌属(Streptococcus),口腔常驻菌，在口腔口腔常驻菌，在口腔天然菌群中天然菌群中比例最大比例最大。根据细菌的菌落形态、生理学和生物化学特性，根据细菌的菌落形态、生理学和生物化学特性，可将口腔链球菌分为不同的种。包括可将口腔链球菌分为不同的种。包括:血链球菌血链球菌(S.sanguinins)、轻链球菌、轻链球菌(S.mitis)、米勒链球菌、米勒
27、链球菌(S.milleri)、唾液链球菌、唾液链球菌(S.salivarius)和变异链球和变异链球菌菌(S.mutans)。Kingdom（界）（界）:Bacteria Phylum（门）（门）:Firmicutes Class（纲）（纲）:Bacilli Order（目）（目）:Lactobacillales Family（科）（科）:Streptococcaceae Genus（属）（属）:Streptococcus Species（种）（种）:Streptococcus mutansStrain（株）：（株）：Streptococcus mutans UA159 Streptococc
28、us mutans UA159 口腔链球菌在口腔的分布口腔链球菌在口腔的分布(%)细细 菌菌 面菌斑面菌斑 舌舌 背背 颊粘膜颊粘膜 唾液唾液 龈沟液龈沟液 血链球菌血链球菌 15 4 11 8 8 轻链球菌轻链球菌 15 8 60 20 8 唾液链球菌唾液链球菌 0.5 20 11 20 0.5 变异链球菌变异链球菌 050 1 1 1 米勒链球菌米勒链球菌 +（二）变异链球菌与龋病（二）变异链球菌与龋病 1.基本表型特征基本表型特征 G+染色染色，菌体呈球形，直径，菌体呈球形，直径0.5-0.75um。肉汤肉汤培养基：菌细胞呈培养基：菌细胞呈短杆状或球状短杆状或球状，成对或链状排列，链长中
29、等成对或链状排列，链长中等，或短，不活动。，或短，不活动。轻唾琼脂平板轻唾琼脂平板(MS)：菌落形态高凸，粗糙，：菌落形态高凸，粗糙，不透明，毛玻璃状，嵌于琼脂内。不透明，毛玻璃状，嵌于琼脂内。血血琼脂平板：菌落呈圆形，表面光滑，直径琼脂平板：菌落呈圆形，表面光滑，直径 0.5-1 mm,周围有周围有(绿色绿色)溶血环溶血环。Streptococcal classification-hemolysis(S.mitis);-hemolysis(S.pyogenes);-hemolysis(non-hemolytic,E.Faecalis)AB变异链球菌菌落（Stretococcus mutans
30、）A：光滑性菌 B：粗糙性菌菌落 变异链球菌细胞（Streptococcus mutans）变异链球菌的变异链球菌的SEM观察观察2.生长条件生长条件l兼性厌氧菌兼性厌氧菌（5%CO2，95%N2)lpH7，最低，最低pH4.3，4.5%NaCl，不被杆菌不被杆菌肽抑制肽抑制l选择性培养基选择性培养基：MSB(MS+杆菌肽杆菌肽)或或MSSB（MS+杆菌肽杆菌肽+20%蔗糖）蔗糖）3.细胞壁组成细胞壁组成（1）多糖）多糖 菌株抗原性菌株抗原性 血清型血清型（2）肽聚糖：）肽聚糖：N-乙酰葡萄糖胺、乙酰葡萄糖胺、N-乙酰胞壁酸乙酰胞壁酸、短肽短肽（3）甘油磷壁酸：）甘油磷壁酸：壁壁磷壁酸、磷壁酸
31、、膜膜磷壁酸磷壁酸（4）表面蛋白：）表面蛋白：GTF、FTF，决定变链菌的抗，决定变链菌的抗原性和在牙面的粘附原性和在牙面的粘附4.变链球菌族变链球菌族 Streptococcus mutans group，Mutants Streptococci 变链球菌是一族变链球菌是一族(组组)异源性细菌，其表型异源性细菌，其表型特征相同，但遗传型和血清型不同。特征相同，但遗传型和血清型不同。血清型血清型：八八种种(a-h)遗传性遗传性：七七种种变链球菌族的命名分类及在人类的检出率变链球菌族的命名分类及在人类的检出率5.变链球菌的致龋性变链球菌的致龋性l产酸性和耐酸性产酸性和耐酸性l合成细胞内外多糖合成
32、细胞内外多糖l对牙面的粘附作用对牙面的粘附作用l环境刺激应答环境刺激应答Matsui and Cvitkovitch,Acid tolerance mechanisms utilized by Streptococcus mutans.Future Microbiol.2010.5(3):403417.基因表达的调控在变异链球菌的耐酸机制中发挥着非常重要的角色。变异链球菌的耐酸机制变异链球菌基因组编码大量调控基因变异链球菌的基因组编码约2000个基因。其中包括100多个转录因子，14对双组份系统，1个未配对的应答调节蛋白和1个类真核丝/苏氨酸蛋白激酶。Ajdi et al.Genome seq
33、uence of Streptococcus mutans UA159,a cariogenic dental pathogen.Proc Natl Acad Sci U S A.2002;99(22):14434-9.转录因子和双组份系统在变异链球菌对外界环境胁迫（如氧化胁迫和酸胁迫等）的应答以及重要生理功能（如产酸、合成多糖、粘附和形成生物膜的能力等）的调节过程中发挥了重要的作用。变异链球菌耐酸相关的调控蛋白Acid toleranceCiaHRVicRKSpaKRScnRKHk03/Rr03LiaRSGcrRMleRCodYCcpASloRBrpAGlnR“S.mutans has ev
34、olved a complex network of regulators to integrate its cellular response to environmental change.”Smith and Spatafora.Gene regulation in S.mutans:complex control in a complex environment.J Dent Res.2012目前对于变异链球菌耐酸相关调控机制的研究还不够完善。在变异链球菌的基因组中仍然有很多转录因子的功能还是未知的，它们与耐酸性之间的调控关系还不明确。6.变链球菌与龋病的关系变链球菌与龋病的关系（1）
35、横向横向的流行病学调查表明：的流行病学调查表明：变链球菌的检出率同变链球菌的检出率同龋病龋病的发生呈正相关。的发生呈正相关。（2）纵向纵向的追踪调查表明：唾液或菌斑中变链的追踪调查表明：唾液或菌斑中变链 球菌的检出率与球菌的检出率与随后龋病随后龋病的发生呈正相关。的发生呈正相关。结论：结论：变链变链是是主要主要的致龋菌，但的致龋菌，但不是唯一不是唯一的致龋的致龋菌。菌。问题：其他细菌仍可诱发动物龋，变链和龋问题：其他细菌仍可诱发动物龋，变链和龋活跃性的关系不是恒定的。活跃性的关系不是恒定的。其他龋病相关细菌（一）形态学一）形态学 占口腔细菌的占口腔细菌的1%1%。革兰阳性杆菌革兰阳性杆菌，属，
36、属兼性厌兼性厌氧或专性厌氧菌氧或专性厌氧菌，菌体细长菌体细长，直径，直径0.60.60.9 0.9 mm，不分支，无芽胞，不活动。在陈旧性培，不分支，无芽胞，不活动。在陈旧性培养基中生长，可变为革兰阴性。其养基中生长，可变为革兰阴性。其菌落呈圆菌落呈圆丘形，表面光滑或粗糙，不透明，干酪样白丘形，表面光滑或粗糙，不透明，干酪样白色或淡褐色色或淡褐色。口腔乳杆菌与龋病口腔乳杆菌与龋病 嗜酸乳杆菌菌落（L.acidophilus）嗜酸乳杆菌细胞（L.acidophilus）Lactobacillus（二）分类（二）分类(按代谢方式按代谢方式)专性纯发酵乳杆菌（专性纯发酵乳杆菌（Obligately
37、homofermentative，Group I）：）：嗜酸乳杆菌嗜酸乳杆菌、唾液乳杆菌唾液乳杆菌兼性杂发酵乳杆菌（兼性杂发酵乳杆菌（Facultatively heterofermentative，Group II）：）：干酪乳杆菌干酪乳杆菌、胚芽乳杆菌胚芽乳杆菌专性杂发酵乳杆菌（专性杂发酵乳杆菌（Obligately heterofermentative，Group III）：）：发酵乳杆菌、发酵乳杆菌、短乳杆菌短乳杆菌 homofermentative:C6H12O6 2 CH3CHOHCOOHheterofermentative:C6H12O6 CH3CHOHCOOH+C2H5OH+C
38、O2（三）培养三）培养 耐酸性很强耐酸性很强，能耐受使其它无芽胞细胞死亡的，能耐受使其它无芽胞细胞死亡的酸度。该菌的选择性培养基酸度。该菌的选择性培养基RogosaRogosa培养基即培养基即是根据其特有强酸耐性配制的。此培养基的是根据其特有强酸耐性配制的。此培养基的pHpH为为4.74.7-4.8-4.8，在此，在此pHpH条件下，只有乳杆菌属能条件下，只有乳杆菌属能生长。生长。（四）生化反应（四）生化反应 多数乳杆菌无蛋白分解作用，不产生吲哚，多数乳杆菌无蛋白分解作用，不产生吲哚，不还原硝酸盐，触酶阴性。不还原硝酸盐，触酶阴性。能发酵多种能发酵多种糖糖，产，产酸酸能力强，能使菌斑能力强，能
39、使菌斑pH降低至降低至5以以下下。对糖的。对糖的发酵反应视菌型而异，纯发酵型只产生乳酸；发酵反应视菌型而异，纯发酵型只产生乳酸；异发酵型除产生乳酸外，还产生其它的酸和乙异发酵型除产生乳酸外，还产生其它的酸和乙醇、醇、CO2等。另外，等。另外，干酪干酪乳杆菌和乳杆菌和嗜酸嗜酸乳杆菌乳杆菌合成细胞外多糖，而且合成细胞外多糖，而且干酪乳杆菌干酪乳杆菌还可以合成还可以合成细胞内多糖。细胞内多糖。（五）口腔乳杆菌的致病性（五）口腔乳杆菌的致病性1.1.早期研究认为乳杆菌是主要的致龋菌。早期研究认为乳杆菌是主要的致龋菌。2.2.目前的研究表明乳杆菌不是龋病发生的初始致病目前的研究表明乳杆菌不是龋病发生的初
40、始致病菌菌,但参与了龋病的但参与了龋病的发展发展,主要涉及主要涉及牙本质龋牙本质龋。3.3.乳杆菌是导致乳杆菌是导致根面龋根面龋的致龋菌之一。的致龋菌之一。（一）形态学（一）形态学 口腔中最常见的口腔中最常见的革兰阳性丝状菌革兰阳性丝状菌，主要定，主要定居在牙面，其次是龈沟和舌背，而唾液和其它居在牙面，其次是龈沟和舌背，而唾液和其它口腔粘膜表面较少。口腔粘膜表面较少。革兰阳性菌，无鞭毛和芽胞，革兰阳性菌，无鞭毛和芽胞，菌细胞末端菌细胞末端较膨大，形态不规则，为丝状或杆状，长短不较膨大，形态不规则，为丝状或杆状，长短不一一。呈丝状者常很长并有分支，可达。呈丝状者常很长并有分支，可达1050 m；
41、短的杆菌体为短的杆菌体为1.55 m。口腔放线菌与龋病口腔放线菌与龋病BAA：黏性放线菌菌落(A.viscosus)B：内氏放线菌菌落(A.naeslundii)黏性放线菌(A.viscosus)透 射 电 镜 下 观 察，放 线 菌 有透 射 电 镜 下 观 察，放 线 菌 有 菌 毛菌 毛(fimbria)，各放线菌的菌毛成分不一样，各放线菌的菌毛成分不一样，粘性粘性放线菌有放线菌有I型和型和II型型两种类型的菌毛，两种类型的菌毛，而而内氏内氏放线菌只有放线菌只有II型型菌毛。菌毛与放线菌毛。菌毛与放线菌的粘附性能密切相关。菌的粘附性能密切相关。透射电镜观察：粘性放线菌菌毛 透射电镜观察:
42、粘性放线菌菌毛（二）分类（二）分类 口腔放线菌细胞壁主要由肽聚糖和各种糖类组成口腔放线菌细胞壁主要由肽聚糖和各种糖类组成,其抗原物质主要来自细胞壁成分其抗原物质主要来自细胞壁成分.粘性放线菌粘性放线菌(A.viscosus)兼性兼性 内氏放线菌内氏放线菌(A.naeslundii)兼性兼性 溶牙放线菌溶牙放线菌(A.odontolyticus)厌氧厌氧 衣氏放线菌衣氏放线菌(A.israelii)厌氧厌氧 梅氏放线菌梅氏放线菌(A.meyeri)厌氧厌氧 (三）培养特性三）培养特性 兼性厌氧菌兼性厌氧菌，但对氧的敏感性有一定差异。衣，但对氧的敏感性有一定差异。衣氏放线菌、梅氏放线菌和溶牙放线菌
43、在氏放线菌、梅氏放线菌和溶牙放线菌在厌氧厌氧条件中条件中生长更好。生长更好。粘性粘性放线菌、放线菌、内氏内氏放线菌补充放线菌补充COCO2 2可明可明显促进生长。最适生长显促进生长。最适生长pHpH为为6.5-7.06.5-7.0。放线菌为放线菌为化能异常化能异常菌，生长需要有机氮、可发菌，生长需要有机氮、可发酵的碳水化合物、维生素和其它生长因子。培养基酵的碳水化合物、维生素和其它生长因子。培养基中加入中加入血清血清可明显促进其生长。可明显促进其生长。BHIBHI是培养放线菌是培养放线菌的常用培养基的常用培养基。（四）（四）对牙面的粘附对牙面的粘附l粘性粘性放线菌、放线菌、衣氏衣氏放线菌、放线
44、菌、溶牙溶牙放线放线菌对牙面有很高的亲和力。菌对牙面有很高的亲和力。l其粘附机制同细胞表面的其粘附机制同细胞表面的菌毛菌毛有关。有关。（五）口腔放线菌与龋病的关系（五）口腔放线菌与龋病的关系可可利用利用葡萄糖、乳糖、麦芽糖和蔗糖葡萄糖、乳糖、麦芽糖和蔗糖产酸产酸：乙酸、乳酸、甲酸、琥珀酸、乙醇等：乙酸、乳酸、甲酸、琥珀酸、乙醇等能合成细胞能合成细胞内内和细胞和细胞外外多糖多糖对牙面（根面）有较强的对牙面（根面）有较强的粘附粘附力力在在根面龋根面龋发生中的作用值得关注发生中的作用值得关注产产碱碱能力，如能力，如 A.naslundii,caries-reversal effect?（一）韦荣球菌
45、（一）韦荣球菌 Veillonella parvula;Veillonella alcalescens （二）奈瑟球菌（二）奈瑟球菌 Neisseria （三）血链球菌（三）血链球菌 Streptococcus sanguinins （四）颊纤毛菌（四）颊纤毛菌 Leptotrichia buccalia其他口腔细菌与龋病其他口腔细菌与龋病（一）韦荣球菌（一）韦荣球菌 Veillonella parvula;Veillonella alcalescens格兰阴性专性厌氧格兰阴性专性厌氧菌菌，占菌斑细菌总，占菌斑细菌总数的数的2%-6%。特点：缺乏葡萄糖特点：缺乏葡萄糖激酶和果糖激酶，激酶和果糖
46、激酶，不能代谢不能代谢 碳水化碳水化合物和多元醇合物和多元醇，代代谢乳酸，变成乙酸谢乳酸，变成乙酸和丙酸和丙酸，降低菌斑，降低菌斑pH。“有益菌有益菌”?Beneficial or Not?Anti-cariogenic不代谢碳水化合物不代谢碳水化合物代谢乳酸产生较弱酸代谢乳酸产生较弱酸（如乙酸、丙酸）（如乙酸、丙酸）还原硝酸盐，产生具还原硝酸盐，产生具有抑菌作用的亚硝酸有抑菌作用的亚硝酸盐盐Cariogenic促进细菌聚集促进细菌聚集代谢乳酸有利于深龋部代谢乳酸有利于深龋部位厌氧菌的生长位厌氧菌的生长与产酸菌协同生长反而与产酸菌协同生长反而可促进菌斑可促进菌斑pH的降低的降低在龋病发展各阶段
47、高检在龋病发展各阶段高检出出没有特异性的致龋菌（没有特异性的致龋菌（cariogenic bacteria），只有，只有龋病相关龋病相关细菌细菌（caries-associated bacteria），后者更符合生态病因学），后者更符合生态病因学说的观点说的观点（二）奈瑟球菌（二）奈瑟球菌 Neisseria格兰阴性需氧双球菌格兰阴性需氧双球菌，在龋坏组织中有检出。在龋坏组织中有检出。既能代谢既能代谢葡萄糖葡萄糖产生产生乳酸乳酸，也能进一步代，也能进一步代谢乳酸产生一系列弱谢乳酸产生一系列弱酸，如酸，如乙酸乙酸。因此其。因此其在龋病发生中的作用在龋病发生中的作用尚不清楚尚不清楚（三）血链球菌（
48、三）血链球菌 Streptococcus sanguinins格兰阳性兼性厌氧菌格兰阳性兼性厌氧菌，主要分布于牙面，占主要分布于牙面，占菌斑内链球菌的一半，是牙菌斑的初始定居菌斑内链球菌的一半，是牙菌斑的初始定居菌之一。菌之一。特点：特点：1.口腔内口腔内最早最早定居的细菌之一，产生定居的细菌之一，产生PABA，有助于变形链球菌在牙面定居。有助于变形链球菌在牙面定居。2.产生产生H2O2，抑制牙周可疑致病菌，维持菌，抑制牙周可疑致病菌，维持菌斑生态平衡。（斑生态平衡。（牙周有益菌牙周有益菌）血链球菌血链球菌(Streptococcus sanguis)（四）颊纤毛菌（四）颊纤毛菌 Leptot
49、richia buccalia特点：牙菌斑常住菌，体积大，作为特点：牙菌斑常住菌，体积大，作为球菌球菌依附支架，形成依附支架，形成谷穗状谷穗状结构结构。格兰阴性专性厌氧杆菌格兰阴性专性厌氧杆菌。颊纤毛菌颊纤毛菌(Leptothrix buccalis)幽门螺杆菌幽门螺杆菌 Helicobacter pylori幽门螺杆菌是一种单极、多鞭毛、末端钝圆、螺旋形弯曲的细菌。长2.54.0m，宽0.51.0m。在胃粘膜上皮细胞表面常呈典型的螺旋状或弧形。在固体培养基上生长时，除典型的形态外，有时可出现杆状或圆球状。幽门螺杆菌是微需氧菌，环境氧要求58%，在大气或绝对厌氧环境下不能生长幽门螺杆菌 Helicobacter pylori要求掌握知识点要求掌握知识点1.细菌与龋病发生的关系细菌与龋病发生的关系2.致龋菌的生物学特性致龋菌的生物学特性3.变异链球菌是主要致龋菌变异链球菌是主要致龋菌拓展阅读拓展阅读Philip D.Marsh,Michael V.Martin.Oral Microbiology.Butterworth-Heinemann;5 edition(February 21,2012).ISBN-10:0702041483
