不用杀死有益细菌也能预防牙龈疾病的新方法

细菌绝非沉默无声。在人类口腔中，约700种不同的细菌通过一种名为群体感应的过程持续交换信息。这种化学通讯使细菌能够群体协调行动，许多口腔细菌依靠被称为N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）的信号分子来发送和接收这些信息。

研究口腔菌斑中的细菌通讯
明尼苏达大学双城分校生物科学学院和牙科学院的研究人员着手探索口腔细菌如何通讯，以及这种通讯是否可以被刻意干扰。他们的目标是确定干扰这些信号是否有助于防止牙菌斑堆积并维持更健康的口腔微生物组。这项发表在《npj生物膜与微生物组》期刊上的研究结果表明，这种方法可能会重塑医生对细菌性疾病治疗的思考方式。

研究的主要发现
研究人员发现了口腔细菌通讯和自我组织的几个重要模式：牙菌斑中的细菌在富氧区域（如牙龈线上方）产生AHL信号，而这些信号可被生活在缺氧区域（牙龈线下方）的细菌检测到。使用名为内酯酶的特殊酶消除AHL信号后，与良好口腔健康相关的细菌种类增多。这些结果表明，精心选择的酶可能被用于重塑牙菌斑群落，帮助维持微生物的健康平衡。

牙菌斑作为一个活的生态系统
“牙菌斑的发展是有顺序的，很像森林生态系统，”生物科学学院副教授、该研究的资深作者米凯尔·埃利亚斯（Mikael Elias）说。“像链球菌（Streptococcus）和放线菌（Actinomyces）这样的先锋物种是简单群落中的初始定居者——它们通常无害，且与良好的口腔健康相关。越来越多样化的晚期定植菌包括‘红色复合体’细菌，如牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis），这些细菌与牙周病密切相关。通过干扰细菌用于通讯的化学信号，可以操控菌斑群落使其维持或回到与健康相关的阶段。”

“特别引人注目的是氧气的可获得性如何改变一切，”第一作者拉凯什·西克达尔（Rakesh Sikdar）说。“当我们在有氧条件下阻断AHL信号时，我们看到了更多与健康相关的细菌。但当我们在无氧条件下添加AHLs时，我们促进了与疾病相关的晚期定植菌的生长。群体感应在牙龈线上方和下方可能发挥截然不同的作用，这对我们治疗牙周病的方法具有重大意义。”

迈向基于微生物组的新疗法
研究人员计划下一步研究口腔不同区域以及处于牙周病不同阶段的患者之间细菌信号传导的差异。“了解细菌群落如何通讯和自我组织，最终可能为我们提供预防牙周病的新工具——不是通过向所有口腔细菌宣战，而是通过战略性地维持健康的微生物平衡，”埃利亚斯说。该团队认为，这种策略最终可能带来针对身体其他部位的疗法，在这些部位，微生物组失衡与疾病和某些癌症相关。这项研究的资金由美国国立卫生研究院提供。