持续性根尖周炎致病微生物群落的宏基因组学研究

Periapical periodontitis is a very common inflammatory disease caused by bacterial biofilm infection of the root canal system. Microorganisms surviving in the apical portion of the root canal system and/or outside the apical foramen may be the most critical factor of persistent periapical periodontitis. In order to comprehend the pathogenesis of persistent periapical periodontitis and thus develop more effective strategies for therapy, it is necessary to fully understand the composition and origin of the pathogenic microbial community. Metagenomics is a new field of science applied to study gene function and interaction ecotype communities. With metagenomic approaches, total DNA was directly extracted from the environment without the need of the microorganism cultures, therefore, to allow researchers to investigate at more than 99% of the microbial genes in overall microorganisms. The objective of this project is to investigrate the composition, diversity and origin of intraradicular and extraradicular bacterial community associated with persistent periapical periodontitis by metagenomic approaches. Results of this study will be helpful to find the pathogenesis of persistent periapical periodontitis and improve the root canal treatment strategy.

根尖周炎是细菌及其分泌的毒素以及坏死牙髓组织的分解产物从根管进入根尖周组织引发的炎症性疾病。根管内和/或根管外残留以生物膜形式存在的微生物可能是持续性根尖周炎的主要病因，但目前缺乏有效去除这些致病微生物的治疗手段。而对于持续性根尖周炎病因学的持续研究首先需要对其致病微生物群落组成成分获得全面的了解，包括其群落的构成和来源。本项目拟采用宏基因组学的方法深度分析持续性根尖周炎患牙根管内和根管外微生物群落组成的多样性，寻找可能致病群落模式和靶标基因；并通过比较同一持续性根尖周炎患牙根管内、根管外和唾液中微生物群落构成的异同，探讨根管外生物膜中微生物的可能来源，以寻找根管外生物膜在持续性根尖周炎发生发展过程中的致病机制。本项目的研究结果有助于进一步寻找预防和控制根管内和根管外感染的方法和药物，有助于优化根管治疗策略和提高临床根管治疗的成功率，因此具有重要的临床意义。

临床有一些根尖周炎患牙即使经由经验丰富的医生进行完善的根管预备、消毒和充填处理，仍伴有持续性的根尖周感染，临床表现为反复的根尖区肿胀不适和进行性根尖周骨质破坏，从而造成牙槽骨缺损和失牙，严重影响患者的生活质量，称为持续性根尖周炎，已成为牙体牙髓科医师面临的棘手问题，常易引发医患纠纷。长期存留于根管系统内和根管外区域的细菌是导致持续性根尖周感染主要病因的观念已得到广泛的认同。本研究采用宏基因组学高通量测序技术，比较了持续性根尖周炎和无根尖病变患牙根管内生物膜群落构成，分析了持续性根尖周炎患牙位于病变核心环境内的根尖段微生物群落的构成。发现持续性根尖周炎患牙根管内和根管外微生物群落是由多种微生物构成的复杂群落，其多样性信息远远丰富于以往的研究。根管治疗后伴有根尖周炎患牙的根管内微生物群落构成多样性较高，与无根尖周炎患牙在根管内微生物群落构成上具有一定的差异。可能存在某种根管内群落构成模式与持续性根尖周感染具有一定的相关性，比如放线菌属、普氏菌属、梭菌属和链球菌属等可疑致病菌的含量和检出率均占优势。而以往提到的根管内感染的主要致病菌粪肠球菌的丰度和检出率均较低。反而是放线菌的高丰度和高检出率提示其与持续性根尖周感染可能具有相关性。并用DGGE比较了同一患牙的根管内和根管外微生物群落，发现有些根管外样本中检出的菌种在相应根管内样本中未检出，提示根管外生物膜群落中的微生物可能主要来源于根管内，但也可能来源于唾液等其他口腔微生物群落。本研究结果可以帮助我们更好的理解持续性根尖周炎的致病因素，比如目前研究较少的放线菌有可能是和持续性根尖周炎相关的致病菌，在后继研究中将探讨其在持续性根尖周炎致病过程中的作用和可能机制，有可能为寻找预防和控制根管内和根管外感染的方法和有效药物提供思路，以进一步优化根管治疗策略。