具核梭桿菌和全身疾病相關(guān)性的綜述

具核梭桿菌和全身疾病相關(guān)性的綜述之遲辟智美創(chuàng)作摘要：具核核桿菌(Fusobacteriumnucleatum,F.nucleatum)屬于革蘭陰性專性厭氧菌，介入牙周疾病的炎癥反應(yīng)，是牙周炎的可疑致病菌之一.該菌除可引起口腔疾病外，還可在敗血癥相關(guān)感染，盆腔炎，腦、肝、肺、牌等臟器的膿腫中分離獲得.近來關(guān)于F.nucleatum與早產(chǎn)低體重兒、角直腸癌及呼吸道感染相關(guān)性的研究成為熱點(diǎn)，本將對(duì)F.nucleatum生物學(xué)功能及與口腔感染、全身疾病相關(guān)性的研究進(jìn)展作一綜述.F.nucleatum是一種革蘭陰性無芽孢專性厭氧菌，兩端尖銳，中間膨年夜，狀如核形.最適生長(zhǎng)環(huán)境為37C專性厭氧環(huán)境，血平板上菌落形態(tài)為扁平、邊緣不齊、中央凸起的半透明茵落，呈玻璃屑或面包屑狀.最早在1893年由vanLeeuwenhock從牙菌斑中分離到核狀的微生物，1898年Veillon和Zuber純化了這種細(xì)菌并命名為成梭桿菌(Bacillusfusi-forrnis).1992年由Korr將F.nucleatum歸類為核桿菌屬(Fusobacterium).1990年Drink等根據(jù)全菌體卵白電泳特征和DNA同源性等將F.nucleatum分為三個(gè)亞種：(1)具核核桿菌具核亞種(nucleatumsubsp,nucleatum)，其模式株為ATCC25586；(2)具核核桿菌多形亞種(F.nucleatumsubsp,polymorphum)，其模式株為ATCC10953；(3)具核核桿菌文森亞種(F.nucleatumsubsp,vincentii)，其模式株為ATCC19256.而后Gharbia等將具核核桿菌植物株(F.nucleatumsubsp,animalis,模式株為NCTC12276)自力成一個(gè)亞種，人類株分成三個(gè)亞種，即具核亞種、多形亞種和成梭亞種(F.nucleatumsubsp,fusifome,模式株為NCTC11326).粘附和侵入宿主細(xì)胞是F.nucleatum發(fā)揮毒力作用的重要環(huán)節(jié).研究證實(shí)F.nucleatum具有很強(qiáng)的粘附能力，可粘附于上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、多形核白細(xì)胞等多種宿主細(xì)胞概況，并與唾液年夜分子、細(xì)胞外基質(zhì)卵白等結(jié)合,激發(fā)一系列宿主反應(yīng).通過糖抑制試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)含有半乳糖的糖類強(qiáng)烈抑制F.nucleatum對(duì)上皮細(xì)胞的粘附，不含半乳糖的糖類僅有很弱的抑制作用或沒有抑制作用，所以F.nucleatum對(duì)上皮細(xì)胞的粘附涉及到一種半乳糖限制性缺集素.2015年Coppenhagen-Glazer等研究證實(shí)粘附素Fap2不單介導(dǎo)F.nucleatum與晚期定植菌牙齦葉啉單胞菌的半乳糖敏感性共聚，而且介入調(diào)控F.nucleatum對(duì)人胚胎腎細(xì)胞的粘附能力.Coppenhagen-Glazer等將F.nucleatumFap2突變株經(jīng)由鼠尾靜脈注射人懷孕15?17d的雌鼠體內(nèi)，24h后收集孕鼠胎盤，發(fā)現(xiàn)F.nucleatumFap2突變株在胎盤的定植能力明顯減弱[2].目前認(rèn)為細(xì)菌可通過胞吞和拉鏈兩種機(jī)制侵入細(xì)胞.研究發(fā)現(xiàn)年夜部份的牙周致病菌如伴放線聚集桿菌和牙齦葉啉單胞菌等是通過胞吞機(jī)制侵入宿主細(xì)胞.Han等通過電鏡觀察首次證實(shí)了F,nucleaturn是通過拉鏈機(jī)制侵入上皮細(xì)胞，需要細(xì)菌編碼的配體和宿主細(xì)胞概況的相應(yīng)受體特異性結(jié)合，其實(shí)不引起細(xì)胞概況形態(tài)的改變.2005年Han等發(fā)現(xiàn)了一種僅存于口腔梭桿菌屬菌體概況，與核桿菌粘附、定植宿主細(xì)胞密切相關(guān)的新型粘附素FadA.2007年Xu等構(gòu)建了fadA基因缺陷株(F,—cleaturnUS1)和互補(bǔ)株(F.nucleatumUSF81),發(fā)現(xiàn)fadA基因缺陷株對(duì)細(xì)胞的結(jié)合力下降了70%?80%，而互補(bǔ)株的細(xì)胞結(jié)合增加了 3?4倍，證明FadA與F.nucleatum的粘附性密切相關(guān)[3].Han等通過植物實(shí)驗(yàn)證實(shí)F.nucleatum能經(jīng)血行達(dá)到胎盤并粘附到胎盤內(nèi)皮細(xì)胞上，引發(fā)懷孕年夜鼠的早產(chǎn)和死胎[4].FadA在F.nucleatum粘附侵入胎盤內(nèi)皮細(xì)胞中發(fā)揮重要作用[5].而后Fardini[6]和Rubinsteinl[7]相繼證明宿主細(xì)胞膜上的鈣黏卵白是FadA的受體，是F.nucleatum能高效附著細(xì)胞的必需條件.以往的研究已經(jīng)證實(shí)F.nucleatum是齦上菌斑、齦下菌斑、牙周袋及感染報(bào)管等口腔感染部位的主要優(yōu)勢(shì)菌，F(xiàn).nucleatum的檢出率和定植數(shù)量與牙周組織的炎癥、破壞水平之間存在正相關(guān)關(guān)系[8].另外，我們還可在牙齦炎和牙周炎患者唾液中檢測(cè)到較高含量的F.nucleatum[9],其血清抗體滴度亦相應(yīng)升高.F.nucleatum的含量受環(huán)境因素影響.吸煙可增加健康牙周和感染牙周袋內(nèi)F.nucleatum的含量[10].伴2型糖尿病的慢性牙周炎患者F.nucleatum含量較純真慢性牙周炎患者高很多[11].早產(chǎn)低體重兒(pretermlowbirthweight,PLBW)的傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素有習(xí)慣性流產(chǎn)、高齡孕婦(36歲以上)、低齡孕婦(18歲以下)、孕婦身材過矮或體重過輕、子官內(nèi)膜炎、細(xì)菌性陰道炎、吸煙、酗酒等.然而這些傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素其實(shí)不能完全解釋PLBW的發(fā)生，至今仍有25?30的患兒病因不明.2O世紀(jì)9O年代Offenbacher等首次提出牙周炎與PLBW的相關(guān)性.牙周炎癥主要可通過兩條途徑對(duì)妊娠結(jié)局發(fā)生影響：(1)牙周疾病使血液循環(huán)中炎性因子如白細(xì)胞介素-18(interleukin-1p,IL-113)、IL-6、基質(zhì)金屬卵白酶、腫瘤壞死因子-a(tumornecrosisfactor—a,TNF-a)濃度上升，招致PLBW/(2)牙周致病菌直接侵入胎盤或某些細(xì)菌成份(如脂多糖)入血，安慰羊膜絨毛膜發(fā)生前列腺素E2(prostaglandinE2,PGE2)和TNF—a,造成胎膜破裂，引發(fā)PLBW.研究標(biāo)明呼吸道感染具有較高的人群發(fā)病率和死亡率，且占據(jù)了絕年夜部份的居民健康保健費(fèi)用.近年來牙周炎與呼吸道感染的關(guān)系越來越受到重視.1999年Scannapieco等提出口腔致病菌及分泌物的吸入可引發(fā)或如重呼吸道的感染，其作用機(jī)制可能為:(1)口腔致病菌如牙齦葉啉單胞菌、伴放線聚集桿菌被吸入肺部，可招致肺部感染；(2)唾液中與牙周炎相關(guān)的酶類可改變黏膜概況粘附受體，增進(jìn)呼吸道致病粘附和定植，進(jìn)而吸入肺內(nèi)；(3)與牙周炎相關(guān)的酶類可破壞口腔致病菌概況的唾液薄膜，使其從口腔黏膜概況清除，粘附于呼吸道上皮；(4)來自牙周感染的炎性細(xì)胞因子可改變呼吸道上皮概況，增進(jìn)呼吸道致病菌的感染.譚麗思等收集慢性阻塞性肺疾病患者痰標(biāo)本利用realtimePCR技術(shù)檢測(cè)到F.nucleatum的定植，而且F.nucleatum相對(duì)含量隨著患者肺通氣功能的減弱而增加，提示F.nucleatum與慢性阻塞性肺疾病密切相關(guān)[20].年夜量的流行病學(xué)調(diào)查證實(shí)F.nucleatum很容易造成患有慢性疾病患者(如腫瘤、免疫缺陷、糖尿病等)的感染，呼吸道是其感染的主要來源，且具有很高的呼吸衰竭死亡率[21-22].2014年Gedik等首次發(fā)現(xiàn)F.nucleatum感染造成健康兒童的安氣管內(nèi)損傷，提示我們不能一再地憑借經(jīng)驗(yàn)主義應(yīng)用廣譜抗生素治療兒童肺炎和肺膿腫，應(yīng)該考慮到厭氧菌F.nucleatum感染[23].鑒于呼吸道感染是招致囊性纖維化(cysticfibrosis,CF)患者死亡的主要因素,Kramer等分析經(jīng)抗生素治療后CF患者呼吸道菌群特性，發(fā)現(xiàn)F.nucleatum等厭氧菌群在CF患者痰標(biāo)本中亦具有較高的含量和穩(wěn)定度，說明F.nucleatum可能會(huì)影響CF患者氣道菌群生態(tài)系，甚至改變菌群的致病性.綜上所述，F(xiàn).nucleatum是一種與口腔感染及身體其他部位感染性疾病密切相關(guān)的病原菌，對(duì)F.nucleatum毒力機(jī)制的研究，將為預(yù)防和治療口腔及全身感染性疾病提供新的思路.參考文獻(xiàn)KaplanChristopherW,LuxRenate,HaakeSusanKinder,ShiWenyuan.TheFusobacteriumnucleatumoutermembraneproteinRadDisanarginine-inhibitableadhesinrequiredforinter-speciesadherenceandthestructuredarchitectureofmultispeciesbiofilm.MolecularMicrobiology.2008Coppenhagen-GlazerS,SolA,AbedJ,etal.Fap2ofFusobacteriumnucleatumisagalactose-inhibitableadhesininvolvedincoaggregation,celladhesion,andpretermbirth[J].Infection&Immunity,2015,83(3):1104.XuM,YamadaM,LiM,etal.FadAfromFusobacteriumnucleatumutilizesbothsecretedandnonsecretedformsforfunctionaloligomerizationforattachmentandinvasionofhostcells.[J].JournalofBiologicalChemistry,2007,282(34):25000.HanYW,ShenT,ChungP,etal.Uncultivatedbacteriaasetiologicagentsofintra-amnioticinflammationleadingtopretermbirth.[J].JournalofClinicalMicrobiology,2009,47(1):38-47.IkegamiA,ChungPHanYW.ComplementationofthefadAmutationinFusobacteriumnucleatumdemonstratesthatthesurface-exposedadhesinpromotescellularinvasionandplacentalcolonization.[J].Infection&Immunity,2009,77(7):3075-9.KaplanChristopherW,LuxRenate,HaakeSusanKinder,ShiWenyuan.TheFusobacteriumnucleatumoutermembraneproteinRadDisanarginine-inhibitableadhesinrequiredforinter-speciesadherenceandthestructuredarchitectureofmultispeciesbiofilm.MolecularMicrobiology.2008J.-H.Moon,J.-H.Lee,J.-Y.Lee.Subgingivalmicrobiomeinsmokersandnon-smokersinKoreanchronicperiodontitispatients[J].MoloralMicrobiol.2015(3)Fardini,Y,etal."FusobacteriumnucleatumadhesinFadAbindsvascularendothelialcadherinandaltersendothelialintegrity."MolecularMicrobiology82.6(2011):1468-80.[1]Rubinstein,MaraRoxana,etal."Fusobacteriumnucleatum,PromotesColorectalCarcinogenesisbyModulatingE-Cadherin/p-CateninSignalingviaitsFadAAdhesin."CellHost&Microbe14.2(2013):195.Yang,N.Y,etal."ProgressionofperiodontalinflammationinadolescentsisassociatedwithincreasednumberofPorphyromonasgingivalis,Prevotellaintermedia,Tannerellaforsythensis,andFusobacteriumnucleatum."InternationalJournalofPaediatricDentistry24.3(2014):226-233.Zhou,X.,etal."Real-timePCRquantificationofsixperiodontalpathogensinsalivasamplesfromhealthyyoungadults."ClinicalOralInvestigations19.4(2015):937-946.Bizzarro,S,etal."Subgingivalmicrobiomeinsmokersandnon-smokersinperiodontitis:anexploratorystudyusingtraditionaltargetedtechniquesandanext-generationsequencing."JournalofClinicalPeriodontology40.5(2013):483-492.Casarin,R.C.V.,etal."Subgingivalbiodiversityinsubjectswithuncontrolledtype-2diabetesandchronicperiodontitis."JournalofPeriodontalResearch48.1(2013):30-6.Settem,RajendraP.,etal."FusobacteriumnucleatumandTannerellaforsythiaInduceSynergisticAlveolarBoneLossinaMousePeriodontitisModel."Infection&Immunity80.7(2012):2436-43.David,Polak,etal."MousemodelofexperimentalperiodontitisinducedbyPorphyromonasgingivalis/Fusobacteriumnucleatuminfection:bonelossandhostresponse."JournalofClinicalPeriodontology36.5(2010):406-410.Han,YW,etal."Uncultivatedbacteriaasetiologicagentsofintra-amnioticinflammationleadingtopretermbirth."JournalofClinicalMicrobiology47.1(2009):38-47.Tahara,T,etal."Fusobacteriumincolonicfloraandmolecularfeaturesofcolorectalcarcinoma."CancerResearch74.5(2014):1311-8.CastellarinM,WarrenRL,FreemanJD,etal.Fusobacteriumnucleatuminfectionisprevalentinhumancolorectalcarcinoma.[J].GenomeResearch,2012,22(2):299-306.FlanaganL,SchmidJ,EbertM,etal.Fusobacteriumnucleatum,associateswithstagesofcolorectalneoplasiadevelopment,colorectalcanceranddiseaseoutcome[J].EurJClinMicrobiolInfectDis,2014,33(8):1381-1390.KosticAD,ChunE,RobertsonL,etal.Fusobacteriumnucleatumpotentiatesintestinaltumorigenesisandmodulatesthetumor-immunemicroenvironment[J].Cellhostµbe,2013,14(2):207-215.譚麗思，王宏巖，趙海礁，等.呼吸道內(nèi)具核核桿菌與阻塞性肺疾病相關(guān)性研究[J].中國(guó)實(shí)用口腔科雜志，2013(11):664-667.TANL,WANGH,ZHAOH,etal.DetectionandstudyofFusobacteriumnucleatumintheacuteexacerbationofchronicobstructivepulmonarydisease[J].ChineseJournalofPracticalStomatology,2013,11:010.YangCC,YeJJ,HsuPC,etal.CharacteristicsandoutcomesofFusob