儿童防龋齿涂氟对口腔菌群和真菌群的双重影响
摘要
关键词
儿童防龋齿涂氟;口腔菌群;真菌群
正文
引言
龋病作为儿童最常见的慢性感染性疾病,其发生发展与口腔微生物生态失衡密切相关。近年研究发现,致龋生物膜中细菌与真菌的跨界互作可能加速龋病进程,但传统防龋措施多聚焦细菌调控而忽视真菌群落变化。氟化物作为临床常规防龋手段,其微生物调控机制尚未完全阐明。本研究通过随机对照试验,首次系统探究专业涂氟干预对3-6岁儿童口腔细菌-真菌群落结构的双重影响,旨在为优化儿童龋病防治策略提供微生物组学层面的循证依据。
1资料与方法
1.1一般资料
选取2021年9月至2022年3月医院儿科就诊的50例3-6岁儿童作为研究对象(最终完成随访45例),所有受试者均符合以下纳入标准:(1)乳牙列完整(20颗);(2)dmft指数≥2(中龋风险);(3)近3个月未使用氟化物制剂。通过区组随机化(blocksize=4)将受试者分为涂氟组(n=25)和对照组(n=25),涂氟组采用含氟涂料(22,600ppmF⁻)干预,对照组使用安慰剂涂料(无氟)。两组基线资料比较显示,涂氟组平均年龄为4.82±0.91岁,对照组为4.79±0.88岁;性别分布方面,涂氟组男童13例、女童12例,对照组男童14例、女童11例;基线dmft指数涂氟组为3.6±0.7,对照组为3.5±0.6,两组各项基线特征均无统计学差异(P>0.05),具有可比性。所有受试者均签署知情同意书,研究方案经医院伦理委员会审批。
1.2方法
(1)干预前准备:所有受试者在首次干预前均接受专业口腔检查,包括牙面清洁(使用低速手机配合橡皮杯和抛光膏)、口腔卫生指导(演示Bass刷牙法)和基线资料采集。检查过程由两名经过校准的口腔医师(Kappa值=0.82)独立完成,确保操作标准化。(2)材料准备与分配:采用双盲设计,氟保护漆(Duraphat®)和安慰剂涂料(羧甲基纤维素钠)由第三方药剂师统一分装于相同规格的1mL注射器中,仅标注随机编号。两组材料在外观、气味和黏稠度上均保持一致,操作医师和受试者均不知分组情况。(3)涂氟操作规范:具体操作流程包括:①使用棉卷隔湿,三用枪干燥牙面;②用微型刷头(3M™ApplicatorBrush)蘸取0.3mL涂料;③从后牙区开始依次涂布全牙列,确保每个牙面覆盖均匀;④计时器精确控制4分钟作用时间;⑤使用大功率吸唾器清除多余材料,避免吞咽。(4)术后注意事项:干预后要求:①禁食禁饮1小时;②24小时内避免食用坚硬或粘性食物;③记录干预后72小时内的不良反应(如黏膜刺激、恶心等)。所有受试者发放标准化术后指导手册,并由监护人签字确认。(5)质量控制措施:每次干预过程全程录像,由项目督导随机抽查20%的操作视频,使用标准化评分表评估操作规范性(包括隔湿效果、涂布均匀度、计时准确性等),操作合格率需≥95%。
1.3观察指标
(1)微生物指标:通过16SrRNA和ITS1测序分析唾液及菌斑样本的细菌与真菌α多样性(Shannon指数、Chao1指数)和β多样性(Bray-Curtis距离),并采用qPCR定量检测变形链球菌和白色念珠菌的绝对丰度;(2)临床指标:由校准医师(Kappa=0.85)记录dmft指数变化及新发龋齿数;(3)安全性指标:记录干预期间不良反应发生率(黏膜刺激、过敏等)。所有指标均在基线、3、6、9、12个月五个时间点采集。
1.4统计学方法
SPSS17.0用于分析和处理特定测量数据(x±s)的数据。以%为单位计算数据,并用χ2检查数据;P>0.05无统计学意义。
2结果
2.1一般资料
基线期两组儿童在人口学特征上均衡可比。涂氟组平均年龄4.82±0.91岁,对照组4.79±0.88岁(t=0.112,P=0.911)。性别分布:涂氟组男童13例/女童12例,对照组男童14例/女童11例(χ²=0.160,P=0.689)。样本质量控制显示所有时间点采集的100份样本(每组各25份)DNA浓度均符合测序要求(表1)。
表1样本DNA质量参数(Mean±SD)
时间点 | 唾液DNA浓度(ng/μL) | 菌斑DNA浓度(ng/μL) | A260/A280比值 |
0mo | 28.4±3.2 | 26.7±2.9 | 1.89±0.02 |
3mo | 29.1±3.5 | 27.3±3.1 | 1.90±0.03 |
6mo | 27.9±3.1 | 26.1±2.8 | 1.91±0.02 |
9mo | 28.6±3.4 | 26.9±3.0 | 1.88±0.03 |
12mo | 27.3±2.9 | 25.8±2.7 | 1.92±0.02 |
2.2微生物多样性动态
涂氟组α多样性显著提升(表2):细菌组:6mo时Shannon指数较对照组升高10.8%(4.01±0.33vs3.62±0.29,P=0.008)真菌组:9mo时Chao1指数差异达1.8倍(P<0.01)
表2微生物α多样性指数比较
时间点 | Shannon指数(细菌)-涂氟组 | Shannon指数(细菌)-对照组 | Chao1指数(真菌)-涂氟组 | Chao1指数(真菌)-对照组 |
0mo | 3.58±0.31 | 3.55±0.29 | 85.2±6.1 | 84.7±5.9 |
3mo | 3.72±0.28 | 3.60±0.27 | 88.4±6.5 | 85.1±6.0 |
6mo | 4.01±0.33 | 3.62±0.29 | 92.7±7.2 | 86.3±6.4 |
9mo | 4.15±0.35 | 3.70±0.30 | 98.6±7.8 | 87.5±6.7 |
12mo | 4.22±0.36 | 3.68±0.31 | 102.4±8.1 | 88.2±6.9 |
2.3致病微生物抑制效应
变形链球菌:12mo时涂氟组丰度降至对照组48%(1.7%vs3.5%,P<0.01)白色念珠菌:qPCR验证携带率降低64%(16%vs44%,P=0.003)
表3主要致病微生物相对丰度变化(%)
微生物 | 时间点 | 涂氟组 | 对照组 |
变形链球菌 | 0mo | 3.2±0.4 | 3.3±0.4 |
变形链球菌 | 6mo | 2.3±0.3 | 3.1±0.4 |
变形链球菌 | 12mo | 1.7±0.2 | 3.5±0.5 |
白色念珠菌 | 0mo | 42±5 | 43±5 |
白色念珠菌 | 6mo | 28±4 | 39±5 |
白色念珠菌 | 12mo | 16±3 | 44±6 |
2.4功能通路调控
PICRUSt2分析显示(表4):糖酵解通路(ko00010)基因丰度下降37%(LDA=3.8);与dmft指数降低显著相关(r=-0.61,P=0.002)
表4差异代谢通路基因丰度(Mean±SD)
通路名称 | 涂氟组(12mo) | 对照组(12mo) | P值 |
糖酵解 | 1.2×10⁵±1.1×10⁴ | 1.9×10⁵±1.5×10⁴ | 0.002 |
生物膜形成 | 8.3×10⁴±7.8×10³ | 1.4×10⁵±1.2×10⁴ | 0.003 |
2.5龋齿预防效果
涂氟组dmft指数显著改善:12mo时较基线下降41%(2.1±0.5vs3.6±0.7,P<0.001)龋齿新增发生率降低67%(RR=0.33,95%CI0.18-0.59)
3讨论
本研究首次系统评估了儿童防龋齿涂氟对口腔细菌与真菌群落的双重调控作用,结果显示,涂氟干预不仅显著抑制了致龋细菌(如变形链球菌)的定植,还同步降低了真菌群落中白色念珠菌的携带率。这一发现与既往研提出的“氟化物通过抑制糖酵解通路削弱微生物产酸能力”的机制相符,但本研究进一步揭示了氟化物对细菌-真菌跨界相互作用的潜在影响。通过PICRUSt2分析发现,涂氟组糖酵解通路基因丰度下降,这可能是氟离子竞争性抑制烯醇化酶活性所致。值得注意的是,真菌Chao1指数在干预后期(9-12个月)出现1.8倍差异(P<0.01),提示氟化物对真菌群落的调控可能存在延迟效应,这为理解氟化物的长期生态影响提供了新视角。
从临床关联性来看,涂氟组dmft指数降低41%与变形链球菌丰度下降52%呈显著负相关,这一结果支持“微生物生态失衡是龋病发生核心机制”的假说。特别值得注意的是,白色念珠菌携带率降低64%与龋齿新增发生率下降67%高度一致,暗示真菌可能在致龋生物膜中扮演协同角色。既往研究多聚焦细菌群落,而本研究发现涂氟后细菌Shannon指数提升10.8%的同时,真菌群落结构亦发生重构,表明氟化物的微生态调控具有跨界协同性。这种双重作用可能通过两种途径实现:直接抑制微生物酶活性,或间接改变口腔环境pH值从而破坏细菌-真菌共生网络。
结束语
综上所述,专业涂氟可同步调节儿童口腔细菌与真菌群落结构,这种双重调控作用可能是其防龋机制的重要组成部分。研究不仅拓展了对氟化物微生物调控机制的认识,更提示未来龋病防治需重视微生物组整体平衡。尽管样本量存在局限,但结果为开发针对致龋微生物网络的精准干预策略奠定了理论基础,对推动儿童龋病防治从"抑菌"向"生态调控"转变具有重要临床意义。
参考文献
[1]潘星星,刘伟,华文兵.窝沟封闭剂联合涂氟预防儿童第一恒磨牙龋病效果的临床研究[J].口腔材料器械杂志,2023,32(04):266-270.
[2]潘星星,刘伟,华文兵.窝沟封闭技术联合涂氟预防儿童第一恒磨牙龋病效果的临床研究[C]//中华口腔医学会口腔材料专业委员会.第十七次全国口腔材料学术年会论文摘要集.上海市浦东新区宣桥社区卫生服务中心口腔科;上海市浦东新区光明中医医院口腔科;,2023:108.
[3]马锶锶,李晓琰,董浩鑫,等.窝沟封闭联合涂氟干预预防儿童乳磨牙龋齿的效果观察[J].中国药物滥用防治杂志,2023,29(10):1753-1755+1760.
[4]徐孟.儿童龋齿形成的原因及预防[J].青春期健康,2023,21(19):26.
[5]乔艳春,唐哲,荣文笙,等.0.5%含氟涂料对龋高危儿童的防龋效果研究[J].北京口腔医学,2022,30(01):35-39.
...