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犬口腔微生物研究进展

 张景涛 2022-10-01 发布于辽宁

与人类一样,作为犬消化道的起始部位,口腔中寄居着大量的微生物,以生物膜形式组成复杂的微生物群落,定植于口腔的不同部位。口腔微生物群落主要以细菌为主,也包含真菌、病毒、原核生物(古菌)等其它微生物体。各种微生物群落在口腔不同部位保持动态平衡,构成了复杂的口腔微生态系统。

口腔微生物参与口腔的正常代谢,刺激机体的免疫反应,增加机体抗病的免疫能力,维护宿主口腔健康。众多研究表明,犬口腔疾病(如牙周炎、牙龈炎及口臭等)的发生与口腔微生物组成改变有关。并且,作为最普通的伴侣动物,犬与主人间的密切身体的接触(如表示亲近的嗅闻舔舐行为),引发了人们对犬口腔微生物(潜在的人畜共患病原菌和牙周致病菌)传播给人的担忧,成为一个重要公共卫生问题。可见,犬口腔微生物不仅与犬口腔健康有关,而且可能与人类的健康有关。因此,对犬口腔微生物结构组成的相关研究具有积极意义。


犬口腔微生物组成
1.犬口腔微生物整体组成
1.1犬口腔细菌组成
据报道,目前在种的水平,口腔发现超过350多种细菌,许多细菌在健康的犬口腔中的检出率和丰度都很低,其中几十种常见的细菌构成了犬口腔微生物的大部分。
多项研究表明,在门水平上犬口腔微生物组成主要由14个不同门的细菌所组成。其中,厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、放线菌门、梭杆菌门、螺旋体菌门是最常在口腔中被检测到的细菌类型,且丰度在整个口腔菌群占优势地位。可以在口腔中检测到、丰度较低的菌门有互养菌门、绿菌门、绿弯菌门、SR1、TM7。此外,口腔中还偶尔能够检测到无壁菌门、WPS-2及GNO2的存在。
犬口腔内普遍存在的细菌属类包括:吓啉菌属、梭杆菌属、链球菌属、二氧化碳噬纤维菌属及巴氏杆菌科和奈瑟菌科菌种,且不同的研究结果存在一定差异。
由上可知,关于犬口腔微生物的多项研究中,研究结果并不完全一致。其原因可能与动物本身差异、动物饲养(饮水、日粮结构)、口腔护理、采样方法、样本加工处理过程(不同DNA萃取技术)微生物分析方法等实验步骤某些环节不同造成检测结果差异所致。较早的研究通过PCR和凝胶电泳技术,而最近的研究采用了新一代高通量测序技术,所得结果更精确。
1.2犬口腔其它微生物组成
(1)真菌
Santin R等研究了犬口腔真菌组成,结果为59只犬中30只犬分离得到真菌(分离率50.85%)。共分离得到61个真菌分离物,分别属于5个属:马拉色菌属、念珠菌属、毛孢子菌属、红酵母属和隐球菌属。共鉴定得到11种真菌类,厚皮病马拉色菌、红酵母、白色念珠菌、链状念珠菌、无名假丝酯母、吉利蒙氏念珠菌、近平滑念珠菌、中间假丝酵母、阿萨希丝孢酵母、粘性丝孢酵母和白色隐球菌;犬口腔内分离率最高的真菌是厚皮病马拉色菌。结果提示,真菌是犬口腔不同区域微生物组成部分。
(2)古细菌
人类口腔唾液中还含有一部分古细菌,目前只有3种可以进行培养,分别是口腔甲烷短杆菌、史氏甲烷短杆菌、斯氏甲烷短杆菌。已有研究发现,口腔甲烷杆菌丰度增加与人类牙周病严重程度相关。之前关于犬口腔微生物组成的研究中未报道古菌的存在,而Radeerom等运用高通量测序技术进行犬猫牙结石内微生物组成的研究中首次报道了古菌群存在,犬牙结石内最优势古菌门类是广古菌门,优势属类是产甲烷短杆菌。Oba等(2021)运用高通量测序技术于健康成年比格犬口腔中也检测到古菌,并且发现唾液(SAL)和龈下菌斑(SUB)样本中广古菌门相对丰度较龈上菌斑(SUP)高。
(3)其它微生物
目前,尚未有关于犬口腔病毒组成的系统研究报道。
2.犬口腔不同部位微生物组成
对犬口腔微生物的研究表明,犬口腔内不同区域也存在不同的微生物多样改变。Ruparell等基于细菌16S rRNA基因V3-V4区,运用IlluminaMiSeq高通量测序技术对14只拉布拉多犬口腔内不同生态位(龈上菌斑、刺激性唾液、颊部和舌背部粘膜)微生物组成进行分析研究。结果发现,与口腔其它生态位比,龈上菌斑内微生物菌群多样性最高,并且在单个分类群存在最大量的显著差异。唾液内微生物组成在不同犬个体间的差异最高,并且菌群多样性最低,有最少微生物种类,舌背和颊侧微生物种类丰度介于两者之间。总体上颊部和舌背粘膜的菌群组成相似度最高。结果提示,犬口腔内细菌谱存在三个独立的生态位软组织表面、硬组织表面(龈上菌斑)和唾液。通过每个生态位微生物组成的鲜明特征来辨别生态位的能力为每个生态位内作为诊断用途的潜在微生物生物标志物的鉴别提供了可能。
运用高通量测序技术对26只健康成年比格犬唾液(SAL)、龈下菌斑(SUB)和龈上菌斑(SUP)三个不同口腔区域微生物组成的分析结果表明,犬唾液、龈下菌斑和龈上菌斑生境存在差异,口腔不同生境对犬口腔细菌门类和属类均有显著影响。唾液中细菌种类最丰富,其次龈下菌斑,龈上菌斑细菌种类最低,唾液和龈上菌斑中微生物组成差异最明显。
这一研究结果与先前关于犬SUP和口腔棉拭子研究结果相一致,也与人类口腔不同区域中SUP和SAL样本微生物多样性参数最高的研究结果相似。
但与Ruparell等口腔其它区域相比,SUP样本的Shannon多样性指数更大,唾液微生物多样性最低研究结果不一致,这可能由于唾液采集前的刺激,造成唾液增加而使唾液微生物稀释所致。该研究中,唾液采集过程未进行刺激,因此唾液样本未被稀释。

犬口腔微生物组成的影响因素
研究表明,犬口腔微生物的组成随食物结构、口腔环境(温度,pH值等)健康状况﹑年龄、体型大小变化等而发生改变,也可能与犬遗传因素及口腔卫生状况有关。
1.日粮结构
张宁宁等对16只食用商品犬粮(干粮)、12只食用商品犬粮+自家饭的犬和16只食用自家饭的犬的口腔微生物构成进行了研究。高蛋白,高脂肪﹑低碳水化合物和多肉类的食物可以导致犬口腔正常菌群比例的改变,特别是厌氧菌菌群失调,主要涉及的菌种为消化球菌和梭杆菌。相比实验中商品犬粮组的犬而言,长期食用自家饭的犬容易发生口腔菌群失调而导致口腔疾病的发生不利于犬的健康。但犬口腔的正常菌群的种类未发生明显变化。另外一项对集中饲养和饲喂不同日粮的犬口腔微生物分析结果发现仅有不同年龄和不同品种的犬口腔微生物组成存在差异。Bell等研究发现饲喂不同日粮蛋白前后犬口腔微生态系统仍保持稳定。这一发现与人类口服抗生素后尽管肠道微生物发生明显变化但口腔微生物谱稳定的研究结果相似。
以上研究结果提示,饲喂不同结构的日粮可能影响犬口腔微生物比例,但犬口腔核心微生物种类仍保持稳定。
2.pH
口腔的微生物组成受到口腔环境pH值的影响。大部分口腔微生物不适合在极端的酸性或碱性环境生长,需要在接近中性的条件下才能达到最佳生长条件。研究表明碱性的pH条件更适合许多牙周致病菌(如牙龈吓啉菌等)的生长。
唾液在口腔中的循环流动,可以对口腔表面的pH值进行调节。此外,年龄和食物结构变化也会对口腔pH值产生影响。唾液pH在犬和人类不同,犬唾液呈偏碱性(pH 8.5~8.65),而人类则偏中性(pH 6.5~7.5)。研究发现,人类和犬口腔微生物组成相似性较低,推测可能与两者间的口腔环境(唾液pH值等)存在生理学上的差异有关,导致犬口腔细菌难以在人类的口腔环境存活。
3.健康状况、年龄及体型
Wallis等对不同健康状况和年龄犬龈下菌斑微生物组成的研究发现,健康状况和年龄对龈下菌斑微生物组成的影响显示出明显的相似性,即随年龄增加和牙龈炎的发展,犬口腔内龈下菌斑的微生物组成发生了明显改变。年轻犬和无牙龈炎犬龈下菌斑中拟杆菌门和变形菌门占优势,而老龄犬和中度牙龈炎犬龈下菌斑中厚壁菌门占优势。研究还发现,小型犬龈下菌斑微生物与中大型犬显著不同,厚壁菌门为优势菌门。
同时,研究者也探索了不同体型大小的犬口腔微生物的组成变化特征。结果发现,小型犬口腔菌斑菌群明显不同于中大型犬。与中大型犬相比,小型犬龈下菌斑包含更高水平的厚壁菌门类细菌,这些细菌成员包括韦荣球菌科和梭菌目。此类细菌也与中度牙龈炎有关,并且小型犬龈下菌斑中与健康牙龈有关的许多属于变形菌门的细菌种类比例显著降低。这一研究发现也许能解释小型犬牙周炎发病率明显高于大型犬事实。此外,也有研究发现犬不同个体间口腔微生物组成也存在差异。犬口腔内微生物组成是否具有品种特异性的特征需要进一步研究证实。
4.地理位置
Wallis等运用454-焦磷酸测序技术对来自不同国家(英国、美国、中国和泰国)的587只犬龈下菌斑微生物组成进行了研究,探讨了不同地理位置与犬口腔微生物间的关系。结果发现,来自不同国家犬群龈下菌斑拥有相似的微生物组成,尽管其中有某些特定的菌类的丰度在不同国家间存在显著差异。然而,最重要的是,在不同地理位置下,与犬健康、牙龈炎及牙周炎相关的细菌类群没有显著差异。这一结果提示,菌斑内细菌种类可能用于界定牙周病犬而不受犬饲养地理位置的影响,有利于改进犬牙周病的检测效率。这与在人类的口腔微生物组成没有明显的环境(地理位置)差异的研究结果相一致。
5.口腔微生境
研究发现,不同的口腔部位(如唾液﹑龈上菌斑、龈下菌斑等)具有其特有的理化特性和生理条件(氧张力、pH和口腔粘膜表面特性),为不同微生物的黏附定植以及后续的生长增殖提供了条件。因此,每个口腔部位可能定植着各自不同的微生物群落。与此同时,不同口腔部位的菌群也时刻互相影响。即使在一个口腔位点内,不同的环境条件也会产生不同的微生境,从而造成微生物的差异。牙冠上的氧气很丰富﹐但龈沟中的牙面处于缺氧环境中浸泡在龈沟液中龈沟液是一种从牙龈组织中渗出的富含蛋白质的物质。舌背表面有多重乳头,增加了微生物的多样性。口腔提供了一个结构复杂的环境具有一系列不同的微生境。

口腔微生物与口腔疾病
近期的研究结果显示,口腔微生物群落改变是导致口腔多种疾病(口臭和牙周病等)的关键因素之二。
1.口腔微生物与犬牙周病
牙周病是犬常见的口腔疾病。据报道,犬牙周炎和牙龈炎发病率范围分别为50%~70% 、95%~100%,发病率随年龄的增大而增高。高达80%犬在2岁龄时已经患有某种程度的牙周病,小型犬更易发生牙周病。牙龈炎能医治,而牙周炎则会导致牙周组织的稳定损害﹐这种损害对宠物来说常常是痛苦的。犬牙周病造成牙齿疼痛、咀嚼困难,从而严重影响犬的生活质量。如果得不到及时的治疗﹐结缔组织的附着丧失和牙槽骨吸收会使牙齿产生松动,并最终导致牙齿脱落。
研究发现,犬口腔疾病(尤其是牙周病)与口腔微生物比例失衡密切相关。当严重牙龈炎和轻度牙周炎时,属于厚壁菌门的细菌属类(产线菌属,梭菌目及韦荣球菌科和消化链球菌科)相对丰度增加。放线菌属、吓啉菌属和梭杆菌属是犬口腔内最优势的细菌属类,属于在犬口腔内后期定植的厌氧微生物群,具有蛋白水解活性这一牙周病原菌的生物学特性。梭杆菌属亚种常能导致犬牙周炎,消化链球菌科是牙周炎的病原体。
与牙龈炎和牙周炎患犬比,健康犬更年轻化,有更高比例的需氧菌;相比健康犬和牙龈炎犬,牙周炎患犬口腔内有更高比例的厌氧菌,但健康犬比轻度牙周炎犬有更多兼性厌氧菌种类。革兰氏阴性厌氧活动的杆状和丝状菌是严重牙周病犬口腔优势菌种类。Oba等研究也发现,犬牙菌斑内的放线菌属、棒状杆菌属、二氧化碳噬纤维菌属、纤毛菌属和奈瑟菌属与更高的口腔健康(健康恶化)评分相关。Wallis等对犬龈下菌斑样本中微生物组成分析发现,随着牙周炎的发展,需氧革兰氏阴性菌群数量成比例下降,牙菌斑菌群组成保持相对稳定,而菌群各类细菌成员比例发生改变。结果提示,犬牙周炎的发生是因口腔内微生物菌群发生演替,特别是与口腔健康相关的优势菌群丰度降低所致,强调了口腔微生物比例失衡在犬牙周病发生中的重要性。
2.口腔微生物与犬口臭
口臭来源于口腔内的一些挥发性物质,其中最主要的一类是挥发性硫化物,包括硫化氢、甲硫醇和二甲硫醇等。口腔中存在大量能够释放挥发性硫化物的细菌(如牙龈吓啉单孢菌和舌乳头间隙内的微生物),此类细菌通过产生大量H2S等致口臭的化物学质,是产生口臭的独特原因。研究发现,口臭在成年犬普遍存在,牙龈炎和牙周炎是引起犬口臭的最主要的致病因素。牙周病患犬常伴有牙石、牙菌斑,细菌对其进行发酵产生口腔异味。挥发性硫化物水平与牙周病存在正相关,口臭可能是犬严重牙周疾病开始的唯一症状,并且具有年龄依赖性。对犬口腔真菌组成研究发现,患口臭犬的口腔真菌分离率显著高于无口臭犬。这一结果提示,真菌可能是诱发犬口臭的一大原因。

来源:林琳等《犬口腔微生物研究进展》,仅用于学习交流用,如涉及侵权,请联系小编!(封面图来源于创客贴会员)

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