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1、第四章 牙周病微生物学,郭良微,牙周病病因学,第一节 概 述,牙周病是多因素疾病。细菌及其产物是发病始动因素。口腔局部因素和全身因素影响牙周病的转归。各因素相互联系、互为协同或影响、互为拮抗。,一、口腔正常菌群,口腔微生物种类繁多：已分离出400多种。密度高、数量大。出生后3-4小时口腔即有细菌定植直至个体死亡。口腔环境复杂：解剖、理化环境。微生物的相互关系复杂：,微生物的复杂关系,共生symbiosis：相互有利竞争competition：竞争空间、营养拮抗antagonism：抑制或杀死另一菌。共栖commensalism：细菌以此种方式保持菌群间于宿主间的平衡。共聚：指不同类型细菌表面的
2、相应分子间的互相特异性识别并黏附。,口腔正常菌群oral normal flora或固有菌丛indigenous flora 的作用,生物屏障，抑制外源性微生物。维持口腔微生物生态平衡。刺激宿主免疫。营养功能：形成Vite K等。,牙周袋病损分区,二、牙周生态系 periodontal ecosystem,指牙周正常菌群之间与宿主之间的相互作用,牙周生态系,正常菌群是可变的。牙周微生物的复杂性确定了宿主免疫反应的复杂性。正常菌群间失衡、微生物与宿主间失衡都会导致疾病如：导致内源性感染；为外源性感染提供条件；致敏宿主,牙周病是多因素疾病，单一因素不会引起牙周破坏。（Page&Kornman提出的
3、发病机制）,Environmental and postnatal factors,Inherited factors,微生物感染,临床表现疾病开始、进展,骨破坏结缔组织和,和炎症反应宿主免疫反应,Antibody,PMN,Endotoxin&Poisen factors,Antigen,Cyto-factors&PGE,MMPs,牙龈炎和牙周病的简化通路,致病菌落,产物(LPS脂多糖等),细胞因子和炎症介质,炎症和组织损伤,牙周袋形成/骨吸收,现代牙周病学观点,菌斑的侵袭力 宿主的防御力生态平衡（牙周组织健康）菌斑的侵袭力 宿主的防御力生态失衡（患牙周病）菌斑的侵袭力 宿主的防御力生态调整（
4、牙周病防治）强调有细菌的存在，才有可能发生牙周病,内因外因全身与局部多因素(菌斑细菌及其代谢产物)；当前研究焦点：识别牙周致病菌的毒性克隆株寻找牙周致病菌的毒性传递因子宿主的易感因子。,牙菌斑是牙周病的始动因子,第 二 节,牙周病的始动因子牙菌斑生物膜dental plaque biofilm即就是细菌性生物膜,牙菌斑,特点：是一个有一定结构形式的有机体，其间的细菌能抵抗宿主的防御功能、表面活性剂或抗生素等的杀灭作用，不容易被水冲掉,牙菌斑生物膜结构,牙菌斑生物膜形成三个基本阶段,获得性膜acquired pellicle：1-2小时形成细菌黏附adhesion与共聚coaggregation
5、菌斑成熟：12小时菌斑大致可被染色。9天形成各种细菌的复杂生态群体，10-30天菌斑发育成熟达高峰。,菌斑微生物作为牙周致病菌始动因子的证据,实验性龈炎（65年，Le）：证实龈炎的发生与菌斑堆积相关。流行病学调查：牙周病分布、患病率、严重程度与口腔卫生、菌斑积聚量呈正相关。,机械清除菌斑或抗菌治疗有效果。无菌动物实验研究：证实细菌能够破坏牙周组织。宿主免疫反应：可疑致病菌高滴度特异抗体。,龈上菌斑,附着性龈下菌斑,非附着性龈下菌斑,二.龈上菌斑、龈下菌斑与牙菌斑的生态学,牙菌斑生态系的菌斑积聚量受多种因素制约，不是无限制地增多。根据龈上、下不同生态区域划分为龈上菌斑、龈下菌斑,菌斑 接触组织
6、优势菌 影响因素 致病性,一.龈上菌斑supragingival plaque,龈上菌斑的结构：微生物、基质。需氧/兼性厌氧菌为主，与龈炎关系密切。龈上菌斑基质：有机基质(多糖蛋白质复合体)和 无机成分（钙、磷、镁、钾等）。,食物对龈上菌斑形成的影响,牙菌斑不是食物残余。食物种类、口腔功能静止与否可以影响菌斑形成。,(二)龈下菌斑,附着性龈下菌斑attached subgingival plaque非附着性龈下菌斑unattached subgingival plaque,附着性龈下菌斑attached subgingival plaque,菌斑直接附着于牙面、牙石，不直接接触龈沟底或袋底。以
7、G+杆菌、球菌和丝状菌为主，少量G球菌杆菌。与牙石和根面龋形成有关。,非附着性龈下菌斑unattached subgingival plaque,游离于附着菌斑和龈沟上皮/牙周袋内壁之间，接触袋壁。以G可动菌为主。与牙周破坏关系密切。,龈下菌斑生理特点,龈沟或牙周袋有良好的理化环境，有营养物质（蛋白质）供给牙周袋内氧化还原电势低等均可影响细菌组成。G兼性及专性厌氧菌为主，与牙周破坏关系密切。龈沟结合上皮牙釉质牙骨质对不同的细菌亲和力不同。,影响龈下菌斑生态环境的因素,龈下牙菌斑生物膜生物学、结构特性复杂性。解剖条件:(1)龈下菌斑隐藏在龈沟或牙周袋内，比较薄，不受口腔清洁的影响。(2)大多数可
8、动菌定居于此。生长受宿主受先天防御系统制约。,龈下菌斑与牙周病活动性的关系,病变活动期：细菌和临床指标均增加，非附着菌斑量增加，牙周破坏进展迅速。病变静止期：非附着菌斑量减少，构成牙周病慢性过程。,各类菌斑的主要特征,影响龈上、下菌斑定植的因素,菌斑致病学说,非特异性菌斑学说特异性菌斑学说菌群失调学说,非特异性菌斑学说 non-specific plaque hypothesis,疾病是由非特异性的口腔正常菌群混合感染引起。即不是单一或特异性致病菌引起的疾病。（1890年Miller）疾病是由菌斑细菌的量（数量、毒力）增大所致。,非特异性菌斑学说无法解释,某些个体经久龈炎不发生牙周炎？仅有少量
9、菌斑却有严重的牙周炎？（菌斑的量为什么并不代表疾病的严重程度？）牙周炎为什么有区域性？（患者口腔中为什么不都发病？）,特异性菌斑学说无法解释,只有少数的细菌致病作用比较明确。何种细菌是何种牙周病的特异致病菌？为什么在健康部位也可检出某些特殊牙周致病菌。为什么临床有效使用的药物却是广谱抗菌素？,产生“无法解释”的原因：,细菌分离培养技术细菌种类繁多动物口腔菌系不同于人类。,特异性菌斑学说specific plaque hypothesis,各种不同类型的牙周病是由不同特异性细菌引起，牙周病是一组临床症状相同但是临床过程不同、病因不同的疾病。研究证明，牙周菌斑中的确存在优势菌（predominan
10、t microflora）目前研究可以较好地解释侵袭性牙周炎。,菌群失调学说dysbacteriosis（折中观点）,Genco认为：牙周病是一组不同病因引起的疾病；牙周致病菌可能来自外源/或内源。,疾病是由口腔正常菌群定居龈下（非外来菌），其中毒力较大的细菌占优势，干扰了宿主防御体系。正常微生物群的数量和种类偏离了正常的生理组合，对宿主产生不良的表现。即其中某些菌成为“机会性致病菌”，,Theilade认为：,人牙周病与疱疹病毒 Herpesvirus in Human Periodontal Disease引起口腔疾病的很多病毒是DNA病毒，通过接触唾液、血液或生殖分泌物存留于儿童或成年早
11、期患者。疱疹病毒是口腔中重要的DNA病毒。其感染特点是免疫损伤。,病毒与牙周病,病毒与牙周病,人类免疫缺陷病毒（HIV）广泛存在于患者体液当中，血液、精液、脑脊液中密度最高。无特效药救治须严格实施抗感染消毒原则，加强防护措施。,型EB病毒（Epstein-Barr virus type1，EBV-1)和HCMV涉及人牙周疾病发病机理。这两种疱疹病毒暂时描述为EB病毒，至少存在型和型，EBV-型掌控西半球，型存在于非洲。人巨细胞病毒 Human Cytomegalovirus在包括精液、母乳、唾液在内的血液、人体分泌物中能够检测到人巨细胞病毒(HCMV)。,病毒与牙周病,病毒感染降低宿主抵抗力潜
12、能，增加细菌（如Pg、Aa、Pi等）感染的风险。细菌造成的感染可有利于病毒感染细胞。,病毒与牙周病,牙周微生物的致病机制,细菌选择性黏附、定植于牙周并存活和繁殖。入侵宿主组织。细菌具有入侵组织的能力，触发宿主的防御机制变态反应、炎症，造成组织损伤。抑制或逃避宿主防御功能。损害宿主牙周组织。,损害牙周的物质有：,菌体表面物质（细菌胞膜成分）能够抑制成纤维细胞活性、抑制骨细胞生长、刺激破骨细胞引起骨吸收、抑制吞噬或作为细菌毒性产物的载体，引起深部组织的破坏。,常见的菌体表面物质,内毒素endotoxin脂磷壁酸lipoteichoic acid，LTA外膜蛋白outer memgrane prot
13、eins，OMP纤毛fimbriae蛋白膜泡vesicles,常见的致病酶类促进菌斑的形成和成熟、水解蛋白，破坏胶原纤维、参与牙周袋形成和牙槽骨吸收过程。,透明质酸酶(hyaluronidase)链激酶(strptokinase)胶原酶(collagenase)硫酸软骨素酶(chondrosulfatase)神经氨酸苷酶(neuralminidase),常见的致病毒素破坏白细胞，释放溶酶体、抑制趋化、降低吞噬、诱导白介素、肿瘤坏死因子等细胞因子的产生，破坏牙周组织。,细胞毒素leukotoxin（A.a产生）抗中性粒细胞因子anti-neutrophil factor（嗜二氧化碳嗜纤维菌产生）
14、,细菌代谢产物,可直接导致组织损伤。如：(1)有机酸(2)硫化氢(3)吲哚(4)氨(5)毒胺,主要的牙周可疑致病菌,指在各型牙周病损区分离出的一种或几种优势菌，它们的毒力和致病性干扰宿主防御能力，引发牙周病。,Kochs法则应用于确定致病菌,Kochs postulate同样的疾病中能发现同样的病原菌；从该病灶中分离出病原菌并纯培养；该培养物接种至易感动物可引起相似的疾病；能从实验室重新获得病原菌纯培养。Kochs法则不足：偏重病原菌作用，轻视了机体的防御功能。,10种与牙周病关系较为密切的微生物（1996 World Workshop on Clinical Periodontics证据充分
15、的致病菌:伴放线放线杆菌（Actinobacillus actinomycetemcomitans，Aa牙龈卟啉单胞菌（Pophyromonas gingivalis,Pg福赛类杆菌（Bacteroides forsythus,Bf,中等证据的致病菌,直肠弯曲杆菌具核梭杆菌中间普氏菌齿垢密螺旋体,1.伴放线放线杆菌 Aa actinobacillus actinomycetemcomitans,生物学特性:G短杆菌，微需氧菌，雪茄烟状菌落 致病性及临床意义：与侵袭性牙周炎关系密切。降低宿主抵抗力：通过产生毒性因子致病如:,主要的牙周可疑致病菌,Aa 可以产生：,白细胞毒素leukotoxin，
16、LTX多形核白细胞趋化抑制因子淋巴细胞抑制因子杀上皮毒素,主要的牙周可疑致病菌,促进骨吸收和组织破坏：,通过1.内毒素2.破骨细胞激活因子3.组织破坏作用：(1)成纤维细胞抑制因子(2)胶原酶,主要的牙周可疑致病菌,牙龈卟啉单胞菌porphyromonas gingivalis，Pg,别名：牙龈紫卟啉单胞菌；牙龈拟杆菌bacteroides gingivalis生物学特性：G无芽胞球杆菌，表面有纤毛，专性厌氧，黑色菌落,主要的牙周可疑致病菌,致病性及临床意义：慢性牙周炎活动部位优势菌。,附着、凝集：(1)植物凝集素lectin(2)脂多糖lipopolysaccharide.LPS,主要的牙周
17、可疑致病菌,抵抗宿主先天免疫系统是阻断防御反应的关键步骤,不刺激内皮细胞产生选择素E（E-selectin）抑制单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemotaxis protein-1）、IL-8、细胞间黏附分子在有关组织的表达以逃避先天免疫反应。隐藏在细胞内逃避宿主防御，等待再次感染。,主要的牙周可疑致病菌,3.分泌毒力因子破坏牙周组织,牙龈素gingipains（卟啉素porphypains）胶原酶collagenase内毒素,主要的牙周可疑致病菌,福赛坦氏菌Tannerella forsythia，Tf,生物学特性：G梭形类杆菌，专性厌氧，粉红色或黑色斑点状菌落致病性及临床意义：
18、毒性产物和酶类导致组织损伤，如重症牙周炎,主要的牙周可疑致病菌,具核梭杆菌fusobacterium nucleatum，Fn,生物学特性G无芽胞梭形杆菌，专性厌氧，边缘不齐的半透明菌落。,主要的牙周可疑致病菌,致病性及临床意义：,口腔坏疽性病变主要病原菌，常与螺旋体、链球菌、Bf协同作用。拥有多种凝集素。(1)产生内毒素，使组织出血坏死。(2)抑制细胞生长，与甲硝唑有拮抗作用,主要的牙周可疑致病菌,中间普氏菌prevotella intermedia，Pi,生物学特性：G杆菌，专性厌氧，溶血菌落致病性及临床意义：分泌毒力因子，与中、重度牙龈炎、ANUG、慢性牙周炎有关。,主要的牙周可疑致病菌
19、,粘放线菌actinomyces viscosus，Av,生物学特性：G杆菌，兼性厌氧，平滑型微菌落致病性及临床意义：可能在龈炎形成初期有作用。(1)产生蛋白酶和水解酶(2)直接损伤牙周组织的毒力较弱(3)刺激炎症反应,主要的牙周可疑致病菌,奋森密螺旋体T.vincentii，Tv齿垢密螺旋体treponema denticola.Td,生物学特性 Tv为螺旋型细胞Td为细长螺旋型细胞,主要的牙周可疑致病菌,致病性及临床意义：,在口腔混合感染中有十分重要作用。是牙周病活动性指标之一。,主要的牙周可疑致病菌,机械性穿入酶类：含有 胰酶样蛋白酶、肽酶、透明质酸酶等。抑制成纤维细胞：影响附着。抑制免疫作用胞壁内毒素样物质,主要的牙周可疑致病菌,思考题,牙周病的始发部位都在什么地方？什么细胞为牙周组织再生的基础？结合上皮在牙周病发生与修复中的作用？,
