牙周病 第四章 牙周病微生物学学习课件

第四章牙周病微生物学杭州师范大学附属医院丁成Phone-mail：cheng0710@

牙周病的病因

始动因素促进菌斑堆积改变宿主对菌斑微生物的反应

牙周炎全身易感因素局部促进因素牙菌斑Contents概述1牙菌斑生物膜2牙周微生物的致病机制3牙周致病菌4第一节概述目前公认牙周病系多因素疾病，牙周微生物生态系的复杂性、个体对微生物的易感性的差异，使其病因远较龋病等复杂。目前，有关细菌病因的研究较为深入，但其病因及发病机制仍远未明了。一、口腔共栖菌和正常菌群牙周生态环境复杂，菌群繁多有氧到无氧各种氧张力的环境口腔合适的温度35～37℃营养合适的湿度牙周袋微生物500种，需氧、厌氧、兼性厌氧；真菌、酵母菌、支原体、原虫、病毒正常口腔菌群动态平衡的意义生物屏障，抑制外源性微生物维持口腔或全身微生物的生态平衡刺激宿主免疫系统产生营养功能，某些细菌产生维生素K一般这些菌群对宿主无害，甚至有益，称之为口腔正常菌群或固有菌群。微生物之间相互关系共生：彼此有利，提供营养或能量竞争：竞争营养物质或空间拮抗：某种微生物杀死或抑制另一种微生物牙周菌群是动态平衡，不是恒定不变的，受口腔卫生、饮食、年龄等口腔局部或全身因素影响，失去平衡将会导致内源性感染为外源性感染提供条件致敏宿主，造成牙周组织破坏牙周生态系：牙周正常菌群之间以及它们与宿主之间的相互作用称为牙周生态系。牙周袋病损分区口腔微生物和宿主之间动态平衡的影响因素二、牙周生态系三、牙周病的致病因子菌斑的侵袭力＝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（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。四、牙周病病因研究观点的变迁第二节牙菌斑生物膜一、牙周病的始动因子——牙菌斑生物膜生物膜的概念：适于微生物生存的实体，是微生物在自然界存在的主要生态形式，广泛存在于海洋、湖泊、土壤、船底和沉积物等，也存在于人体和动物的口腔、肠腔、膀胱与皮肤等部位，一般在膜表面或界面存在较多。（一）牙菌斑生物膜牙菌斑生物膜（dentalplaquebiofilm）牙菌斑生物膜是口腔中不能被水冲去或濑掉的细菌性斑块，是由基质包裹的互相粘附、或粘附于牙面、牙间或修复体表面的软而未矿化的细菌性群体。特点：以生物整体生成的微生物生态群体；细菌能抵抗宿主防御机制发挥作用。（二）牙菌斑生物膜形成过程：1.获得性薄膜：由唾液蛋白或糖蛋白吸附至牙面，形成一层无结构、无细胞的薄膜，选择性吸附细菌至牙面，促进早期菌黏附定植及细菌共聚。2.细菌黏附和共聚：G+球菌→丝状菌、放线菌→厌氧菌、能动菌和螺旋体3.菌斑成熟：12小时可由菌斑斓染色剂显示，9天形成各种细菌的复杂生态群体，10-30天菌斑发育成熟达到高峰。（三）牙菌斑生物膜的结构牙菌斑生物膜结构示意图基质细菌群体水性通道获得性膜牙面模拟口腔环境恒化器中不同组合细菌形成菌斑生物膜的激光共聚焦显微镜观察A.96h血链球菌生物膜B.96h伴放线聚集杆菌生物膜C.96h血链球菌和伴放线聚集杆菌生物膜D.96h8种菌形成的生物膜E.24h8种菌形成生物膜的三维立体图像F.96h8种菌生物膜的三维立体图像，白色箭头所指处为管道结构

（四）菌斑微生物作为牙周病始动因子的证据：1.实验性龈炎观察：菌斑的堆积直接引起牙龈炎症；2.流行病学调查：牙周病的分布、患病和严重程度与该人群的口腔卫生情况、菌斑积聚正相关；3.机械清除菌斑或抗菌治疗效果可阻止牙周组织破坏；4.动物实验研究：无菌动物实验证明仅有牙石或丝线结扎等异物刺激，无细菌不引起龈炎；5.宿主免疫反应：血清或龈沟液中有对牙周可疑致病菌的高滴度特异性抗体。（一）龈上菌斑生物膜龈上菌斑的结构：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）。二、牙菌斑生物膜的分类龈上菌斑生物膜A.牙面球菌占优势的龈上菌斑（SEM×7500）B.龈缘处“玉米棒”状或“谷穗”状龈上菌斑（SEM×7500）食物对龈上菌斑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。未矿化的牙面沉积物，出获得性薄膜和牙菌斑外，还有白垢，也叫软垢，为活或死微生物团块，脱落上皮细胞，白细胞，黏液素，涎蛋白，之类及食物碎屑等混合物不规则堆积而成。目前对菌斑和白垢已不严格区分。（二）龈下菌斑生物膜附着性龈下菌斑attachedsubgingivalplaque非附着性龈下菌斑unattachedsubgingivalplaque

1.附着性龈下菌斑生物膜

attachedsubgingivalplaquebiofilm菌斑直接附着于牙面、牙石，不直接接触龈沟底或袋底。以G+杆菌、球菌和丝状菌为主，少量Gˉ球菌杆菌。与牙石和根面龋形成有关。A.附着性龈下菌斑（SEM×5000）

B.试管刷样附着性龈下菌斑（SEM×5000）AB游离于附着菌斑和龈沟上皮/牙周袋内壁之间，接触袋壁。以Gˉ可动菌为主。与牙周破坏关系密切。

2.非附着性龈下菌斑生物膜

unattachedsubgingivalplaquebiofilmA.非附着性龈下菌斑（SEM×7000）B.袋壁溃烂处可见较多入侵细菌（TSM×6000）AB各类菌斑的主要特征接触组织优势菌致病性龈上菌斑釉质或龈缘处暴露的牙骨质G＋需氧菌和兼性菌龋病、龈炎、龈上牙石附着性龈下菌斑牙周袋内的牙骨质G＋兼性菌和厌氧菌根面龋、根面吸收牙周炎、龈下牙石非附着性龈下菌斑龈沟上皮、结合上皮、牙龈结缔组织Gˉ厌氧菌和能动菌牙周炎、牙槽骨吸收四、牙菌斑生物膜致病的学说非特异性菌斑学说特异性菌斑学说菌群失调学说近100多年来关于牙周病细菌病因，由于时代背景研究方法、认识观点不同，形成了争论最激烈的两大派系非特异性菌斑学说

Non-specificplaquehypothesis

特异性菌斑学说

Specificplaquehypothesis非特异性菌斑学说

1890年Miller提出牙周病是由非特异性的口腔正常菌群的混合感染所致主要观点不同个体、不同位点以及不同类型的牙周病之间菌斑组成相似，牙周病的发生发展是菌斑量堆积的结果，即由非特异的口腔菌群混合感染所致。依据

1965Löe报告的实验性龈炎临床观察:菌斑多，牙龈炎症也重。总体清除菌斑，对牙周病治疗有效。不能解释的现象牙周病的位点差异和个体差异特异性菌斑学说主要观点：不同类型的牙周病由不同的特异性细菌所致依据：局限性侵袭性牙周炎患者深牙周袋中检出Aa。存在问题：不同类型的牙周病并未能分离出其特殊的致病菌菌群失调学说破坏性牙周病是由于口腔中的正常菌群在龈下定居，其中某些毒力较大的细菌出现频率高，所占比例和绝对数也高，并具有干扰宿主防御系统的能力，因此在发病中的作用较另一些细菌大，牙周炎是一种机会性感染。五、日益关注的病毒研究目前普遍认为疱疹病毒（herpesvirus)与牙周病之间的关系值得探讨。近年来研究表明HCMV、EBV-1和HIV可能与牙周病的发病有关HSV结构示意图第三节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。内毒素endotoxin脂磷壁酸lipoteichoicacid，LTA外膜蛋白outermemgraneproteins，OMP纤毛fimbriae蛋白膜泡vesicles菌体表面物质透明质酸酶(hyaluronidase)链激酶(strptokinase)胶原酶(collagenase)硫酸软骨素酶(chondrosulfatase)神经氨酸苷酶(neuralminidase)蛋白酶（proteinase）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。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。白细胞毒素leukotoxin（A.a产生）抗中性粒细胞因子anti-neutrophilfactor（嗜二氧化碳嗜纤维菌产生）可直接导致组织损伤。如：有机酸(2)硫化氢

(3)吲哚(4)氨(5)毒胺细菌代谢产物牙菌斑矿化呈牙石牙石A.龈上菌斑表面矿化的大块牙石(SEM×5000)B.牙根及根面大块牙石的横剖面，有些地方牙石与牙骨质结合很紧密(SEM×30)AB第四节牙周致病菌牙周致病菌的概念：口腔正常菌群中仅少数细菌与牙周病的发生、发展密切相关，在各型牙周病的病损区，常或分离出一种或几种优势菌，它们具有显著的毒力或致病性，能通过多种机制干扰宿主防御能力，具有引发牙周破坏的潜能，称之为牙周致病菌。牙周病类型

可疑致病菌种类

牙龈炎黏放线菌内氏放线菌微小单孢菌黄褐二氧化碳噬纤维菌牙龈二氧化碳噬纤维菌妊娠期龈炎中间普氏菌急性坏死溃疡性龈炎具核梭杆菌中间普氏菌牙密螺旋体慢性牙周炎牙龈卟啉单胞菌中间普氏菌福赛坦氏菌直肠弯曲杆菌具核梭杆菌局限性侵袭性牙周炎伴放线聚集杆菌各型牙周病有关的致病菌

伴放线聚集杆菌(Aactinomycetemcomitans，Aa)

生物学特性：革兰阴性短杆菌，无芽胞、无动力，微需氧菌，最适生长温度37℃

致病性和临床意义：血清学分型a,b,c,d,e5个血清型(serotype)，b型为侵袭性牙周炎龈下菌斑中最常见的血清型，毒力最强，d型和e型较少见，但在我国人群中分离出的以c型为主，b型较少。致病作用：分泌白细胞毒素(leukotoxin),细胞致死性膨胀毒素（CDT）

降低宿主抵抗力：释放内毒素及破骨细胞激活因子骨吸收产生成纤维细胞抑制因子抑制成纤维细胞合成Aa与局限型侵袭性牙周炎关系密切。

伴放线聚集杆菌A．菌落形态B．革兰染色菌体形态C．扫描电镜图像(SEM×5000)D．透射电镜图像，可见膜泡(TEM×15000)ABCD

牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonasgingivalis,Pg)

以前称为牙龈拟杆菌(Bacteroidesgingivalis,Bg)

致病性和临床意义：产生附着和凝集因子Pg能附着于颊粘膜、牙周袋上皮及菌斑中其他细菌的表面

抑制白细胞趋化因子在宿主细胞的表达阻断防御反应，抵抗宿主先天性免疫系统释放外膜膜泡或脱落胞壁片断吸引和结合宿主的先天性免疫成分，保护菌斑内其它细菌免受攻击分泌胞外蛋白酶(如牙龈素（gingipains）、胶原酶、肽酶)，内毒素、酸性和碱性磷酸酶、吲哚、有机酸等代谢产物牙周组织破坏

Pg是牙周病、尤其是慢性牙周炎病变区或活动部位最主要的优势菌牙龈卟啉单胞菌A．菌落形态B．革兰染色菌体形态C．扫描电镜图像(SEM×5000)D．透射电镜图像，可见菌毛(TEM×20000)ABCD

福赛坦氏菌（Tannerellaforsythia,Tf）以前称福赛拟杆菌(Bacteroidesforsythus，Bf)致病性和临床意义：它能产生大量的毒性产物和酶，如吲哚，α-岩藻糖苷酶、N-乙酰-β葡萄糖甙酶和胰蛋白酶样酶等，导致组织损伤。Tf常在重度牙周炎的附着丧失处的龈下菌斑中检出，常与牙龈卟啉单胞菌、齿垢密螺旋体或具核