低龄儿童龋相关的唾液生化指标与菌群结构差异研究

来源 :青岛大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sodoil
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背景:低龄儿童龋(Early childhood caries,ECC)是一种常见的慢性感染性疾病,根据第四次口腔流行病学调查显示,3岁、4岁和5岁儿童的患龋率分别为50.8%、63.6%和71.9%。ECC对牙齿的损伤是不可逆的,会导致急性疼痛,牙齿缺损脱落,影响儿童的生活质量,因此,对ECC早期诊断和预防具有重要的临床意义。唾液是龋病发生的局部微环境,而其中的微生物和生化成分与龋病进展的空间关系密切,所以本研究旨在探讨唾液生化指标和微生物成分对龋病诊断和预测的意义。目的:评估4-6岁高龋儿童和健康儿童的唾液生化指标(p H,总蛋白和12种离子浓度)的差异,同时分析其微生物多样性特点,群落结构差异并比较微生物组成,探索唾液生化指标与微生物指标间的关联性并且建立ECC诊断模型,为ECC的个体化预防、治疗和风险评估提供理论依据。方法:收集青岛市331名4至6岁儿童的非刺激性唾液样本,其中包括166名健康儿童(H组)和165名ECC儿童(C组)。利用p H计测量样本的p H值,酶标仪测量总蛋白浓度,离子色谱仪测量12种电解质浓度包括Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH4+、F-、Br-、Cl-、NO3-、NO2-、SO42-、PO43-,并分析上述生化指标在C组和H组两组间的差异;同时通过16S r RNA基因测序分析唾液微生物群落结构和组成,以识别潜在的致龋标志物,并探索唾液生化指标和微生物的关联性,最后利用挑选出的唾液生化和微生物标志物构建ECC的诊断模型。结果:(1)通过对儿童唾液生化指标的分析发现:相较于健康儿童,K+、Cl-、NH4+、Na+、SO42-、Ca2+、Mg2+、Br-浓度在ECC儿童唾液中显著增高,而p H值和NO3-浓度在ECC儿童唾液中显著降低(p(27)0.05);其中,Cl-、Br-、Mg2+、Ca2+、NH4+浓度与龋失补牙(dmft)指数呈显著正相关,p H值和NO3-浓度与dmft指数呈显著负相关(p(27)0.05)。(2)通过对微生物多样性比较发现:C组的物种丰度(Chao1指数)以及物种多样性(Shannon和Simpson指数)均高于H组,差异具有统计学意义(p(27)0.01)。(3)通过对微生物群落结构的比较发现:疾病状态是影响唾液微生物组变异的首要因素(p=0.001,F=3.22),性别因素并没有显著影响唾液微生物群落(p>0.05);C组的唾液微生物群落结构相对保守,而H组群落结构则变异性较大。(4)通过分析唾液微生物组成发现:从门到种水平各组唾液微生物组成较为相似,各水平均未发现疾病特异性细菌(只存在于ECC儿童,健康儿童中不存在)和性别特异性细菌(只存在于一种性别,另一种性别中不存在),但发现C组和H组间存在相对丰度具有显著差异的细菌。与H组相比,C组中相对丰度显著增高的细菌有:普氏菌(Prevotella),艰难杆菌(Mogibacterium),阿托波氏菌(Atopobium);相对丰度显著降低的细菌有:卟啉单胞菌(Porphyromonas),二氧化碳嗜纤维杆菌(Capnocytophaga)。(5)分别从唾液生化指标(p H值,总蛋白和无机离子)和微生物中挑选出与龋病密切相关的生物标志物,并建立相应的诊断模型。结果显示基于单纯生化指标所构建的ECC诊断模型预测准确率为94.20%,基于单纯唾液微生物指标所构建的ECC模型效能中等,其预测准确率为69.50%,而基于复合指标(生化和微生物指标)所构建的ECC模型预测准确率为89.30%,因此,研究结果显示基于单纯唾液生化指标构建的ECC诊断模型性能最优,超过了单纯基于唾液微生物指标以及复合指标的ECC诊断模型。结论:(1)在唾液生化指标(包括p H值,总蛋白和无机离子)和微生物指标中均可发现与ECC密切相关的标志物。(2)特定的唾液生化指标和微生物指标间存在关联性。(3)基于单纯的唾液生化指标构建的ECC诊断模型性能最优,利用单纯唾液生化指标可以实现对ECC的准确诊断。本研究通过对唾液微环境的分析可以更深入地探究龋病发生进展的过程,为龋病的定期监测和评估奠定基础,同时给ECC患儿提供更有效的个性化治疗方案。
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