研究發現糖尿病引起口腔微生物組的變化

一項由賓夕法尼亞大學研究者領導的新研究發現：口腔微生物組受糖尿病的影響，而且受影響後其病原性增強。該研究成果於2017年7月12日發表於雜誌《Cell Host & Microbe》。該研究不但發現糖尿病模型鼠的口腔微生物組發生變化，而且還發現該變化跟炎症加重和骨丟失相關。

Dana Graves說：直到現在，沒有具體的證據表明糖尿病會影響口腔微生物組。但是已有的研究並不嚴謹。他是該研究的資深作者，同時是賓夕法尼亞大學牙科醫學院獎學金和研究辦公室的副主任。四年前，歐洲牙周學聯合會和美國牙周學學會發表了一份報告，聲明沒有有力的證據表明糖尿病和口腔微生物組改變存在直接的關聯。但是Graves及其同事對此表示懷疑並決定利用二型糖尿病的模型小鼠研究該問題。

Graves說：人們並沒有做過適當的研究，所以，我決定，我們將開展適當的研究。

Graves和以下研究人員共同撰寫了該研究成果：來自費城兒童醫院的Kyle Bittinger，協助微生物研究；來自北京大學的E Xiao，他是第一作者；還有來自聖保羅大學、四川大學、米納斯吉拉斯州聯邦大學和坎皮納斯州立大學的研究者們。研究者們還諮詢了來自賓夕法尼亞大學獸醫宿主與微生物互作研究中心的Daniel Beiting，並在在賓夕法尼亞大學肌肉骨骼疾病中心進行骨質丟失測量實驗。

圖片來自Diabetes Enhances IL-17 Expression and Alters the Oral Microbiome toIncrease Its Pathogenicity

在該研究中，研究人員先比較了糖尿病小鼠和健康對照小鼠的口腔微生物組。他們發現，血糖水平升高前的糖尿病小鼠的口腔微生物組與健康對照組的相似。但是，一旦糖尿病小鼠出現高血糖癥狀，其微生物組就與健康對照組的不同，細菌的多樣性降低。

糖尿病小鼠還出現牙周炎，合併牙周硬組織的喪失以及IL-17水平升高。IL-17是一種對免疫反應和炎症很重要的信號分子，人類IL-17水平升高與牙周病相關。

Graves說：糖尿病小鼠的表現與由遺傳性疾病導致的牙周骨丟失和IL-17水平升高的病人相似。

該發現強調了口腔微生物組變化與牙周炎之間的關係，但並不能證明微生物的變化就是疾病的原因。為了研究其中的關係，研究人員將糖尿病小鼠的微生物移植到正常的無菌小鼠。這些無菌小鼠在培育的過程中從未接觸任何微生物。

結果，被移植的小鼠也出現了骨丟失。微型CT掃描結果顯示，與被移植了來自正常小鼠的口腔微生物的那組受體鼠相比，被移植了糖尿病小鼠的口腔微生物的那組受體鼠骨質丟失了42%。而且後者的炎症標誌物也升高了。

Graves說：我們可以通過移植正常小鼠的口腔微生物組來誘導糖尿病小鼠的骨丟失特徵往正常小鼠的方向轉變。

現在，知道了微生物組和牙周炎相關，Graves及其同事還想知道其中的機制。研究人員懷疑炎症細胞因子（特別是IL-17）在其中起作用，所以，重複了微生物組移植實驗，但是這次是在移植前先給糖尿病供體鼠注射了抗IL-17的抗體。結果，受體鼠骨丟失的程度大為緩解。

作者們表示，該發現明確證明糖尿病誘導的口腔微生物組的改變驅動了炎症改變，而炎症改變又加重了牙周炎時的骨丟失。

雖然IL-17處理方案對於減緩小鼠骨丟失有效，但是對於人類來說這不太可能是合理的治療策略，因為IL-17在免疫保護中起著關鍵作用。但是Graves指出這項研究強調了糖尿病患者控制血糖和保持良好口腔衛生的重要性。

他說：糖尿病是與牙周病最密切相關的一種系統疾病，但通過良好的血糖控制可以大大降低這種疾病的風險。而且良好的口腔衛生還可以進一步降低風險。

參考文獻：

E Xiaoet al, Diabetes Enhances IL-17 Expression and Alters the Oral Microbiome toIncrease Its Pathogenicity,Cell Host & Microbe(2017).DOI: 10.1016/j.chom.2017.06.014

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