变形链球菌

链球菌属生物

变形链球菌（Streptococcus mutans ）为革兰氏染色阳性的球菌，是口腔天然菌群中占比例最大的链球菌属中的一种，为牙斑的主要成分之一。

致病原因

为革兰染色阳性的球菌，是口腔天然菌群中占比例最大的链球菌属中的一种。经反复研究证实，变形链球菌可以造成啮齿类动物和灵长类动物实验性龋的动物模型，同时也有证据表明该菌与人类龋病密切相关。根据变形链球菌胞壁抗原成分不同，分血清型（a～h）8种；根据菌细胞 DNA中鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）含量分遗传型（Ⅰ～Ⅵ）6种。变形链球菌组中，变形链球菌和远缘链球菌（茸毛链球菌）与人类龋病的发生密切相关。

人类的口腔充满着细菌。在湿热的条件下，会有700多种细菌在口腔中茁壮成长，包括变形链球菌，这是牙斑的主要成分之一。变形链球菌一层一层地吸附在牙齿上，形成所谓的“生物膜”。它们消耗糖类，产生酸，腐蚀牙齿的釉层，造成牙洞。其他的细菌就像更为亲善一些的客人。例如，2009年科学家们发现唾液链球菌可以减少变形链球菌生物膜的积累，这种链球菌存在于口腔中舌和其他软组织上。

阻止牙斑

东京市日本国家传染病研究院的生物学家千福秀信及同事想了解一下是什么物质赋予了唾液链球菌抗蛀牙的威力。研究人员利用层析法——一种根据电荷或大小将混合物中的各种分子分离开来的方法，把各种不同的蛋白质从唾液链球菌的样品中分离出来。然后，研究人员将每一种蛋白跟变形链球菌混合，测量一下哪一种培养方式在实验室的薄片上形成的生物膜最薄。蛋白质FruA是一种可以分解复合糖的酶，它是威力最大的生物膜阻滞剂。

唾液链球菌

FruA 研究人员还发现，有一种形式的FruA，是由普通真菌黑曲霉产生的，是唾手可得的现成产品，在阻止牙斑形成方面有着同样好的效果。尽管这种商业FruA的氨基酸序列跟唾液链球菌FruA的氨基酸序列在某种程度上存在差异，但是商业FruA仍然奏效。千福秀信表示，这样可能会使含有FruA的牙膏得到快速的开发。

FruA

这些发现报道在《应用与环境微生物学》杂志上，然而，这并不意味着准许你去吃所有你想吃的糖。当研究人员在唾液链球菌FruA和变形链球菌的混合物中增加蔗糖的浓度之后，这种有益的细菌失去了阻止生物膜形成的能力。研究论文的作者们写道：该观测结果可以解释为何1996年的一项研究发现FruA在老鼠中促进了牙洞的形成。

马萨诸塞州剑桥市福尔塞斯研究院的微生物学家玛丽·埃伦·戴维同意该发现可能会促使更高质量的牙膏得到开发。但是，她指出开发任务不会那么容易：“一个巨大的挑战是：找到一个配方，保证这种酶在你最喜欢的杂货店货架上仍然保持酶的活性，”。

特性

变形链球菌有强的致龋性主要取决于其产酸性和耐酸性。

在菌斑中生存的变形链球菌能迅速发酵多种碳水化合物产生多量酸，可使局部pH下降至5.5以下。变形链球菌耐酸性强，在pH 4.5时仍能继续生活并产酸。局部pH下降维持相当长时间，避开唾液的缓冲作用，从而造成局部硬组织脱落，龋病病变过程开始。变形链球菌能以蔗糖为底物合成胞外葡聚糖、果聚糖及胞内多糖。葡聚糖介导细菌的黏附，促进菌斑的形成，是变链球菌重要的致龋毒力因子。该菌合成的水溶性葡聚糖、果聚糖、胞内多糖还可作为代谢底物提供能量，增强致龋力。变形链球菌表面蛋白和脂磷壁酸是菌体表面粘结素，它们与获得性膜中的不同受体结合，促进该菌黏附和菌斑的形成。变形链球菌不仅是冠部龋病的主要致病菌，也是根部龋的主要致病菌。

第一论证者

早在20世纪60年代,Keyes 就首先论证:龋病是一种感染性的可传播的疾病。变形链球菌（Streptococcusmutans,MS.简称变链菌）被认为是人类最重要的龋病病原菌之一。变形链球菌的传播和获得一直以来都是人们关注的问题。

母系传播

MS的母系传播这一观点是在发现母亲和婴儿口腔中MS分离株所产生的细菌素具有相似性的基础上而提出的。MS在人类口腔中的稳定定植需要有牙齿或者非脱屑表面的存在，所以，婴儿只有在牙齿萌出后才会获得MS。大量的基因指纹分析研究表明，在不同的人群中，儿童与母亲MS基因型的相似性程度是不同的，这随文化背景、家庭成员的密切接触和年龄而不同。

Ersin 等对8对土耳其母子非刺激性唾液中的高水平MS进行研究(儿童年龄为2～3岁)发现，所有受试儿童都与其母亲的MS有相似的基因型。LiS等选取了20对口腔中已有MS的儿童（3～4岁）与他们母亲为试验对象，检测发现20对母子中有16对（80%）有相似基因型出现，提示MS在此人群中的高传播现象。

有学者的研究证明在人类口腔中早期获得变形链球菌的主要途径是从母亲到子女的垂直传播。Lindquist等对15对0～7岁的幼儿进行了为期7年的母子追踪调查发现，儿童口腔中检出的26种基因型中有9种与他们母亲的完全一致，特别是儿童中新发现的一些基因型及原来存在然后丢失的基因型在其母亲中也有表达。

Emanuelsson等收集瑞士家庭中25例3岁儿童和他们母亲以及18例父亲的牙菌斑，结果显示有6例儿童与母亲的基因型完全一致。SpolidorioDMP等对22个巴西家庭成员中获得的变链菌分离株进行AP-PCR分型，结果显示：有12个家庭中母子有相同的基因型。KozaiK等收集了20个日本家庭（20对夫妇和他们的36个孩子）的牙菌斑标本，分析显示在孩子中发现的70种基因型中有36种与他们母亲的相同。我国学者对安徽一所幼儿园中的10名4～5岁龄儿童及其母亲的400株变链菌临床分离株进行基因型分析发现，4对母子各发现1个共有基因型，1对母子发现2个共有基因型。

但是DeSoetJJ等对21例患唇腭裂的儿童以及他们的母亲的唾液标本进行培养后用PCR法鉴定MS分离株，结果发现仅有38%的母子之间有相同的PCR分型。这项调查结果显示患唇腭裂的儿童与母亲之间的MS传播并不常见，这可能与对患唇腭裂的儿童及其母亲的预防性处理有关。在对我国北京城区20对1～2岁幼儿与祖辈看护人之间变链菌传播情况研究发现，11名检出变链菌的幼儿，9名与祖辈看护人有相似基因型出现，而仅有3名幼儿与母亲有相似基因型，这可能与家庭幼儿日常看护人不同有着关联。

以上通过基因分型，染色体DNA指纹分析等的研究均提示：儿童通过胎盘和母乳从母体获得的被动免疫，可能选择性地使某些菌种定植，对母系来源的菌株具有偏爱。2MS的父系传播MS的传播方式并不是唯一的，过去的多数研究都表明MS主要沿母系传播，但许多学者在MS的父系传播研究方面取得了很大的进展。

ErsinZ等对8对土耳其母子及其中3对父子唾液中的高水平MS进行研究(儿童年龄为2～3岁)，结果显示孩子与父母亲有相同的基因型。SpolidorioDMPB等对22个巴西家庭成员中获得的变链菌分离株分型的结果显示：有3个家庭的父子有相同的基因型。Kohler等对从16个家庭中（16对母子，7对父子）收集的192株变链菌进行分析发现，有14对母子显示至少有1种核糖型有同源性，6对父子有1种相同的核糖型。在我国湖北省，瑞典学者RedmoI对18个3岁儿童家庭的唾液和牙菌斑取材后进行分析，结果11个家庭成员同时分离出MS，3个家庭父子的一致，2个家庭三者均有基因型一致的菌株，MS在父子间传播的比例较高。KozaiK等收集日本20个家庭（20对夫妇和他们的36个孩子）的牙菌斑标本,分析显示在孩子中发现的70种基因型中有22种（31.4%）与父亲的相同。这个结果显示父亲或其他人都像母亲一样是变链菌传播的来源。我国的许学斌等学者选取中国沈阳某幼儿园10名3～5岁的儿童及其父亲作为研究对象，取父亲非刺激性全唾液及儿童牙菌斑，结果儿童共分离出16个基因型，3个与父亲的一致。这项试验结果支持了中国家庭父子间存在MS的传播的观点。

但是Emanuelsson等收集了18例3岁儿童及其父亲颊面和牙合面表面的菌斑，尽管有2/3的父亲有高或很高的MS水平，但结果没有发现儿童的基因型与父亲的有相似性。

水平传播

大量的研究已经证明MS是以多种形式传播的。在长时间的相同环境中，与父母亲接触时间减少，MS就有可能在感染的窗口期横向传播。

对于夫妻间的传播,早期研究表明成人间的MS传播的现象,动物和临床研究都显示成年后再接种细菌,细菌很难再定居。

在上述Emanuelsson调查瑞士家庭中是否存在变形链球菌属家族内相似性的试验中（收集25个3岁儿童及他们母亲，还包括18个父亲颊面和牙合面表面的菌斑），没有发现这11对夫妇之间有配对的基因型。KozaiK等他们收集20个日本家庭（20对夫妇和他们的36个孩子）中的76例试验对象的牙菌斑标本,分析结果发现只有两对夫妇中有相同的基因型，传播几率较小。但是在Ersin等对8对土耳其母子，3对父子的非刺激性唾液中的高水平MS进行研究中发现配偶间拥有相似的基因型。Nie等收集了11对中国家庭夫妇的颊面和牙合面菌斑，并对变链菌临床分离株进行血清型和基因型分型，3个月后再重复此过程。结果显示：第一次检测中有一对夫妇的变形链球菌有相同的基因型，但是在第二次的检测中发现该丈夫已经丢失了此基因型的变链菌。然而，另一对在第一次检测中没有发现有相同基因型的夫妇在3个月后竟发现了有相同的基因型。这些资料说明了夫妇之间有机会从彼此身上获得变形链球菌的传播株，结果表明了家庭中成人之间存在变链菌的传播，但是传播株要长久地存在于被传染者口腔中并非易事。上文提到的SpolidorioDMP等对22个巴西家庭从遗传性方面区分变链菌的不同的试验中，发现有7对孪生子有相似的基因型。

还有许多学者也认为儿童在幼儿园中可以出现MS的传播。Mattos－GranerRO等从一所巴西托儿所儿童口腔中分离变形链球菌群并进行基因分型。在24个孩子中，有约2～5种的变链菌分离株，约29%携带2种或三种基因型。同一间托儿所的儿童中出现配对变链菌表明他们之间存在水平传播。

我国的邹静等对一所幼儿园24名3～4岁全托儿童进行研究，共检出29个不同基因型的变链菌，经DNA指纹分析，有2种基因型在11名全托儿童口腔中有重复检出。但同类实验发现日托儿童中变链菌的水平传播程度明显小于全托班儿童。RenataMG等也研究了来自3个城市9所幼儿园的35名MS感染儿童，对分离到的76个变链分离株研究发现有5名在同一所幼儿园儿童具有相同的变链基因型。

此外，家庭外的传播现象也有报道，KulkarniGV 对加拿大5个家庭的研究发现7个孩子口腔变链的23种类型种只有13%（3种类型）是来自母亲或父亲，而87%均属家庭外传播，这提示家庭外部的来源也很重要。

结语

Caufield PW 提出婴儿变链的最初定居有一个明显的感染期限，超出此时期，变链就很难再定居了。MS感染的易感期随年龄增长而减少，至5岁时，乳牙列菌斑微生物生态系即已基本稳定。幼龄阶段是获得MS的关键时期，被称为“感染期限(windowof infectivity)”,这一段时间平均在26个月左右。随时间推移，口腔菌丛逐渐稳定，MS定植难度加大。因此，在MS易感期采取减少父母亲唾液MS水平的措施，如使用洗必泰凝胶，氟化物涂膜等，可有效减少婴儿感染MS的机会，并随之减少龋病的发生。

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