口腔微生物学4龋病微生物学-

时间
Stephan 曲线：
进食后菌斑原位pH
的变化过程 甜食频率 vs 甜食的 量 再矿化 vs 龋病形成 所需时间
Dental Caries
龋病病因学
现代四联因素论 蛋白溶解螯合学说 蛋白溶解学说 化学细菌学说 化学(酸)学说 寄生腐败学说 外源性理 论
虫牙学说
内源性理 论
体液学说 活体学说
Orland 无菌动物实验
1. No bacteria no caries
无菌无龋 germfree rats
Sound teeth
Bacteria seperated from caries
inoculated
?
Orland 无菌动物实验
2. Caries developed with bacteria inoculated 接种过细菌的老鼠发生龋病
年龄
易感的 牙 齿
排列和外形 矿化程度 氟及其它微量元素的含量 唾液的矿物质成分 全身因素
小结
龋病是发生在牙体硬组 织的（宿主），由微生 物（细菌）代谢产酸 （食物）所导致的慢性 （时间）感染性疾病。
A French carving, dating from the 1700s, designed to look like a human molar. “The tooth worm as Hell’s demon”
微生态平衡与龋病
Pathological Factors • Acid-producing bacteria • Sub-normal saliva flow and function • Frequent eating/drinking of fermentable carbohydrates Protective Factors • Saliva flow and components • Fluoride - remineralization • Antibacterials:- chlorhexidine, Iodine?, xylitol, new?
Intermediate 中间
Deep caries 深龋
Pulpitis 牙髓炎
Apical abscess 根尖脓肿
龋病并发症
蜂窝织炎 （FICIAL CELLULITIS）
蜂窝织炎是指由金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌或腐生性细菌 引起的皮肤和皮下组织广泛性、弥漫性、化脓性炎症。
龋病与微生物的关系
主要内容
1.细菌与龋病发生的关系。 2.致龋菌的生物学特性。 3.为什么说变异链球菌是主要致龋菌？
龋病的定义
龋病是发生于牙硬组织 的慢性细菌感染性疾 病，造成牙硬组织的
颜色、形态、质地的
改变。
继发龋（secondary caries)
偏光显微镜下的人工龋
龋病的发展进程
Superficial 表面
Miller人工龋实验
牙齿+面包（糖）+ 唾液
牙齿+面包（糖）+ 煮沸唾液
龋
无龋
牙齿+脂肪（肉）+ 唾液
无龋
不脱矿 脱矿
Bacteria from plaque
Sugar
Acid
Acid
Healthy Tooth
Decay
细菌酵解碳水化合物产酸是龋病的病因
几个经典的动物实验
Orland 无菌动物实验 Keyes龋病传播动物实验
+ + + + + + + + +
不同细菌对动物的致龋力
牙 齿 细 菌
光滑面 点隙沟裂 根面
动 物
变异链球菌 血链球菌 唾液链球菌 轻型链球菌 粪链球菌 肠球菌 干酪乳杆菌 嗜酸乳杆菌 粘性放线菌 内氏放线菌
+++ + — — — — — — — —
+++ ++ + + + + + + ± —
++ — + — — — — — ++ +
S.mutans L.casei A.viscosus
S. salivarius
F. nucleatum
A. odontolyticus
ORAL MICROFLORA
~1000 human oral microbial species: ~1/3 isolated and characterized by cultivation; ~2/3 identified by cultureindependent approaches. New species-level phylotypes found in each new study. Oral microbiome 16S rRNA database has been published on line
龋病微生物学
口腔疾病研究国家重点实验室 口腔生物学教研室 李雨庆
教 材：
周学东主编 实用口腔微生物学与技术，人民卫生出版社，2009
参考书：
1.周学东，岳松龄主编 实用龋病学，人民卫生出版社，2008 2.周学东，施文元主编 微生物生物膜与感染，人民卫生出版社，2012 3.周学东，施文元主编 口腔微生态学，人民卫生出版社，2013
Keyes龋病传播动物实验
无龋仓鼠与患龋鼠混合喂养，或 感染患龋鼠的排泄物，会发生龋 齿 给妊娠期或哺乳期的患龋鼠使用 青霉素，可减少子代患龋率。
KEYES. P. H.. Arch. Oral Bio. 1960, Vol.1, pp.304-320.
微生物是龋病发生发展中的 关键因素，没有微生物的参 与就不会有龋病的发生
龋病病因学
虫牙学说
BC 2000
虫牙学说 (legend of worm)
亚述；巴比伦；埃及； 印度；中国
A French carving, dating from the 1700s, designed to look like a human molar. “The tooth worm as Hell’s demon”
Caries
No Caries
生态菌斑假说
龋病病因学
龋病生态病因学
现代四联因素论 蛋白溶解螯合学说 蛋白溶解学说 化学(酸)学说 寄生腐败学说
化学细菌学说
外源性理 论
虫牙学说
内源性理 论
体液学说 活体学说
龋病的发生因素和发生机理
主要因素 口腔卫生 影响因素 与龋病发生有 关的代谢产物 牙齿破坏的机理 在龋病过程 中的作用
体液学说
活体学说
虫牙学说
外源性理论
近代自然科学的飞跃发展
医学
经验科学
实验科学
H+
Healthy enamel prisms 健康釉柱
Demineralized enamel prisms 脱矿釉柱
外源性理论
寄生腐败学说
Anton van Leeuwenhook "the Father of Microbiology"
BC 1324-1269
殷墟甲骨文
龋
虫
齿 龋
＝
齿
＋
禹( 虫)
龋病病因学
内源性理 论 虫牙学说
体液学说 活体学说
内源性理论
体液学说
龋病是由于辛辣和腐蚀性液体的内部作 用而发生 中医认为龋病是由于阴阳五行失调所致
活体学说
龋病是由牙内部发生的
龋病病因学
化学(酸)学说 寄生腐败学说
外源性理 论 内源性理 论
化学细菌学说：菌丛的化学作用
chemico-parasitic theory
1889 Louis Pasteur
蔗糖 微生物 乳酸
wenku.baidu.com
1890 W. D. Miller 首次详细论证了细菌、 酸和龋病三者的关系 (The Microorganisms of the human Mouth)
The father of oral microbiologist
龋病病因的新认识
牙菌斑 (dental plaque)：
细菌粘附于牙面或修复体上 形成的生态环境，细菌在其 中生长、繁殖和衰亡，并进 行着复杂的物质代谢活动， 在条件适当时，细菌的代谢 产物可造成牙体或牙周组织 的破坏
James Leon Williams (April 18, 1852 – February 23, 1932) , one of the founders of IADR
食物
碳水化合物（致龋） 能量 胞外多糖（EPS）和胞内多糖（IPS） 选择 含氮化合物（抗龋） 尿素酶（Urease） 精氨酸脱亚胺酶（ADS） 精氨酸脱羧酶（ADC）
宿主
牙齿：矿化程度，窝沟深浅，牙齿位置 唾液：缓冲能力，唾液免疫球蛋白，乳铁蛋
白，过氧化氢酶，唾液溶菌酶等 全身因素：血糖浓度与牙本质小管液流动方 向 遗传因素：单基因遗传关联（唾液分泌及免 疫球蛋白合成），全基因组关联（GWAS）
化学细菌学说的评价
总结了龋病发生中的主要因素：
口腔微生物在产生酸方面的作用； 微生物发酵碳水化合物底物； 产生的酸导致牙矿物质溶解；
第一次阐明了口腔微生物、食物、酸与龋 病发生的关系，抓住了龋病发生的本质
局限性：
未阐明牙面微生物的存在形式
不能解释龋发生的特异性部位
不能解释龋发生的个体差异 未确定致龋的病原菌
牙面生物膜的SEM观察
龋病生态病因学
口腔中没有特异性的致龋菌， 引起龋病发生的细菌属于口腔 的正常菌群，正常情况下口腔 细菌与人体之间处于动态的生 态平衡。各种因素造成平衡的 破坏，正常细菌成为条件致病 菌，引发龋病。龋病发生是口 腔生态失调的结果。
口腔内微生物的种类和数目繁多，包括细菌、真 菌、支原体和病毒等。龋病实质上是牙齿局部生 态环境平衡失调的表现。
牙菌斑
龋病病因的新认识
生物膜 (biofilm)
各种细菌嵌于来自其自身和 /或外界环境的胞外基质内， 而在固相界面上结成的有着 三维立体结构的微生态环境
JOHN WILLIAM COSTERTON (July 21st, 1934 -May 12th, 2012), “the father of biofilm”
蛋白溶解学说(proteolysis theory)
病理学的发展
釉质中有机基质的存在 早期釉质龋多见于釉质有机基质丰富区 龋坏区中的色素沉着是蛋白分解所致
蛋白溶解学说
由于蛋白的溶解作用，微生物通过釉质的 有机途径侵入并使龋病发生 (先有有机物的分解后有无机物的脱矿)
龋病病因学
蛋白溶解螯合学说
致 龋 牙菌斑
口腔细菌(量和种类) 唾液(pH、成分、流速、缓冲能力) 氟含量 食物
有机 酸 螯合剂
→ →
无机物溶解 → 与钙螯合 →
主要 小
适宜的 底 物
碳水化合物的种类、浓度、 摄入量和频率、方式 口腔清除率(食物的物理性状) 食物清除率
蛋白水解酶→在脱矿后分解有机物→在釉质 龋中甚微，而在牙本质龋中不可忽视
龋病与微生物活动密切相关
龋病病因学
化学细菌学说
化学(酸)学说 寄生腐败学说 外源性理 论 内源性理 论
体液学说
活体学说
虫牙学说
19世纪对微生物学 的发展做出了奠基 性贡献，主要功绩： 1.细菌分离、鉴定 技术 2.病原微生物确定 标准 3.发现结核杆菌
细菌学家 Koch (1843～1910)
inoculated Streptococci seperated from caries lesion
caries
平息了细菌在龋病发生中作用的争论
3. Antibiotics inhibited caries 抗生素抑制龋病
Penicillin
caries
McClure & Hewitt 1946
局限性
成熟釉质中不到1％的有机物分解产生的 螯合剂如何螯合大量(96％)的无机磷灰石 晶体？
微生物
宿主
食物
龋 病 的 四 联 因 素
时间
细菌
细菌致龋的必要条件：
牙面附着：GTF，FTF，GBP等 产酸：LDH，Enolase等 耐酸：F-ATPase，AgDS等
毒力调控相关因子：QS，TCSs
蛋白溶解学说
化学细菌学说 化学(酸)学说 寄生腐败学说 外源性理 论 内源性理 论
体液学说
活体学说
虫牙学说
蛋白溶解-螯合学说
(proteolysis-chelation theory)
有机成分降解
螯合
矿物质溶解
细菌产生的蛋白溶解酶将牙内有机成分分解，产生具有 螯合功能的有机酸可与牙中的钙盐结合形成可溶性的螯 合物，从而使牙硬组织中的无机和有机物破坏崩解
细菌与龋病有无关系 ?
细菌与龋病是什么关系 ? 哪些细菌与龋病有关系 ?
菌斑细菌合成多糖的能力
细菌 细胞外多糖 细胞内多糖 水溶性葡聚糖 水不溶性葡聚糖 果聚糖 杂聚糖 变形链球菌 + + + 血链球菌 + 唾液链球菌 ++ 轻链球菌 +粘性放线菌 + + 内氏放线菌 + 衣氏放线菌 干酪乳杆菌 + + 奈瑟菌 ++