牙龈卟啉单胞菌与病毒的交互作用

孟田甜　李新

辽宁医学院附属口腔医院口腔修复科，锦州 121000

·综述·

牙龈卟啉单胞菌与病毒的交互作用

孟田甜李新

辽宁医学院附属口腔医院口腔修复科，锦州 121000

慢性牙周炎是人类最常见的口腔疾病之一，目前其公认的主要致病菌为牙龈卟啉单胞菌。在牙周病位点中可检测到多种病毒株，病毒和细菌病原体联合作用的感染机制复杂，牙龈卟啉单胞菌与多种病毒有交互作用的特性，牙周病的迁延不愈以及与多种系统性疾病相关的特性可能与此相关。本研究就牙龈卟啉单胞菌对病毒相关性疾病的促进作用作一综述，以期为牙周病连同病毒性疾病感染患者的治疗提供新思路。

牙龈卟啉单胞菌；人类免疫缺陷病毒；EB病毒

慢性牙周病是人类最常见的口腔疾病之一，为多因素的慢性感染性疾病，其发生发展过程复杂，致病微生物多达几十种［1-2］。近年来，临床及基础研究［3-4］表明，多种病毒株存在于牙周病环境。牙周病的病毒源性，为解释牙周疾病作为其他系统性疾病的危险因素提供了强有力的证据。已有报道表明，牙周病患者牙周位点可以检测到大量的病毒基因组的复制，其中包括疱疹病毒［3］、人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）［5］、肝炎病毒［6］、流感病毒［7］等。病毒和细菌病原体联合作用的感染机制复杂，从而导致疾病的病因和症状都很复杂。在病毒性疾病中，这种相互作用基于细菌生长于上皮细胞的病理调节机制和免疫反应过程，最终导致病毒复制增强，细菌毒力因子提高。牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis，P. gingivalis）是牙周致病菌，为革兰阴性杆菌，其对病毒性疾病中的病毒活化、复制及活性有不同程度的促进作用。

1　牙龈卟啉单胞菌与HIV

在感染HIV-1以及患有获得性免疫缺陷综合征（acquired immunodeficiency syndrome，AIDS）的条件下［5，8-9］，宿主免疫功能低下，相关的病原微生物，包括细菌、病毒、真菌可引发各种各样的感染性疾病。因此，HIV-1介导的宿主免疫缺陷为这些微生物的大量繁殖和侵袭机体创造条件。这些机会性感染被认为是免疫缺陷导致的结果，但与此同时这些微生物也可以通过提高病毒复制或调节宿主的免疫反应，促进HIV-1感染的疾病进展。

口腔作为一个开放的环境，有大量的微生物定植其中，包括病毒、细菌和真菌。在口腔内的牙龈组织、龈沟液、唾液、唾液腺中，可观察到HIV感染的淋巴细胞和单核细胞［10-11］。而且众所周知，感染HIV-1的口腔表征，如严重的牙周疾病、口腔白色假丝酵母菌病、口腔毛状白斑、口腔卡波西氏肉瘤，可作为鉴别诊断早期AIDS的重要指标。此外，临床研究［12］表明，牙周病患者龈沟液和唾液中HIV前病毒DNA和RNA的载量与临床牙周病的进展阶段分别显著相关。检测对比HIV-1阳性者与健康对照组中牙龈卟啉单胞菌，发现前者牙龈卟啉单胞菌的活动更为活跃［13］。以上结果表明，牙周疾病可以作为激活HIV-1感染的一个危险因素，并可能促进HIV-1在全身范围内的传播，最终在临床上发展成AIDS。牙龈卟啉单胞菌可以影响感染后的潜伏期HIV-1的活化和AIDS的进展。

有学者［9］发现牙龈卟啉单胞菌能通过染色质修饰诱导潜伏感染在宿主细胞内的HIV-1激活，而关键的诱导物质是牙龈卟啉单胞菌的细菌代谢产物，一种短链脂肪酸—丁酸。牙周疾病患者的牙周袋内有高浓度的丁酸存在［14］，丁酸作为组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase，HDAC）的酶活性的负性调节物质，在转录水平上对HIV-1原病毒进行转录活性的乙酰化或去乙酰化作用的生化修饰［15-16］。另外，宿主细胞感染牙龈卟啉单胞菌后，其上清液能够激活HIV-1的复制，推断牙龈卟啉单胞菌感染和潜伏的HIV-1的转录诱导之间存在因果关系［17］。事实上，处于潜伏期的HIV-1感染者的单核细胞中，丁酸可显著增强HIV-1复制、活动和AIDS进展，牙周疾病可与AIDS等系统性疾病协同进展。

2　牙龈卟啉单胞菌与疱疹病毒

一项有关牙周炎和慢性牙周炎患者的龈下菌斑中疱疹病毒检出率的研究［18-19］显示，EB病毒（epsteinbarr virus，EBV）和人巨细胞病毒（human cytomegalovirus，HCMV）在侵袭性牙周炎患者和慢性牙周炎患者中的检出率都较高，表明疱疹病毒在重度牙周炎中具有重要作用。

此外，在成人牙周炎、青少年牙周炎、急性坏死性溃疡性龈炎和HIV相关的牙周炎中，EBV以及HCMV也被频繁检测到［20-22］。牙周病患者的龈沟液和唾液中EBV的DNA检出率明显高于健康对照组，其中在侵袭性牙周炎病变部位EBV的DNA检出率达60%～80%，而牙龈病变或正常牙周位点检出率为15%～20%［22］。事实上，若侵袭性牙周炎的致病因素只是细菌，并不能解释疾病左右对称发展的格局，以及疾病进展中垂直骨吸收的现象，而疱疹病毒与牙周致病菌的共同感染能更好地解释侵袭性牙周炎的发生和发展。此外，在较深牙周袋中细菌和病毒协同感染的报道也较多。研究［22-23］表明，感染HCMV 和EBV与感染牙龈卟啉单胞菌的数目之间显示出强相关性。

EBV在人与人之间通过唾液传播，于口咽上皮细胞侵袭B淋巴细胞，并在此建立终身潜伏感染。EBV可以在人类宿主建立持续感染，其生命周期有溶解期（活动期）和潜伏期阶段。另外，有研究［24］已经表明，疱疹病毒感染的裂解期和潜伏期转换的开关是由病毒性染色质的状态决定的。有学者［25］阐述了微生物之间的相互作用和传染病病因的关系，发现牙龈卟啉单胞菌可通过表观遗传调控诱导EBV活化。EBV基因中启动子BZLF1编码的ZEBRA蛋白，是EBV由潜伏期向裂解复制期过渡的主要转录调节因子［24］。在潜伏感染阶段，ZEBRA蛋白是不可检测的，并只有有限的病毒基因组表达［24］。牙龈卟啉单胞菌产生的丁酸可以通过刺激组蛋白乙酰化和去乙酰化，引起潜伏感染的细胞中EBV的ZEBRA表达［26］。牙龈卟啉单胞菌可通过其代谢产物丁酸使潜伏期的EBV活化并促进其复制。

有研究［25］显示，同时感染鼠巨细胞病毒（murine cytomegalovirus，MCMV）和牙龈卟啉单胞菌的小鼠，其死亡率远远高于单独感染MCMV及牙龈卟啉单胞菌的小鼠。细菌酶或白细胞介素（interleukin，IL）-1β、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等炎症因子可能会激活牙周组织的疱疹病毒。牙龈卟啉单胞菌抑制干扰素γ的抗病毒的宿主反应可能会增强巨细胞病毒的致病性。说明在牙周炎的发病中，某些疱疹病毒与牙龈卟啉单胞菌之间可能存在着协同作用，且在发病机理中可能起着重要作用。

3　牙龈卟啉单胞菌与流感病毒

细菌与病毒之间有着密切的关系，比较来自于住院儿童呼吸道疾病的细菌源性与病毒源性的数据，病毒和细菌的二重感染占有高百分比，甚至高于一些严重的疾病［27］。

临床研究［28］表明，口腔卫生与流感和流感样疾病的患病率之间有相关性，较差的口腔状况与流感病毒及其他呼吸道病毒相关的呼吸系统疾病具有直接联系。此外，牙龈卟啉单胞菌等厌氧牙周致病菌与肺炎和肺脓肿形成有关［29］。且认为其中一个直接相关因素为牙周问题患者唾液中的蛋白酶活性［30-31］，牙周病患者的唾液中牙龈卟啉单胞菌和胰蛋白酶样蛋白酶水平的提高可能有助于加重病毒性呼吸道疾病程度，可以推断细菌的胞外物质和细菌来源的酶进入感染了牙龈卟啉单胞菌的牙周袋内，在龈沟液及唾液中，降低病毒的最小感染剂量和增加病毒繁殖效率。

牙龈素（gingipains）是牙龈卟啉单胞菌在细胞内合成并分泌到细胞外的一种蛋白酶，根据作用底物的不同，分为赖氨酸牙龈素和精氨酸牙龈素。牙龈素被认为是牙龈卟啉单胞菌所产生的毒力因子的重要组成部分，在其致病过程中起着重要作用［32］。

人类偏肺病毒（human metapneumovirus，HMPV）属C型流感病毒，首次发现于2001年的荷兰［33］。临床数据表明，至少在最近50年中，世界范围内呼吸系统感染的患者中可分离出此种病毒［33-34］。成功感染HMPV主要取决于两个决定因素:由F蛋白指导执行的受体识别，细胞与病毒外膜融合。F蛋白在宿主细胞中表达为非活性F0的形式，随后通过蛋白水解切割活化，使病毒进入新的靶细胞，并启动一个新的复制周期［35］。在牙龈素存在条件下培养的HMPV，可观察到F蛋白水解后表现出不同形式，这表明，除了典型的切割位点，牙龈素能够诱导产生变异的F1 和F2形式［7］。

体外研究［7］报道观察到HMPV复制的增强依赖于牙龈素蛋白水解活性。观察到精氨酸牙龈素可显著增强HMPV的复制，提示HMPV中F蛋白可由这些酶直接处理。而且，病毒复制不受人中性粒细胞弹性蛋白酶或金黄色葡萄球菌影响。在体外和体内实验中，此两种蛋白酶可通过血凝素（haemagglutinin，HA）蛋白的蛋白水解加工，以提高流感病毒感染效率。精氨酸牙龈素可有效地促进HMPV复制和增强病毒感染，且将牙龈素蛋白水解活性进行选择性抑制后则可完全消除其对HMPV复制的促进作用。

4　展望

牙龈卟啉单胞菌作为慢性牙周炎的主要致病菌，可通过产生牙龈素、脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、短链脂肪酸（如丁酸）等来促进病毒的复制，促进相关病毒性疾病的发展，同时也可以借助病毒的繁殖来促进自身的增殖，进而导致疾病的迁延不愈。在相关疾病的诊疗过程中，充分考虑到牙龈卟啉单胞菌与病毒的交互作用，进行细菌性及病毒性感染的联合治疗，将是慢性牙周病治疗的又一新思路。

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（本文编辑杜冰）

Promotion of Porphyromonas gingivalis to viral disease

Meng Tiantian， Li Xin. （Dept. of Prosthodontics， School of Stomatology， Liaoning Medical University， Jinzhou 121000， China）
Supported by: Natural Science Foundation of Liaoning Province（2013022029）； President Fund of Liaoning Medical University（QM2014017）. Correspondence: Li Xin， E-mail: httplixin@163.com.

Chronic periodontitis is one of the most common oral diseases in humans， the main recognized pathogenic bacterium of which is the Porphyromonas gingivalis. Various types of viruses have been detected in periodontal disease in situ，and the joint action of viral and bacterial pathogens infection mechanism are complicated. Porphyromonas gingivalis has the characteristics resulting from the interaction with a variety of bacterium viruses， which may be the reason for chronic periodontitis being a protracted disease associated with a variety of systemic diseases. In this paper， we reviewed the relationship between Porphyromonas gingivalis and viral diseases to provide a new idea for the treatment of patients with periodontal disease and viral infections.

Porphyromonas gingivalis；human immunodeficiency virus；epstein-barr virus

R 780.2

A

10.7518/hxkq.2016.04.021

2015-08-31；

2016-05-10

辽宁省自然科学基金（2013022029）；辽宁医学院校长基金（QM2014017）

孟田甜，硕士，E-mail:13504163605@163.com

李新，主任医师，硕士，E-mail:httplixin@163.com