基本介紹
- 中文名：變形鏈球菌
- 隸屬：革蘭氏染色陽性的球菌
- 特點：口腔天然菌群中占比例最大
- 作用：牙斑的主要成分之一
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致病原因
為革蘭染色陽性的球菌，是口腔天然菌群中占比例最大的鏈球菌屬中的一種。經反覆研究證實，變形鏈球菌可以造成嚙齒類動物和靈長類動物實驗性齲的動物模型，同時也有證據表明該菌與人類齲病密切相關。根據變形鏈球菌胞壁抗原成分不同，分血清型（a～h）8種；根據菌細胞DNA中鳥嘌呤（G）和胞嘧啶（C）含量分遺傳型（Ⅰ～Ⅵ）6種。變形鏈球菌組中，變形鏈球菌和遠緣鏈球菌（茸毛鏈球菌）與人類齲病的發生密切相關。
人類的口腔充滿著細菌。在濕熱的條件下，會有700多種細菌在口腔中茁壯成長，包括變形鏈球菌，這是牙斑的主要成分之一。變形鏈球菌一層一層地吸附在牙齒上，形成所謂的“生物膜”。它們消耗糖類，產生酸，腐蝕牙齒的釉層，造成牙洞。其他的細菌就像更為親善一些的客人。例如，2009年科學家們發現唾液鏈球菌可以減少變形鏈球菌生物膜的積累，這種鏈球菌存在於口腔中舌和其他軟組織上。
阻止牙斑
東京市日本國家傳染病研究院的生物學家千福秀信及同事想了解一下是什麼物質賦予了唾液鏈球菌抗蛀牙的威力。研究人員利用層析法——一種根據電荷或大小將混合物中的各種分子分離開來的方法，把各種不同的蛋白質從唾液鏈球菌的樣品中分離出來。然後，研究人員將每一種蛋白跟變形鏈球菌混合，測量一下哪一種培養方式在實驗室的薄片上形成的生物膜最薄。蛋白質FruA是一種可以分解複合糖的酶，它是威力最大的生物膜阻滯劑。
唾液鏈球菌
FruA 研究人員還發現，有一種形式的FruA，是由普通真菌黑麴黴產生的，是唾手可得的現成產品，在阻止牙斑形成方面有著同樣好的效果。儘管這種商業FruA的胺基酸序列跟唾液鏈球菌FruA的胺基酸序列在某種程度上存在差異，但是商業FruA仍然奏效。千福秀信表示，這樣可能會使含有FruA的牙膏得到快速的開發。
FruA
這些發現報導在《套用與環境微生物學》雜誌上，然而，這並不意味著準許你去吃所有你想吃的糖。當研究人員在唾液鏈球菌FruA和變形鏈球菌的混合物中增加蔗糖的濃度之後，這種有益的細菌失去了阻止生物膜形成的能力。研究論文的作者們寫道：該觀測結果可以解釋為何1996年的一項研究發現FruA在老鼠中促進了牙洞的形成。
麻薩諸塞州劍橋市福爾塞斯研究院的微生物學家瑪麗·埃倫·戴維同意該發現可能會促使更高質量的牙膏得到開發。但是，她指出開發任務不會那么容易：“一個巨大的挑戰是：找到一個配方，保證這種酶在你最喜歡的雜貨店貨架上仍然保持酶的活性，”。
特性
變形鏈球菌有強的致齲性主要取決於其產酸性和耐酸性。
在菌斑中生存的變形鏈球菌能迅速發酵多種碳水化合物產生多量酸，可使局部pH下降至5.5以下。變形鏈球菌耐酸性強，在pH 4.5時仍能繼續生活並產酸。局部pH下降維持相當長時間，避開唾液的緩衝作用，從而造成局部硬組織脫落，齲病病變過程開始。變形鏈球菌能以蔗糖為底物合成胞外葡聚糖、果聚糖及胞內多糖。葡聚糖介導細菌的黏附，促進菌斑的形成，是變鏈球菌重要的致齲毒力因子。該菌合成的水溶性葡聚糖、果聚糖、胞內多糖還可作為代謝底物提供能量，增強致齲力。變形鏈球菌表面蛋白和脂磷壁酸是菌體表面粘結素，它們與獲得性膜中的不同受體結合，促進該菌黏附和菌斑的形成。變形鏈球菌不僅是冠部齲病的主要致病菌，也是根部齲的主要致病菌。
第一論證者
早在20世紀60年代,Keyes 就首先論證:齲病是一種感染性的可傳播的疾病。變形鏈球菌（Streptococcusmutans,MS.簡稱變鏈菌）目前被認為是人類最重要的齲病病原菌之一。變形鏈球菌的傳播和獲得一直以來都是人們關注的問題。
母系傳播
MS的母系傳播這一觀點是在發現母親和嬰兒口腔中MS分離株所產生的細菌素具有相似性的基礎上而提出的。MS在人類口腔中的穩定定植需要有牙齒或者非脫屑表面的存在，所以，嬰兒只有在牙齒萌出後才會獲得MS。大量的基因指紋分析研究表明，在不同的人群中，兒童與母親MS基因型的相似性程度是不同的，這隨文化背景、家庭成員的密切接觸和年齡而不同。
Ersin 等對8對土耳其母子非刺激性唾液中的高水平MS進行研究(兒童年齡為2～3歲)發現，所有受試兒童都與其母親的MS有相似的基因型。LiS等 選取了20對口腔中已有MS的兒童（3～4歲）與他們母親為試驗對象，檢測發現20對母子中有16對（80%）有相似基因型出現，提示MS在此人群中的高傳播現象。
有學者的研究 證明在人類口腔中早期獲得變形鏈球菌的主要途徑是從母親到子女的垂直傳播。Lindquist等對15對0～7歲的幼兒進行了為期7年的母子追蹤調查發現，兒童口腔中檢出的26種基因型中有9種與他們母親的完全一致，特別是兒童中新發現的一些基因型及原來存在然後丟失的基因型在其母親中也有表達。
Emanuelsson等 收集瑞士家庭中25例3歲兒童和他們母親以及18例父親的牙菌斑，結果顯示有6例兒童與母親的基因型完全一致。SpolidorioDMP等 對22個巴西家庭成員中獲得的變鏈菌分離株進行AP-PCR分型，結果顯示：有12個家庭中母子有相同的基因型。KozaiK等 收集了20個日本家庭（20對夫婦和他們的36個孩子）的牙菌斑標本，分析顯示在孩子中發現的70種基因型中有36種與他們母親的相同。我國學者對安徽一所幼稚園中的10名4～5歲齡兒童及其母親的400株變鏈菌臨床分離株進行基因型分析發現，4對母子各發現1個共有基因型，1對母子發現2個共有基因型 。
但是DeSoetJJ等 對21例患唇齶裂的兒童以及他們的母親的唾液標本進行培養後用PCR法鑑定MS分離株，結果發現僅有38%的母子之間有相同的PCR分型。這項調查結果顯示患唇齶裂的兒童與母親之間的MS傳播並不常見，這可能與對患唇齶裂的兒童及其母親的預防性處理有關。在對我國北京城區20對1～2歲幼兒與祖輩看護人之間變鏈菌傳播情況研究發現，11名檢出變鏈菌的幼兒，9名與祖輩看護人有相似基因型出現，而僅有3名幼兒與母親有相似基因型，這可能與家庭幼兒日常看護人不同有著關聯 。
以上通過基因分型，染色體DNA指紋分析等的研究均提示：兒童通過胎盤和母乳從母體獲得的被動免疫，可能選擇性地使某些菌種定植，對母系來源的菌株具有偏愛。2MS的父系傳播MS的傳播方式並不是唯一的，過去的多數研究都表明MS主要沿母系傳播，但近幾年來許多學者在MS的父系傳播研究方面取得了很大的進展。
ErsinZ等對8對土耳其母子及其中3對父子唾液中的高水平MS進行研究(兒童年齡為2～3歲)，結果顯示孩子與父母親有相同的基因型。SpolidorioDMPB等對22個巴西家庭成員中獲得的變鏈菌分離株分型的結果顯示：有3個家庭的父子有相同的基因型。Kohler等對從16個家庭中（16對母子，7對父子）收集的192株變鏈菌進行分析發現，有14對母子顯示至少有1種核糖型有同源性，6對父子有1種相同的核糖型。在我國湖北省，瑞典學者RedmoI對18個3歲兒童家庭的唾液和牙菌斑取材後進行分析，結果11個家庭成員同時分離出MS，3個家庭父子的一致，2個家庭三者均有基因型一致的菌株，MS在父子間傳播的比例較高。KozaiK等收集日本20個家庭（20對夫婦和他們的36個孩子）的牙菌斑標本,分析顯示在孩子中發現的70種基因型中有22種（31.4%）與父親的相同。這個結果顯示父親或其他人都像母親一樣是變鏈菌傳播的來源。我國的許學斌等 學者選取中國瀋陽某幼稚園10名3～5歲的兒童及其父親作為研究對象，取父親非刺激性全唾液及兒童牙菌斑，結果兒童共分離出16個基因型，3個與父親的一致。這項試驗結果支持了中國家庭父子間存在MS的傳播的觀點。
但是Emanuelsson等收集了18例3歲兒童及其父親頰面和牙合面表面的菌斑，儘管有2/3的父親有高或很高的MS水平，但結果沒有發現兒童的基因型與父親的有相似性。
水平傳播
大量的研究已經證明MS是以多種形式傳播的。在長時間的相同環境中，與父母親接觸時間減少，MS就有可能在感染的視窗期橫向傳播。
對於夫妻間的傳播,早期研究表明成人間的MS傳播的現象,動物和臨床研究都顯示成年後再接種細菌,細菌很難再定居 。
在上述Emanuelsson調查瑞士家庭中是否存在變形鏈球菌屬家族內相似性的試驗中（收集25個3歲兒童及他們母親，還包括18個父親頰面和牙合面表面的菌斑），沒有發現這11對夫婦之間有配對的基因型。KozaiK等他們收集20個日本家庭（20對夫婦和他們的36個孩子）中的76例試驗對象的牙菌斑標本,分析結果發現只有兩對夫婦中有相同的基因型，傳播幾率較小。但是在Ersin等對8對土耳其母子，3對父子的非刺激性唾液中的高水平MS進行研究中發現配偶間擁有相似的基因型。Nie等 收集了11對中國家庭夫婦的頰面和牙合面菌斑，並對變鏈菌臨床分離株進行血清型和基因型分型，3個月後再重複此過程。結果顯示：第一次檢測中有一對夫婦的變形鏈球菌有相同的基因型，但是在第二次的檢測中發現該丈夫已經丟失了此基因型的變鏈菌。然而，另一對在第一次檢測中沒有發現有相同基因型的夫婦在3個月後竟發現了有相同的基因型。這些資料說明了夫婦之間有機會從彼此身上獲得變形鏈球菌的傳播株，結果表明了家庭中成人之間存在變鏈菌的傳播，但是傳播株要長久地存在於被傳染者口腔中並非易事。上文提到的SpolidorioDMP等對22個巴西家庭從遺傳性方面區分變鏈菌的不同的試驗中，發現有7對孿生子有相似的基因型。
還有許多學者也認為兒童在幼稚園中可以出現MS的傳播。Mattos－GranerRO等 從一所巴西託兒所兒童口腔中分離變形鏈球菌群並進行基因分型。在24個孩子中，有約2～5種的變鏈菌分離株，約29%攜帶2種或三種基因型。同一間託兒所的兒童中出現配對變鏈菌表明他們之間存在水平傳播。
我國的鄒靜等 對一所幼稚園24名3～4歲全託兒童進行研究，共檢出29個不同基因型的變鏈菌，經DNA指紋分析，有2種基因型在11名全託兒童口腔中有重複檢出。但同類實驗 發現日託兒童中變鏈菌的水平傳播程度明顯小於全托班兒童。RenataMG等 也研究了來自3個城市9所幼稚園的35名MS感染兒童，對分離到的76個變鏈分離株研究發現有5名在同一所幼稚園兒童具有相同的變鏈基因型。
此外，家庭外的傳播現象也有報導，KulkarniGV 對加拿大5個家庭的研究發現7個孩子口腔變鏈的23種類型種只有13%（3種類型）是來自母親或父親，而87%均屬家庭外傳播，這提示家庭外部的來源也很重要。
