異なる専門分野の歯科ユニットウォーターラインに蓄積したバイオフィルムの異なる微生物群集

Distinct Microbial Community of Accumulated Biofilm in Dental Unit Waterlines of Different Specialties.

抄録

歯科ユニットウォーターライン（DUWL）の汚染は深刻な問題であり、歯科医療に直接影響を及ぼす。本研究の目的は、異なる診療科のDUWLにおけるバイオフィルムの微生物群集を探索し、関連因子を調査することである。6つの診療科（補綴科、矯正科、小児科、歯内療法科、口腔外科、歯周病科）の18のDUWLから、2つの時点（日常診療前と診療後）の合計36のバイオフィルム試料を新規の方法で採取した。検体のゲノムDNAを抽出し、16SリボソームDNA（rDNA）（V3-V4領域）およびITS2遺伝子を増幅し、塩基配列を決定した。統計解析にはKruskal-WallisおよびWilcoxon順位検定を採用した。バイオフィルム中の微生物群集は、細菌（631属）、真菌（193属）、ウイルス性細菌（viridiplantae）の高い多様性が検出された。細菌ではプロテオバクテリア（Proteobacteria）が65.74-95.98％を占め、真菌では子嚢菌（Ascomycota）が93.9-99.3％を占めた。ヒトの疾病に関与する複数の属に属する微生物が検出され、その中には25属の細菌と8属の真菌が含まれていた。バイオフィルムマイクロバイオームは、歯科の専門性やルーチンワークの特徴にある程度影響される可能性がある。歯科用チェアユニットの築年数と全体の患者数が全体の細菌組成に最も強い影響を及ぼし、毎日の歯科診療（患者数と歯科専門科に関連）が真菌組成に及ぼす影響が最も大きかった。歯科診療科に関連したDUWL中のバイオフィルムが初めて包括的に評価され、細菌および真菌の群集は水試料よりも豊富であった。日常診療に伴うバイオフィルムの蓄積と日和見病原体の多発は、歯科医療における感染リスクとバイオフィルム制御の重要性を強調した。

The contamination of dental unit waterlines (DUWLs) is a serious problem and directly affects the dental care. This study aims to explore the microbial community of biofilm in DUWL from different specialties and investigate the associated factors. A total of 36 biofilm samples from 18 DUWL of six specialties (, prosthodontics, orthodontics, pediatrics, endodontics, oral surgery, and periodontics) at two time points (, before and after daily dental practice) were collected with a novel method. Genomic DNA of samples was extracted, and then 16S ribosomal DNA (rDNA) (V3-V4 regions) and ITS2 gene were amplified and sequenced. Kruskal-Wallis and Wilcoxon rank test were adopted for statistical analysis. Microbial community with high diversity of bacteria (631 genera), fungi (193 genera), and viridiplantae was detected in the biofilm samples. Proteobacteria was the dominant bacteria (representing over 65.74-95.98% of the total sequences), and the dominant fungi was Ascomycota (93.9-99.3%). Microorganisms belonging to multiple genera involved in human diseases were detected including 25 genera of bacteria and eight genera of fungi, with relative abundance of six genera over 1% (, , , , , , and ). The biofilm microbiome may be influenced by the characteristics of dental specialty and routine work to some extent. The age of dental chair unit and overall number of patients had the strongest impact on the overall bacteria composition, and the effect of daily dental practices (associated with number of patients and dental specialty) on the fungi composition was the greatest. For the first time, biofilm in DUWL related to dental specialty was comprehensively evaluated, with more abundance of bacterial and fungal communities than in water samples. Biofilm accumulation with daily work and multiple kinds of opportunistic pathogen emphasized the infectious risk with dental care and the importance of biofilm control.