電子タバコとタバコの喫煙がヒト唾液微生物群集に及ぼす影響

Effect of electronic cigarette and tobacco smoking on the human saliva microbial community.

抄録

従来のタバコの喫煙が口腔内微生物群集の特性に影響を与えることを示す証拠は増えているが、電子タバコ（E-cigarettes）に反応した口腔内微生物に焦点を当てた研究はほとんどない。本研究では、電子タバコが口腔内微生物に及ぼす影響を調査し、電子タバコ喫煙者とタバコ喫煙者の口腔内コミュニティプロファイルの違いを説明することを目的とした。電子タバコ喫煙者5名，タバコ喫煙者14名，禁煙者8名，非喫煙者6名を対象に，16S rRNA V4遺伝子シーケンスを行い，口腔内細菌プロファイルを検討した．電子タバコ喫煙者とタバコ喫煙者から採取した唾液サンプルでは、非喫煙者に比べてChao1、ACE、Shannon多様性指数が有意に増加し、電子タバコ喫煙者とタバコ喫煙者ではα多様性に有意差は見られなかった。喫煙群では、Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, Fusobacteriaの主要な門とNeisseria, Streptococcus, Prevotellaceae, Fusobacterium, Porphyromonasの主要属が優勢であり、Actinobacteria,Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidetes、Fusobacteriaが、Corynebacterium、Neisseria、Streptococcus、Actinomyces、Porphyromonas属とともに非喫煙者では優勢となった。喫煙者と非喫煙者の口腔内微生物の機能的差異には，放線菌門とコリネバクテリウム属の違いが寄与していることが示唆された．電子タバコと一般的なタバコの口腔内微生物および組成の違いは、Prevotellaceaeの増加およびNeisseriaの減少と関連していた。さらに、禁煙により口腔内細菌叢が非喫煙者のものに再確立される可能性がある。我々のデータは、電子タバコの喫煙が、タバコの喫煙と比較して、口腔内微生物群集の構造と構成に異なる影響を及ぼすことを実証している。しかし、電子タバコの喫煙がマイクロバイオームの構成と機能に及ぼす短期的および長期的な影響については、さらなる調査が必要です。

Increasing evidence demonstrated the oral microbial community profile characteristics affected by conventional cigarettes smoking, but few studies focus on oral microbiome in response to electronic cigarettes (E-cigarettes). This study aimed to investigate the effect of E-cigarettes on the oral microbiome and to describe the difference of oral community profiles between E-cigarette smokers and tobacco smokers. 16S rRNA V4 gene sequencing was performed to investigate the oral microbial profiles of 5 E-cigarette smokers, 14 tobacco smokers, 8 quitting tobacco smokers, and 6 nonsmokers. The Chao1, ACE, and Shannon diversity indexes increased significantly in saliva samples collected from E-cigarette smokers and tobacco smokers compared to the non-smokers, and no significant difference was found in alpha diversity between E-cigarette smokers and tobacco smokers. The main phyla Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, and Fusobacteria and major genera Neisseria, Streptococcus, Prevotellaceae, Fusobacterium, and Porphyromonas dominated in the smoking groups, while Actinobacteria, Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, and Fusobacteria became the dominant phyla along with the genera Corynebacterium, Neisseria, Streptococcus, Actinomyces, and Porphyromonas in the nonsmokers. The differences in the phylum Actinobacteria and genus Corynebacterium contributed to various functional differences between smokers and nonsmokers. The difference on oral microbial and composition between E-cigarettes and common tobacco were associated with increased Prevotellaceae and decreased Neisseria. Additionally, smoking cessation could lead to re-establishment of the oral microbiome to that of nonsmokers. Our data demonstrate that E-cigarette smoking had different effects on the structure and composition of the oral microbial community compared to tobacco smoking. However, the short- and long-term impact of E-cigarette smoking on microbiome composition and function needs further exploration.