臼歯部根管治療における感染管理強化プロトコルが微生物群集プロファイルに与える影響。InVivo NGS 分子生物学的研究

Impact of an Enhanced Infection Control Protocol on the Microbial Community Profile in Molar Root Canal Treatment: An in Vivo NGS Molecular Study.

抄録

はじめに:

最近の知見により、臼歯部根管治療の1年間のコーンビームCTベースの治療成績は、現在のベストプラクティスである標準感染制御プロトコル（StP）と比較して、強化型感染プロトコル（EnP）により改善することが実証された。EnP は，根管充填前にラバーダム，手袋，ファイル，すべての器具，表面バリアを交換するなど，直接および間接的な接触面からの異所性汚染を低減するための対策で構成されている．本研究の目的は、化学機械的インスツルメンテーション後に存在する常在微生物に対するEnPの効果、および根管治療中の臼歯の異所性汚染を低減するプロトコル能力を調査することであった。

INTRODUCTION: Recent findings demonstrated that 1-year cone-beam computed tomography-based outcomes of molar root canal treatment were improved through an enhanced infection protocol (EnP), when compared with a current best-practice standard infection control protocol (StP). The EnP comprised measures to reduce iatrogenic contamination from direct and indirect contact surfaces, including the replacement of the rubber dams, gloves, files, all instruments, and surface barriers before root canal obturation. The aim of this study was to investigate the effect of such an EnP on resident microbiome present after chemomechanical instrumentation and the protocol ability in reducing iatrogenic contamination in molar teeth during root canal treatment.

方法:

臼歯をEnPまたはStPで治療するようブロック・ランダム化した。プロトコルの違いによる細菌数の違いを比較するため、臼歯部75検体（StP, n=39; EnP, n=36）から抽出した150個のDNAを比較した。サンプルは、ケモメカニカル調製前（S1）と後（S2）に採取し、16S rRNA遺伝子のV3-V4領域の次世代シーケンシングを行い、HOMD口腔マイクロバイオームデータベースを用いたバイオインフォマティクスによる同定と下流の分類処理を行い、細菌の豊富さと多様性の指標、ケモメカニカル器具中および2つの処理グループの影響に関する有意な細菌分類を提供した。

METHODS: Molar teeth were block-randomized to receive treatment under EnP or StP. To compare the differential effect of the protocol on the identity of bacteria present, 150 matched DNA extracts from 75 molar teeth samples (StP, n = 39; EnP, n = 36) were evaluated. Samples were taken before (S1) and after (S2) chemomechanical preparation and were subjected to next-generation sequencing of the V3-V4 region of the 16S rRNA gene before bioinformatical identification using the HOMD oral microbiome database and downstream taxonomic processing, providing measures of richness and diversity of bacteria and significant bacterial taxa during chemomechanical instrumentation and the effect of the 2 treatment groups.

結果:

StP S2サンプルでは、歯内療法に関連するアクチノミセス、クチバクテリウム、ヘモフィルスなどの汚染細菌を含む88種類の微生物分類群が有意に豊富であった。S2サンプルでは，StPの38.3種に対し，EnPでは26.8種と少ない残留菌種が観察された．EnPサンプルでは、StPと比較して、OTU、Chao1、ACE指標において多様性と豊かさの指標が減少していた（P≤.05）。S1およびS2サンプルとプロトコルの間で微生物の同一性が異なることから，これまでに観察されたEnPプロトコルの有効性の向上は，治療中の根管腔の再汚染またはde novo汚染を防止する可能性が高いことが示された．

RESULTS: Eighty-eight microbial taxa were significantly more abundant in StP S2 samples, including endodontically relevant contaminants taxa as Actinomyces, Cutibacterium, and Haemophilus. The S2 samples demonstrated fewer residual bacterial species in the EnP group, with 26.8 observed species compared with 38.3 in the StP. Reduced diversity and richness measures were noted in the EnP pre-obturation samples compared with the StP in OTU, Chao1, and ACE indices (P ≤ .05). Differential microbial identities between S1 and S2 samples and protocols demonstrated that the previously observed increased effectiveness of the EnP protocol was likely to prevent recontamination or de novo contamination of the root canal space during treatment.

結論:

EnP を実施した結果、再汚染や異所性汚染に関連することの多い微生物分類が特異的に減少し、根管治療中の感染制御対策の改善の基礎となることが示唆された。

CONCLUSIONS: The implemented EnP resulted in a specific reduction of microbial taxa often associated with recontamination or iatrogenic contamination, suggesting the basis for improved infection control measures during root canal treatment.