COVID-19パンデミック時の口臭を有する人のマスク内面における揮発性硫化化合物と口腔内微生物の存在

Volatile sulfide compounds and oral microorganisms on the inner surface of masks in individuals with halitosis during COVID-19 pandemic.

抄録

COVID-19パンデミックの影響が残っているため、マスクの着用が推奨されている。しかし，マスクという密閉された空間の中で，人は自分の口腔内の悪臭を自覚するようになってきている．本研究では、口臭を有する患者の揮発性硫化化合物（VSC）レベルを測定し、KF94マスクの内面における口腔マイクロバイオームプロファイルを調査することを目的とした前向き横断的研究である。また、どの口腔内細菌叢がVSCレベルを上昇させるのか、口腔内唾液とマスクの口腔内細菌叢に相関があるのかについても検討した。健常者 25 名，3 時間以上マスクを着用した口臭症患者 25 名の計 50 名（女性 41 名，平均年齢 38.12±12.58 歳）を対象とした．非刺激唾液全体とマスク内面の優勢菌種，細菌プロファイル，Shannon diversity indexを調査した．口腔内主要細菌種の細菌 16S リボソーム RNA 遺伝子を real-time PCR 法で解析した．代表的なVSCである硫化水素（HS）およびメチルメルカプタン（CHSH）の測定にはガスクロマトグラフィーを使用した。細菌の総 DNA コピー数は，唾液サンプルの方がマスクサンプルよりも有意に多く（p<0.001），その平均値は 276 倍であった．Shannon diversity indexもマスク内面に比べ唾液で有意に高かった（2.62±0.81 vs. 1.15±1.52, p<0.001）。マスク内では，Porphyromonas gingivalis（Pg）およびLactobacillus casei（Lc）がそれぞれグラム陰性およびグラム陽性菌種として最も多く見られた．唾液とマスクの間で有意な正の相関を示した菌種は，Prevotella intermedia（Pi）（r=0.324，p=0.022），Eikenella corrodens（r=0.309，p=0.029），Lc（r=0.293，p=0.039），Parvimonas micra（PM）（r=0.366，p=0.009 ）であった．CHSHの平均値は口臭群で非口臭群に比べ有意に高かった（17.84±29.00 vs. 3.84±10.57ppb, p=0.031）．口臭群では，DNAコピー数とVSCレベルは，Pg，Treponema denticola（Td），Tannerella forsythia（Tf），Pi，Prevotella nigrescens（Pn）の順で高い正の相関係数を示した（すべてp<0.05）．マスクの細菌プロファイルについては，口臭群のみTdがCHSH（r=0.414，p=0.040）および総VSCs（r=0.374，p=0.033）と強い相関が見られた．マスク着用時間は総VSCs，HS，CHSHと強い相関があった（いずれもr＞0.8，p＜0.001）．口臭との関連が指摘されている口腔内細菌は，COVID-19パンデミック時にマスク着用者のVSC値を上昇させ，特にPgやTdなどのグラム陰性嫌気性菌の数が増加した．マスク着用時間はVSC値を上昇させる大きな要因であった。本研究の結果は、口臭のある人は口腔衛生を改善し、定期的にマスクを交換することで、これらのグラム陰性菌を制御できる可能性を示唆している。

Mask-wearing is still recommended owing to the continuing impact of the COVID-19 pandemic. Within the closed chamber created by the mask, people are increasingly self-aware of their oral malodor. In this prospective and cross-sectional study, we aimed to measure volatile sulfide compound (VSC) levels in patients with halitosis and investigate the oral microbiome profile on the inner surface of their KF94 masks. We also investigated which oral microbiota increases VSC levels and whether the oral microbiomes of oral saliva and mask are correlated. A total of 50 subjects (41 women, average age 38.12 ± 12.58 years old) were included in the study, 25 healthy subjects and 25 patients with halitosis who wore masks for more than 3 h. The dominant bacterial species, bacterial profile, and Shannon diversity index of whole unstimulated saliva and the inner surface of the mask were investigated. The bacterial 16S ribosomal RNA genes of the major oral bacterial species were analyzed using real-time PCR. Gas chromatography was used to measure hydrogen sulfide (HS) and methyl mercaptan (CHSH), which are representative VSCs. The total bacterial DNA copy number was significantly higher in the saliva sample than in the mask sample (p < 0.001), and the average value was 276 times greater. Shannon diversity index was also significantly higher in saliva than in the inner surface of the mask (2.62 ± 0.81 vs. 1.15 ± 1.52, p < 0.001). The most common Gram-negative and Gram-positive species in the masks were Porphyromonas gingivalis (Pg) and Lactobacillus casei (Lc), respectively. The bacterial species with significant positive correlations between saliva and mask samples were Prevotella intermedia (Pi) (r = 0.324, p = 0.022), Eikenella corrodens (r = 0.309, p = 0.029), Lc (r = 0.293, p = 0.039), and Parvimonas micra (Pm) (r = 0.366, p = 0.009). The mean value of CHSH was significantly higher in the halitosis group than in the non-halitosis group (17.84 ± 29.00 vs. 3.84 ± 10.57 ppb, p = 0.031). In the halitosis group, the DNA copy numbers and VSC levels showed highly positive correlation coefficients in the order Pg, Treponema denticola (Td), Tannerella forsythia (Tf), Pi, and Prevotella nigrescens (Pn) (all p < 0.05). Regarding bacterial profiles of the mask, Td was strongly correlated with CHSH (r = 0.414, p = 0.040) and total VSCs (r = 0.374, p = 0.033) only in halitosis group. Mask-wearing time was strongly correlated with total VSCs, HS, and CHSH (all r > 0.8, p < 0.001). Oral bacteria, whose association with halitosis has been identified, increased VSC levels in mask-wearing subjects during the COVID-19 pandemic, particularly the number of Gram-negative anaerobes such as Pg and Td. Mask-wearing time was a major factor in increasing VSC levels. The study results suggest that people with halitosis could control these Gram-negative bacteria by improving oral hygiene and regularly changing masks.