歯周炎および慢性閉塞性肺疾患患者における口腔内微生物のディスバイオシス

Oral microbial dysbiosis in patients with periodontitis and chronic obstructive pulmonary disease.

抄録

背景:

口腔微生物叢は口腔および肺の恒常性と密接に関連している。個人の予測、スクリーニング、および治療戦略のための潜在的な情報を提供するために、本研究では、歯周炎および慢性閉塞性肺疾患（COPD）における細菌シグネチャーを比較検討した。

BACKGROUND: Oral microbiota is closely related to the homeostasis of the oral cavity and lungs. To provide potential information for the prediction, screening, and treatment strategies of individuals, this study compared and investigated the bacterial signatures in periodontitis and chronic obstructive pulmonary disease (COPD).

材料と方法:

112人（健常対照31人、歯周炎患者24人、COPD患者28人、歯周炎とCOPDの両方を有する患者29人）の歯肉縁下プラークおよび歯肉隙間液サンプルを採取した。16S rRNA遺伝子配列決定法を用いて口腔微生物叢を解析し、多様性解析と機能予測解析を行った。

MATERIALS AND METHODS: We collected subgingival plaque and gingival crevicular fluid samples from 112 individuals (31 healthy controls, 24 patients with periodontitis, 28 patients with COPD, and 29 patients with both periodontitis and COPD). The oral microbiota was analyzed using 16S rRNA gene sequencing and diversity and functional prediction analysis were performed.

結果:

いずれの口腔サンプルにおいても、歯周炎患者では細菌濃度が高いことが観察された。LEfSeおよびDESeq2解析を用いて、各グループの潜在的バイオマーカーとなる可能性のある、差次的に豊富な属を見出した。を含む10属が歯周炎で優勢であった。KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）において、健常対照群と他の群との間で有意に異なるパスウェイは、遺伝情報処理、翻訳、複製と修復、補因子とビタミンの代謝に集中していた。

RESULTS: We observed higher bacterial richness in individuals with periodontitis in both types of oral samples. Using LEfSe and DESeq2 analyses, we found differentially abundant genera that may be potential biomarkers for each group. is the predominant genus in COPD. Ten genera, including , , and were predominant in periodontitis. and were the signature of the healthy controls. The significantly different pathways in the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) between healthy controls and other groups were concentrated in genetic information processing, translation, replication and repair, and metabolism of cofactors and vitamins.

結論:

歯周炎、COPDおよび併存疾患において、口腔内細菌叢の細菌群集および機能的特徴に有意な差が認められた。歯肉隙液と比較して、歯肉縁下プラークはCOPDを有する歯周炎患者における歯肉縁下微生物叢の違いを反映するのに適している可能性がある。これらの結果は、歯周炎患者およびCOPD患者の予測、スクリーニング、および治療戦略の可能性を提供すると考えられる。

CONCLUSIONS: We found the significant differences in the bacterial community and functional characterization of oral microbiota in periodontitis, COPD and comorbid diseases. Compared to gingival crevicular fluid, subgingival plaque may be more appropriate for reflecting the difference of subgingival microbiota in periodontitis patients with COPD. These results may provide potentials for predicting, screening, and treatment strategies for individuals with periodontitis and COPD.