口腔がん患者の歯垢および唾液中の微生物組成および機能的特徴の比較解析

Comparative analysis of microbial composition and functional characteristics in dental plaque and saliva of oral cancer patients.

抄録

背景:

口腔内には様々な生態的ニッチが存在し、それぞれが独自の微生物組成を有している。口腔がん（OC）患者の口腔内のさまざまな生態ニッチにおける微生物群集と遺伝子組成を理解することは、これらの微生物集団が疾患の進行にどのように寄与するかを決定する上で極めて重要である。

BACKGROUND: The oral cavity is home to various ecological niches, each with its own unique microbial composition. Understanding the microbial communities and gene composition in different ecological niches within the oral cavity of oral cancer (OC) patients is crucial for determining how these microbial populations contribute to disease progression.

方法:

本研究では、OC患者から唾液と歯垢のサンプルを採取した。異なるサンプル群の微生物群集の分類と機能的組成を解析するために、メタゲノムシークエンシングを採用した。

METHODS: In this study, saliva and dental plaque samples were collected from patients with OC. Metagenomic sequencing was employed to analyze the microbial community classification and functional composition of the different sample groups.

結果:

本研究の結果、唾液サンプルと歯垢サンプルの間で、微生物群集の機能と分類の両方に有意な違いがあることが明らかになった。唾液中の微生物種の多様性は、歯垢サンプルと比較して高いことが判明した。特に、OC患者の歯垢では、放線菌が濃縮されていた。さらに、Prevotella intermedia、Haemophilus parahaemolyticus、Actinomyces radius、Corynebacterium matruchitii、Veillonella atypicaなど、いくつかのグループ間差マーカー種が同定された。さらに、1,353の差分遺伝子が23の機能パスウェイにアノテーションされた。興味深いことに、分化標識された菌種と単純ヘルペスウイルス1（HSV-1）感染との間に有意な相関が観察された。

RESULTS: The results of the study revealed significant differences in both the function and classification of microbial communities between saliva and dental plaque samples. The diversity of microbial species in saliva was found to be higher compared to  that in plaque samples. Notably, Actinobacteria were enriched in the dental plaque of OC patients. Furthermore, the study identified several inter-group differential marker species, including Prevotella intermedia, Haemophilus parahaemolyticus, Actinomyces radius, Corynebacterium matruchitii, and Veillonella atypica. Additionally, 1,353 differential genes were annotated into 23 functional pathways. Interestingly, a significant correlation was observed between differentially labeled species and Herpes simplex virus 1 (HSV-1) infection, which may be related to the occurrence and development of cancer.

結論:

OC患者では、唾液および歯垢検体の微生物組成および遺伝子組成に有意差が認められた。さらに、口腔疾患に関連する病原性細菌は唾液に多く含まれていた。グループ間差のあるバイオマーカーおよび経路の同定は、口腔微生物叢とOCの発生および発症との関係についての洞察を提供する。

CONCLUSIONS: Significant differences in the microbial and genetic composition of saliva and dental plaque samples were observed in OC patients. Furthermore, pathogenic bacteria associated with oral diseases were predominantly enriched in saliva. The identification of inter-group differential biomarkers and pathways provide insights into the relationship between oral microbiota and the occurrence and development of OC.