译者：李玉芝、卞敏霞、吴潇、肖童、叶夏颖，南京医科大学口腔医学院硕士研究生（导师：于金华教授）
文章发表于：CritRevMicrobiol.Mar;46(2):-.
摘要
生物膜感染根管引起的牙髓疾病是牙齿疾病的重要原因。众所周知的，牙髓治疗或根管治疗是建立在根除微生物生物膜感染并防止高度复杂的根管系统再感染的能力上。尽管在临床的牙髓治疗中有许多“进步”，但我们几乎没有见到效果的改善。这篇重要的综述的目的是提供牙髓微生物学和生物膜多微生物性的当代观点，了解宿主反应以及这些因素如何共同影响临床治疗。最终，它旨在为牙髓病的未来诊断，治疗和预防提供新的机会和策略。介绍
微生物在牙髓疾病中的作用已经确立了将近55年。在这一具有里程碑意义的论文中，将无菌动物与常规动物进行了比较，从而确定了微生物在根尖周炎症中的关键作用。根尖周炎是牙髓感染的结果，可以定义为宿主免疫防御与内源性菌群之间的动态作用，最终导致炎症改变和牙根附近的骨骼破坏。龋齿，牙体缺损，外伤，牙周病或在根管治疗中去除牙髓时，都有可能造成根管系统的感染。
以前，大多数牙髓疾病的分类主要基于组织病理学的发现，而不是临床特征。但是，必须明白，牙髓和根尖周组织的疾病是动态的，活髓、急/慢性炎症或坏死牙髓等不同情况可能同时存在于牙髓中，并伴有不同程度的有/无症状的进展。这种动态行为可能导致混肴和误诊，因为这些组织学表现与临床特征之间几乎没有关联。年，美国牙髓医师协会（AAE）根据临床表现发布了用于牙髓疾病分类的最新诊断术语和定义。目的是建立一种通用的分类，以指导临床医生采用最合理的程序。此诊断分类创建了一个简单，可靠且可访问的体系。但是，随着我们对牙髓疾病的微生物学基础的日益了解以及我们建立个人根管微生物组能力的提高，开始考虑采用更“个性化”的诊断标准或纳入微生物数据来为治疗方法提供依据可能是合适的。这篇重要的综述将探索引起牙髓病研究人员注意的一些因素，并提供该领域一些当代的研究和创新思路。
根管的自然（和非自然）历史是什么？
确定牙髓疾病涉及的微生物的组成和多样性及其与各种临床特征的可能关系，对于开发可增强临床疗效的新治疗方法至关重要。传统上，牙髓菌群的微生物学检查是基于细菌培养技术。据报道感染的根管中存在多种细菌。在原发疾病（牙髓感染发生在先前未经治疗的根管中）中见到的微生物菌群通常是革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌多种微生物的混合，以专性厌氧菌为主。从历史上看，在根管治疗的牙齿中持续/继发感染的最主要细菌被认为是革兰氏兼性厌氧菌。然而，革兰氏阴性细菌，例如梅毒螺旋体已从牙髓坏死的根管中分离出来，而更复杂的混合菌种则从根尖周炎治疗后的根管中分离出来，其中革兰氏阴性菌是最主要的。最近，根据美国麻醉医师学会（ASA）的分类，与无症状感染者相比，有症状感染者表现出更明显的微生物多样性，尤其是在伴有全身性疾病的患者之间。粪肠球菌是牙髓病专家最重视的，因为它经常与治疗失败相关。据推测，在专业干预后，它已被引入根管系统。粪肠球菌通常用于测试材料对牙髓感染的抗菌活性。然而，如上所述，根管中的多微生物性是一种更合理的生态环境。确实，最近的综述概述了在原发性和持续性感染根管中最常检测到的是普氏杆菌，梭杆菌，卟啉单胞菌，微小单胞菌和链球菌。在另一篇综述中，无论感染类型如何，最丰富的是硬毛菌，拟杆菌，变形杆菌，放线菌和融合细菌。此外，古细菌，病毒和真菌也与牙髓疾病有关。酵母在口腔中很普遍，在这种环境中，它们代表了重要的但未被认识的微生物，这一点不足为奇。一项系统的分析表明，念珠菌属物种很少发生在根管感染中，白色念珠菌是最常见的物种。许多研究受到细菌的偏见，并使用16S核糖体RNA基因分析，这将这些研究局限于大规模检测细菌群落。必须以更广泛的角度看待牙髓感染。这具有临床意义，因为在根管内的细菌和酵母菌之间可能存在生物相互作用，这可能使感染复杂化并需要其他治疗方法。这可能以多种可能的方式发生。真菌和细菌在牙髓感染中以复杂的生物膜群落形式相互聚集创造了一种相互保护和对抗菌剂耐受的潜在环境。这并非没有先例，白色念珠菌是最常见的真菌病原体，经常与微生物生物膜感染共分离，并且可以通过多种方式与许多不同的细菌相互作用。有趣的是，已显示粪肠球菌将自身整合到白色念珠菌生物膜中，以附着于酵母和菌丝的形式。与酵母细胞相反，细菌优先附着在菌丝上。这种相互作用可能通过增强牙本质小管渗透而有助于抵抗治疗。粪肠球菌能够深入牙本质小管。粪肠球菌可能附着于白色念珠菌菌丝，而白色念珠菌菌丝本身已显示出可穿透小管的能力，从而提供了侵入并传播到牙本质中的机会（图1）。这种增强细菌入侵行为的模式并非没有先例。已经确定金黄色葡萄球菌可以特异性结合念珠菌菌丝。因此，白色念珠菌的侵入性菌丝成分促进金黄色葡萄球菌跨黏膜屏障的侵袭，导致全身性传播。图1.白色念珠菌是否有助于粪肠球菌穿透牙本质小管？细菌与真菌的相互作用已得到很好的建立。粪肠球菌与白色念珠菌的侵入性菌丝的结合是否可以增强牙本质小管的渗透，从而损害这些微生物生物膜的化学治疗和机械破坏？
最近，人们对确定牙髓感染所涉及的微生物组成和多样性包括健康牙齿的兴趣不断增加。Widmer及其同事挑战了牙髓天然无菌性的基本概念。有证据表明，原始健康牙齿的牙髓内可检测到细菌DNA，其中以雷氏杆菌，放线菌和葡萄球菌属为主。研究表明，来自完整牙齿的牙髓可能带有细菌，这些细菌可能在没有已知外部途径的情况下到达牙髓。值得一提的是，对这些观察结果的一个警告是，研究仅依赖于DNA检测，而不是主动生长的细菌，因此在解释这些发现时，我们必须谨慎行事。尽管如此，Qian及其同事的致力于揭示在有/无根管治疗（RCT）的牙齿和健康牙齿（健康对照）中，有根尖周炎牙齿的根尖区的细菌组成和多样性。可能令人惊讶的是，这项研究表明健康牙齿的根尖周围存在大量的共生微生物。该研究推测，这些丰富的细菌可能对于在根尖周炎破坏之前保持健康的环境至关重要。当与正常口腔菌群相比时，健康牙齿的根尖区样本看起来截然不同，从而降低了发现仅仅是采样过程中被污染的结果的可能性。无论如何，这些研究都强调了与根管系统相互作用的复杂微生物生态学。微生物学方面，人类口腔的多微生物群落已被广泛研究，并代表了生物膜相关感染的范例。我们对这一问题的默认理解已经从最初简单的、但有偏见的、基于文化的方法发展到复杂的、无所不用的下一代口腔疾病测序技术(NGS)。这些分子方法对我们了解口腔菌群在健康和疾病中的功能生态学有很大的帮助。人类口腔中存在着大量不同的微生物。迄今为止，已经确定在口腔中大约有种原核生物存在于健康和疾病中，种真菌存在于健康个体中。口腔微生物在维持健康方面起着重要的作用，而这些内源性微生物在口腔疾病的驱动下发生了动态变化。这些变化在患者中并不保守，个体间微生物群的差异导致患者症状相似。分子基础技术的引入有助于改变我们对根管微生物学的理解(图2)。最近,下一代测序(NGS)已经被用于分析根管微生物群落，使人们更深入地理解根管内微生物群落的组成和相对丰度。然而，与此同时，这也带来了更多的复杂性，因此，对我们建立口腔生物地理模型的能力提出了挑战，因此有必要利用相关的生物信息工具来查询结果数据。重要的是要认识到，单独的NGS仅仅提供了一系列微生物的列表。虽然丰度是可以确定的，但我们不能由此推断在牙髓疾病中的主要驱动作用。重要的是，除非采用适当的方法，否则宏基因组方法无法确定生存能力。因此，除非研究旨在排除死亡细菌或真菌的测序，否则我们对治疗后疾病中的微生物组的理解可能是建立在错误的数据基础上的。人们必须认识到，尽管宏基因组学在决定组成方面具有强大的力量，但它在某种程度上是单维的，有些人可能会说这是在“集邮”。不过，如果采用其他方法，如元转录组学、蛋白质组学和代谢组学，则有必要和可能进行大量更深入的理解。采用“组学”将使我们更深入地了解根管生物膜的功能，更重要的是它对环境/治疗挑战的反应。无论采用何种技术，问题仍然是如何将这些知识转化为临床实践，以提高患者的预后?图2.大量的微生物已通过培养依赖和分子技术被鉴定。这些生物体促成了多物种生物膜，显示了可能改变疾病表现和生物膜对治疗方案的反应的界内和界间相互作用。
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