变形链球菌产酸耐酸因子遗传多态性的研究进展

变形链球菌产酸耐酸因子遗传多态性的研究进展刘利军;王昭君;刘炜【摘要】龋病是一种由多种因素共同作用下,以细菌为主的牙体硬组织发生慢性进行性破坏的一种疾病.变形链球菌已被公认为龋病的主要致龋菌,临床中发现,不同区域、不同种族、不同的社会背景人群中均可检出变形链球菌,但并非每个人都患龋病.因此,变形链球菌可能存在不同毒力因子,而其致龋性差异的物质基础是毒力因子的遗传变异,变形链球菌的产酸耐酸因子的研究进行综述.【期刊名称】《内蒙古医学杂志》【年(卷),期】2017(049)012【总页数】3页(P1428-1429,1418)【关键词】变形链球菌;遗传多态性;龋病【作者】刘利军;王昭君;刘炜【作者单位】内蒙古医科大学第四附属医院,内蒙古包头 014030;内蒙古医科大学第四附属医院,内蒙古包头 014030;内蒙古医科大学第四附属医院,内蒙古包头014030【正文语种】中文【中图分类】R378变形链球菌是已被公认为的龋病主要致病菌。

通过研究掌握，变形链球菌不仅仅在龋病患者当中存在，多数无龋患者中也存在[1]。

变形链球菌可以通过3个环节致龋，具体为菌细胞的黏附、产酸以及耐酸。

在牙菌斑中，变形链球菌的产酸能力是利用糖酵解途径对食物里面的糖进行代谢，酵解在短时间内能够产生有机酸，尤其是乳酸，它会使得口腔中的pH降低,诱发釉质脱矿导致龋病发生；此外,为了能够对口腔低pH环境适应,需要保持菌细胞需处于一个比较稳定的中性的胞内环境下,这主要依靠菌细胞的耐酸能力开实现,也就是酸适应性或耐酸性,故变形链球菌致龋两大生理特点是产酸能力和耐酸能力。

1 变形链球菌产酸毒力因子遗传多态性发生龋的原因之一是牙菌斑内变形链球菌的产酸能力，糖酵解能够产生有机酸，造成菌斑生物膜环境下的pH降低，导致牙齿脱矿。

诱发龋病的发生的有机酸主要为乳酸[2]，而产生乳酸的关键酶是乳酸脱氢酶(lactatedehydrogenase,LDH),对变形链球菌而言是非常关键的产酸毒力因子，也是致龋发生的主要环节。

在龋病的发生过程中LDH扮演着重要的角色，在已有限菌啮齿类动物模型实验中，证实变形链球菌的乳酸脱氢酶的活性降低，其致龋性显著下降[3～5]。

遗传特征对细菌的生物学功能具有决定性影响,很多研究已经表明毒力因子与变形链球菌组DNA存在基因多态性,在龋敏感不同人群的具有一定差异的LDH活性分级的变形链球菌菌株的具体分布情况也不同,就无龋人群来看，其LDH低活性的变形链球菌株的具体分布情况比高龋人群要高,就高龋人群来看，其LDH高活性变形链球菌株的具体比例情况，与无龋人群比较要明显高,龋病的发生同LDH活性存在很大的关联相关性[6],其他研究同样证明龋病发生显著减少的直接原因是变形链球菌ldh突变株，LDH突变株酶活性减低，其产酸力也随着减弱[3]。

杨德琴等[7]，通过对变链菌分离株的LDH酶活性株的实验研究，了解到:ldh突变株呈现出遗传多态性,RFLP基因型不同ldh在不同酶活性菌株的具体分布也存在差异,测序已经证实特异位点的点突变T→C能够诱发MseⅠ酶切位点发生改变，使得B基因型ldh产生,证明变形链球菌的LDH酶活性会影响到ldh的基因多态性，酶活性降低，可能因为特异位点的突变导致，导致乳酸产生能力开始下降，这样势必会在一定程度上影响到菌株的致龋性,表现为个体的低龋易感性。

马丽等[8]通过:对喀什市3～5岁封闭型维吾尔族儿童口腔中的高活性和低活性的变形链球菌的乳酸脱氢酶的细菌组DNA的ldh,行限制性内切酶长度多态性分析和测序比较。

同样得出封闭型维吾尔族儿童口腔中变形链球菌的乳酸脱氢酶基因具有基因多态性,ldh突变株的遗传多样性可能与变形链球菌乳酸脱氢酶活性高低及龋敏感性具有一定的关系。

2 变形链球菌耐酸毒力因子遗传多态性另一个致龋的重要因素是变形链球菌的耐酸能力，变形链球菌的耐酸能力的实现主要依靠该菌的质子移位膜ATP酶完成，F-ATP酶是一种重要的致龋酶[9],也是菌细胞的酸适应能力的主要调节机制。

它属于多亚基复合体，不仅具有合成ATP的作用，还能水解ATP[10]。

真核生物与微生物中均存在ATPase，有关F- ATPase的微观结构、功能、基因水平的调控、表达诸多层面目前的研究已经较为深入[11]。

ATP酶可以水解ATP，并通过水解ATP释放出的一定的能量，进而促进物质可以跨膜运输。

运输蛋白叫做运输ATPase，也叫做泵，由于其可以实现逆浓度梯度运输。

细菌具有耐酸能力主要是由于F- ATP酶为排除H+，维持跨膜pH梯度的关键动力源泉[12～14]。

有学者非常系统地研究了uncEBF基因多态、耐酸因子质子移位膜ATP酶亚基基因uncD和耐酸性及龋易感性之间的关系。

发现了变形链球菌的F-ATPase的调节能力是变形链球菌的生长和耐酸性主要依赖的，ATP酶的操纵子实际为一条单链的连续片段，其总长度7 196 bp的，包括的结构基因一共8个，8个亚单位具体为unc操纵子基因编码的，F-ATP酶的位置在细胞膜胞浆面上，由两个连接在一块，具有不同功能的结构域构成，也就是胞膜部分(F0)与胞浆部分(F1)。

在F1中α3 β3 γ1形成的结构特别稳定，γ亚基是其中心，3个β亚基与3个α间隔，排列成一个环状包绕，其功能主要为将质子先细胞内转运，同时促进ATP的合成，或将质子向细胞外转运，同时对ATP裂解。

F0多聚体由五亚基即a、b、c、δ以及ε构成了疏水蛋白复合体，它的分子的具体比值是1：2：10：1：1，其功能为产生对质子进行运输的特异跨膜途径[15，16]。

所以，在F-ATPase在酸的耐受过程中，它的作用是跨膜质子通道，同时也是质子泵，这样就提高了变形链球菌的产生龋性的可能性与竞争水平。

杨德琴等[17，18] 通过对变形链球菌的细菌组DNA扩增uncEBF与uncA，通过限制性内切酶长度多态性分析(RFLP)及核酸测序对比。

发现变形链球菌F-ATP酶的A亚基基因uncA的遗传多态性十分显著,酸性条件下具有很强生存力的菌株存在出现基因适应性变异的可能性,与变形链球菌菌株的耐酸力及致龋力相关的是不同基因型uncA分布情况。

对基因的遗传多态性特征从分子生物学的水平的角度分析，研究其和龋易感性还有变形链球菌耐酸力的之间存在的关系，为龋高危人群有效预测奠定了理论基础。

刘震华等[19]通过对维吾尔族不同龋易感儿童口腔中的变形链球菌的细菌组DNA扩增uncEBF基因、uncD基因，通过核酸测序与限制性内切酶长度多态性分析(RFLP)对突变位点进行对比。

了解到乌鲁木齐市维吾尔族高龋儿童，口腔中里面的变形链球菌临床分离株呈现出鲜明的致龋性；变链菌耐酸因子F-ATPase的uncD 基因、uncEBF基因的遗传多态性十分显著，其菌株的龋敏感性与耐酸力、变形链球菌耐酸因子的遗传多态性密切相关。

3 口腔中变形链球菌基因多态性的意义口腔环境中的微生态环境特别复杂，变形链球菌的不同类型的基因各自有着与自己生存最相适应的微生态环境。

单独应用浓度为40%氯己定能够让受试者口腔环境内存在的变形链球菌被消灭，但在六星期以后，一样基因型的变形链球菌会能够第2次定植口腔。

Emanuelsson等研究人员研究发现3～8岁及大多数的成人变形链球菌的基因型较为固定，只有为数不多的受试者变形链球菌的基因型发生丢失或再次定植的情况。

所以，变形链球菌呈现出的特有的毒力的表型特征仅仅局限在一种或几种基因型，导致其致病力与生存能力提高。

因此，不仅要研究单个基因之间的相关性，还应该对多基因的研究结果进行综合分析，这样才能对在龋病发生中遗传因子的作用更好地解释，进而更加深入地研究变形链球菌的基因多态性，对不同基因型的变形链球菌以及它致龋过程中的作用展开有针对性的研究，这对于更加精确地预测对龋病、治疗龋病具有积极的影响。

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