具核梭杆菌 ATCC23726
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口腔微生态是人体重要的生态系统，主要由口腔微生物群和宿主固有口腔环境构成。生理情况下，口腔微生物与宿主处于动态平衡，维持口腔健康。当平衡被打破时，可诱发口腔感染性疾病，如牙周病、口腔癌、口腔黏膜炎等。更重要的是，口腔微生态失衡也是加重或诱发全身疾病的危险因素之一。
具核梭杆菌是一种革兰阴性专性厌氧菌，是口腔中含量最高的梭杆菌，既可表现为共生菌，将早期定植细菌和晚期定植细菌连接起来，促进牙菌斑生物膜的发育成熟；也可表现为机会性致病菌和致癌菌，参与多种口腔疾病的发生发展。它是牙周致病菌“橙色复合体”，与牙周炎紧密相关的核心细菌。具核梭杆菌在口腔中与多种微生物存在复杂的相互作用，在发挥毒力效应、形成生物膜结构以及导致机体感染中扮演重要角色。粘附是一种直接的相互作用方式，也是微生物进入生物膜和侵袭宿主的第一步。本文就具核梭杆菌与口腔常见微生物的粘附作用及其相关机制的研究进行综述。
具核梭杆菌表面的粘附素多属于外膜蛋白，可分为两种：一种是乳糖抑制型，如Fap2；另一种是氨基酸抑制型，包括：RadD、CmpA、Aid1、FomA 等。前者主要参与革兰阴性菌的结合，后者多参与革兰阳性菌的结合。
1.具核梭杆菌RadD介导的粘附作用
RadD是一大小约350kDa的自主转运蛋白，可粘附口腔内早期定植菌、晚期致病菌和免疫细胞。RadD由radD基因编码，其上游基因fad-I编码的脂蛋白FAD-I能诱导人β防御素 2（human beta-defensin-2，hBD-2）分泌。
1.1 具核梭杆菌与链球菌
戈登链球菌主要分布在牙釉质表面和牙龈周围等位置，参与牙菌斑生物膜的早期定植。Shokeen等发现radD基因缺失株与戈登链球菌共聚能力下降，认为RadD可能是介导具核梭杆菌和戈登链球菌共聚的粘附分子之一；fad-I基因缺失株与戈登链球菌共聚能力提高且radD基因表达增加，fad-I radD*双突变株（不转录fad-I可转录radD，无FAD-I和RadD功能）与戈登链球菌共聚能力下降且radD基因表达增加，fad-I基因回复株可提高一部分共聚能力但与fad-I基因缺失株仍有明显差别。
猜想fad-I基因可能是通过调节RadD功能间接参与具核梭杆菌和戈登链球菌的共聚，与FAD-I功能无明显关系。观察基因在生物膜中的作用，发现戈登链球菌与radD基因缺失株形成的双菌种生物膜薄，与fad-I基因缺失株形成的双菌种生物膜厚，推测radD基因可调控具核梭杆菌和戈登链球菌双菌种生物膜形成，而fad-I基因的作用还需进一步探索。
血链球菌是口腔早期定植的链球菌，可维护口腔健康。Kaplan等发现血链球菌和radD基因缺失株共培养时生物膜厚度显著减小，生物膜中具核梭杆菌数量较少，且只与血链球菌发生微小的共聚。由此猜测RadD分子在参与具核梭杆菌和血链球菌共聚的同时，对维持生物膜生长和结构稳定具有一定的作用。
变异链球菌为主要致龋菌，SpaP是变异链球菌表面重要的粘附因子，可介导变异链球菌定植在牙釉质表面的唾液蛋白并参与生物膜的形成。Guo等发现spaP基因缺失株与具核梭杆菌共聚作用下降，radD基因缺失株与变异链球菌共聚以及植入变异链球菌生物膜的能力也减弱，认为RadD和SpaP蛋白在具核梭杆菌和变异链球菌定植粘附中发挥重要作用。考虑到变异链球菌粘附能力与致龋力紧密相关，这些粘附分子有望为研究防龋药物提供新的作用靶点。
1.2 具核梭杆菌与金黄色葡萄球菌
金黄色葡萄球菌是一种常见的医院和社区获得性感染的致病菌，也是口腔颌面部间隙感染的主要病原菌。金黄色葡萄球菌和具核梭杆菌共聚作用强，共培养时可促进双菌种生物膜的形成，radD基因缺失株可显著降低与金黄色葡萄球菌的共聚作用以及双菌种生物膜的形成。
葡萄球菌附属调节因子（staphylococcal accessory regulator A，SarA）是金黄色葡萄球菌毒力基因表达和生物膜形成的调控系统，sarA 基因在金黄色葡萄球菌和具核梭杆菌混合浮游菌中表达量明显增多，但在radD基因缺失株的混合浮游菌中表达量无明显变化。说明RadD蛋白不仅在两菌粘附共聚和生物膜形成中扮演重要角色，更重要的是调控金黄色葡萄球菌毒力基因的表达。
1.3 具核梭杆菌与白色念珠菌
白色念珠菌是临床引起真菌感染的主要条件致病菌之一，在口腔、皮肤、肠道中均可分离。白色念珠菌存在两种基本形态：酵母相和菌丝相，由酵母相转变到菌丝相时致病性增加。白色念珠菌的甘露糖蛋白Flo9和具核梭杆菌的RadD蛋白介导两菌的粘附，具核梭杆菌可通过直接接触抑制白色念珠菌菌丝相的形成，且依赖于上述蛋白表达，提示具核梭杆菌通过物理接触在一定程度上能降低白色念珠菌的毒力效应。
1.4 具核梭杆菌与牙龈卟啉单胞菌
牙龈卟啉单胞菌是晚期定植细菌，属于牙周致病菌的“红色复合体”。具核梭杆菌与牙龈卟啉单胞菌的粘附作用是由具核梭杆菌表面的粘附蛋白和牙龈卟啉单胞菌表面的糖受体介导。Park等发现RadD基因缺失株不但与牙龈卟啉单胞菌共聚作用减弱，而且能减少牙龈卟啉单胞菌定植到双菌种生物膜中。
2.具核梭杆菌FomA介导的粘附作用
FomA是一个分子量约40000的孔蛋白，兼具粘附性和免疫原性，如与唾液蛋白结合，参与具核梭杆菌和微生物的共聚以及制备疫苗等。
2.1 具核梭杆菌与牙龈卟啉单胞菌
Liu等用含FomA抗体的血清中和具核梭杆菌再与牙龈卟啉单胞菌共培养，两细菌的共聚作用降低、形成的生物膜量也减少。揭示了FomA作为粘附因子在具核梭杆菌和牙龈卟啉单胞菌共聚以及生物膜形成中的重要作用。
口臭主要由挥发性硫化物（volatile sulfur compounds，VSCs）引起，具核梭杆菌和牙龈卟啉单胞菌可产生VSCs，体外实验显示牙龈卟啉单胞菌和FomA血清抗体处理过的具核梭杆菌共培养后，VSCs的生成减少；将FomA疫苗注射到具核梭杆菌和牙龈卟啉单胞菌混合感染的小鼠口腔后，牙龈肿胀程度降低、牙槽骨吸收减少。说明FomA疫苗可通过抑制细菌共聚来抑制口臭并降低机体对病原菌侵入的炎性反应，为临床研发用于预防牙周病和口臭的疫苗奠定基础。
2.2 具核梭杆菌与嵴链球菌
嵴链球菌以前被认作“Ⅰ血清型血链球菌”，后更名为嵴链球菌，可参与牙菌斑的早期形成。嵴链球菌表面长菌毛丝氨酸富含蛋白可识别梭杆菌属表面的受体共聚形成“谷穗状”结构：一个丝状生物体周围被链球菌包裹，根据蛋白质的分子量推测具核梭杆菌表面的精氨酸抑制型多肽受体可能是FomA。
嵴链球菌对口腔上皮癌细胞系KB细胞的粘附和侵袭力很弱，与具核梭杆菌共聚可提高对KB细胞粘附和侵袭能力，嵴链球菌可抑制NF-κB信号通路从而减少具核梭杆菌诱导KB细胞表达和分泌白细胞介素8（interleukin-8，IL-8）。说明具核梭杆菌和嵴链球菌的粘附作用能间接调节免疫应答，防止过强的炎性反应对机体造成伤害。
3.具核梭杆菌其它粘附分子介导的粘附作用
Fap2属于自主转运蛋白，是具核梭杆菌ATCC 23726中目前发现最大的蛋白。Fap2能凝集红细胞，研究发现在fap2基因序列上有3个独立的突变基因与绵羊红细胞凝集功能缺陷有关，该3个基因分别构建的突变株基本不与牙龈卟啉单胞菌共聚。说明Fap2粘附蛋白在具核梭杆菌和牙龈卟啉单胞菌共聚中具有重要作用。
CmpA属于精氨酸抑制型粘附素。cmpA基因缺失株与戈登链球菌的共聚能力减弱，cmpA 和radD双基因缺失株比单基因缺失株更弱，猜测CmpA蛋白可能是除RadD外介导具核梭杆菌和戈登链球菌共聚的另一种粘附素，至于cmpA和radD两基因是否完全独立参与共聚有待探究。
共聚焦显微镜显示在戈登链球菌生物膜表面上形成的具核梭杆菌野生菌株生物膜形态规则且厚，cmpA基因缺失株形成的生物膜形态不规则且稀薄，认为cmpA基因在双菌种生物膜的形成中也发挥作用，但还需进一步检测双菌种生物膜的整体高度等。Aid1是一个小分子膜相关蛋白。
Kaplan等构建了aid1基因失活株和过表达株，观察具核梭杆菌和血链球菌的共聚作用和生物膜形成能力，失活株可显著降低共聚作用但是对生物膜形成无明显影响；过表达株可同时提高共聚作用和生物膜形成能力，并改变双菌种生物膜的形态：血链球菌在生物膜中分布均匀，而非集中在生物膜底部（野生株）。鉴于ΔradD/aid1OE（radD基因缺陷、aid1基因过表达）株的共聚作用是减弱的，猜测Aid1蛋白可能是依赖于radD基因参与共聚，而对生物膜生长的作用还有待探索。
4.其它
具核梭杆菌被认为是一种“粘附型”微生物，能与近乎所有的口腔微生物粘附共聚。内氏放线菌是牙菌斑生物膜中的早期定植菌，与根面龋发生发展关系密切，可通过表面的脂多糖与具核梭杆菌形成共聚。齿垢密螺旋体是口腔晚期定植细菌，也是重要的牙周病致病菌。有研究者提出齿垢密螺旋体的外鞘蛋白（major sheath protein，Msp）可能参与和具核梭杆菌的共聚作用，但是该说法存在争议，因为不能解释为什么msp基因缺失株与具核梭杆菌共聚能力高于野生菌株。
5.总结与展望
综上所述，具核梭杆菌表面存在丰富的粘附素，可介导具核梭杆菌与不同口腔微生物的相互作用，进而影响口腔微生态的动态平衡。然而目前研究较多的是具核梭杆菌与单一菌种粘附作用机制。而在多菌种群体中，具核梭杆菌表面粘附素介导群体相互作用的机制研究较少。通过对群体相互作用的进一步探索，将更深入揭示口腔微生态的动态平衡机制。
同时，微生物与宿主之间的相互作用是口腔疾病发生发展的重要因素，通过研究具核梭杆菌与微生物粘附机制，并探究具核梭杆菌表面粘附分子及其协同的微生物对宿主细胞的作用，有助于揭示具核梭杆菌及其协同微生物的致病机制，为临床寻找治疗和预防疾病的新方法提供信息。
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