《龋病微生物学》PPT课件.ppt

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1、龋病微生物学,主 要 内 容,1.细菌与龋病发生的关系。 2.致龋菌的生物学特性。 3.为什么说变形链球菌是主要致龋菌？,龋病是发生于牙硬组织的慢性细菌感染性疾病，造成牙硬组织的颜色、形态、质地的改变。,龋病的定义,Smooth surface cavity,Secondary caries (recurrent),Pit and fissure cavity,Decay has penetrated into the dentin and is very close to the dental pulp,Decay has penetrated into pulp and has cause

2、d an abscess,FICIAL CELLULITIS,偏光显微镜下的人工龋,龋病的发生因素和发生机理,牙面生物膜的SEM观察,口腔内微生物的种类和数目繁多，包括细菌、真菌、支原体和病毒等。龋病实质上是牙齿局部生态环境平衡失调的表现。,S.mutans,L.casei,A.viscosus,细菌与龋病有无关系 ?,细菌与龋病是什么关系 ?,哪些细菌与龋病有关系 ?,（一）细菌在龋病发生中作用的证据 1.两个经典实验,一、细菌与龋病,无菌鼠+细菌 龋病 无菌鼠+高糖饮食 无龋,该实验平息了细菌在龋病发生中作用的争论。,（1）Orland的无菌鼠实验（1955）,口腔微生物学之父,Willo

3、ughby Dayton Miller （18531907）,In 1889, he published his research findings of the study of oral bacteria and the process of dental caries (tooth decay) entitled The Micro-Organisms of the Human Mouth.,（2） Miller的体外实验（1890）,细菌酵解碳水化合物是龋病产生的根本原因。,（1）牙齿在未萌出前不发生龋。 （2）抗生素可降低龋病的发生和减轻其严重程度。 （3）龋损牙本质和釉质中可找到细

4、菌。 （4）体外的人工龋实验。,无菌即无龋,2. 其它实验,化学细菌学说-引起龋病的细菌是非特异的，任何产酸和分解蛋白质的细菌都可导致龋坏。（1890， Miller） 所有牙菌斑无质的差异，诱发龋病的能力与牙菌斑生物膜的量有关。,（二）非特异性细菌感染学说,（三）特异性细菌感染学说,1.动物诱龋实验中细菌的特异性 （1）实验性龋动物模型的建立 日常动物（conventional animals）/无特殊病原菌动物（specific pathogen free animals, SPF） 定菌动物（gnotobiotic animals） 选择动物鼠（rat）和仓鼠（hamster）,（2）K

5、eyes(1960)的致龋动物实验 * 无菌（龋）仓鼠+ 龋活跃仓鼠 无龋鼠患龋 * 链球菌的分离、接种、再分离 说明：龋病的可传播性 致龋菌的特异性,不同细菌对动物的致龋力 牙 齿 细 菌 动 物 光滑面 点隙沟裂 根面 变形链球菌 + + + 鼠、仓鼠、猴 血链球菌 + + 鼠 唾液链球菌 + + 仓鼠、鼠 轻型链球菌 + 鼠 粪链球菌 + 鼠 肠球菌 + 鼠 干酪乳杆菌 + 鼠 嗜酸乳杆菌 + 鼠 粘性放线菌 + 仓鼠、鼠 内氏放线菌 + 仓鼠,（3）动物细菌诱龋实验表明 * 不同细菌具有不同的致龋力 * 引起不同部位龋的细菌种类不同 * 所有能致龋的细菌均能产酸, 但并非 所有产酸菌都

6、能致龋。,2.人类致龋细菌的特异性 （1）人龋的发生与变形链球菌族密切 相关，变形链球菌是人类主要致龋菌。 流行病学调查 （2）致龋菌不是单一的一种细菌，而是多种 产酸和耐酸的细菌。 从龋损中分离：变链球菌;放线菌;乳酸杆菌等,动物和人龋的研究表明: 致龋细菌的特异性，一些细菌能引起龋，而另一些细菌不致龋。一些细菌能引起光滑面龋和点隙裂沟龋，而另一些细菌能引起根面龋或沟裂龋，即不同的细菌具有不同的致龋能力。,（四）生态学理论,与龋病发生有关的细菌都是口腔正常微生物群，在生理状态下，细菌之间、细菌与宿主之间处于动态平衡，不发生疾病；由于局部的、全身的、食物的因素改变，造成口腔生态环境的变化，正常

7、细菌与宿主之间的生理性组合改变为病理性组合，口腔生态平衡转化为生态失调，正常细菌成为条件致病菌，引起龋病。,Ecological plaque hypothesis,（一）产酸和耐酸性 1.产酸性：细菌产酸的能力，是衡量菌 斑致龋的重要指标。 2.耐酸性：细菌在酸性环境中生长繁 殖和代谢的能力。,二、致龋微生物的生物学特性,（二）合成细胞内外多糖的能力 1.促进菌斑的形成并参与菌斑基质的构成。 2.生物屏障作用。 3.作为胞外的储能形式。,菌斑细菌合成多糖的能力 细菌 细胞外多糖 细胞内多糖 水溶性葡聚糖 水不溶性葡聚糖 果聚糖 杂聚糖 变形链球菌 + + + - + 血链球菌 + - - -

8、 + 唾液链球菌 +- - + - + 轻链球菌 +- - - - + 粘性放线菌 - - + + + 内氏放线菌 - - - + + 衣氏放线菌 - - - - + 干酪乳杆菌 + - - + + 奈瑟菌 +- - - + +,（三）对牙面的粘附能力 1. 细菌对牙面的初始粘附。 2. 细菌对牙面的特异性粘附。 3. 细菌的集聚。,Enamel crystals,Pellicle lipid/protein layers (1-10 m),部分细菌对不同口腔部位的粘附力 粘附部位 细菌 牙面 舌面 颊粘膜 变链球菌 + + + 血链球菌 + + + 唾液链球菌 + + + 轻链球菌 + +

9、+ 放线菌 + + + 韦荣球菌 + + + 奈瑟菌 + + +,19世纪对微生物学的发 展做出了奠基性贡献， 主要功绩： 1.细菌分离、鉴定技术 2.病原微生物确定标准 3.发现结核杆菌,细菌学家 Koch (18431910),1.符合致龋菌应具备的生物学特性。 2.在龋损的各个时期都可分离到并可得到纯培养。 3.细菌量与龋病的发生密切相关。 4.能引起实验动物的传染性龋损。 5.选择性限制该菌可以减少龋病的发生。,三、致龋微生物的判断标准,四、口腔链球菌与龋病,名称， 形态， 染色性， 生长条件， 生化特性。,对口腔细菌的认识包括:,（一）口腔链球菌(属)的一般特性 链球菌属(Strep

10、tococcus),口腔常驻菌，在口腔天然菌群中比例最大。 根据细菌的菌落形态、生理学和生物化学特性，可将口腔链球菌分为不同的族。包括:血链球菌(S.sanguis)、轻链球菌(S.mitis)、米勒链球菌(S.milleri)、唾液链球菌(S.salivarius)和变异链球菌(S.mutans)。,口腔链球菌在口腔的分布(%) 细 菌 面菌斑 舌 背 颊粘膜 唾液 龈沟液 血链球菌 15 4 11 8 8 轻链球菌 15 8 60 20 8 唾液链球菌 0.5 20 11 20 0.5 变形链球菌 050 1 1 1 米勒链球菌 + +,（二）变链球菌(族)与龋病 1.表型特征 G+染色，

11、菌体呈球形，直径0.5-0.75um。 肉汤培养基：菌细胞呈短杆状或球状， 成队或链状排列，链长中等，或短，不活动。 轻唾琼脂平板(MS)：菌落形态高凸，粗糙， 不透明，毛玻璃状，嵌于琼脂内。 血琼脂平板：菌落呈圆形，表面光滑，直径 0.5- 1mm,周围有(绿色)或(无色)溶 血环，有时为(透明)溶血环。,A,B,变形链球菌菌落（Stretococcus mutans） A：光滑性菌 B：粗糙性菌菌落,变形链球菌细胞 （Stretococcus mutans）,变链球菌的SEM观察,变链球菌的TEM观察 CW：细胞壁 CM：细胞膜 M：间体 IPS：嗜碘多糖 FZ：绒毛状外膜,2.生长条件

12、兼性厌氧菌（5%CO2，95%N2 ) pH7，最低pH4.3，4.5%NaCl，不 受杆菌肽抑制。,3.细胞壁组成 （1）多糖 菌株抗原性 血清型 （2）肽聚糖：N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰 胞壁酸、短肽 （3）甘油磷壁酸：壁磷壁酸、膜磷壁酸 （4）表面蛋白：GTF、FTF 决定变链菌的抗原性和在牙面的粘附,4.变链球菌族 Streptococcus mutans group Mutants Streptococci 变链球菌是一族(组)异源性细菌，其表型 特征相同，但遗传型和血清型不同。 血清型：八种(a-h) 遗传性：七种,变链球菌族的命名分类及在人类的检出率,5. 变链球菌的致龋性 （1

13、）产酸性和耐酸性 （2）合成细胞内外多糖 （3）对牙面的粘附作用,6. 变链球菌与龋病的关系 （1）横向的流行病学调查表明： 变链球菌的检出率同龋病的发生呈正相关。 （2）纵向的追踪调查表明：唾液或菌斑中变链 球菌的检出率与随后龋病的发生呈正相关。 结论：变链是主要的致龋菌，但不是唯一 的致龋菌。,问题：其他细菌仍可诱发动物龋，变链 和龋活跃性的关系不是恒定的。,（一）形态学 占口腔细菌的1%。革兰阳性杆菌，属兼性厌氧或专性厌氧菌，菌体细长，直径0.60.9m，不分支，无芽胞，不活动。在陈旧性培养基中生长，可变为革兰阴性。其菌落呈圆丘形，表面光滑或粗糙，不透明，干酪样白色或淡褐色。,五、口腔乳

14、杆菌与龋病,嗜酸乳杆菌菌落 （L. acidophilus）,嗜酸乳杆菌细胞 （L. acidophilus）,Lactobacillus,（二）分类 纯发酵乳杆菌： 嗜酸乳杆菌、 唾液乳杆菌 兼性发酵乳杆菌： 干酪乳杆菌、 胚芽乳杆菌 杂发酵乳杆菌： 发酵乳杆菌、 短乳杆菌,（三）培养 耐酸性很强，能耐受使其它无芽胞细胞死亡的酸度。该菌的选择性培养基Rogosa培养基即是根据其特有强酸耐性配制的。此培养基的pH为4.7-4.8，在此pH条件下，只有乳杆菌能生长。,（四）生化反应 多数乳杆菌无蛋白分解作用，不产生吲哚，不还原硝酸盐，触酶阴性。能发酵多种糖，产酸能力强，能使菌斑pH降低至5以下。

15、对糖的发酵反应视菌型而异，纯发酵型只产生乳酸；异发酵型除产生乳酸外，还产生其它的酸和乙醇、CO2等。另外，干酪乳杆菌和嗜酸乳杆菌合成细胞外多糖，而且干酪乳杆菌还可以合成细胞内多糖。,（五）口腔乳杆菌的致病性 1.早期研究认为乳杆菌是主要的致龋菌。 2.目前的研究表明乳杆菌不是龋病发生的初始致病菌,但参与了龋病的发展,主要涉及牙本质龋。 3.乳杆菌是导致根面龋的致龋菌之一。,乳杆菌对牙骨质的粘附,乳杆菌对牙本质的粘附,（一）形态学 口腔中最常见的革兰阳性丝状菌，主要定居在牙面，其次是龈沟和舌背，而唾液和其它口腔粘膜表面较少。 革兰阳性菌，无鞭毛和芽胞，菌细胞末端较膨大，形态不规则，为丝状或杆状，

16、长短不一。呈丝状者常很长并有分支，可达1050m；短的杆菌体为1.55m。,六、口腔放线菌与龋病,B,A,A：黏性放线菌菌落(A.viscosus) B：内氏放线菌菌落(A.odontolyticus),黏性放线菌 (A.viscosus),透射电镜下观察，放线菌有菌毛(pilli或fimbria)，各放线菌的菌毛成分不一样，粘性放线菌有I型和II型两种类型的菌毛，而内氏放线菌只有II型菌毛。菌毛与放线菌的粘附性能密切相关。,透射电镜观察：粘性放线菌菌毛,透射电镜观察:粘性放线菌菌毛,（二）分类 口腔放线菌细胞壁主要由肽聚糖和各种糖类 组成,其抗原物质主要来自细胞壁成分. 粘性放线菌(A.vi

17、scosus) 兼性 内氏放线菌(A.naeslundii) 兼性 溶牙放线菌(A.odontolyticus) 厌氧 衣氏放线菌(A.israelii) 厌氧 梅氏放线菌(A.meyeri) 厌氧,(三）培养特性 兼性厌氧菌，但对氧的敏感性有一定差异。衣氏放线菌、梅氏放线菌和溶牙放线菌在厌氧条件中生长更好。粘性放线菌、内氏放线菌补充CO2可明显促进生长。最适生长pH为6.5-7.0。 放线菌为化能异常菌，生长需要有机氮、可发酵的碳水化合物、维生素和其它生长因子。培养基中加入血清可明显促进其生长。BHI是培养放线菌的常用培养基。,（四）对牙面的粘附 粘性放线菌、衣氏放线菌、溶牙放线 菌对牙面有

18、很高的亲和力。 其粘附机制同细胞表面的菌毛有关。,粘放菌菌毛及对胶原的粘附,（五）口腔放线菌与龋病的关系 * 可利用葡萄糖、乳糖、麦芽糖和蔗糖 产酸，其终产物为乙酸、乳糖、甲酸、 琥珀酸、乙醇等。 * 能合成细胞内和细胞外多糖。 * 对牙面（根面）有较强的粘附力。 * 在根面龋发生中的作用值得关注。,（一）韦荣球菌 Veillonella parvula ; Veillonella alcalescens （二）奈瑟球菌 Neisseria （三）血链球菌 Streptococcus sanguis （四）颊纤毛菌 Leptotrichia buccalia,六、其他口腔细菌与龋病,（一）韦荣

19、球菌 Veillonella parvula ; Veillonella alcalescens,格兰阴性专性厌氧菌，占菌斑细菌总数的2%-6%。,特点：缺乏葡萄糖激酶和果糖激酶，不能代谢 碳水化合物和多元醇，代谢乳酸，变成乙酸和丙酸，降低菌斑pH。,（二）血链球菌 Streptococcus sanguis,格兰阳性兼性厌氧菌，主要分布于牙面，占菌斑内链球菌的一半，是牙菌斑的初始定居菌之一。,特点： 1. 口腔内最早定居的细菌之一，产生PABA，有助于变形链球菌在牙面定居。 2. 产生H2O2 ，抑制牙周可疑致病菌，维持菌斑生态平衡。（牙周有益菌）,血链球菌(Streptococcus sa

20、nguis),（三）颊纤毛菌 Leptotrichia buccalia,特点：牙菌斑常住菌，体积大，作为球菌依附支架，形成谷穗状结构。,格兰阴性专性厌氧杆菌。,颊纤毛菌(Leptothrix buccalis),小 结,1. 细菌与龋病发生的关系,2. 致龋菌的生物学特性,3. 变形链球菌是主要致龋菌,拓展读本,1.现代龋病学第一版，岳松龄主编。 北京医科大学协和医科大学联合出版社，1993。,2. P.D. MARSH. MICROBIAL ECOLOGY OF DENTAL PLAQUE AND ITS SIGNIFICANCE IN HEALTH AND DISEASE. Adv Dent Res 8(2):263-271, July, 1994.,Thank you!,龋病的病因学因素,