口腔内の個別診断に向けて。歯周炎バイオフィルムにおけるマイクロバイオームクラスターの特徴

Toward Personalized Oral Diagnosis: Distinct Microbiome Clusters in Periodontitis Biofilms.

抄録

歯周炎は、病原性歯肉縁下微生物のバイオフィルム形成と宿主と宿主微生物との間の生物学的相互作用の異常によって引き起こされる。9人の患者の121個の個々の歯周炎ポケットのディープアンプリコンシークエンスによる歯肉縁下バイオフィルムの徹底的な特徴づけと、同じ被験者の唾液微生物群集のホールメタゲノム解析が実施された。2つのバイオフィルム採取法により、類似した微生物組成が得られた。すべてのバイオフィルムの分類学的マッピングにより、3つの異なる微生物クラスターが発見された。2つの臨床診断パラメータ、プロービングポケット深さ（PPD）および臨床的付着レベル（CAL）は、クラスタマッピングと相関があった。バイオフィルムは，健常者よりも多様性に乏しかった．歯周病菌は唾液中にも存在し，その種類は様々であったが，最も多かった．歯周病ポケットでは，健康な歯溝に比べ約 16～17 倍の頻度で存在し，歯周炎バイオフィルムの指標となることが示唆された．また、このような微生物群集は、宿主免疫系による強い選択性を示し、個々の患者の主要な歯周病菌に対して選択的に抗菌治療を行うことを可能にする。

Periodontitis is caused by pathogenic subgingival microbial biofilm development and dysbiotic interactions between host and hosted microbes. A thorough characterization of the subgingival biofilms by deep amplicon sequencing of 121 individual periodontitis pockets of nine patients and whole metagenomic analysis of the saliva microbial community of the same subjects were carried out. Two biofilm sampling methods yielded similar microbial compositions. Taxonomic mapping of all biofilms revealed three distinct microbial clusters. Two clinical diagnostic parameters, probing pocket depth (PPD) and clinical attachment level (CAL), correlated with the cluster mapping. The dysbiotic microbiomes were less diverse than the apparently healthy ones of the same subjects. The most abundant periodontal pathogens were also present in the saliva, although in different representations. The single abundant species was found in the diseased pockets in about 16-17-fold in excess relative to the clinically healthy sulcus, making it suitable as an indicator of periodontitis biofilms. The discrete microbial communities indicate strong selection by the host immune system and allow the design of targeted antibiotic treatment selective against the main periodontal pathogen(s) in the individual patients.