口腔微生物叢は人体で２番目に複雑な微生物叢で７００種以上の細菌から構成されており、口腔微生物叢の組成異常は口腔疾患の発症に関連している。
プロバイオティクスは生きた微生物で、適切な量を投与することで宿主に健康上の利益をもたらすことが近年様々な研究から明らかになっている。その具体的な作用機序はまだ解明されていないが、プロバイオティクスは免疫系の間接的な増強と同時に、微生物叢組成を改善することで口腔微生物叢に影響を及ぼすと考えられている。
過去の研究では、プロバイオティクスは虫歯予防の補助となる可能性も示唆されている。
遊離糖は虫歯発症の最も重要な食事性危険因子で、用量反応関係がある。横断的データによると遊離糖摂取量が多い人の口腔微生物叢は遊離糖の摂取量が少ない人に比べて多様性に乏しく、酸性および好酸性細菌種を多く保有していることがわかっている。
遊離糖摂取は口腔生態系に対する外部からの負荷として口腔微生物叢の構成に影響を与え、虫歯への移行を促進する。
最近では、遊離糖の多量摂取は唾液中の炎症レベルの上昇と関連することが示唆されている。
最近の研究では、Lacticaseibacillus rhamnosus PB01 DSM14870とLactilactobacillus curvatus EB10 DSM32307を等量混合したプロバイオティクス・ロゼンジを１日２回、１４日間摂取し、５％キシリトール溶液ですすぐと唾液微生物叢に有意な変化が生じることがわかっている。プロバイオティクスとキシリトールを併用した場合、唾液微生物叢に保護作用が生じる可能性があるのだ。
しかし、プロバイオティクスサプリメントが一過性の砂糖ストレスに唾液細菌叢を保護する効果があるかどうか、また、これが臨床的変化につながるかどうかは検証されていない。
リンクの研究は、L. rhamnosus PB01 DSM14870とL. curvatus EB10 DSM32307を等量混合したプロバイオティクス・ロゼンジとキシリトールを摂取することで、１４日間の砂糖ストレスによって誘発された健常人の全身および口腔内歯肉縁上細菌叢の口腔内ディスバイオシスに対抗できるかどうか、また、糖質ストレス終了後の１４日間に、同じプロバイオティクスサプリメントが口腔内の恒常性回復に役立つかどうかを明らかにすることを目的としたもの。
また、砂糖ストレス中およびストレス後のプロバイオティクスの毎日の補給が、選択されたサイトカインおよびプロテアーゼレベルならびにプラーク指数およびブリーディング・オン・プロビング・パーセンテージ（BOP％）に及ぼす影響を定量化している。
８０名の健常人を対象に、プロバイオティクス（n=４０）またはプラセボ（n=４０）のトローチを２８日間摂取させ、試験開始後１４日間は１０％ショ糖溶液で６～８回洗浄した。
ベースライン時、１４日目、２８日目に唾液と歯肉上サンプルを採取。唾液サンプルは炎症性サイトカイン、アルブミン、唾液酵素活性レベルを解析。
歯肉縁上細菌叢はHuman Oral Microbiome Databaseに従った。
結果
糖負荷１４日後、Porphyromonas属菌の相対存在量はプラセボ群と比較してプロバイオティクス群で有意に高く、２８日目も有意に高いままだった。
２８日目では、Kingella属の相対量がプロバイオティクス群で有意に高かった。
Streptococcus gordiniiとNeisseria elongataは２８日目にプロバイオティクス群と関連していたが、Streptococcus sobrinusは１４日目と２８日目にプラセボ群と関連していた。
２８日目の唾液アルブミン値はプロバイオティクス群で有意に低かった。
この結果は、プロバイオティクス摂取が短期的な糖質ストレス時に歯肉縁上細菌叢を安定化させる可能性を示している。
プロバイオティクス摂取は細菌の多様性を安定させ、変動に対する部分的な耐性を誘導し、歯肉縁上細菌叢の回復力を増強した。
・プロバイオティクスは、糖が介在する歯肉縁上細菌叢の多様性喪失を部分的に抑制することが観察された。その結果、プロバイオティクスサプリメントが糖ストレス後の回復期における歯肉縁上微生物叢の回復力を増強するという仮説が確認された。
・最近のレビューでは、食事性糖質摂取量が多い人は食事性糖質摂取量の少ない人と比較して、歯肉縁上プラークと唾液の両方で細菌多様性が低いことが報告されていることは重要である。
この知見と一致するように、虫歯病巣の歯肉縁上細菌叢は健康な歯の表面の細菌叢よりも多様性が低く、口腔内が健康な人の唾液細菌叢は虫歯の人の唾液細菌叢よりも高い多様性を示すことが研究で示されている。微生物叢の多様性喪失が虫歯の中心的な微生物学的事象であることが十分に立証されている。
・今回試験されたプロバイオティクスサプリメントは、糖質による多様性喪失を部分的に防ぐことができたことから、糖質を頻繁に摂取する人における虫歯予防の臨床的補助となる可能性がある。
・糖ストレス中のプロバイオティクス摂取は、歯肉縁上微生物叢の変動を部分的に防御し、一過性糖ストレス後の解消期における微生物叢のベースライン状態への回復を支持した。糖ストレス１４日後にプロバイオティクス群で観察された連鎖球菌種の減少は、プラセボ群で観察された減少の５０％に過ぎなかった。さらに、ベースラインから糖負荷中止１４日後まで、Neisseria菌量はプラセボ群では１１.３％から６.３％に減少したが、プロバイオティクス群では２８日目にNeisseria菌量はベースラインの状態に回復した。溶連菌とNeisseria菌は口腔の健康と関連していることから、この傾向は臨床的に興味深い。
・S. sobrinusは虫歯に関連しており、最も顕著なう蝕原性菌種であるStreptococcus mutansと近縁である。対照的にS. gordoniiの有意な高存在量が糖質負荷１４日後にプロバイオティクス群で記録され、砂糖ストレスなしの１４日後にも再び記録された。
また、N. elongataおよびPorphyromonas pasteriiの有意な高存在量が、糖負荷中止１４日後に認められた。S. gordoniiは口腔の初期コロニー形成者で口腔の健康に関連し、アルギニンをアンモニアに異化してpH値を上昇させる可能性があり、S. mutansによるバイオフィルム形成とバクテリオシン産生を阻害する。
・最近の研究で、虫歯のない人の歯肉縁上プラークサンプルでは虫歯のある人に比べてN. elongataが有意に多いことが観察され、唾液中のP. pasteriiが多いと虫歯になりにくいことがわかっている。一般にプロバイオティクス群に関連する細菌種は虫歯とは関連せず、むしろ口腔の健康と関連していることから、糖質ストレス時にプロバイオティクスを摂取することで、S. sobrinusのようなう蝕原性細菌種の繁殖が制限され、糖ストレス後の解消期には健康に関連する細菌種の再コロニー化が促進されることが示唆された。プロバイオティクスサプリメントは、糖質ストレス中およびストレス後の歯肉縁上微生物叢の回復力を強化する可能性がある。