口腔内の多様な微生物は、多くの口腔および全身疾患と関連している。
口腔内細菌叢の多様性は、人体の全身的変化の結果として起こる口腔内環境の変動によって変化する。
妊娠は、ホルモン、代謝、および免疫学的な変化が起こる。
妊娠中のプロゲステロンやエストロゲンなどの性ホルモンレベルの劇的な上昇と免疫反応の変化は、ヒトの口腔マイクロバイオームに大きな影響を与える可能性がる。
口腔内細菌叢と口腔内生態系の変化は、妊婦が「歯肉疾患」を発症したり、歯肉の炎症が増悪したりするリスクを高くする素因になると考えられる。
妊娠関連歯肉炎は、有病率が３５％～と妊娠中に最もよく見られる口腔症状であると報告されている。
歯肉炎は有害な転帰を発症する潜在的な危険因子とも考えられている。最近のシークエンスに基づく研究により、胎盤で検出された微生物分類は尿生殖器由来の微生物ではなく、口腔マイクロバイオームの常在種に類似していることが示されている。
したがって、口腔マイクロバイオームは妊娠中の母親だけでなく、発育中の胎児の健康状態や疾病状態にも重要な役割を担っていると考えられる。
過去の研究で、ポルフィロモナス・ジンジバリス、 プレボテラインターメディア、トレポネーマ・デンティコラ、タネレラ・フォーサイシア、カンピロバクター・レクタス、プレボテラ・ニグレセンス、トレポネーマ・デンティコラなどの嫌気性菌と妊娠中の歯肉出血の関連が確認されている。
しかし、妊娠中の口腔内細菌叢異常がどのように口腔疾患に影響を与えるかはまだ明らかではない。
リンクの研究は、妊娠の進行および産後の口腔内細菌組成の変動、および妊娠関連歯肉炎との関連について調査したデータ。
妊娠中および産後の口腔内微生物の多様性は安定しているにもかかわらず、マイクロバイオームが妊娠中に病原性シフトを起こし、産後には健康なマイクロバイオームに戻ることが観察された。
ネットワーク解析により、妊娠中のマイクロバイオームの病原性を機構的に説明し、相互作用のハブとなる分類群を予測。これにより、妊娠中の微生物の病原性を調節し、口腔疾患や妊娠の有害事象のリスクを軽減することが期待される。
また、妊娠性歯肉炎の原因菌として歯肉縁下プラークおよび唾液中の新規菌種の可能性が明らかとなった。このキープレイヤー種は、妊娠中の宿主の健康を改善するためのマイクロバイオーム調節戦略をデザインする道を開く可能性を持っているとしている。
Keystone Species in Pregnancy Gingivitis: A Snapshot of Oral Microbiome During Pregnancy and Postpartum Period
・臨床的な関連性が高いにもかかわらず、妊娠中および産褥期の口腔マイクロバイオームに関する高解像度データはほとんどない。そこで、妊娠中の細菌叢の構造と構成を解析し、妊娠性歯肉炎の素因となる群集内の細菌の関連性を特定した。
・患者間の差異が全細菌変動の７６%近くを占め、データセットにおける変動の主要な原因であることが観察された。患者間変動を相殺した後、SGPと唾液サンプルにおける種の豊富さと多様性は妊娠の経過中に比較的安定していることが観察された。
また、患者のマイクロバイオームの違いはトリメスターに依存せず、患者自身の先天的特性であることが示された。
これらの知見は、口腔内細菌叢の時間的・空間的変動は妊娠期間中安定する傾向があることを示した先行研究と一致した。
・SGPおよび唾液でプレボテラ属、ストレプトコッカス属、ベイロネラ属の病原性細菌の存在量が妊娠中に多くなることが観察された。
病原性細菌の相対的な存在量の増加はプレボテラ属、ポルフィロモナス・ジンジバリスおよびフソバクテリウム・ヌクレアタムが妊娠中に高い存在量を示した。
プレボテラインターメディア、プレボテーラ・メラニノジェニカ、ポルフィロモナス・ジンジバリス種は妊娠性歯肉炎との関連が報告されている。
・妊娠中の口腔内細菌叢は安定しているにもかかわらず、妊娠中は病原性細菌叢が優勢で、産後には健全な細細菌叢を再確立しようとする変化が観察されたのは興味深い。
妊娠期から産後にかけては、病原性細菌種の存在量が有意に減少していることが観察された。
産後の病原性細菌種の存在レベルの減少は、ロートロピア・ミラビリス、ロチアアエリアなどの健康なマイクロバイオームの同時再増殖を伴う。
これまでの研究で、これらの種は健常者において優勢であることが報告されている。
・妊娠に関連した病原性マイクロバイオームへの移行と産後の健康への回復は、ホルモンおよび免疫学的要因の影響下で行われている可能性があり、複雑な宿主-細菌相互作用の結果であると考えられる。
妊娠によって引き起こされる口腔内の摂動は、種間相互作用によって維持されている生態系バランスを崩し、病原性細菌種の過剰繁殖を誘発して健康なマイクロバイオームを抑制する可能性がある。
・ネットワーク解析の結果、妊娠期のネットワークには８つのクラスターが存在し、このモジュールにはファィリファクターファロシスという特別な強度を持つ種をを中心とした病原性種が含まれていることが観察された。
潜在的な病原体群が異なるハブに集積していることは、これらの病原体が相互に協力して微生物群集の不均一性を作り出すことを示唆している。このことは、病原性が進行し、健康を害するような環境を作り出すことにつながるかもしれない。
・これまでの研究で、妊娠していない健康な集団ではアクチノマイセス属、ベルゲイエラ属、キンゲラ・オラリス、ロートロピア・ミラビリス、ロチア・アエリア、ストレプトコッカス属による細菌が最も多いことが報告されている。
・妊娠関連歯肉炎は、病原性細菌種の優占が原因の可能性がある。妊娠関連歯肉炎は妊娠の経過に伴い徐々に進行し、分娩後には明らかに消失する。
妊娠性歯肉炎と有意に関連する菌種は、SGPから３１種、唾液から２７種が同定された。
プレボテラインターメディア、ポルフィロモナス・ジンジバリス、カンピロバクターレクタスなどが高い存在感を示した。
このうちプレボテラインターメディア種は妊娠性歯肉炎に最も多く存在し、その増殖は女性ホルモンがフマル酸還元酵素系に直接作用することにより促進されることが明らかになった。
・「疾病において病原体は豊富に存在する」という一般的な理解に反して、今回のマイクロバイオームデータは歯肉出血に関連する種の大部分が低存在で、新規の低濃度種が妊娠性歯肉炎のキープレイヤーである可能性を明らかにした。しかし、これらの菌はまだ培養されていないため、感染症における役割は不明なままである。
・歯肉疾患は疾患の進行に病原体の相乗的な寄与を必要とする多菌症であることから、単なる病原種の存在ではなく、特定の細菌間の相互作用が疾患の経過を決定していると理解することができる。
・アルゴリズムを用いた妊娠性歯肉炎に関連する種のランキングは、キーストーン種の同定に役立った。
同定された２０のkeystone種のうち、０.５%以上の存在度で存在したのはポルフィロモナスエンドドンターリスとFretibacterium sp.OT ３６１のみであった。この結果は、低存在量の細菌種が口腔内マイクロバイオームを調節し、疾患プロセスを指揮する役割を示唆する「keystone bacteria hypothesis」と一致する。
低存在量の菌種は、プレボテラインターメディアやポルフィロモナス・ジンジバリスなど、これまで知られていた妊娠関連歯肉炎の担い手よりも順位が高く、妊娠性歯肉炎においてその存在がより生物学的に重要である。
従来の認識とは異なり、この研究では妊娠性歯肉炎において、低濃度の「キーストーン」SGPと唾液腺種が関与する相乗的ネットワークの重要性を明らかにした。
このキーストーン種は、妊娠中の宿主の健康を改善するためのマイクロバイオーム戦略を設計するための道を開く可能性を秘めている。