梵晨生物科普馆翻译自：Wu Qiao,Fang Wang et al. Egg yolk immunoglobulin interactions withPorphyromonas gingivalis to impact periodontal inflammation and halitosis
摘要
牙龈卟啉单胞菌是一种病原性革兰氏阴性厌氧菌，定植于牙龈龈下区域。这些细菌可以侵入牙周组织，形成牙菌斑，并产生挥发性硫化合物（VSC）和挥发性有机化合物（VOC）。鸡感染牙龈卟啉单胞菌后在蛋黄中特异性产生的蛋黄免疫球蛋白（IgY）可以控制和预防牙龈卟啉单胞菌引起的口腔疾病。使用Halimeter和GCMS确定体外和体内牙龈卟啉单胞菌令人讨厌的代谢气味的释放。IgY抑制细菌生长，降低VOC和VSC的相对量。口腔健康指数和IL-6和TNF-α的水平也降低。所有治疗组均表现出显着的抗炎作用，这强烈表明针对牙龈卟啉单胞菌的特异性IgY可能是预防和保护牙周炎症和口臭的有效治疗方法。
介绍
大约700种不同的微生物物种会在口腔中引起多种不同的感染和炎症。最常见的微生物口腔疾病是牙周炎症和口臭。这些疾病可能由各种厌氧菌引起，例如变形链球菌、牙龈卟啉单胞菌、中间普氏菌和具核梭杆菌。P. gingivalis是定植于牙龈龈下区域的主要病原体之一。这些细菌会产生有助于牙菌斑、获得性免疫反应和释放难闻气味的化合物，例如蛋白质粘附素、血红素结合蛋白、蛋白酶、挥发性硫化合物（VSC）和挥发性有机化合物（VOC）。免疫反应导致组织破坏和牙槽骨和结缔组织的丧失，最终导致牙周炎症。VSC和VOC会产生令人不快的气味，称为口臭。
已经报道并应用了一些方法来避免由牙龈卟啉单胞菌引起的口腔疾病。它们包括抑制细胞生长和初始细胞粘附，以及使用抗菌剂、多克隆和单克隆抗体降低散发的气味。蜂蜜作为牙周炎治疗中的一种治疗选择，可以作为牙龈卟啉单胞菌的抗菌剂，但在体外研究中并没有抑制生物膜的形成。在慢性牙周炎患者中发现牙龈卟啉单胞菌的频率为35%，临床分离株对甲硝唑和四环素高度敏感。然而，归因于使用甲硝唑和四环素的抗生素耐药性已成为一个日益严重的问题。肠胃外或口腔内施用KAS2-A1特异性多克隆抗体可防止牙龈卟啉单胞菌诱导的骨吸收的发展，并抑制蛋白水解活性、与宿主细胞/蛋白质的结合以及与其他牙周细菌的共聚集。VSC主要由厌氧细菌产生，这些细菌产生大量蛋白酶，许多是胰蛋白酶样的。通过抑制牙龈卟啉单胞菌的生长和中和VSC，可以减少口腔异味。嗜热链球菌是一种益生菌，可抑制牙龈卟啉单胞菌的生长，并减少产生牙龈卟啉单胞菌的VSC排放。然而，嗜热链球菌在不同培养条件下表现出不同的抗菌活性。一个可能的原因可能是牙龈卟啉单胞菌可以抑制嗜热链球菌的抗菌剂的活性或对抗菌剂的耐药性较弱。
最近，鸡蛋黄免疫球蛋白，称为免疫球蛋白Y（IgY），已被证明是鸡受到细菌、病毒或寄生虫攻击后在蛋黄中产生的一种特异性抗体。因此，IgY可以特异性地控制和预防由其相应抗原引起的疾病。这些可能是一种方便且经济的替代抗生素来进行被动免疫的方法。针对铜绿假单胞菌的IgY治疗促进了铜绿假单胞菌肺部感染的快速细菌清除和缓和炎症。它可以作为抗生素的辅助手段，减少早期定植。抗莫氏单杆菌的IgY显着抑制了莫氏链球菌的生长和生物膜形成，并降低了莫氏链球菌感染后小鼠口腔中的细菌水平。针对牙龈卟啉单胞菌的IgY在体外抑制牙龈卟啉单胞菌的牙菌斑形成和血凝活性，这可能有助于开发针对牙龈卟啉单胞菌感染引起的牙周病的被动免疫。
由于大鼠的牙周解剖结构与人类相似，因此常用于牙周病的研究。此外，啮齿动物模型更敏感地反映牙周的状态。因此，在动物模型中，牙周病通常是通过在磨牙周围的牙龈沟中放置细菌菌斑保留结扎线来诱发的。本研究的目的是评估IgY对牙龈卟啉单胞菌生长、体外和体内VSC和VOC的排放、口腔健康指标评分以及IL-6和TNF-α水平的影响。以确定IgY是否可能是预防由牙龈卟啉单胞菌引起的牙周炎症和口臭的有效治疗方法。
讨论
在本研究中，IgY在体外（图2、3和4）和体内（图5和6）条件下对牙龈卟啉单胞菌的细菌生长（图1）和细菌代谢物的产生具有显着的抑制作用，以及对牙周炎症和口臭的发展有中度抑制作用。与非特异性IgY相比，IgY既降低了牙龈卟啉单胞菌的生长速度，又降低了其代谢物的浓度，而牙周炎和口臭的临床症状也得到了抑制（图7）。这些结果表明IgY对由牙龈卟啉单胞菌引起的牙周炎症和口臭具有多重抑制作用。
慢性牙周炎似乎会增加患者患心血管疾病、糖尿病、癌症、慢性呼吸道疾病、不良妊娠结局和可能的类风湿性关节炎的风险。事实上，传统的牙周治疗本身通常不足以治疗破坏性炎症。开发慢性牙周炎的创新辅助治疗策略正成为迫切需要。一些项目已在动物模型中成功测试以抑制牙周炎，包括对抗免疫逃避或抗细胞因子治疗。治疗牙周炎的另一种方法是使用促进主要牙周病原体引起的炎症消退的药剂。
一些实验表明特异性IgY可以促进病原体感染患病的炎症的消退。鱼类组织中特异性抗鳗弧菌IgY给药可减少细菌数量和炎性细胞因子表达，并增强巨噬细胞在体外对鳗弧菌的吞噬活性。在本研究中，针对牙龈卟啉单胞菌的IgY也抑制了大鼠血清中两种炎性细胞因子的表达（图8）。针对大肠杆菌的IgY以剂量依赖性方式抑制病原体的生长并增强大肠杆菌的吞噬作用。在囊性纤维化（CF）环境中，由于针对铜绿假单胞菌的IgY增强了局部宿主反应，进入铜绿假单胞菌可能会被迅速杀死，补偿受损的粘膜免疫并为CF患者提供对感染的直接抵抗力，从而减少铜绿假单胞菌的早期定植并阻止破坏性进展为慢性感染。金黄色葡萄球菌引起的临床和实验性乳腺炎之间的特异性抗金黄色葡萄球菌IgY可以改善牛奶质量，减少牛奶中的细菌数量，而且金黄色葡萄球菌乳腺炎的乳腺炎治愈率高于青霉素。
IgY是治疗病原体感染疾病的潜在替代方案，它可以阻止主要牙周病原体破坏牙龈组织并促进炎症的消退。在体外研究中，从用莫氏梭杆菌免疫的母鸡中获得的IgY抑制了莫氏链球菌的生长和生物膜形成，同时，在体内研究中，它具有降低小鼠口腔细菌水平的能力。针对牙龈卟啉单胞菌122k-血凝素A的IgY是牙龈卟啉单胞菌的毒力因子之一，可用于评估牙龈卟啉单胞菌引起的牙周病的治疗。抗130k血凝素IgY显着抑制了牙龈卟啉单胞菌相关的血凝活性。P. gingivalis能够逃避免疫监视并避免清除，从而促进牙周组织的局部侵袭；而宿主也对细菌攻击产生免疫反应，这有助于杀菌作用，但也可能导致牙周破坏，可能发展成牙周炎和口臭。牙周炎和口臭的治疗基于感染部位的机械清创和药物抗菌治疗。这些治疗对患者来说既昂贵又耗时。在本研究的局限性内，在治疗由这些病原体感染的口腔疾病时，针对口腔病原体的特异性IgY被证明是一种有效的免疫治疗物质，通过与IgY结合使牙龈卟啉单胞菌硬化。
在大多数情况下，口臭来自口腔本身。大约700种微生物共同居住在人类的所有口腔中。一些研究表明，牙周微生物群可能参与口臭的形成，因为它们具有必要的酶，并且可以在体内获得含硫肽和氨基酸。我们还进行了代谢组学评估，以阐明IgY对牙龈卟啉单胞菌的影响的分子基础。在IgY存在下，大量代谢物的浓度发生变化，尤其是VSC和VOC生物降解中的代谢物浓度呈剂量依赖性显着降低。VSC是由牙龈卟啉单胞菌从人工唾液中的含硫氨基酸产生的。一些研究人员发现，口腔内细菌代谢脱皮的上皮细胞和血细胞，导致半胱氨酸和甲硫氨酸产生VSC，从而增加VSC值，同时增加PI和GI的分数。以前的工作表明，舌头清洁可用于减少细菌作为成人口臭的治疗方法。基本上任何可能发生微生物积累和腐败的口腔部位都可能是口腔恶臭的根源。减少口臭的方法包括机械疗法和化学疗法。可以通过破坏舌头和牙齿表面生物膜来机械减少恶臭和口腔内细菌数量，从而减少VSC和其他VOC的产生。另一种方法，减少口腔恶臭可以通过使用活性抗菌化合物来帮助减少细菌负荷，从而减少VSC和VOC的产生。然而，减少是非特异性的，换句话说，所有细菌类型都减少了。从免疫学的角度来看，幽门螺杆菌全细胞裂解物产生的IgY已被报道具有特异性预防幽门螺杆菌感染。结果表明，IgY具有高度特异性，并且对病原体具有显着的有效性。IgY在应用中的优势包括在生产过程中是非侵入性的、价格低廉、动物处理方便以及蛋黄中高IgY浓度的成本效益。
虽然动物及其周围环境无特定病原体，但本研究中牙周病模型是典型的。然而，个体之间的行为差异（例如，运动、饮食、清洁度）和宿主对细菌感染反应的变异性仍可能导致结果的标准偏差增加。由于给药后的饮水和进食，IgY作用的持续时间和口腔环境如pH值和唾液分泌的变化也可能导致IgY的疗效差异。尽管如此，我们在实验操作过程中始终严格控制这些影响，并尽量做到统一。
综上所述，IgY细菌生长受到抑制，VOC和VSC的相对含量在体外和体内均降低。动物实验中口腔健康指标评分和IL-6、TNF-α水平也有所下降。所有治疗组均显示出显著的抗炎作用，表明IgY可能是预防牙周炎症和口臭的有效治疗方法。
梵晨生物科普馆翻译自：Wu Qiao,Fang Wang et al. Egg yolk immunoglobulin interactions withPorphyromonas gingivalis to impact periodontal inflammation and halitosis
