随着生物力学和3D技术的发展，透明矫正器在牙齿矫正治疗中广泛应用，并受到青少年的欢迎。此前研究表明，使用固定矫治器进行正畸治疗存在并发症的风险，其中牙釉质龋白斑（WSLs）是最常见的副作用之一，这是因为口腔卫生状况不佳导致口腔微生态失衡，引起或加重WSLs、牙周病等口腔疾病。虽然透明矫正器取下便利，更有利于口腔清洁和维护牙周健康，然而临床实践中发现使用透明矫正器进行正畸治疗的青少年患WSLs的风险更高。口腔微生物群和代谢物被认为是WSLs的病因和调节因素，但具体影响尚不清楚。
2023年4月，空军军医大学口腔医学院金作林教授、刘倩副教授与团队在Frontiers in Cellular and Infection Microbiology（IF=6.073）上发表题为“Microbiome and metabolome associated with white spot lesions in patients treated with clear aligners”的研究论文，揭示了透明矫正器改变口腔菌群和代谢物水平进而影响口腔疾病风险。对唾液样本进行靶向代谢组学检测和16S测序，本研究筛选到一批WSLs相关代谢物、代谢通路和菌属，进一步Spearman关联分析表明青少年长期使用透明矫正器会破坏口腔微生态的平衡，导致口腔菌群失调，从而增加WSLs风险。（麦特绘谱提供Q200宏代谢组、16S测序及关联分析服务）
口腔菌群分析
纳入55名使用透明矫正器的青少年受试者，包括27名有WSLs，28名无WSLs（对照组）。唾液16S分析显示，分析结果显示，两组样本的优势菌均为厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、梭杆菌门和Candidate division TM7；差异菌为：WSL组有14个类群显著富集，包括放线菌门、罗氏菌属和微球菌科等；对照组中厚壁菌门、鲸杆菌和伯克霍尔德菌等58个类群显著富集。
图1. 菌群LEfSe分析
靶向代谢组学分析
对唾液样本进行宏代谢组学分析，结果显示36个差异代谢物，超过一半是氨基酸。基于单维分析与多维分析的交叉，研究人员选择27个代谢物作为两组的潜在标志物，其中22个在WSL组中显著升高，而乳酸、γ-亚麻酸、2-羟基丁酸、戊酸和葡萄糖显著降低。
图2. 差异代谢物分析
通路富集分析显示，差异代谢物主要涉及氨基酸代谢途径，包括丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢；甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢；氨酰-tRNA生物合成；氮代谢；氰基氨基酸代谢；D -谷氨酰胺和D -谷氨酸代谢。
图3. 通路富集分析
菌群-代谢物关联分析
Spearman相关分析显示，一组氨基酸（甘氨酸、脯氨酸、谷氨酰胺和丝氨酸）与WSL相关菌群（Lachnoanaerobaculum、Rothia和Subdoligranulum）呈正相关。此外，Lachnoanaerobaculum与17个代谢物呈正相关，与乳酸呈负相关；Rothia与9个代谢物呈正相关，与乳酸呈负相关；Subdoligranulum与13个代谢物呈正相关。
图4. 菌群-代谢物关联分析
综上，当青少年长期接受透明矫正器治疗而口腔卫生习惯不佳时，如饮食过程中使用透明矫正器和刷牙不够及时，矫正器会破坏口腔微生态系统的平衡，导致口腔微生物群失调，增加患WSLs的风险。监测口腔细菌标志物并进行干预其定植和代谢或是未来预防和治疗矫正器相关WSLs的有效方式。研究还提醒到，青少年患者需保持口腔卫生，尽可能避免在佩戴矫正器时进食，若佩戴透明矫正器是必要的临床治疗方式，牙医需特别注意预防WSLs，并适时提供防治方案。
参考文献
Microbiome and metabolome associated with white spot lesions in patients treated with clear aligners. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2023.
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