蛋黃免疫球蛋白IgY與牙齦卟啉單胞菌相互作用影響牙周炎症和口臭

瑞琳他抗科普館翻譯自：

Wu Qiao， Fang Wang et al。 Egg yolk immunoglobulin interactions with Porphyromonas gingivalis to impact periodontal inflammation and halitosis

牙齦卟啉單胞菌是一種病原性革蘭氏陰性厭氧菌，定植於牙齦齦下區域。這些細菌可以侵入牙周組織，形成牙菌斑，併產生揮發性硫化合物（VSC）和揮發性有機化合物（VOC）。雞感染牙齦卟啉單胞菌後在蛋黃中特異性產生的蛋黃免疫球蛋白（IgY）可以控制和預防牙齦卟啉單胞菌引起的口腔疾病。使用Halimeter和GCMS確定體外和體內牙齦卟啉單胞菌令人討厭的代謝氣味的釋放。IgY抑制細菌生長，降低VOC和VSC的相對量。口腔健康指數和IL-6和TNF-α的水平也降低。所有治療組均表現出顯著的抗炎作用，這強烈表明針對牙齦卟啉單胞菌的特異性IgY可能是預防和保護牙周炎症和口臭的有效治療方法。

大約700種不同的微生物物種會在口腔中引起多種不同的感染和炎症。最常見的微生物口腔疾病是牙周炎症和口臭。這些疾病可能由各種厭氧菌引起，例如變形鏈球菌、牙齦卟啉單胞菌、中間普氏菌和具核梭桿菌。P。 gingivalis是定植於牙齦齦下區域的主要病原體之一。這些細菌會產生有助於牙菌斑、獲得性免疫反應和釋放難聞氣味的化合物，例如蛋白質粘附素、血紅素結合蛋白、蛋白酶、揮發性硫化合物（VSC）和揮發性有機化合物（VOC）。免疫反應導致組織破壞和牙槽骨和結締組織的喪失，最終導致牙周炎症。VSC和VOC會產生令人不快的氣味，稱為口臭。

已經報道並應用了一些方法來避免由牙齦卟啉單胞菌引起的口腔疾病。它們包括抑制細胞生長和初始細胞粘附，以及使用抗菌劑、多克隆和單克隆抗體降低散發的氣味。蜂蜜作為牙周炎治療中的一種治療選擇，可以作為牙齦卟啉單胞菌的抗菌劑，但在體外研究中並沒有抑制生物膜的形成。在慢性牙周炎患者中發現牙齦卟啉單胞菌的頻率為35%，臨床分離株對甲硝唑和四環素高度敏感。然而，歸因於使用甲硝唑和四環素的抗生素耐藥性已成為一個日益嚴重的問題。

腸胃外或口腔內施用KAS2-A1特異性多克隆抗體可防止牙齦卟啉單胞菌誘導的骨吸收的發展，並抑制蛋白水解活性、與宿主細胞/蛋白質的結合以及與其他牙周細菌的共聚集。VSC主要由厭氧細菌產生，這些細菌產生大量蛋白酶，許多是胰蛋白酶樣的。透過抑制牙齦卟啉單胞菌的生長和中和VSC，可以減少口腔異味。嗜熱鏈球菌是一種益生菌，可抑制牙齦卟啉單胞菌的生長，並減少產生牙齦卟啉單胞菌的VSC排放。然而，嗜熱鏈球菌在不同培養條件下表現出不同的抗菌活性。一個可能的原因可能是牙齦卟啉單胞菌可以抑制嗜熱鏈球菌的抗菌劑的活性或對抗菌劑的耐藥性較弱。

最近，雞蛋黃免疫球蛋白，稱為免疫球蛋白Y（IgY），已被證明是雞受到細菌、病毒或寄生蟲攻擊後在蛋黃中產生的一種特異性抗體。因此，IgY可以特異性地控制和預防由其相應抗原引起的疾病。這些可能是一種方便且經濟的替代抗生素來進行被動免疫的方法。針對銅綠假單胞菌的IgY治療促進了銅綠假單胞菌肺部感染的快速細菌清除和緩和炎症。它可以作為抗生素的輔助手段，減少早期定植。抗莫氏單桿菌的IgY顯著抑制了莫氏鏈球菌的生長和生物膜形成，並降低了莫氏鏈球菌感染後小鼠口腔中的細菌水平。針對牙齦卟啉單胞菌的IgY在體外抑制牙齦卟啉單胞菌的牙菌斑形成和血凝活性，這可能有助於開發針對牙齦卟啉單胞菌感染引起的牙周病的被動免疫。

由於大鼠的牙周解剖結構與人類相似，因此常用於牙周病的研究。此外，齧齒動物模型更敏感地反映牙周的狀態。因此，在動物模型中，牙周病通常是透過在磨牙周圍的牙齦溝中放置細菌菌斑保留結紮線來誘發的。本研究的目的是評估IgY對牙齦卟啉單胞菌生長、體外和體內VSC和VOC的排放、口腔健康指標評分以及IL-6和TNF-α水平的影響。以確定IgY是否可能是預防由牙齦卟啉單胞菌引起的牙周炎症和口臭的有效治療方法。

慢性牙周炎似乎會增加患者患心血管疾病、糖尿病、癌症、慢性呼吸道疾病、不良妊娠結局和可能的類風溼性關節炎的風險。事實上，傳統的牙周治療本身通常不足以治療破壞性炎症。開發慢性牙周炎的創新輔助治療策略正成為迫切需要。一些專案已在動物模型中成功測試以抑制牙周炎，包括對抗免疫逃避或抗細胞因子治療。治療牙周炎的另一種方法是使用促進主要牙周病原體引起的炎症消退的藥劑。

IgY是治療病原體感染疾病的潛在替代方案，它可以阻止主要牙周病原體破壞牙齦組織並促進炎症的消退。在體外研究中，從用莫氏梭桿菌免疫的母雞中獲得的IgY抑制了莫氏鏈球菌的生長和生物膜形成，同時，在體內研究中，它具有降低小鼠口腔細菌水平的能力。針對牙齦卟啉單胞菌122k-血凝素A的IgY是牙齦卟啉單胞菌的毒力因子之一，可用於評估牙齦卟啉單胞菌引起的牙周病的治療。抗130k血凝素IgY顯著抑制了牙齦卟啉單胞菌相關的血凝活性。

P。 gingivalis能夠逃避免疫監視並避免清除，從而促進牙周組織的區域性侵襲；而宿主也對細菌攻擊產生免疫反應，這有助於殺菌作用，但也可能導致牙周破壞，可能發展成牙周炎和口臭。牙周炎和口臭的治療基於感染部位的機械清創和藥物抗菌治療。這些治療對患者來說既昂貴又耗時。在本研究的侷限性內，在治療由這些病原體感染的口腔疾病時，針對口腔病原體的特異性IgY被證明是一種有效的免疫治療物質，透過與IgY結合使牙齦卟啉單胞菌硬化。

在大多數情況下，口臭來自口腔本身。大約700種微生物共同居住在人類的所有口腔中。一些研究表明，牙周微生物群可能參與口臭的形成，因為它們具有必要的酶，並且可以在體內獲得含硫肽和氨基酸。我們還進行了代謝組學評估，以闡明IgY對牙齦卟啉單胞菌的影響的分子基礎。在IgY存在下，大量代謝物的濃度發生變化，尤其是VSC和VOC生物降解中的代謝物濃度呈劑量依賴性顯著降低。VSC是由牙齦卟啉單胞菌從人工唾液中的含硫氨基酸產生的。一些研究人員發現，口腔內細菌代謝脫皮的上皮細胞和血細胞，導致半胱氨酸和甲硫氨酸產生VSC，從而增加VSC值，同時增加PI和GI的分數。以前的工作表明，舌頭清潔可用於減少細菌作為成人口臭的治療方法。基本上任何可能發生微生物積累和腐敗的口腔部位都可能是口腔惡臭的根源。

減少口臭的方法包括機械療法和化學療法。可以透過破壞舌頭和牙齒表面生物膜來機械減少惡臭和口腔內細菌數量，從而減少VSC和其他VOC的產生。另一種方法，減少口腔惡臭可以透過使用活性抗菌化合物來幫助減少細菌負荷，從而減少VSC和VOC的產生。然而，減少是非特異性的，換句話說，所有細菌型別都減少了。從免疫學的角度來看，幽門螺桿菌全細胞裂解物產生的IgY已被報道具有特異性預防幽門螺桿菌感染。結果表明，IgY具有高度特異性，並且對病原體具有顯著的有效性。IgY在應用中的優勢包括在生產過程中是非侵入性的、價格低廉、動物處理方便以及蛋黃中高IgY濃度的成本效益。

雖然動物及其周圍環境無特定病原體，但本研究中牙周病模型是典型的。然而，個體之間的行為差異（例如，運動、飲食、清潔度）和宿主對細菌感染反應的變異性仍可能導致結果的標準偏差增加。由於給藥後的飲水和進食，IgY作用的持續時間和口腔環境如pH值和唾液分泌的變化也可能導致IgY的療效差異。儘管如此，我們在實驗操作過程中始終嚴格控制這些影響，並儘量做到統一。

綜上所述，IgY細菌生長受到抑制，VOC和VSC的相對含量在體外和體內均降低。動物實驗中口腔健康指標評分和IL-6、TNF-α水平也有所下降。所有治療組均顯示出顯著的抗炎作用，表明IgY可能是預防牙周炎症和口臭的有效治療方法。