Đa dạng vi khuẩn trong mảng bám dưới nướu ở người

Journal of Bacteriology - Tập 183 Số 12 - Trang 3770-3783 - 2001
Bruce J. Paster1,2, Susan K. Boches1, Jamie L. Galvin1, Rebecca E. Ericson1, C. N. Lau1, V. A. Levanos1, Ashish Sahasrabudhe1, Floyd E. Dewhirst1,2
1Department of Molecular Genetics, The Forsyth Institute,1 and
2Department of Oral Biology, Harvard School of Dental Medicine,2 Boston, Massachusetts

Tóm tắt

Mục đích của nghiên cứu này là xác định sự đa dạng vi khuẩn trong mảng bám dưới nướu ở người bằng cách sử dụng các phương pháp phân tử không dựa vào nuôi cấy như một phần của nỗ lực liên tục để thu được các chuỗi 16S rRNA đầy đủ cho tất cả các loài vi khuẩn miệng ở người có thể nuôi cấy và chưa được nuôi cấy. Mảng bám dưới nướu đã được phân tích từ các đối tượng khỏe mạnh và các đối tượng mắc bệnh viêm nướu mãn tính, viêm nướu ở người trưởng thành, viêm nướu do virus gây suy giảm miễn dịch ở người, và viêm nướu loét hoại tử cấp tính. Các gen DNA ribosomal 16S (rDNA) của vi khuẩn từ DNA tách chiết từ các mẫu mảng bám dưới nướu đã được khuếch đại bằng phương pháp PCR với các mồi toàn phần vi khuẩn hoặc chọn lọc và được nhân bản vào Escherichia coli. Các chuỗi của các đoạn rDNA 16S được nhân bản được sử dụng để xác định danh tính loài hoặc họ hàng gần nhất bằng cách so sánh với các chuỗi của các loài đã biết. Tổng cộng có 2.522 mẫu nhân bản đã được phân tích. Các chuỗi gần như hoàn chỉnh có độ dài khoảng 1.500 nucleotide đã được thu được cho các loài tiềm năng mới. Khoảng 60% các mẫu nhân bản thuộc về 132 loài đã biết, trong đó 70 loài được xác định từ nhiều đối tượng khác nhau. Khoảng 40% các mẫu nhân bản là các loại hình mới. Trong số 215 loại hình mới, 75 loại đã được xác định từ nhiều đối tượng khác nhau. Các tác nhân gây bệnh periodontitis tiềm năng đã biết như Porphyromonas gingivalis, Bacteroides forsythus và Treponema denticola đã được xác định từ nhiều đối tượng, nhưng thường chỉ là một thành phần nhỏ của mảng bám như đã thấy trong các nghiên cứu có thể nuôi cấy. Một số loại hình rơi vào hai ngành vi khuẩn vừa được mô tả liên quan đến các môi trường tự nhiên cực kỳ, trong đó không có loài nào có thể nuôi cấy. Một số loài hoặc loại hình chỉ được tìm thấy ở những đối tượng mắc bệnh, và một vài được tìm thấy chỉ ở những đối tượng khỏe mạnh. Những sinh vật chỉ được xác định từ các vị trí bệnh lý xứng đáng được nghiên cứu thêm như là những tác nhân gây bệnh tiềm năng. Dựa trên dữ liệu chuỗi trong nghiên cứu này, cộng đồng vi sinh vật dưới nướu chiếm ưu thế bao gồm 347 loài hoặc loại hình thuộc 9 ngành vi khuẩn. Dựa trên 347 loài được thấy trong mẫu 2.522 mẫu nhân bản của chúng tôi, chúng tôi ước tính có 68 loài chưa thấy thêm, tổng cộng ước tính có 415 loài trong mảng bám dưới nướu. Khi các sinh vật được tìm thấy trên các bề mặt miệng khác như má, lưỡi và răng được thêm vào con số này, ước tính tốt nhất về tổng đa dạng loài trong khoang miệng là khoảng 500 loài, như đã đề xuất trước đây.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Amman R. Ludwig W. Schleifer K.-H. Phylogenetic identification and in situ detection of individual microbial cells without cultivation.Microbiol. Rev.591995143169

Beck J. Garcia R. Heiss G. Vokonas P. S. Offenbacher S. Periodontal disease and cardiovascular disease.J. Periodontol.67199611231137

Berbari E. F. Cockerill F. R. III Steckelberg J. M. Infective endocarditis due to unusual or fastidious microorganisms.Mayo Clin. Proc.721997532542

Boches S. K. Mitchell P. M. Galvin J. L. Loesche W. J. Kazor C. E. Dewhirst F. E. Paster B. J. Cultivable and uncultivable bacteria on the healthy tongue dorsum.J. Dent. Res.792000396

Boneh S. Boneh A. Caron R. J. Estimating the prediction function and the number of unseen species in sampling with replacement.J. Am. Statist. Assoc.931998372379

10.1128/iai.62.5.1889-1895.1994

Christl S. U. Eisner H. D. Dusel G. Kasper H. Scheppach W. Antagonistic effects of sulfide and butyrate on proliferation of colonic mucosa: a potential role for these agents in the pathogenesis of ulcerative colitis.Dig. Dis. Sci.41199624772481

Coleman B. E. Tzellas N. Paster B. J. Dewhirst F. E. Identification of 16S rRNA clones from a subject with ANUG as Atopobium species.J. Dent. Res.751996207

Dewhirst F. E. Tamer M. A. Ericson R. E. Lau C. N. Levanos V. A. Boches S. K. Galvin J. L. Paster B. J. The diversity of periodontal spirochetes by 16S rRNA analysis.Oral Microbiol. Immunol.152000196202

Dodman T. Robson J. Pincus D. Kingella kingae infections in children.J. Paediatr. Child Health3620008790

10.1128/jcm.34.3.537-542.1996

Efron B. Thisted R. Estimating the number of unseen species. How many words did Shakespeare know? Biometrika 63 1976 435 447

10.2307/1411

Fox G. E. Wisotzkey J. D. Jurtshuk P. Jr. How close is close: 16S rRNA sequence identity may not be sufficient to guarantee species identity.Int. J. Syst. Bacteriol.421992166170

Goldstein E. J. Citron D. M. Finegold S. M. Role of anaerobic bacteria in bite-wound infections.Rev. Infect. Dis.61984S177S183

Gorby G. L. Peacock J. E. Jr. Erysipelothrix rhusiopathiae endocarditis: microbiologic, epidemiologic, and clinical features of an occupational disease.Rev. Infect. Dis.101988317325

10.1128/JCM.37.5.1469-1473.1999

Hugenholtz P. Pace N. R. Identifying microbial diversity in the natural environment: a molecular phylogenetic approach.Trends Biotechnol.141996190197

10.1128/JB.180.2.366-376.1998

Jukes T. H. Cantor C. R. Evolution of protein molecules Mammalian protein metabolism Munro H. N. 3 1969 21 132 Academic Press, Inc. New York, N.Y

Kroes I. Lepp P. W. Relman D. A. Bacterial diversity within the human subgingival crevice.Proc. Natl. Acad. Sci. USA9619991454714552

Lau C. N. Paster B. J. Levanos V. Ericson R. L. Dewhirst F. E. Cultivable and uncultivable predominant bacterial species in refractory periodontitis.J. Dent. Res.771998139

Leng Z. Kenny G. E. Roberts M. C. Evaluation of the detection limits of PCR for identification of Mycoplasma pneumoniae in clinical samples.Mol. Cell. Probes81994125130

Levanos V. A. Galvin J. L. Boches S. K. Dewhirst F. E. Paster B. J. Predominant cultivable and uncultivable bacterial species in adult periodontitis.J. Dent. Res.792000234

Levin I. M. Lau C. N. Socransky S. S. Haffajee A. D. Martin L. Galvin J. L. Boches S. K. Paster B. J. Dewhirst F. E. Cultivable and uncultivable species on or in gingival epithelial cells.J. Dent. Res.781999453

Liesack W. Weyland H. Stackebrandt E. Potential risk of gene amplification by PCR as determined by 16S rDNA analysis of a mixed-culture of strict barophilic bacteria.Microbiol. Ecol.211991191198

Ludwig W. Wallner G. Tesch A. Klink F. A novel eubacterial phylum: comparative nucleotide sequence analysis of a tuf-gene of Flexistipes sinusarabici.FEMS Microbiol. Lett.621991139143

Maidak B. L. Cole J. R. Lilburn T. G. Parker C. T. Jr. Saxman P. R. Stredwick J. M. Garrity G. M. Li B. Olsen G. J. Pramanik S. Schmidt T. M. Tiedje J. M. The RDP (Ribosomal Database Project) continues.Nucleic Acids Res.282000173174

10.1128/CDLI.7.1.25-30.2000

McSweeny C. S. Allison M. J. Mackie R. I. Amino acid utilization by the ruminal bacterium Synergistes jonesii strain 78–1.Arch. Microbiol.1591993131135

Moore L. V. Moore W. E. C. Oribaculum catoniae gen. nov., sp. nov.; Catonella morbi gen. nov., sp. nov.; Hallella seregens gen. nov., sp. nov.; Johnsonella ignava gen. nov., sp. nov.; and Dialister pneumosintes gen. nov., comb. nov., nom. rev., anaerobic gram-negative bacilli from the human gingival crevice.Int. J. Syst. Bacteriol.441994187192

Moore W. E. C. Moore L. V. H The bacteria of periodontal diseases.Periodontol. 2000519946677

Offenbacher S. Jared H. L. O'Reilly P. G. Wells S. R. Salvi G. E. Lawrence H. P. Socransky S. S. Beck J. D. Potential pathogenic mechanisms of periodontitis associated pregnancy complications.Ann. Periodontol.31998233250

Pace N. R. Stahl D. A. Lane D. J. Olsen G. J. The analysis of natural microbial populations by ribosomal RNA sequences.Adv. Microb. Ecol.91986155

Paster B. J. Bartoszyk I. M. Dewhirst F. E. Identification of oral streptococci using PCR-based, reverse-capture, checkerboard hybridization.Methods Cell Sci.201998223231

Paster B. J. Dewhirst F. E. Phylogeny of campylobacters, wolinellas, Bacteroides gracilis, and Bacteroides ureolyticus by 16S rRNA sequencing.Int. J. Syst. Bacteriol.3819885662

10.1128/jb.173.19.6101-6109.1991

Rheims H. Rainey F. A. Stackebrandt E. A molecular approach to search for diversity among bacteria in the environment.J. Ind. Microbiol.171996159169

Russell M. K. Alpagot T. Boches S. K. Galvin J. L. Dewhirst F. E. Paster B. J. Bacterial species and phylotypes in necrotizing ulcerative periodontitis.J. Dent. Res.802001167

Saitou N. Nei M. The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees.Mol. Biol. Evol.41987406425

Sakamoto M. Umeda M. Ishikawa I. Benno Y. Comparison of the oral bacterial flora in saliva from a healthy subject and two periodontitis patients by sequence analysis of 16S rDNA libraries.Microbiol. Immunol.442000643652

Scannapieco F. A. Role of oral bacteria in respiratory infection.J. Periodontol.701999793802

10.1111/j.1600-0757.1994.tb00016.x

Socransky S. S. Haffajee A. D. Cugini M. A. Smith C. Kent R. L. Jr. Microbial complexes in subgingival plaque.J. Clin. Periodontol.251998134144

Spratt D. A. Weightman A. J. Wade W. G. Diversity of oral asaccharolytic Eubacterium species in periodontitis: identification of novel phylotypes representing uncultivated taxa.Oral Microbiol. Immunol.1419995659

10.1099/00207713-44-4-846

Van de Peer Y. De Wachter R. TREECON for Windows: a software package for the construction and drawing of evolutionary trees for the Microsoft Windows environment.Comput. Appl. Biosci.101994569570

van der Hoeven J. S. van den Kieboom C. W. Schaeken M. J. Sulfate-reducing bacteria in the periodontal pocket.Oral Microbiol. Immunol.101995288290

van Winkelhoff A. J. van Steenbergen T. J. de Graaff J. Porphyromonas (Bacteroides) endodontalis: its role in endodontal infections.J. Endod.181992431434

Wade W. G. Spratt D. A. Dymock D. Weightman A. J. Molecular detection of novel anaerobic species in dentoalveolar abscesses.Clin. Infect. Dis.251997S235S236

Westh H. Christensen J. J. Blom J. Frederiksen W. Fatal septicaemia with Selenomonas sputigena and Acinetobacter calcoaceticus. A case report.APMIS9919917577

Wilson M. J. Weightman A. J. Wade W. G. Applications of molecular ecology in the characterisation of uncultured microorganisms associated with human disease.Rev. Med. Microbiol.8199791101

Wu T. Trevisan M. Genco R. J. Dorn J. P. Falkner K. L. Sempos C. T. Periodontal disease and risk of cerebrovascular disease: the first national health and nutrition examination survey and its follow-up study.Arch. Intern. Med.160200027492755

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Bacteriology

Tập 183 Số 12

3770-3783

Thông tin tác giả