通过第二代测序比较有症状和无症状根尖周炎相关的牙髓微生物组

A Comparison of Endodontic Microbiomes Associated With Symptomatic and Asymptomatic Apical Periodontitis by Next-Generation Sequencing

作者信息David Donnermeyer, Edgar Schäfer, Daniel Hagenfeld, Benjamin Ehmke, Karola Prior, Dag Harmsen, Madgalena Ibing, Sebastian Bürklein, Thomas Gerhard Wolf, Johannes Matern
PMID41822979
发布时间2026-08
DOI10.1111/iej.70140

实验完整度

横断面临床研究,包括样本采集、DNA提取、16S rRNA测序和多种统计分析方法,但无功能或机制验证。

主要模型

临床牙齿样本 根管微生物样本

重点核对

样本量:60颗牙齿(SAP n=30,AAP n=30) 诊断标准:临床和影像学(PAI≥3) 测序平台:Illumina MiSeq,V4区域 差异丰度分析方法:DESeq2、LinDA、ANCOM-BC2

摘要

目的:这项横断面研究旨在比较从有症状或无症状根尖周炎相关的牙齿根管中评估的牙髓微生物组,并通过16S rDNA基因测序进行分析。方法:在参与者签署书面知情同意后,本研究纳入了60颗具有临床和影像学症状或无症状根尖周炎体征的牙齿(n=30)。在橡皮障隔离、消毒和开髓后,在电子根管长度控制下使用C-Pilot锉和K锉预备滑行通道。使用无菌锉(大小20/0.06)以单长度技术从总共120个根管(有症状根尖周炎,SAP:n=62;无症状根尖周炎,AAP:n=58)收集微生物样本。每颗牙齿仅纳入一个样本进行分析;在多根牙中,选择测序深度最高的样本。DNA提取后,扩增了细菌16S rRNA基因的高变区V4并进行了测序(Illumina MiSeq)。基于扩展的人类口腔微生物组数据库(eHOMD)进行分类。多样性参数的统计分析包括Mann-Whitney U检验和PERMANOVA。使用DESeq2、LinDA和ANCOM-BC2方法进行差异丰度分析评估组成差异。结果:在属或ASV水平上,丰富度和多样性(Shannon多样性指数)未见差异(p>0.05)。根据PERMANOVA,SAP和AAP微生物组在属和ASV水平上均无显著差异(p>0.05)。在丰度较高的属中,Fusobacterium在SAP样本中更为丰富,而Actinomyces在AAP样本中更为丰富。结论:根尖周炎临床症状的表达似乎并非由特定微生物决定,而可能反映了微生物群落相对丰度的变化。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
有症状和无症状根尖周炎的牙髓微生物组是否存在差异?
核心机制
临床症状的表达可能不是由特定微生物决定,而是反映了微生物群落相对丰度的变化。
主要证据
基于60颗牙齿的16S rRNA测序,未发现α和β多样性的显著差异,但差异丰度分析显示Fusobacterium在SAP中更丰富,Actinomyces在AAP中更丰富。
研究意义
研究结果为牙髓微生物组与临床症状的关系提供了新见解,提示症状可能受群落结构变化影响,为未来研究提供了方向。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

样本采集

收集有症状和无症状根尖周炎根管的微生物样本

从60颗牙齿的120个根管中采集微生物样本,每颗牙齿选择一个样本(测序深度最高者)

2

DNA提取和文库制备

提取细菌DNA并制备16S rRNA V4区域测序文库

使用QIAamp DNA Mini Kit提取DNA,通过515F-Y和806R引物扩增V4区域,Nextera XT Index Kit添加接头和索引

3

测序

对16S rRNA V4区域进行高通量测序

在Illumina MiSeq平台上使用MiSeq Reagent Kit v2进行500循环配对末端测序

4

生物信息学分析

处理测序数据并分析微生物组成和差异

使用Cutadapt进行接头修剪,DADA2推断ASV,eHOMD进行物种注释;使用phyloseq和vegan进行多样性分析,使用DESeq2、LinDA和ANCOM-BC2进行差异丰度分析

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
C-Pilot锉VDW--
K锉Dentsply Sirona--
F6 SkyTaperKomet--
Safe-Lock离心管----
Tris缓冲液Sigma-Aldrich--
Endo冷喷Henry Schein--
RayPex 6VDW--
QIAamp DNA Mini KitQIAGEN--
Qubit dsDNA HS检测试剂盒Thermo Fisher--
Qubit 2.0荧光计Thermo Fisher--
Nextera XT Index Kit v2Illumina--
MiSeq Reagent Kit v2Illumina--
MiSeq控制软件v2.6.2.1Illumina--
实时分析软件v1.18.54Illumina--
报告软件v2.6.3Illumina--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
样本采集
纳入标准:临床和影像学诊断的根尖周炎,PAI≥3;排除标准;样本量n=30/组
阅读提示:Methods: 2.1, 2.2
微生物采样
采样方法:无菌锉单长度技术;样本保存条件
阅读提示:Methods: 2.3
测序
测序平台和试剂盒:Illumina MiSeq,MiSeq Reagent Kit v2
阅读提示:Methods: 2.4
生物信息学分析
ASV推断方法:DADA2;分类数据库:eHOMD;过滤标准
阅读提示:Methods: 2.5
统计分析
多样性分析方法:Mann-Whitney U和PERMANOVA;差异丰度方法:DESeq2, LinDA, ANCOM-BC2;多重检验校正
阅读提示:Methods: 2.6