不同的微生物群和功能通路特征决定了再生牙髓治疗的成功与失败

Distinct Microbiota and Functional Pathway Profiles Define Success and Failure in Regenerative Endodontic Treatment

作者信息Leimarembi Devi Naorem, Alina Wikström, Peter Quach, Lokeshwaran Manoharan, Ronald Ordinola-Zapata, Olena Rakhimova, Malin Brundin, Nelly Romani Vestman
PMID42334102
发布时间2026-10
DOI10.1111/iej.70205

实验完整度

观察性队列,196样本16S测序,有差异丰度、ROC和功能预测,但无独立功能或机制验证。

主要模型

外伤性未成熟恒切牙牙髓坏死患者(61例) 根管微生物样本(T2、T3、T5) 牙表面微生物样本(T1、T4)

重点核对

治疗结局评估:临床和影像学标准,随访48–57个月 样本时间点:T1(初次访视牙表面)、T2(清创前根管)、T3(清创后根管)、T4(二次访视牙表面)、T5(氢氧化钙封药后根管) 16S rRNA V3–V4区测序,Illumina MiSeq平台,QIIME2和DADA2处理 差异丰度分析:ANCOM-BC2、MaAsLin2和LEfSe,T2和T5样本 功能预测:PICRUSt2,映射MetaCyc通路

摘要

目的:表征根管内微生物群,并识别与再生牙髓治疗(RET)结局相关的关键微生物分类群和功能通路。方法:在这项观察性队列研究中,从外牙表面(T1、T4)和根管(T2、T3、T5)的五个时间点收集了196个样本。扩增16S rRNA基因的V3–V4高变区,并在Illumina MiSeq平台上测序。使用QIIME2和DADA2对序列数据进行预处理,生成扩增子序列变体(ASVs),并针对eHOMD数据库进行分类。使用R统计软件进行微生物多样性、差异丰度和受试者工作特征(ROC)分析。使用PICRUSt2预测功能谱。结果:RET诱导了根管微生物群的动态变化,最初占优势的菌门包括放线菌门、芽孢杆菌门、拟杆菌门、梭杆菌门和假单胞菌门。治疗失败的病例始终显示出比成功病例更高的梭杆菌门相对丰度。α多样性在不同时间点有所变化,仅在T3观察到结局特异性差异;β多样性随时间点显著不同,但未随治疗结局不同。T5时的差异丰度分析显示,成功病例中Rothia dentocariosa和Leptothrix sp.富集,而失败病例中Fusobacterium polymorphum、Streptococcus sanguinis、Campylobacter showae、Lachnoanaerobaculum sp.和Selenomonas sp.富集。这些分类群表现出中等的诊断潜力,曲线下面积(AUC)值为0.70–0.82。持久性分析显示,F. polymorphum、C. showae和Selenomonas sp.在失败病例中跨治疗时间点表现出更大的持久性。预测的功能谱表明成功和失败治疗组之间具有不同的代谢潜力。结论:RET改变了根管内微生物群,在根管内封药后识别出的分类群表现出作为治疗结局生物标志物的中等预测潜力,从而有助于早期预后并为RET策略提供信息。

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
表征再生牙髓治疗(RET)中的根管内微生物群,并识别与治疗结局相关的关键微生物分类群和功能通路。
核心机制
RET诱导根管微生物群动态变化;特定微生物分类群的差异丰度和持久性,以及预测的代谢通路差异,与治疗成功或失败相关。
主要证据
基于196个样本的16S rRNA测序,差异丰度分析(ANCOM-BC2、MaAsLin2、LEfSe)识别出与结局相关的菌种,ROC分析显示中等预测潜力(AUC 0.70–0.82),持久性分析显示失败病例中F. polymorphum、C. showae和Selenomonas sp.持久性更高。
研究意义
根管内封药后微生物群特征可能作为治疗结局的预测生物标志物,有助于早期预后和指导RET策略。

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

样本采集与临床程序

获取不同治疗时间点的微生物样本以分析微生物群动态。

从61例患者收集196个样本:T1和T4为牙表面污染控制样本,T2、T3、T5为根管样本。进行根管消毒和封药。

2

DNA提取与16S rRNA测序

获取微生物群落的分类和丰度信息。

使用GenElute Bacterial Genomic DNA Kit提取DNA,扩增16S rRNA V3–V4区,在Illumina MiSeq平台测序。

3

数据分析与微生物群特征

分析微生物多样性、差异丰度、持久性和功能预测。

使用QIIME2和DADA2处理序列,分类 against eHOMD。进行α/β多样性分析、差异丰度分析(ANCOM-BC2、MaAsLin2、LEfSe)、ROC分析、持久性分析和PICRUSt2功能预测。

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
GenElute细菌基因组DNA提取试剂盒Sigma AldrichNA2120
溶菌酶MerckL6876-5G
变溶菌素MerckM9901-10KU
NanoDrop仪器Thermo Fisher Scientific01-058112
Illumina MiSeq平台Illumina--
Quick-16S NGS文库制备试剂盒----
氢氧化钙----
矿物三氧化物凝聚体(白色MTA Pro Root)Dentsply, Maillefer--
BiodentineSeptodont--
生物陶瓷根修复可压缩膏(EndoSequence BC RRM)Brasseler--

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
时间点定义:T1(初次访视牙表面)、T2(清创前根管)、T3(清创后根管)、T4(二次访视牙表面)、T5(氢氧化钙封药后根管);样本量:T1 n=53,T2 n=56,T3 n=29,T4 n=29,T5 n=29。
阅读提示:Methods 2.2 Study Population and Sample Collection; Figure 1
临床程序
消毒剂浓度和时间:0.5%次氯酸钠,15.3% EDTA;封药时间约4周;氢氧化钙作为根管内封药。
阅读提示:Methods 2.4 Clinical and Microbiological Procedures
测序
16S rRNA V3–V4区扩增,引物341F和806R,Illumina MiSeq平台,v3试剂盒,10% PhiX。
阅读提示:Methods 2.7 Amplicon Generation and Library Preparation for Sequencing
数据分析
QIIME2和DADA2处理,分类 against eHOMD v16.01;差异丰度分析使用ANCOM-BC2、MaAsLin2、LEfSe;ROC分析使用pROC。
阅读提示:Methods 2.8–2.12
结局评估
成功和失败定义基于临床和影像学标准,随访48–57个月。
阅读提示:Methods 2.5 Outcome Assessment