这项分口对照研究纳入 10 名患者,受试者佩戴定制口内夹板 4 天,以实现生物膜原位生长。每日进行 3 次循环处理:先将夹板置于蔗糖溶液中 5 分钟,随后放入精氨酸溶液或安慰剂溶液中 30 分钟。该设计使研究人员可在接近临床的真实条件下,直接对比精氨酸处理组与未处理组的生物膜差异。
奥胡斯大学龋病学教授塞巴斯蒂安・施拉费尔博士认为,深入解析精氨酸如何影响牙菌斑生物膜基质的 pH 值、微生物组成与结构间的相互作用,有助于优化龋齿防治策略。(图:塞巴斯蒂安・施拉费尔教授)
pH 值与生物膜基质结构改变
研究人员使用 pH 敏感染料,检测受试者生物膜在蔗糖刺激后的微区 pH 变化。结果显示:与安慰剂组相比,精氨酸处理组的生物膜在蔗糖暴露后 10 分钟及 35 分钟,pH 值均显著更高。
研究同时分析了生物膜的胞外基质,重点关注与致病性相关的糖类组分。分析发现,精氨酸处理可使含岩藻糖的基质糖类整体减少,并改变含半乳糖基质糖类的空间分布 —— 其在生物膜基底部减少、表层增多。这类结构改变可减少菌斑内强酸性微环境的形成,有助于构建致龋性更低的生物膜微生态。
调控口腔菌群而非杀灭细菌
研究人员进一步评估生物膜微生物组成,发现精氨酸组与安慰剂组的生物膜均以链球菌属、韦荣球菌属为主。但精氨酸可显著降低产酸菌(口腔链球菌群、缓症链球菌群)的占比,并小幅提升能将精氨酸代谢为碱性物质的细菌相对丰度。这些菌群变化,可合理解释精氨酸处理后生物膜 pH 调控能力的改善。
作为资深通讯作者,奥胡斯大学口腔健康与牙科学系教授施拉费尔博士阐释了精氨酸的广泛临床意义。他向《世界牙科论坛》表示:“目前多数辅助日常口腔护理的产品均依赖抗菌成分,这类策略缺乏特异性,无法区分有益菌与有害菌。”
“我们的研究结果支持:采用非杀菌、基于生态调控的策略,可有效对抗龋齿。”— 由美・乔奎・德尔・雷伊博士
“精氨酸代表了一种更贴合生态理念的思路:它不以杀灭微生物为目标,而是将口腔菌群向有益方向调控。已知精氨酸可促进产碱菌的生长与活性、抑制致龋菌,但目前关于其如何影响 pH、菌群组成与牙菌斑生物膜基质结构间的相互作用,认知仍十分有限。更深入地阐明这些机制,能更好地解释为何部分患者从精氨酸相关疗法中获益更多,长远来看,也有望优化临床治疗方案。” 他补充道。
临床价值与未来方向
该研究第一作者、奥胡斯大学博士后由美・乔奎・德尔・雷伊博士表示,其主导的这项精氨酸研究,为龋齿预防提供了非杀菌、生态导向的新策略。(图:由美・乔奎・德尔・雷伊博士)
德尔・雷伊博士指出,该研究填补了实验室结论与临床证据间的关键空白。她向《世界牙科论坛》介绍:“据我们所知,这是首个同时证实精氨酸对牙菌斑生物膜 pH、微生物组成与基质结构产生综合作用的研究。即便受试患者平均每人存在约 10 处活动性龋损,精氨酸仍对生物膜 pH 表现出积极作用。此外,我们观察到精氨酸代谢菌增多、糖类基质成分整体减少,这提示生物膜致病性降低。但值得注意的是,这些微生物或结构改变,与个体对精氨酸的 pH 反应之间,未发现明确关联。”
研究结果支持将精氨酸作为龋齿预防的非抗菌辅助手段,其核心是靶向调控生物膜生态,而非无差别杀菌。“研究证实,在口腔护理产品中添加精氨酸这类非杀菌、生态调控型策略,可有效对抗龋齿。同时也表明,个体对精氨酸的反应存在差异,相关机制尚未完全明确。” 德尔・雷伊博士总结道。
总体而言,该研究提供了有力的临床证据:精氨酸可通过多重协同机制降低牙菌斑生物膜致病性 —— 减缓菌斑酸化、重塑生物膜结构、正向调控口腔菌群。未来仍需进一步研究,明确哪些人群最受益于该疗法,以及如何在临床中实现最优应用。
该研究题为《精氨酸调控活动性龋齿患者生物膜的 pH、微生物组成与基质结构》,于 2025 年 11 月 20 日在线发表于《国际口腔科学杂志》。
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