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针对上述问题，复旦大学泰州健康科研研究院陈兴栋与蒋艳峰团队，联合上海交通大学医学院附属第九人民医院陆海霞主任医师团队，基于泰州脑影像队列，研究团队对1157名社区老年人召开了标准化牙周检查、唾液16S rRNA基因测序及认知功能评估。顺利获得多变量回归分析、菌群差异分析、共丰度网络构建及中介分析等方法，系统探究了牙周健康、口腔微生物组与认知功能之间的关联，从人群层面为“口-脑轴”给予了新的循证证据。该文章于2026年3月23日以《Oral microbiome perturbations link periodontal health to cognitive ageing in a large community cohort》为题发表于《eBioMedicine》（DOI：10.1016/j.ebiom.2026.106231）。

图1. 研究设计与分析流程图

（1）牙周健康与认知表现的关联

研究者采用beta回归模型评估了九项牙周健康指标与MMSE及MoCA评分的关系，调整年龄、性别、BMI、教育水平、APOE ε4携带状态、吸烟、饮酒及每日刷牙频率等混杂因素。结果显示，五项牙周指标与认知表现呈显著负相关（P < 0.05）：牙结石位点百分比（Calculus sites %）、平均临床附着丧失（Mean CAL）、探诊深度≥5 mm位点比例（PD ≥ 5%）、临床附着丧失≥4 mm位点比例（CAL ≥ 4%）以及牙周炎严重程度（轻/中/重度）。具体而言，重度牙周炎与MMSE和MoCA评分均呈显著负相关（Beta = -0.48, 95% CI: -0.85至-0.12；Beta = -0.45, 95% CI: -0.71至-0.20），且该关联在敏感性分析中保持稳健（图2A）。此外，认知障碍（CI）组每日刷牙频率更低、缺牙数更多，进一步提示口腔健康与认知之间的潜在联系。

图2. 牙周健康与认知的关联（A）及口腔微生物组分类特征（B）。 注：（A）β系数由beta回归模型估算。*P < 0.05；**P < 0.01。（B）唾液微生物组系统发育树，突出显示在认知和牙周炎状态组中显著富集的属（LEfSe, LDA > 2.0, Kruskal-Wallis检验P < 0.05）。外环指示各属在参与者中的流行率。伴随条形图与系统发育对齐，显示每个认知类别中十个最丰富的属。缩写：MT，缺牙数；GBI sites (%)，探诊出血位点百分比；Calculus sites (%)，牙结石位点百分比；Mean PD，平均探诊深度；Mean CAL，平均临床附着丧失；PD ≥ 5%，探诊深度≥5 mm位点百分比；CAL ≥ 4%，临床附着丧失≥4 mm位点百分比；MMSE，简易精神状态检查；MoCA，蒙特利尔认知评估；LEfSe，线性判别分析效应大小；LDA，线性判别分析。

（2）口腔微生物组在牙周炎与认知组中的特征差异

唾液微生物组以拟杆菌门（Bacteroidota, 34.6%）、芽孢杆菌门（Bacillota, 27.0%）、假单胞菌门（Pseudomonadota, 19.0%）和放线菌门（Actinomycetota, 7.9%）为主，属水平上Prevotella（21.3%）、Streptococcus（15.8%）、Neisseria（12.4%）和Actinomyces（5.6%）最为丰富（图2B）。全局分析显示，牙周炎严重程度与α多样性（Shannon、Simpson、Pielou均匀度和Chao1指数）增加相关，无/轻度与中度/重度牙周炎之间β多样性存在显著差异（图3A、B）。相比之下，认知状态间α多样性无差异，但β多样性显示CN与CI（MCI或痴呆）之间存在分离，而MCI与痴呆之间无显著区分（图3B）。置换多变量方差分析（PERMANOVA）表明，生活方式和牙周因素（尤其是吸烟、平均PD和牙周炎严重程度）解释了最大比例的微生物组方差（3.53%），超过人口统计学、认知和其他疾病相关因素（图3C）。Mantel检验证实了主要牙周指标与主要属相对丰度之间的显著相关性（图3D）。

LEfSe分析识别了186个随牙周炎严重程度差异显著的分类群，以及70个随认知组差异显著的分类群（LDA评分 > 2, Kruskal-Wallis检验P < 0.05）。具体而言，无/轻度牙周炎组富集了Haemophilus、Rothia和Schaalia等属（共15个属）以及Haemophilus parainfluenzae、Rothia mucilaginosa和Streptococcus sanguinis等种（共20个种）；中度牙周炎组富集了Streptococcus、Granulicatella和Slackia等属（共4个属）以及Porphyromonas pasteri和Schaalia odontolytica等种（共9个种）；重度牙周炎组则以Treponema、Neisseria和Fusobacterium等属（共42个属）以及P. intermedia、P. gingivalis和F. nucleatum等种（共49个种）的富集为特征。对应地，CN组富集了Porphyromonas、TM7x和Pseudoleptotrichia等属（共10个属）以及H. parainfluenzae、R. mucilaginosa和Veillonella rogosae等种（共17个种）；MCI组富集了TM7a和Bifidobacterium等属以及Streptococcus caballi等种；痴呆组则以Campylobacter、Sphaerochaeta和Anaeroglobus等属（共6个属）以及Veillonella parvula、F. nucleatum和Prevotella denticola等种（共16个种）的富集为特征。

图3. 牙周炎和认知组中口腔微生物组的差异。 注：（A）按牙周炎严重程度分组的α多样性（Shannon指数）和β多样性（Bray-Curtis距离的主坐标分析，PCoA）。（B）按认知状态分组的β多样性PCoA。（C）PERMANOVA分析显示各宿主因素解释的微生物组方差比例。（D）Mantel检验显示牙周指标与主要属相对丰度之间的相关性。

（3）口腔微生物特征与牙周及认知状态的关联

MaAsLin3分析识别了63个与牙周指标显著相关的属（图4A）。其中，Treponema、Solobacterium和Dialister与牙周炎症增加呈正相关，而Haemophilus、Rothia和TM7x呈负相关。功能分析揭示了70条与牙周健康显著相关的通路（图4A），包括细菌定植、运动和免疫激活相关通路（如鞭毛组装和NOD样受体信号）的富集，以及系统稳态通路（如谷氨酸能和GABA能突触）的耗竭。10个属与认知功能显著相关（图4A）：Rothia、Haemophilus和TM7x与认知表现呈正相关，而Abiotrophia与MoCA评分呈显著负相关。功能分析识别了21条认知相关通路（图4A），涵盖脂质和能量代谢、衰老、免疫应答系统和感染性疾病相关通路。例如，真核生物核糖体生物合成（ko03008）和FoxO信号通路（ko04068）与认知表现呈正相关，而幽门螺杆菌感染中的上皮细胞信号（ko05120）和NOD样受体信号通路（ko04621）呈负相关。

SCNIC共现网络分析从165个微生物种中识别出17个模块，其中8个包含≥3个成员（图4B）。模块4（M4）以Treponema denticola、T. amylovorum和T. medium为主，模块8（M8）包含P. pallens、V. atypica、P. panum、M. micronuciformis和V. dispar等硝酸盐还原菌。模块9（M9）包含Tannerella forsythia和Filifactor alocis等炎症相关菌。MaAsLin3分析显示，以共生菌为主的模块（如M8）与更好的牙周和认知特征呈正相关，而以炎症相关牙周病原厌氧菌为主的模块（M4、M9）呈负相关（图4C）。

图4. 口腔微生物组特征整合分析将牙周健康与认知功能关联。 注：（A）与牙周和认知指标显著相关的属和通路的Circos图。内圈表示显著特征数量；外环显示相关热图，行为临床指标，列为按丰度排序的微生物特征。瓦片颜色表示相关强度；相邻圆点表示MaAsLin3识别的显著关联特征（FDR调整q < 0.10）。+ FDR-P < 0.1；* FDR-P < 0.05；** FDR-P < 0.01。（B）165个微生物种的SparCC共现网络，节点颜色代表门。SCNIC识别出17个模块，其中8个包含≥3个成员。（C）与牙周健康和认知显著相关的模块热图（MaAsLin3, FDR调整q < 0.10）。蓝色和粉色分别表示正相关和负相关。+ FDR-P < 0.1；* FDR-P < 0.05；** FDR-P < 0.01。缩写：SevP，重度牙周炎；ModP，中度牙周炎；PD ≥ 5%，探诊深度≥5 mm位点百分比；Calculus sites (%)，牙结石位点百分比；CAL ≥ 4%，临床附着丧失≥4 mm位点百分比；Mean CAL，平均临床附着丧失；MMSE，简易精神状态检查；MoCA，蒙特利尔认知评估；D，痴呆；MCI，轻度认知障碍；CI，认知障碍；SCNIC，稀疏相关网络调查。

（4）口腔微生物组介导牙周-认知关联的中介分析

中介分析检验了口腔微生物组特征是否部分介导牙周健康与认知功能之间的关联。11个微生物特征（包括关键属、功能通路和共现网络模块）形成了24条显著中介路径（平均因果中介效应[ACME]-P < 0.05；图5）。其中，TM7x和真核生物核糖体生物合成各介导了4条路径，而Haemophilus、Treponema、M8和M4模块也作为显著中介者出现。具体而言：Haemophilus介导了牙结石位点百分比与MMSE评分之间的关联（中介比例15.3%, P_ACME = 0.012）；真核生物核糖体生物合成介导了CAL ≥ 4%与MMSE评分之间的关联（中介比例13.5%, P_ACME = 0.004）；Treponema驱动的M4模块介导了重度牙周炎与MMSE评分之间的关联（中介比例18.8%, P_ACME = 0.048）。这些发现表明，促炎病原菌主导的模块（如M4）对不良认知结局有贡献，而硝酸盐还原共生菌（如M8、Haemophilus）则表现出保护性关联，两者分别顺利获得炎症信号和氮代谢等通路影响认知过程。

图5. 口腔微生物组特征在牙周健康-认知关联中的中介分析。 注：（A）桑基图显示连接牙周健康、口腔微生物组特征和认知评分的显著中介路径（ACME P < 0.05）。（B）中介图显示Haemophilus丰度、真核生物核糖体生物合成和模块4（Treponema denticola、T. amylovorum和T. medium）作为中介者，每条路径标注β系数和P值（*P < 0.05；**P < 0.01）。缩写：SevP，重度牙周炎；PD ≥ 5%，探诊深度≥5 mm位点百分比；Mean CAL，平均临床附着丧失；Calculus sites (%)，牙结石位点百分比；CAL ≥ 4%，临床附着丧失≥4 mm位点百分比；MMSE，简易精神状态检查；MoCA，蒙特利尔认知评估；ACME，平均因果中介效应。