作者：杨圣辉
出版社：科学技术文献出版社
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实用口腔微生物学试读：
前言
在口腔医学领域中，口腔微生物学不仅是基础学科，而且是与口腔临床各学科紧密联系、相互交叉的学科。盖因人类口腔生态系中的演化与口腔常见疾病的发生密切相关，口腔微生物学的内容就是从生态学的角度阐述环境-微生物-宿主相互作用的机制，近年来由于分子生物学的理论和技术的引进，更使人们能从分子水平诠释口腔疾病发生发展的规律，使我们对微生物在口腔生态系中的作用有了更深层次的了解，同时也开拓了我们防治这些疾病的思路，因此，可以认为口腔微生物学是口腔医学本科生必读的课程，更是研究生必需掌握的基础理论和研究技能。与国际相比，我国可供阅读的口腔微生物学专著并不多，因此这本《实用口腔微生物学》对渴望学习的学子们是个及时雨。本书的作者杨圣辉教授为我国口腔微生物学研究领域中为数不多的开拓者之一，在厌氧菌研究、牙周病致病菌机制，龈下菌斑生态系方面有出色的贡献，这本书积累了作者及其梯队积20多年在口腔微生物学研究和教学中的经验，参考国外相关信息资料编写而成。本书内容从树立口腔微生态概念入手，详细阐述了口腔微生态环境和口腔微生物的生理功能；简明地介绍了口腔微生物的分类及特性，详尽地阐述了与口腔常见疾病发生相关的始动因子——牙菌斑；结合临床防治阐述了口腔微生物与疾病的关系。本书包含了口腔微生物学完整、系统的体系，又因为对许多问题的阐述从实际临床医疗工作需要出发，因此有较强的实用性，是口腔科临床医师和从事研究的探索者必备的参考书籍。刘正上海交通大学口腔医学院绪论
实用口腔微生物学是研究口腔内微生物生存规律，与机体正常与疾病关系，以及如何调整平衡关系，维护口腔与机体健康的应用基础学科。主要研究内容包括：口腔微生态环境内容；口腔微生物种类及生长特点；微生物之间、微生物与宿主之间生态关系；常见口腔感染性疾病的细菌病因学、细菌学诊断及防治原理，以及与部分系统疾病发生的相关性。
正常情况下，在人体寄居着大量微生物，其数量相当于人体组织细胞总数的10倍。这些微生物绝大多数是正常微生物群（normal microflora），也称常住菌群（resident flora），它们参与了人的生命活动，是机体不可分割的一部分。正常微生物以生物膜（biofilm）形式生存在口腔、鼻咽部、呼吸道、消化道、泌尿生殖道以及皮肤表面。不同器官、不同的微环境栖息着的微生物群各异，构成各自亚生态系统（sub-ecosystem），各亚生态系在机体又形成相互协调的总生态系统（whole ecosystem）。在口腔亚生态系统中同样生存着大量微生物，仅细菌类就有700多个菌种，其中多数为无芽孢厌氧菌和兼性厌氧菌，其次为微需氧、嗜二氧化碳菌及需氧菌。它们选择性定居在牙体、黏膜表面及龈沟内。不同定居部位与微生物构成小的生态环境称为生境（habitat），不同生境内由于失调产生的疾病也不同。如牙体主要发生龋病及并发的牙髓病，龈沟发生牙龈炎或者牙周炎。生态位（niche）常被认为是更小的微生态空间，实际上，它不是单纯的自然空间，而是一个菌种或一个菌群在特殊生境内的作用或功能。如：韦荣氏菌种能代谢乳酸，起到控制乳酸量的作用。变形链球菌能合成细胞外多糖，构成菌斑基质及糖储备，起到菌斑形成的作用。
口腔感染绝大多数是微环境失调造成的，属内源性感染（endogenous infection），病原菌是条件致病菌（opportunistic pathogens），疾病的发生是多因素、多菌、多毒素的。感染虽然发生在口腔，但却是全身感染的危险因素，因此防治口腔病也是维护人体健康的一项重要内容。
在国际上，口腔微生物学已于20世纪80年代形成了独立的学科，列入了口腔专业教学的内容。在我国，近20多年来，有关口腔微生物学的研究日趋增多，也相继出版了一些著作，但作为一门独立的学科还不完善。我们撰写这本书，是以我们20多年的研究为基点，吸取国内外先进的研究信息，试编一本口腔微生物学专业的书籍，供相关研究者参考，希望更多学者给予帮助，使之不断完善。
本书内容分为口腔微生态环境的基本理论及感染疾病细菌学。基本理论包括：口腔生态系中牙、黏膜及龈沟生境中微生物生存特点及影响生长因素；微生物的获得与发展；微生物代谢及粘附功能；固有微生物的种类及生物特征；菌斑组成、结构、形成及分类。感染疾病细菌学包括：口腔常见感染性疾病有：龋病、牙周病、牙髓病及口臭细菌学。口腔微生物与系统疾病相关感染疾病有：心血管疾病、心内膜炎、早产低体重儿、糖尿病、胃肠幽门螺杆菌及阻塞性肺炎相关细菌学。
全书内容重点放在口腔微生态环境的特点及感染性疾病的细菌学，尝试从生态学角度认识口腔及相关系统疾病细菌病因学。至于口腔微生物的种类及菌种，着重讨论它们的致病性。另外有些内容，在理论上提出了我们的观点，还很肤浅，仅供读者参考，并且希望提出指正，以便逐渐完善内容。第一章 口腔生态系
口腔内大量微生物，依赖口腔内有利环境生长繁殖，并与机体保持着动态的依赖与制约的共生关系。正常微生物群选择性的定居在牙齿、黏膜、龈沟的生境中，构成口腔亚生态系统。第一节 口腔生境
生境（habitat）是正常微生物在机体特定部位生存的环境。在口腔内的生境有牙齿、黏膜及龈缘龈沟。以各生境的微环境特点，赖以生存的菌群内容不同。一、牙齿
牙齿是人体惟一暴露在外的骨组织，是无脱屑的组织表面（non-shedding surfaces），非常适合细菌定植（colonization）。细菌在牙齿表面的定植开始于婴儿出生后5个月乳牙萌出，到2岁乳牙列形成以及5～12岁恒牙列的形成，为口腔内细菌的定植及发展创造了空间。细菌借助被覆在牙面的获得性膜（acquired pellicle）形成了特殊的生物膜（biofilm），称牙菌斑（dental plaque）。
菌斑内的菌群以口腔链球菌（oral streptococci）为主，在不同牙面则菌群内容又会有所区别。正常情况下，菌种间数量有一定比例。牙表面菌斑是形成、清除再形成的动态过程，长期滞留则会使菌群比例失调，从而形成为龋病、牙周疾病的易感条件。口腔内由于牙体牙列解剖特征、异常发育以及在治疗中造成一些易感的滞留区。常见的菌斑滞留区如下。
1.自然滞留区
前磨牙及磨牙□面窝沟及颊侧沟、深的窝沟是形态多样的骨性盲袋，沟内菌斑无法清除。两个牙齿邻面接触区下菌斑也不易自洁，构成龋病好发的滞留区。另外，龈缘及龈沟内也是菌斑滞留部位，长期口腔卫生不良，加重菌滞留是慢性牙龈炎的易感因素（见1-1、1-2）。图1-1 面窝沟菌斑滞留区图1-2 邻面接触点下、龈缘、颊侧沟菌斑滞留区
2.异常发育滞留区
常见的前倾及水平阻生齿，在异位的下第三磨牙与下第二磨牙间形成难以清除的菌斑滞留区。易造成下第二磨牙远中邻面龋、两牙之间牙龈炎、牙周炎症及冠周炎。另外牙列不齐患者，也可有多种多样的龋病易感的滞留区（见1-3）。图1-3
3.医源性滞留区
邻面充填悬突、金属全冠颈部边缘及正畸托槽周围是菌斑不易清洁区，形成龋病及牙龈炎症的易感区（1-4～1-6）。图1-4 邻面充填体悬突下菌斑滞留区图1-5 全冠颈部边缘菌斑滞留区图1-6 正畸托槽周围及龈缘菌斑滞留区
另外，种植基台及固定修复的全冠的颈部边缘粗糙度：轮廓算术平均偏差值（Ra）超过0.4μm，峰谷高度平均值R超过3.4μm，附着z菌量增加，易造成牙周炎症。
上述滞留易感区，如果在龋病及牙周疾病防治上消除易感因素，对临床充填及修复易感区有所重视，则能减少并发疾病，延长充填及修复治疗的远期效果。二、黏膜
口腔黏膜包括：固定性角化层表皮黏膜的硬腭及龈黏膜；可活动性非角化表皮的颊、唇黏膜以及舌背部黏膜。软组织黏膜由于不断地脱屑，则与牙齿相比，附着的细菌较少，多为革兰氏阳性唾液链球菌、轻链球菌、放线菌、真菌以及病毒。角化黏膜由于在咀嚼时与食物摩擦等原因，相对比活动性非角化黏膜附着的微生物更少。但可活动性非角化黏膜在颊唇皱部由于氧化还原电位（Eh）低，可分离出革兰氏阴性厌氧菌。
舌背部属特殊性黏膜，表面有多种乳头结构（the papillary structure）。包括有丝状乳头、菌状乳头、叶状及轮廓乳头，形成大量细菌滞留间隙，再加上表皮脱屑及残留食物构成舌苔，覆盖舌背表面，造成局部低的氧化还原电位，非常适合厌氧菌生长，因此，牙周袋内多种革兰氏阴性厌氧菌都能从舌背分离出来。因此舌背部是一个牙周炎相关菌的菌库，也是口臭气味的发源地之一。三、龈沟与龈缘
龈缘及2～3 mm深度的龈沟是口腔菌斑堆集的主要部位，也是菌群的数量及种类较多的部位。龈缘菌斑同时存在龈上及龈下一些菌种，致龋菌与牙周致病菌可同时存在。龈沟内因为局部的氧化还原电位低，氧含量少，再加上龈沟液内富于蛋白及糖蛋白的营养，非常适宜厌氧菌定植生长，形成革兰氏阴性厌氧菌的比例较高。龈沟内组织液称龈沟液（gingival crevicular fluid, GCF），不断溢出到口腔。健康GCF流量为0.3μl/（牙·小时），牙龈炎症时流量增加。GCF对口腔微生物的作用包括有：
1）清除龈袋内过多的非附着性及悬浮的微生物：多余的细菌随着GCF溢出到口腔内。
2）提供龈沟微生物的营养：GCF为血清样物质，含有蛋白、氨基酸以及少量糖蛋白作为定植菌的基本营养来源。
3）限制沟内微生物的数量：GCF含有免疫球蛋白，主要为IgG和一定量的IgM、IgA。还有补体（complement）、淋巴细胞、白血球及单核细胞约束着一些微生物过度增殖。
龈缘菌斑与龈下菌斑菌群内容及比例有所区别，但它们又是密切相连的，也是可以说是菌斑菌群增殖的延续。由于龈缘部位是微生物滞留菌斑容易堆积的部位，正常情况下，厌氧菌种相对比牙冠菌斑高。经我们研究证明：龈炎患者龈缘菌斑内，牙周相关致病菌如具核梭杆菌、产黑色素菌等菌种明显增加。随着炎症程度加重继续增加，从细菌学角度看，龈炎是牙周炎发生的危险因素，因此龈缘菌群的变化，可能为牙周炎活性试验诊断依据。第二节 唾液
这章主要论述混合唾液，也称全唾液（whole saliva）。它是口腔生态系里调节生态平衡，维持口腔健康的重要组成部分。一、构成
混合唾液是口腔大小涎腺及龈沟液分泌到口腔内汇集而成（1-7）。图1-7 混合唾液构成二、成分及功能（一）蛋白（Protein）
1.免疫球蛋白（immunoglobulin）
涎腺主要分泌SIgA。龈沟液内主要含有IgG、IgA、IgM，能结合口腔内微生物抗原，特别是龋病牙周炎致病菌抗原。阻止细菌附着在口腔组织及抑制细菌代谢活动。
2.富脯蛋白（proline-rich proteins, PRPs）
有选择性吸附在牙羟基磷灰石表面，是获得膜形成的重要成分。另外，以受体形式，选择性与多种细菌黏附素结合，促进常住菌（resident）定植。
3.乳铁蛋白（lactoferrin）
可以结合铁离子（Ferric iron, Fe3+）。与以铁为营养来源的菌种争夺铁离子，从而限制细菌生长，如铁元素是牙龈卟啉单胞菌特殊营养成分。另外，前乳铁蛋白（apo-lactoferrin）有杀菌体细菌作用。
4.抗菌肽（antibacterial peptides）
是一类自身防御物质，为肽蛋白，能抑制细菌蛋白酶及白细胞释放的蛋白酶，抑制细菌、真菌及病毒。这类蛋白在唾液中包括有：富组蛋白（histidine-rich proteins）、胱蛋白（cystatins）、防御素（defensins）等。（二）凝集物质（Aggregation composition）
1.黏蛋白（mucin）为高分子糖蛋白
结构中主链是蛋白，侧链是寡糖（oligosaccharide），以分子量及侧链差分为两个类型：
Ⅰ型黏蛋白（mucin glycoprotein 1，MG1）分子量＞103 kDa
Ⅱ型黏蛋白（mucin glycoprotein 2，MG2）分子量为130～150 kDa
主要作用：以获得性膜主要成分，附着在牙表面上，作为细菌黏附素受体结合定植细菌，促进菌斑形成。另外，在流动唾液里，可凝集口腔内细菌及外来菌，随唾液流动排出口腔。不过凝集作用对变形链球菌常不敏感。
2.凝集素（agglutinin）
包括有溶菌酶（lysozyme）、富果糖蛋白（fucose-rich glycoprotein）、β-2微球蛋白（β-2microglobulin）三种，它们均能凝集口腔内细菌和外来菌。（三）酶类（Enzyme）
1.溶菌酶（lysozyme）
吸附细菌表面，溶解细胞壁，限制外来菌在口腔定植。而口腔一些常住菌种对它有耐受性，如受细胞外多糖保护的变形链球菌，荚膜厚的菌种不易被酶溶解。另外，它还可以和口腔内部分链球菌凝集。
2.唾液过氧化氢酶（sialoperoxidase）
酶催化细菌代谢，产生的过氧化氢与唾液硫氰酸盐（thiocyanate）生成毒性氧化衍生物，抑制细菌代谢活性。另外，过氧化氢本身对局部细菌也有抑制作用。
3.淀粉酶（amyloses）
属于钙金属酶（calcium metalloenzyme），能水解直链和支链淀粉（amylose and amylopectin）。分解后终末产物为麦芽糖（maltose），可被口腔细菌直接吸收消化。另外，它也可以清除牙齿表面碳水化合物食物的残余物。
4.舌脂酶（lingual lipase）
通过舌腺（埃伯内氏腺Ebenr glands）分泌，并和胃蛋白酶共同作用，将脂类消化为甘油酸脂，这种酶活性主要表现在新生儿时期对食物中牛奶脂肪的消化。消化产物可使上消化道呈无菌状态。（四）细胞（Cell）
1.免疫细胞（immunological cell）主要来源于龈沟液，在局部有炎症状态时数量增加包括有：补体（complement）可激活嗜中性细胞；中性粒细胞（neutrophils）和巨噬细胞（macropHages）起吞噬细菌作用。
2其他细胞（other cell）
包括有：脱落细胞和细菌、真菌等。（五）离子（Ions）
包括有：钠（sodium）、钾（potassium）、钙（calcium）、氯（chloride）、碳酸盐（bi-carbonate）及磷酸盐phoshate等。钠钾和氯维持着唾液浓度；钙能补充牙体因脱钙而致的含量不足，促进牙齿再矿化；碳酸盐和磷酸盐是唾液的缓冲系统，能维持口腔内恒定的pH，防止产酸菌使牙齿表面菌斑pH下降造成的脱钙危险。另外，有微量氟可促进牙再矿化（表1-1）。三、唾液对口腔微生物的作用（一）促进作用
1.适合生长的环境
口腔内酸碱度中性的（pH 6.75～7.25）、恒定温度（35～36℃）及湿润的环境，适合大多数微生物生长。
2.提供基本营养
混合唾液内含有蛋白、糖蛋白以及多种微量元素，为常住菌定植提供了基本的营养物质。由于唾液不断分泌，唾液存留量有限，需要生长的微生物种类及数量受到约束。因此有限的营养维持着口腔微环境的平衡。
3.有利细菌定植
混合唾液被覆在牙齿表面形成的获得性膜（acquired pellicle）上的多种有机成分，及多样化学反应基团，可以作为细菌黏附素结合的受体，使细菌在牙体表面定植，促进菌斑形成。
4.细菌扩展定植的媒介
流动的唾液可以携带细菌在口腔内定植于新的部位，并促使菌斑清除后的再附着作用。（二）限制作用
1.物理清除
混合唾液的分泌、排除，不断清除口腔内过多的微生物。唾液静态流率（或非刺激性流率）（unstimulated flow rates）为0.04～0.39 ml/min，夜间睡眠时分泌减少。动态流率（或刺激性流率）（stimulated flow rates）为0.8～1.7 ml/min。唾液正常流率维持口腔内一定微生物的数量。口干症的患者易患猖獗龋，是唾液清除及抑制能力下降所致。
2.凝集作用
混合唾液内含有黏蛋白及凝集素等物质，凝集悬浮在唾液中的细菌，随吞咽排出口腔。
3.抑制作用
混合唾液内含有多种抑制细菌的成分，如：溶菌酶、乳铁蛋白、过氧化氢酶、胱蛋白及抗菌肽等物质，还有免疫球蛋白SIgA、IgG、IgA、IgM和免疫细胞，能结合抗原及吞噬细菌，从而限制常住菌群数量，也控制外来菌在口腔内的定植。
4.缓冲作用
不仅有碳酸盐和磷酸盐缓冲系统维持口腔稳定的pH值，还有蛋白分解产物也可辅助提高pH，防止唾液pH下降，产生牙齿脱钙的易感因素（表1-1）。
近年来对唾液中硝酸盐及亚硝酸盐的研究取得新进展。研究证明：唾液是硝酸盐、亚硝酸盐在机体代谢的器官，对口腔起到有益、有害双重作用。硝酸盐在口腔内一般含量为10～100 ng/ul，一部分直接来源于食物和水，另一部分是经肠道吸收入血循环，再经唾液腺分泌到口腔。亚硝酸盐，一部分直接来源于食物及饮水，另一部分是肠道及口腔内具有硝酸盐还原酶的菌种如放线菌等，将硝酸盐还原为亚硝酸盐，一般含量为1～10 ng/ul。对口腔的作用主要是亚硝酸盐，它的致癌性已得证实，有报道：口腔癌高发区唾液中亚硝酸盐含量比正常人高。亚硝酸盐能抑制口腔部分相关致病菌，特别对白色念珠菌有抑制作用。第三节 影响口腔细菌生长的因素
常住菌群在口腔微环境内协调生存，受到多种因素影响，包括有：pH、温度、氧化还原电位差（Eh）、营养等。一、温度
正常口腔内温度是35～36℃，适合大多数微生物生长。龈袋内温度稍高，为36.8℃。牙周炎患者在炎症进展期，袋内温度可升高到39.0℃。温度升高是一种炎性的防御反应，影响牙周致病菌的基因表达，如牙龈卟啉单胞菌的菌毛黏附功能及蛋白酶活性下降。袋内过氧化物歧化酶合成增加，中和毒性氧的代谢产物——超氧化合物，减少对组织的损害。另外，袋内菌群间的比例也受影响。另外，口腔受饮料及食物温度影响是暂时性的，不会受到明显的影响。二、pH值
正常口腔内pH是6.7～7.2。稳定的pH主要靠唾液碳酸盐，其次是磷酸盐缓冲系统维持。另外，口腔细菌的蛋白代谢产物，如氨基酸、尿素等也可以起到辅助调节pH的作用。
口腔环境pH变化，受到饮食习惯及生活习惯的影响。饮食及饮料中碳水化合物增多，特别是蔗糖在口腔内长时间停留，引起菌斑内产酸菌增加，酸性产物增多，使菌斑内pH下降，酸敏感菌种减少，耐酸的变形链球菌、乳酸杆菌等菌的增加，酸持续产生及滞留，出现牙齿脱钙的危险因素。短时间的酸性产物使唾液pH下降，唾液冲刷及缓冲系统作用可以使pH短时间回到临界pH（pH 5.0～5.5）以上。含糖饮料饮用次数增加，则超过口腔本身的缓冲能力，而低pH值持续时间延长，则增加了龋易感的危险。
龈袋内pH值同样保持中性。由于炎症，促使牙周袋形成，则袋内pH值可升高到7.8，炎症进展期pH可持续上升。袋内高pH值适合一些牙周致病菌生长，如牙龈卟啉单胞菌（P.gingivalis）的生长以及毒性蛋白酶的活性增加。三、氧化还原电位
氧化还原电位（redox potentil, Eh）反映氧的含量，口腔及鼻咽部是呼吸道的前端，氧的含量与空气一致。可在富于氧的环境的口腔内，耗氧的需氧菌种占较少的比例，而兼性厌氧菌与专性厌氧菌（facultatively and obligately anaerobia）为口腔菌群中的主要成分。除以上外，还有部分嗜二氧化碳及微需氧菌（capnopHilic and micro-aeropHilic species）菌种在口腔内生存。
在口腔微环境里，微生物之间是相互协调的生态群体。在人类进化过程中，共生的微生物不断适应口腔微环境的变化而形成多样的、相互协调的菌种。例如，早期在口腔定植的菌种生长代谢，消耗了局部环境的氧，为微需氧及厌氧菌提供了生长条件。一些菌种代谢产生了二氧化碳（CO）和氢（H），又为嗜二氧化碳菌创造了生存环22境。
口腔内不同部位Eh不同，则菌群分布也出现适应性变化。菌斑在牙表面形成早期Eh为+200 mV以上，到7天以后下降到-140 mV，则菌斑内部兼性及专性厌氧菌的比例明显增加。又如牙周袋Eh平均为-48 mV，而比龈袋（+73 mV）明显低，当牙周炎症进展，袋深不断增加，Eh继续下降，而使专性厌氧的螺旋体及产硫的厌氧菌数量明显增加。四、营养
口腔微生物的营养来源有两部分：内源性营养（Edogenous nutrients）和外源性营养（Exogenous nutrients）。（一）内源性营养
有直接及间接营养。直接营养指唾液内氨基酸、肽、糖蛋白及无机离子；龈沟液球蛋白、糖蛋白及血红蛋白类物质。间接营养是一些固有菌的代谢产物被另外菌种作为营养来源，如产酸菌的代谢产物——乳酸，可作为韦荣氏菌的营养物质。
内源性营养是口腔菌定植的基本营养源，由于唾液及龈沟液的营养量有限，则限制了菌群繁殖数量，从而起到微环境的平衡作用。（二）外源性营养
主要指食物、饮水及饮料。外源性营养对菌群变化起到明显主导作用。不同食物对口腔内各生境内微生物影响不同。
碳水化合物类：指含淀粉、蔗糖、麦芽糖、葡萄糖等的食物，对口腔菌群影响较大。过量食用糖，促使产酸菌代谢碳水化合物，产生乳酸、乙酸等产物增加，使口腔及菌斑pH下降，持续产酸，使对酸敏感的菌种，如血链球菌（S.sanguius）、格氏链球菌（S.gorodon）减少，耐酸菌如变形链球菌（S.mutans）、乳杆菌（Lactobacilli）比例增加。另外，蔗糖可被变形链球菌的细胞外多糖酶——葡糖基转移酶（glucosyltransferases, GTF）和果糖基转移酶（fructosyltransferases, FTF）合成细胞外多糖——葡聚糖（glucan）和果聚糖（fructans），促进菌斑堆积，并构成菌斑基质，起到糖贮备作用。不溶性葡聚糖又保护了菌斑，从而增加龋病发生的危险性。
蛋白类：多为奶及奶制品。富含蛋白物质，被分解蛋白菌种的蛋白酶分解为氨基酸，终末产物有吲哚、尿素、氨类物质，可使pH升高，起到辅助缓解产酸菌，使菌斑pH下降的作用，蛋白也可以吸附在牙齿表面，阻止一些菌的附着，也影响变形链球菌等的细胞外酶的活性。五、宿主遗传因素
一些流行病学研究证明：对同龄双胞胎儿童龈下菌群与一般儿童比较，双胞胎儿童的龈下菌群相同率比较高。不同人群、民族、地区菌种在龈下菌斑分离出的伴放线放线杆菌（A.actinomycetemcomitans）血清型不同。欧美地区主要为血清“b”型，而亚洲地区为“c”型。牙周炎患者龈下菌斑内牙龈卟啉单胞菌（Pgingivalis）黑色皮肤人种检出多，而白色人种具核梭形杆菌（F.nuclearum）检出多。六、人的行为因素
口腔卫生习惯不良者，口腔菌斑容易堆积，口腔内微生物数量明显增加。膳食不合理者，含糖饮食及饮料食用频率高，则口腔内产酸菌及耐酸菌种明显增加。经常吸烟者，削弱了牙周防御功能，使牙周相关致病菌如牙龈卟啉单胞菌（Pgingivalis）、伴放线放线杆菌（A.actinomycetemcomitans）等增加。第四节 口腔微生物群的获得与发展一、获得
婴儿在出生前，在母体子宫内，除羊水感染外，婴儿口腔内一般是无菌的。常住菌（resident）是在出生后获得的，在出生时首先从母亲产道获得有限的几个菌种，如乳杆菌及真菌。大部分细菌是出生后密切接触获得，如母亲、婴儿护理人员，包括喂养用具及食物（牛奶、水等）。直接从母亲或经常护理人员获得的称垂直传播（vertical transmission），是婴儿获得的主要途径。从家庭其他成员（如父亲）获得，称水平传播（horizontal transmis-sion），是次要传播途径。二、发展
口腔内微生物获得是一个有序的过程。菌种定植是有选择性的定植在特定的生境，并受着局部微环境的影响。随着婴儿成长发育到成年人过程中，由于组织结构特点、生活条件多样化及机体的发育，菌群与口腔形成的微生态环境，不断成熟及完善。（一）无牙时期
从出生到5～6个月，婴儿口腔是无牙□状态，微生物主要定植在黏膜表皮上。早期主要有唾液链球菌（S.salivarius）、轻缓链球菌（S.mitis）、口腔链球菌（S.oralis）等。先定植的菌种称先驱菌（pioneer species）。先驱菌在口腔定植后，在生境内代谢生长，消耗局部的氧，使氧含量减少，为微需氧菌及厌氧菌创造了适合的生存环境。一般在婴儿出生后3个月，在口腔内可分离出一些专性厌氧菌。常分离出的有普氏产黑色素菌（p.melaninoganica）、具核梭形杆菌（F.nucleatum）、韦荣氏菌（Veillonella）等。此时口腔易发生的感染是鹅口疮和牙槽骨的放线菌感染。（二）乳牙列时期
婴儿出生5个月后到24个月，乳牙列（primary dentiton）形成。乳牙牙列为微生物的定植增加了新的空间，牙及龈沟的生境开始形成。此时厌氧及兼性厌氧菌明显增加，如韦荣氏菌、放线菌、乳酸菌、罗斯菌。另外少量的牙周致病菌如牙龈卟啉单胞菌（P.gingivalis）、放线杆菌（Actionobacillus）可以从龈袋内分离到。
另外也是变形链球菌及血链球菌开始定植在牙表面时间，变形链球菌一般在出生后19～31个月（平均26个月）开始在牙表面定植。这个时间称窗口感染（window of infectivi-ty）。了解这个定植规律，对龋病早期防治有实际意义。目前已经有用突变的变链株（乳酸脱氢酶等基因缺陷株）以替代疗法，企图达到早期减少儿童龋病的效果。（三）恒牙列期
儿童从5岁到12岁，乳牙被恒牙替换，形成恒牙列（permanent dentition）。从儿童、青少年到青年是恒牙列发育完善时期。在不同的生活条件、饮食习惯的多样化生活中，微生物种类及数量不断增加，到成年时微生物各个种类及数量增加已达到了高峰，同时口腔疾病发生机会也在增多。也是在防治口腔疾病最重要的时期。
这个时期，由于老年人及重症牙周患者脱落牙数逐渐增加，致使成为无牙□、滞留间隙小，则口腔内菌群、菌斑量减少，如作修复则菌斑主要表现在义齿上，菌数有所增加。第五节 细菌代谢
口腔内菌群依赖内源性及外源性营养中碳水化合物、蛋白及微量元素生长繁殖，其中外源性碳水化合物营养对口腔微环境平衡影响较大。一、糖代谢（一）糖的吸收
碳水化合物营养包括：淀粉（starches）、乳糖（lactose）、蔗糖（sucrose）、葡萄糖（glucose）、果糖（fructose）、麦芽糖（maltose）及糖醇等类食物。
1.淀粉（starches）
淀粉成分包括有：直链淀粉（amylose）和支链淀粉（amylopectin）。直链淀粉是由α-（1，4）-糖苷键连接D-葡萄糖分子构成，约占天然淀粉的25%；支链淀粉是由α-（1，4）-糖苷键和α-（1，6）-糖苷键连接而成的D-葡萄糖聚合物，约占天然淀粉的75%。
淀粉在口腔内由唾液淀粉酶（amylases）降解为麦芽糖，由菌体转运系统直接吸收到胞内分解代谢。另外，变形链球菌也能分泌胞外支链淀粉酶（pullanase），降解淀粉。格氏链球菌和轻缓链球菌能结合淀粉酶，结合后仍有降解淀粉作用。淀粉类食物在代谢过程中的最终产物虽为酸性产物，但致龋毒性作用与蔗糖比较要弱很多。
2.蔗糖（sucrose）
蔗糖是主要致龋碳水化合物，它可经不同途径吸收、运输到细胞内。
蔗糖转化途径（1）胞外直接转化：分解糖的口腔链球菌具有胞外转移酶（extracellular invertases），也称葡萄糖苷酶（α-glucosidases），将蔗糖分解为葡萄糖及果糖后，通过胞膜运输系统吸收到胞内进行代谢。（2）胞外间接转化：口腔链球菌分泌胞外葡糖基转移酶（glycosyltransferases, GTF）和果糖基转移酶（fructosyltransferases），将蔗糖合成葡聚糖（glucan）和果聚糖（fructans），在菌斑基质中作为胞外糖的储备，待胞外糖缺乏时，被菌斑内菌种分解成葡萄糖及果糖后，再运输到胞内。（3）直接吸收：通过胞膜运输系统将蔗糖吸收到胞内，一部分合成细胞内多糖（Intra-cellular polysaccharides, IPS），作为糖原（glucogen）储备。一部分以能源消耗进行分解代谢，通过蔗糖水解酶（hydrolase）分解为葡萄糖和果糖，继续代谢成终末酸性产物排除胞体外（见1-8）。图1-8 蔗糖的吸收与代谢途径
3.其他碳水化合物
如麦芽糖、乳糖和糖醇（甘露醇、山梨醇）等营养，可直接依靠胞膜运输系统吸收到细胞内。（二）糖的运输
胞外糖向胞内运送，依靠两个糖运输系统：
1.磷酸烯醇丙酮酸调节磷酸转移酶运输系统（the phosphoenolpyruvate-me-diated phosphotransferase transport system, PEP-PTS）
这个系统是致龋菌变形链球菌群、乳杆菌及放线菌主要的糖运输系统。糖运输是通过两个非特异性细胞质蛋白（Cytoplasic protein）：热稳定蛋白（heat-stable protein, HPr）和酶Ⅰ（EnzymeⅠ，EⅠ）传递磷酸。具体传递过程是EⅠ从磷酸烯醇丙酮酸（phosphoenolpyru-vate, PEP）获得磷酸后，再将磷酸转给HPr, HPr磷酸复合物HPr-P，二次将磷酸传给胞膜的糖特异性酶 Ⅱ（Enzyme Ⅱ），形成E Ⅱ-P复合物，E Ⅱ-P在胞膜处使糖磷酸化后，进入胞内进行糖分解代谢（1-9）。这个系统也可以运送葡萄糖、麦芽糖、乳糖及糖醇。图1-9 PEP-PTS糖运输系统
2.多糖代谢运输系统（Multiple sugar metabolism transport system, MSM）
这个系统属蛋白连接依赖系统（binding-protein-dependent system）。主要表现在革兰氏阴性菌糖的运输，但在菌斑中的作用还在探讨中，一般认为可能是在胞外糖过剩时才发挥作用。（三）糖分解代谢
糖胞内分解代谢主要通过EM系统（1-10），终末产物有乳酸、丙酸、丁酸、琥珀酸及异戊酸等。图1-10 EM系统
研究证明：在胞内糖分解代谢过程中，使烯醇化酶和乳酸脱氢酶编码基因缺陷，可导致乳酸减少，阻断这两个途径中的任何一个，可达到减少龋病发生的结果。但其实际效果还有待临床的验证。（四）糖合成
致龋菌从胞外获得碳水化合物营养，如蔗糖，合成细胞外多糖起到以下作用：（1）促进菌种定植及菌斑形成；（2）保护自身，耐受环境一些酶如溶菌酶的溶解；（3）构成菌斑基质，作为糖的贮备。
1.葡聚糖的合成（1）细胞外多糖的合成
口腔内有多种革兰氏阳性菌具有合成细胞外多糖（Extracellular polysaccharides, EPS）的能力。变形链球菌（S.mutans）细胞外葡糖基转移酶（glycosyltransferases, GTF）有三种编码基因：gtfB、gtfC表达GTF-Ⅰ，能利用蔗糖主要合成非水溶性葡聚糖（water-insoluble glucans），称变聚糖（mutans）；gtfD表达的GTF-S能合成水溶性葡聚糖（water-soluble glu-cans），称右旋糖酐（dextran）。远缘链球菌（S.sobrinus）编码gtfI、gtfS、gtfT表达的GTF-S、GTF-I分别合成可溶性及非水溶性葡聚糖。另外，唾液链球菌（S.salivarius）、戈氏链球菌（S.gorclomü）、乳杆菌也可以合成葡聚糖（表1-2）。
在实验中，远缘链球菌合成不溶性葡聚糖的量比变形链球菌大，动物实验证明其致龋力相应强。但在流行病学调查中，变形链球菌种检出率高（70%以上），因此在致龋菌防治上，对变形链球菌的控制有实际意义，但也不能忽略其他菌种。（2）内多糖（Intercellular polysaccharide, IPS）的合成
菌斑内致龋菌将糖运输到胞内后，一部分进行分解代谢，补充自身能量的消耗；一部分合成IPS（1，4-α-葡聚糖），作为糖原储备，待胞外环境营养缺乏时再动用。研究证明，IPS功能缺陷株致龋能力减弱，因此被公认为致龋菌的毒性因素。
2.果聚糖（fructan）的合成
果聚糖也是胞外多糖。变形链球菌、唾液链球菌、黏性放线菌具有果糖基转移酶（fruc-tosyltransferases, FTF），能够利用蔗糖合成果聚糖。已证实，变形链球菌编码ftf基因表达的FTF可合成β2-1果糖连接的果聚糖，构成菌斑的基质成分，起到胞外糖储备作用，不参与菌种定植及菌斑的形成作用。
3.杂多糖（heteropolysaccharide）
菌斑中黏性放线菌、乳杆菌、真杆菌可利用胞外碳水化合物合成N-乙酸氨基葡萄糖（N-ocetylglucosarrime）类杂多糖、构成菌斑基质。二、蛋白代谢
蛋白代谢的核心是氮的代谢（nitrogen metabolism），氮（N）是蛋白、氨基酸及核酸组成中的必要元素，也是细菌蛋白代谢的营养元素。口腔内菌群的蛋白营养来源，一般来源于内源性及外源性蛋白类物质。
食物中，酪蛋白在口腔内由口腔链球菌，如血链球菌产生内肽酶（endopeptidase）和外肽酶（exopeptidase）分解产生精氨酸，在胞内作为生长繁殖的能源消耗，并在胞外起到升高pH的作用。
唾液中，含有较高浓度的尿素（urea），被唾液链球菌、内氏放线菌的尿素酶（urease）分解为CO和氨（amonia）。还有肽蛋白分2解为氨基酸，如甘氨酸、赖氨酸、精氨酸等。在酸性环境中，氨基酸经脱羧基作用（decabonxylation），产生CO和胺（amines）；在高2pH环境则发生脱氨基作用（deamination），产生乙酸和酮酸（keto acid）。唾液中肽、尿素及氨基酸分解，起到辅助降低口腔pH的作用。
在龈沟中，龈沟液中蛋白、糖蛋白和组织破坏蛋白成分是龈袋内革兰氏阴性菌的蛋白营养来源。牙周致病菌，如牙龈卟啉单胞菌、具核梭杆菌可利用龈沟液中组氨酸（hisdine）、谷氨酸（glutamate）、精氨酸（arginine）、丝氨酸（serine）和赖氨酸（lysine）等产生乙酸、丁酸等代谢产物。
牙龈卟啉单胞菌也从宿主牙周组织中获得特殊营养成分，如血红蛋白（haemoglobin）、运铁蛋白（transferrin）血红素结合蛋白（haemopexin）及结合珠蛋白（haptoglobin），从中分解吸收铁元素。并含有早期2种胰蛋白样（trypsin-like protease）细胞外蛋白酶：精氨酸蛋白酶（gingipain R或arginine protease）和赖氨酸蛋白酶（gingipain K或cysteine protease）起到早期向牙周袋内上皮，溶解破坏，获得蛋白营养，是公认的慢性牙周炎的早期致病因子。
另外，龈沟内有一些牙周致病菌含有硫酸软骨素酶（chondroitin sulphatase）、透明质酸酶（hyaluronidase）及胶原酶（collagenase），能破坏牙周组织间质，从中获得蛋白和糖蛋白营养成分。
口腔固有菌种是以氨基酸作为本身营养和能源，有革兰氏阳性菌及革兰氏阴性菌，兼性及厌氧。营养一，从大分子蛋白的肽蛋白分解为多链2肽3肽转运到细胞内被利用。
蛋白转运主要转运细胞外不同的寡肽（5-30氨基酸），先分解再转运到细菌细胞内。革兰氏阳性菌肽蛋白转运有三种途径：①亲水肽是以质子力（proton-motive-force）驱动二肽三肽转运②ATP驱动二肽三肽透部分来源于食物和唾液，另外是以自身细胞外蛋白酶降解蛋白（组织及唾液）而来。分解蛋白酶转通运到胞内③ATP驱动寡转移泵运转。对复杂口腔菌种不止以上三种，多种转运系统还待证实如：牙龈卟啉单胞菌、具核梭杆菌、福赛斯拟杆菌及密螺旋体等专性厌氧菌多种多样转运途径。第六节 黏附
口腔常住菌的黏附作用是在口腔定植生存的能力。黏附是细菌表面物质与口腔组织表面物质的有机结合，是分子的化学结合。细菌表面黏附分子称黏附素（adhesins），与组织表面结合的分子称受体（receptors）。一些菌种细胞表面常表现多种黏附素。菌体黏附素也可和另一个菌体表面受体结合，细菌间的黏附素与受体结合称共聚（co-aggregation）。黏附和共聚是菌斑形成的核心过程。在口腔内常见的黏附类型有凝集素样黏附和抗原性黏附。一、黏附种类（一）凝集素样黏附（lectin-like adhesion）
这类黏附素具有凝集素样特征，决定簇多为疏水性多肽，主要和糖蛋白的糖基受体结合，能凝集红细胞。口腔内有一些菌种表面的原纤维（fibrils）、菌毛（fimbriae）具备凝集素样黏附素。例如：内氏放线菌（A.naeslundü）编码54 kDaⅠ型菌毛与获得膜酪蛋白（statharin）、富脯蛋白（proline-rich proteins）受体结合；编码59kDa Ⅱ型菌毛与黏膜表面半乳糖（galactose）结合，也可和其他菌表面同类受体结合。牙龈卟啉单胞菌表面50 kDa和80 kDa菌毛多肽黏附素与获得膜富脯氨酸、酪蛋白、乳铁蛋白及伴放线放线杆菌受体结合。伴放线放线杆菌6.5 kDaFlp菌毛可与黏膜唾液外衣糖蛋白的唾液酸（sialic acid）及成纤维细胞结合。还有戈氏链球菌Csh（259 kDa）原纤维、纤维结合素（fibronoctin）和内氏放线菌、口腔链球菌表面受体结合。戈氏链球菌表面淀粉酶连接蛋白（amylase-binding protein）黏附素与获得膜上的淀粉酶受体结合。（二）抗原性黏附（antigenic adhesion）
这类黏附素有抗原性，在能和唾液及血液中球蛋白相应抗体结合，也能和牙齿表面获得膜及黏膜受体结合。变形链球菌群（mutans-group）及轻缓链球菌群（mitis-group）一些菌种菌体表面Ⅰ/Ⅱ族多肽抗原可以和获得膜糖蛋白及其他菌种表面受体结合。变形链球菌分泌的细胞外酶——葡糖基转移酶（GTFs）、葡聚糖连接蛋白（glucan——binding protein, GBP）和菌斑的葡聚糖结合。变形链球菌胞壁脂磷壁酸（lipoteichoic acid, LTA）、脂蛋白（lipopro-tein）也起到和获得膜上的糖蛋白结合的作用。二、口腔环境因素对黏附的影响
内源性作用：为口腔自身的抗附着物质限定着微生物一定的存留量，维持着口腔内微环境的平衡。这些物质包括来自唾液以及龈沟液凝集细菌物质。例如：唾液黏蛋白、凝集素、球蛋白、溶菌酶等，凝聚唾液悬浮状态的细菌，使部分细菌随吞咽排除口腔。
外源性作用：良好的口腔卫生可以清理口腔部分菌斑。食物中奶类食物可以阻止细菌黏附；绿茶中茶多酚阻止细菌附着。研究证明：带阳离子的壳聚糖可以凝集口腔微生物，并使黏附在牙齿表面的细菌脱落。
因此，了解了口腔细菌黏附机制，可以辅助控制口腔内过多菌斑堆集，调节微环境平衡，为口腔病的防治提供了一个生态学研究途径。三、黏附特征（一）特异性
不同菌的黏附素有选择性的与受体结合（见表1-3），除选择性与获得膜受体结合外，也可与相应的菌种共聚。（二）规律性
菌种黏附在口腔组织表面有一定的先后顺序，先定植的菌种，为后来的菌种创造了条件。另外，扫描电镜观察到：丝状及长杆菌与釉质垂直生长排列，球菌在周围形成有机结合，形成谷穗样结构。（三）不可逆性
黏附后由于是两种物质的分子生物的化学结合，自然情况下，不容易断开，菌斑内自身具有断开机制，如变形链球菌分泌一种蛋白释放酶（protein-releasing enzyme）、人体普氏菌（P.loeschü）的一种蛋白酶，可使结合的细菌断开。（四）受体隐蔽性
一些受体有“隐蔽性”（cryptitopes），主要表现在流动唾液中，不与菌黏附素结合，当受体吸附在获得膜上，才显示与相应黏附素结合。例如：富脯蛋白在悬浮唾液中，不与内氏放线Ⅰ型菌毛结合；当富脯蛋白吸附到釉质羟基磷灰石表面时，才与Ⅰ型菌毛结合。（杨圣辉）思考题
1.如何理解正常菌群？
2.口腔感染性疾病的特点。
3.什么是生境？
4.在口腔内适合微生物生存的基本条件是什么？
5.内源性营养组成与主要成分。
6.正常菌群在口腔存在的特异性及复杂性。
7.混合唾液组成与作用。
8.口腔正常菌群的获得。
9.细菌定植口腔的原理。
10.口腔窗口感染的定义与意义。第二章 口腔正常菌群
口腔正常菌群（Oral normal flora）也可称常住菌（Residents）。口腔内微生物群在一定生理条件下对人体健康有益，是人体组成的一部分；它们多为条件致病菌，即在正常时存在于人体的某些部位，不引起疾病。当条件改变：如身体抵抗力下降，长期、大量服用抗生素，口腔卫生不好，或细菌的生存部位发生变化，口腔菌群平衡被破坏将引起疾病。
口腔内微生物的数量很大，数量约有1014菌落形成单位（CFU/ml），菌种约700多种，每年还有新的细菌不断被分离。其分类可按菌体形态分为球菌、杆菌、丝状菌或弧菌等；按革兰氏染色分为阴性（被染成粉红色）或阳性（被染成蓝紫色）；按细菌对氧的敏感程度分为需氧、兼性厌氧、专性厌氧及嗜二氧化碳的微需氧菌（见表2-1）。第一节 革兰氏阳性球菌一、链球菌属
口腔中的常住菌，占的比例很大，在唾液中约占1/2，舌背上约为45%，在菌斑、龈沟液中约占1/4。口腔定居的链球菌，根据近年的分类学研究，将链球菌属内的口腔链球菌（oral streptococci）确定为四个菌群：变形链球菌群（S.mutans-group）、唾液链球菌群（S.salivarius-group）、咽峡炎菌群（S.anginosus-group）、轻缓链球菌群（S.mitis-group），四个菌群包括18个菌种（表2-2）。（一）变形链球菌群（S.mutans group）
有7个菌种（含有8个血清型）。可从人类口腔中分离的有5个菌种包括变形链球菌（血清型c、e、f）、远缘链球菌（血清型d、g）、仓鼠链球菌（血清型a）、鼠链球菌（血清型b）、道恩链球菌（血清型h）。其中主要检出是变形链球菌（检出为70%～100%），其次为远缘链球菌，其他各种检出较少。另外2个菌种：野生鼠链球菌（血清型c）、猴链球菌（血清型c）由动物口腔内分离出（表2-3）。
1.特征
菌体为革兰氏阳性球菌也可是短杆状，呈链状（长链或短链）。多数为兼性厌氧，在有氧、无氧的环境下都能生长，但在5%～10%CO，90%～95%N 2的环境下生长最佳。由于它在不同的培养基2上菌落形态不同，易发生变异，所以得名变形链球菌。最适宜的培养基为轻唾培养基（mitis salivarious agar, MS），其中含20%蔗糖，无血，内加入杆菌肽、结晶紫、曲利苯兰等抑菌剂，在其上生长的典型菌落是蓝色（或灰）、不透明、不规则、凸起的小菌落（约1mm），嵌入生长，表面凹凸不平、质地坚韧、边缘清楚但不整齐。典型的菌落中心有糖珠（细胞外多糖），糖珠流失后，显出中心凹陷（2-1～2-3）。血平皿上生长多数不溶血或不完全溶血。其他培养基上：菌落为光滑型或黏液型。适合温度为37℃，耐酸（pH5.0以下仍能生长）。发酵各种糖类，不同菌种发酵糖特点不同，5个菌种共同发酵甘露醇，能利用蔗糖合成细胞外多糖（葡聚糖）。图2-1 变形链球菌的菌体形态图2-2 含细胞外多糖珠的变形链球菌典型菌落形态图2-3 无细胞外多糖珠的菌落形态
2.致病性
①黏附功能：有多种细胞表面黏附素可与牙表面获得膜受体结合，如细胞壁表面Ⅰ/Ⅱ抗原（AutigenⅠ/Ⅱ），葡聚糖连接蛋白（Glucan binding protein-GBPs）等。
②分泌细胞外酶：葡糖基转移酶（Glucosyl+ransferase-GTFs）利用蔗糖合成水溶性及非水溶性细胞外多糖（Extracellular soluble and extracellalar insoluble polysaccharides）称葡聚糖及变聚糖（Glucan and mutans），促进菌斑形成、供细菌菌体产酸代谢及菌斑的糖原储备。
③有完善的各种碳水化合物转移系统，可发酵蔗糖产酸使牙釉质脱矿，且产酸速度较其他菌快，酸性强。此系统还可促使细胞内合成多糖（Intracellular polysaccharides-IPS）作为细胞内能源贮备，当环境缺乏营养时仍能代谢产酸。
④变链菌本身耐酸（仅次于乳酸杆菌），故无自限性，在pH低的环境下仍可不断生长、繁殖及产酸。
目前公认，变形链球菌群中变形链球菌及远缘链球菌（S.mutans and S.sobrinus）为主要致龋菌。可导致各个牙面发生龋坏（如：窝沟、邻面、根面）。特别在龋损发生的初期起到重要作用。（二）唾液链球菌群（S.salivarius-group）
这个菌群从口腔内分离出有2个菌种：唾液链球菌（S.salivarius）、前庭链球菌（S.vestibaularis）。人类口腔中最早能有规律分离出的微生物之一。能在婴幼儿口腔中早期分离，它们首先定位于牙面，是唾液中占比例最大的菌。它们可产生果聚糖，能产酸，动物试验可致龋，但不是主要致龋菌。在牙面菌斑中很少分离出。菌斑中少的原因：它缺乏在菌斑内聚集的机制、故不能定植、聚集。因此不能直接引起人类的龋病。它能产生一种抗菌物质（enocin），干扰致病性链球菌在生长过程中利用泛酸盐。
①唾液链球菌：主要定植在口腔黏膜表面和舌背部黏膜。能利用蔗糖合成水溶性及非水溶性细胞外多糖。
②前庭链球菌：从人类口腔前庭黏膜分离出，不能利用蔗糖产生细胞外多糖；有尿素酶可产氨，产生的氨及过氧化氢能使局部pH值增高，其参与构成唾液中的过氧化物系统，能抑制外来菌及菌斑内细菌。
以上2个菌种，还没有资料证明对人有致龋性。（三）咽峡炎菌群（S.anginosus-group）
包括有中间链球菌（S.intermedius）、星群链球菌（S.constellatus）、咽峡炎链球菌（S.anginosus）。是新组合的一组菌，原有一种叫米勒链球菌（S.Milleri）的现也归纳在这一组内。这组菌现分为3个菌种。这组菌很容易从牙菌斑中分离出。它是引起人类化脓性疾病的重要菌；它们通常在组织脓肿的深部被发现。尤其是脑和肝组织及腹膜炎、阑尾炎、心内膜炎的病例中分离出。它们都不产细胞外多糖。该菌群属条件致病菌。
①中间链球菌：主要从牙周袋内、肝及脑脓肿处分离，能产生一种蛋白酶样物质称中间溶解素（Intermedilysin），与一些化脓性疾病有关，致病因子是产生一种毒素蛋白。
②星状链球菌和咽峡炎链球菌：从人的咽部、肝脑脓肿处分离。（四）轻缓链球菌群（S.mitis-group）
包括有血链球菌（S.sanguis）、戈氏链球菌（S.gordonii）、副血链球菌（S.parasanguis）、口腔链球菌（S.oralis）、轻缓链球菌（S.mitis）和嵴链球菌（S.crista），肺炎链球菌（S.pneumoniae）。该菌群能利用蔗糖产生细胞外多糖。可以菌斑分离，也可从末梢血内及机体其他部位分离。
①血链球菌：是1946年首先从亚急性细菌性心内膜炎患者的血中分离出来。是牙表面早期定植菌之一。是菌斑中的重要菌，有时软组织、唾液中、牙面上也可分离出。在健康人牙龈中，血链为优势菌。细菌特点：
1）能利用蔗糖产酸及合成细胞外多糖；
2）能附着于牙釉质表面，在菌斑形成期间，血链是最早附着在清洁牙面上的微生物之一；
3）具有可分解SIgA的蛋白酶，产生过氧化氢及血链素，对牙周致病菌有抑制作用，如可抑制牙龈卟啉单胞菌等；
4）可产生细菌素、过氧化氢，并与肺炎链球菌产生交叉抗体，故可抑制一些外源性致病菌，如肺炎链球菌、球菌等。其虽然能利用蔗糖产酸、产生葡聚糖，有一定的黏附性；但致龋性很低。原因是有些菌不耐酸。产酸后pH下降可抑制自身生长。近年来还有报道，认为血链菌数与龋病呈负相关性。
②轻缓链球菌：存在于颊、舌黏膜、菌斑表面和唾液、龈沟中，是常住菌。能产酸，有些菌种能合成细胞外多糖，但无明显致龋性。它也能抑制多种外来致病菌的生长，如：棒状白喉杆菌、化脓性链球菌、肺炎链球菌等。其致病性尚不了解。抑菌作用可能是由于其与致病菌竞争营养或产生抑制性代谢产物，或占据致病菌的生长空间位置，或降低pH值、降低氧还原电势、刺激机体产生抗体等。
③戈氏链球菌：能与淀粉酶（α-amylase）结合分解淀粉（starch）。
④口腔链球菌：产生唾液酸酶、神经氨酸酶（neuraminidase）和IgA蛋白酶。
⑤副血链球菌：多从咽喉、血、尿内分离出，能分解精氨酸，能结合淀粉酶合成细胞外多糖。
⑥嵴链球菌：特征象血链球菌，主要以菌毛黏附生存在黏膜细胞表面。
⑦肺炎链球菌：主要从鼻咽部分离出，在菌群内能传递耐抗生素基因。
该菌群为条件致病菌，可以引起全身远端部位的感染，已证实与心内膜炎患者相关致病菌中一部分是来源于这个菌群，如：口腔链球菌、血链球菌、轻缓链球菌、格氏链球菌及副血链球菌。二、消化链球菌属
从口腔内分离出的厌氧链球菌，主要从牙本质龋、感染牙髓、根管内及人体其他部位脓肿内分离出。为绝对厌氧菌，有氧环境中不能生长，在10%H，90%N及有催化剂存在的情况下，产生厌氧环境时，22生长好。菌体为革兰氏阳性球菌，呈链状，很少溶血。口腔检出率为4%～13%，是口腔正常菌群。目前可分出5个菌种。它是牙髓、根尖周感染中分离率较高的细菌，特别是有症状的病例中。有报道：1/3的感染根管中可检出；约占检出厌氧菌的40%，急性发作的病例检出率约为60%。脓肿中也可分离出。它与其他兼性厌氧的链球菌及二氧化碳依赖性菌的鉴别在于：厌氧环境生长及对甲硝唑敏感。
致病性：常在感染根管、感染根尖周组织中被检出；牙周病的牙周袋内也可检出。因此有报道：它与根管感染、牙周病有关。
致病物质：能产生透明质酸酶从而破坏牙龈组织；有的（微小消化链球菌）有肽酶可降解所有类型的肽链，产生硫化氢，其与其他牙周细菌比较，产硫化氢能力最强。三、肠球菌属
口腔内分离的菌种是粪肠球菌（E.faecalis），存在健康口腔内，数量少，在免疫低下患者的口腔、感染的牙周袋及根管内可分离出。近年研究提出：粪肠球菌在慢性顽固性根尖周炎检出率较高。四、葡萄球菌属、微球菌属
葡萄球菌属：（一）可以从牙菌斑内、根面龋及牙周袋内分离。葡萄球菌：常寄居于舌背、唾液中，唾液0～5万个/ml，菌斑中也偶见致病：是人类化脓性感染的主要病原菌，也是引起颌面部感染的常见病原菌。在感染根管和拔牙后干槽症等临床标本中可检出。有时引起继发于黏膜浅表的感染，如：伪膜性口炎。
主要致病物质：血浆凝固酶（鉴定细菌有无致病性的重要指标），可使血浆凝固，血浆纤维蛋白沉积于菌体表面或其周围，使细菌不易被吞噬细胞吞噬，即使被吞噬，也不易被杀死。A蛋白：为一种蛋白质抗原。存在于细胞壁表面。其除具有抗吞噬作用与致病力有关外，还能与IgG结合，固定补体。
溶血素：为外毒素。可破坏红细胞、血小板，对白细胞也有毒性，刺激血管平滑肌收缩。（二）微球菌属：属于微球菌科，在口腔中很容易分离，尤其舌背、龈沟致病性：目前发现它与口腔黏膜感染有关；如：球菌性口炎。
革兰氏阳性球菌在口腔内菌群中占绝对多数，特别是口腔链球菌（共有四菌群），在唾液和舌背部占可培养总数的50%，龈沟液内为30%。因此口腔链球菌的正常比例，对维持口腔微环境平衡起着重要作用。这个菌群里一些菌种在婴儿出生24小时就首先定植在口腔粘膜，如唾液链球菌（S.salivarum）、轻缓链球菌（S.mitis）、及口腔链球菌（S.saliva-rum）等。并以自身产生的细菌素来阻止外来菌在口腔停留，起到了口腔屏障作用。另外早期定植菌的生长代谢又为后来定植菌如微需氧菌、厌氧菌生存创造了条件，这些菌一般称先驱菌（Pioneer species）。还有血链球菌能产生血链素和过氧化氢产物，制约了牙周致病菌如牙龈卟啉单胞菌的繁殖。另外口腔链球菌可致龋病。口腔链球菌、血链球菌等进入血循环中，也可以引起心内膜炎。因此口腔链球菌是口腔内的大菌群，对于它们在口腔微环境中有益有害作用，目前还有很多未知东西，随研究的深入，会有新的发现。第二节 革兰氏阴性球菌一、韦荣氏菌属
韦荣氏菌属为革兰氏阴性专性厌氧球菌，从牙菌斑内分离。单个或短链，为口腔正常菌群，占唾液、舌面菌量的5%～10%，菌斑中也有；是口腔中最大的菌属之一。可分为7个菌种。
口腔内常分离菌种有：小韦荣氏菌（V.parvula）、殊异韦荣氏菌（V.dispar）、非典型韦荣氏菌（V.atypical）。一般不能直接发酵碳水化合物和多元醇类。它生长时，消耗其他菌产生的中间产物，如乳酸、琥珀酸、丙酮酸等多种酸，使pH上升。原因：缺乏葡萄糖激酶（guwkinase）和果糖激酶（fruatokinase），不能代谢糖类，需要利用其他细菌的中间代谢产物和乳酸盐、丙酮酸盐、苹果酸盐、延胡索酸盐等作为能源供其生长。有动物试验研究表明，用致龋菌和韦荣菌感染动物，结果致龋性明显减弱。它对牙面的黏附力较弱，但当牙面上一旦有革兰氏阳性菌黏附上去时，便可随之移入，使菌斑量明显增加。唾液链球菌细胞壁蛋白中含有韦荣菌结合蛋白，可起到受体的作用。
有报道它在牙周炎非活动区检出率高于活动区，因此认为它与维持炎症静止有关，并参与宿主的生物屏障作用。但它也和其他阴性菌一样，产生内毒素，还产生硫化氢、乙酸等，故有人认为这些物质对牙周组织有损伤，对牙周病的发生、发展，韦荣菌起协同作用。二、奈瑟氏菌属
革兰氏阴性需氧双球菌，可从口腔菌斑内分离，是早期在牙表面定植菌。常位于唇、舌、颊黏膜及唾液中，特别是菌斑中也可被检出（大部分位置均可分离出，但数量少）。也可从鼻咽部分离。有些菌分解糖，有些菌种是不分解糖，可以利用乳酸产物。有关致病作用不能确定。常见的卡他球菌即属于此菌属，常引起耳、鼻、喉及呼吸道感染。在口腔的致病情况尚不清楚。它与变链菌之间可相互集聚，并促进厌氧菌增生。因此认为它与菌斑形成有关，和龋病有一定关系。集聚机制：在有麦芽糖时可形成多糖荚膜，把无荚膜菌集聚在上面，且这种集聚不因葡聚糖的降解而解聚，故在菌斑形成和龋病的发生中起了一定作用。同时它能代谢乳酸产生乙酸（弱酸）和CO。推测：2可能会阻止牙菌斑内pH的降低，促进厌氧菌的生长（厌氧菌有自限性）。三、莫拉氏菌属
革兰氏阴性需氧菌，不分解糖，在口腔内能检出，但主要是上呼吸道共生菌。具有α-内酰胺酶的活性，而影响抗生素治疗作用。
适合在33～35℃需氧环境生长，在无氧环境中生长，易出现多形性，菌落直径0.6～1.0μm。主要与口腔及呼吸道黏膜附着生长。这个菌属在人体能分离到的菌种有：
卡他莫拉氏菌（M.catarhalis）亚特兰大莫拉氏菌（M.atlantae）
腔隙莫拉氏菌（M.lacunate）不液化莫拉氏（M.nonliqutfciers）
奥斯陆莫拉氏菌（M.osloersis）苯丙酸莫拉氏菌（M.phenylpyruvica）。
从口腔唾液及菌斑内常分离的主要是卡他莫拉氏菌（M.catarhalis），但在口腔微环境内具体作用不详。（任 蕾）第三节 革兰氏阳性杆菌一、放线菌属
是口腔正常菌群，从牙菌斑及牙周袋内分离，也可以从头颈部感染病灶内分离。由于近年来细菌分类学变化，目前根据新的分类在口腔中常分离的菌种有：内氏放线菌（A.naeslundii）、衣氏放线菌（A.israelii）、溶牙放线菌（A.odontolyticus）、乔氏放线菌（A.georgiae）、戈氏放线菌（A.gerencseriae）、迈氏放线菌（A.meyeri）、黏性放线菌（A.viscosus）（表2-4）。
特征：菌体是革兰氏阳性菌、多形性、不规则、杆状、棒状、丝状及分枝状。菌落形态各异。适合35～37℃及pH 6.7～7.0环境生长，耐酸生长。发酵葡萄糖、果糖等，还原硝酸盐及亚硝酸盐。
致病性：不同菌种致病作用不同（表2-4）与龋病及龈炎症密切的菌主要是黏性放线菌。
毒性作用：
①菌毛（fimbriae）：Ⅰ型和 Ⅱ型菌毛（typeⅠand type Ⅱfimbrae）（编码54KD-59KD多肽）。Ⅰ型菌毛与获得膜内富脯蛋白（proline-rich protein）、富酪蛋白（statherin）结合附在牙表面；Ⅱ型菌毛与口腔黏膜细胞表面多糖侧基半乳糖受体结合，也可以和白细胞、口腔链球菌结合。
②产生细胞外多糖：能利蔗糖合成果聚糖和杂多糖（Heteropolysaccharide）有利菌斑形成。
③产酸耐酸：发酵各种糖、产酸。在菌斑内pH4.7时仍能继续代谢。二、乳酸杆菌
主要从龋洞里分离，在牙菌斑内检出少，在釉质及根面龋损进展时，数量增加。
特征：革兰氏阳性杆菌，长杆、短杆、有时棒状，细长形，但无分枝。无芽孢。菌落圆形、白色（有时黄色）、半透明、光滑形凸起，边缘整齐，粗糙型表面无光泽，边缘不齐。发酵葡萄糖产酸，有两种发酵类型：同质发酵（产生乳酸）及异质发酵（产生乳酸、乙酸、甲酸、琥珀酸）。
菌种：在口腔内能分离的菌有15种，包括：干酪乳杆菌（L.casei）：亚种有干酪亚种（L.casei subsp）、副干酪亚种（L.paracasei subsp）、嗜酸乳杆菌（L.acidophilus）。亚种有：嗜酸亚种（L.acidophilus subsp）、卷曲亚种（L.crispatus），其他菌种有发酵乳杆菌（L.fermentus）、唾液乳杆菌（L.salivarius）、植物乳杆菌（L.plantarum）、短乳杆菌（L.brevis）、布氏乳杆菌（L.buchneri）、戈氏乳杆菌（L.gasseri）、口乳杆菌（L.oris）、鼠李糖乳杆菌（L.rhamnosus）、齿龈乳杆菌（L.uli）、玉米乳杆菌（L.zeae）。
上述菌种，与龋发生较密切的菌种主要是干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、发酵乳杆菌。
致病性：乳酸杆菌有较强的代谢碳水化合物产酸能力，可以合成葡聚糖和杂多糖。耐酸生长在pH 3.8的环境仍能生长。因此在龋病发生过程起到重要的促进作用。但在消化道及阴道内属有益菌，促进消化的营养吸收，刺激免疫活性及防止阴道感染。三、真杆菌属
革兰氏阳性丝状杆菌，是无芽胞厌氧菌，菌种分为分解糖及不分解糖菌种。一部分参与人牙周内菌群，在牙菌斑与球菌构成，谷穗样结构（corn-cob），可以从牙本质龋、坏死牙髓、头颈部感染病灶内分离。在对疾病的作用上，待进一步证实。
其他阳性杆菌有：马氏棒状杆菌（Corynebacterium.matruchotii）、龋齿罗斯氏菌（Roth-ia.dentocariosa）、齿双歧杆菌（Bifidobacterium.dentium）等。第四节 革兰氏阴性杆菌
革兰氏阴性杆菌，主要存在于龈袋（牙周袋）龈下菌斑内及舌背部黏膜舌苔下。健康龈袋检出少，如果菌种及数量的增加，标志炎症存在及进展。一、卟啉单胞菌属
1988年以卟啉产物及不分解糖为特点从拟杆菌属（Bacteroides）分出的独立菌属。
特征：典型菌体形态为革兰氏阴性球杆菌，也可呈小杆状或多形性，无芽孢（2-4）。菌落圆形凸起，墨黑色（初期可为褐色）表面光滑，有金属光泽（2-5）。专性厌氧，不分解碳水化合物、水解蛋白，产生丁酸、己酸、丙酸、异丁酸和异戊酸。营养要求较高，特殊需要维生素K和血红素（hemin），从血红素获得铁（Fe）来支持生长。
菌种：从口腔及面部分离的菌种有：①牙龈卟啉单胞菌（Pgingivalis）；②牙髓卟啉单胞菌（P.endodontalis）；③不解糖卟啉单胞菌（P.asaccharolytica）；④齿周卟啉单胞菌（P.circumdentaria）；⑤卡托氏卟啉单胞菌（P.catoniae）。常分离的主要是前三种（表2-5（1））。（一）牙龈卟啉单胞菌（Pgingivalis, Pg）
是目前公认的慢性牙周炎主要致病菌。
1.特征
典型的菌体形态为革兰氏球杆菌，培养2天菌落为透明突起的菌落，3～4天时为棕色，超过5天变为墨黑色，表面似金属光泽，完全溶血（2-4～2-6）。不分解糖，分解蛋白产生苯乙酸、丁酸、丙酸、异丁酸、异戊酸，产生硫化氢及甲硫醇，凝集红血细胞，苯甲酸脱氢酶（MDH）和谷氨酸脱氢酶阳性。适合的培养温度为36～37℃，95%N 2，10%H 2，10%CO 2厌氧环境生长。营养要求高，维生素K及血红素为特殊培养成分。图2-4 牙龈卟啉单胞菌的菌落形态图2-5 牙龈卟啉单胞菌菌体形态图2-6 牙龈卟啉单胞菌荧光抗体菌体
该菌主要从慢性牙周炎患者牙周袋内检出，当炎症在活动期检出数量高。健康牙周及牙龈炎患者也能检出较少。在其他牙周炎如侵袭性牙周炎患者牙周袋也可以检出。属条件致病菌。
2.致病毒性
牙龈卟啉单胞菌是多毒性的牙周致病菌，包括有：
荚膜（Capsule）：有较厚的荚膜，具有抗吞噬作用。
黏附素（Adhesin）：（1）Pg菌毛（fimbriae）含有菌毛素（fimbrilin）是菌毛蛋白的亚单位（多肽），受fi-mA基因调控。它可以和唾液获得膜上的富脯糖蛋白（proline-rich glycoproteins）、富酪蛋白（statherin）、乳铁蛋白（lactoferrin）、纤维蛋白原（fibrinogen）、纤维结合蛋白（fibronectin）结合。还可以与多种口腔链球菌（格氏链球菌、血链球菌、口腔链球菌、轻链球菌）、内氏放线菌、具核梭形杆菌、密螺旋体、福赛氏菌结合，附着在牙表面及牙周袋内壁上。（2）血细胞凝集素（hemagglutininus）目前已克隆出五种凝集素分子，已克隆的基因是hagA、hagB、hagC、hagD、hagE。能凝集血红细胞，从中得到生长必须的血红素。也可以凝集其他细菌。（3）细胞外膜泡（outer membrame vesicles）：Pg细胞外膜泡可以分离出大量泡样结构，直径约50 nm，分泌到细胞外（2-7、2-8），与牙龈细胞、龈下菌斑内细菌凝集，附着在龈壁上皮，能携带蛋白酶及内毒素等毒性物质穿过上皮屏障进入牙周组织内，起到破坏作用。图2-7 牙龈卟啉单胞及外膜泡分泌（↓）超微结构（超薄切片×95 000）（4）蛋白酶（Proteinase）
①胰蛋白样酶（trypsin-like proteinases）包括有精氨酸半胱氨酸蛋白酶（arginine-specific cysteine proteinases）和赖氨酸半胱氨酸蛋白酶（lysine-specific cysteine proteinases）基因编码为RgP1 RgP2和KgP。两个类型的酶水解免疫球蛋白及补体，激活宿主细胞分泌金属蛋白酶、降解牙周细胞蛋白，起到对牙周组织破坏作用。
②胶原酶（Collagenases）溶解牙周组织中胶原蛋白。图2-8 牙龈卟啉单胞菌外膜泡分泌超微结构负染片（负染×25 000）（5）内毒素（Endotoxins）：也称脂多糖（lipopolysaccharides-LPS），是Pg外膜组成部分，包括有：膜外部的Q-特异性链或Q-多糖（the Q-specific chain or Q-polysaccharide）、膜内多糖粒（polysaccharide core）和疏水的脂类A（the hydropHobic lipid A）三种毒性成分。LPS诱导巨噬细胞及成纤维细胞产生炎性细胞因子，刺激宿主细胞分泌胶原酶；增加牙组织的氧代谢；激活破骨细胞，增加骨的吸收破坏。
其他毒性产物：溶血素（haemolysins）溶解红血球。各种有机酸，对龈组织有刺激作用。另外Pg分解含硫蛋白产生硫化氢（hydrogen sulphide）、甲硫醇（Methylmercaptan）与短链脂肪酸，产生臭味。（杨圣辉）
3.研究进展（1）牙龈蛋白酶
牙龈蛋白酶是细胞外的半胱氨酸蛋白酶。它是三个基因的产物。三个基因分别编码精氨酸特异半胱氨酸蛋白酶RgpA、精氨酸特异半胱氨酸蛋白酶RgpB，赖氨酸特异半胱氨酸蛋白酶Kgp。
RgpA、RgpB的蛋白酶结构域一致，只是RgpB基因缺乏编码黏附/凝血素的部分。编码赖氨酸特异半胱氨酸蛋白酶Kgp的基因存在编码黏附/凝血素的部分。在胞浆转运过程中类内毒素的多聚糖加入到蛋白酶原的羧基末端。在菌体表面蛋白酶原折叠成部分有活性的，单链的酶原进行本身催化的分子内的加工过程。两次连续裂解促进酶形成活性酶，RgpA, Kgp要切除部分凝血素区域。各结构域在Kgp和羧肽酶的作用下，形成非共价的多结构域的，多功能的复合体。这些复合体被糖化的羧基末端的凝血素的结构域连接在菌体外膜上。
1）牙龈蛋白酶与其他蛋白酶的关系
已被鉴定的Pg分泌的水解蛋白的酶包括氨基肽酶、羧基肽酶、四肽酶、三肽酶、寡肽酶和一些内肽酶。Pg的细胞外的内肽酶，属于半胱氨酸肽酶，包括gingipain, periodontain, PrtT蛋白酶和Tpr蛋白酶。
初级periodontain, PrtT蛋白酶一级序列与化脓链球菌的半胱氨酸蛋白酶streptopain（SpeB）同源，而Tpr蛋白酶与calpain同源。gingipain应译为牙龈蛋白酶，是牙龈卟啉单胞菌和梭菌蛋白酶的缩写，指Pg半胱氨酸蛋白酶。过去曾被叫做胰酶样蛋白酶（trypsin-like proteases），gingivain, argingipain和porphypain牙龈蛋白酶担负着85%的细胞外蛋白酶活性，99%的胰酶样蛋白酶酰胺分解活性。
牙龈蛋白酶的初级结构与其他蛋白包括蛋白水解酶的初级结构没有相似性，被归入半胱氨酸蛋白酶的C25家族。RgpB的结构与caspase（家族14）具有共同祖先，存在拓扑关系，caspase参与细胞凋亡和细胞因子活化。参与催化作用的His-Gly-spacer-Ala-Cys亦存在于clostripain, separase, legumain。它们的底物残基具有特异性。legumain的底物残基是天冬酰氨，Kgp的底物残基是赖氨酸、Rgp、Clostripain、Separase的底物残基是精氨酸、Caspase的底物残基是天冬酰氨，这5个家族有相似的蛋白折叠结构，被称作caspase-hemoglobinase fold。
2）成熟牙龈蛋白酶的分子变异
牙龈蛋白酶R基因包括RgpA, RgpB。两个基因存在于所有被研究的Pg实验室菌株和临床分离菌株中。Rgp基因已被克隆和测序的菌株有HG66，W50，W83，ATCC33277和381。各菌株的Rgp基因高度保守，很少变异。
被鉴定的两类牙龈蛋白酶Rgp、Kgp，包括可容的和存在于细胞表面的，均存在一些不同的形式。精氨酸特异蛋白酶的可容型为单链蛋白质，分子量44～50 KD，是蛋白酶结构域和不同数目的黏附/凝血素结构域以非共价键形成的复合物。除了HG66，其他菌株仅释放低水平的可溶性牙龈蛋白酶，牙龈蛋白酶主要存在于菌体表面。膜结合型RgpB在SDS-PAGE上表现为多条带，分子量为70～90 KD。分子量的不同是由于以共价键结合到多肽链的碳水化合物结构的不同。少数研究建议RgpAcat采用RgpB相似的方式插入外膜，然而，多数研究显示RgpA是蛋白酶结构域和黏附/凝血素结构域以非共价键形成复合物存在于菌体表面。HG66是个特例，释放全部RgpA基因产物到培养基中，主要以可溶性高分子量的复合物存在。纯化的Kgp存在多种形式，分子量不等，分别为48，67～70，120，140，或105。与Rgp相似，大多数菌株的Kgp存在于菌体表面，HG66除外。Kgp也可以与XRgpA形成复合体。
3）牙龈蛋白酶前体的蛋白水解过程
纯化的牙龈蛋白酶不同组分的氨基末端序列与基因结构的比较显示，成熟牙龈蛋白酶是基因翻译的初期产物经过蛋白水解形成的。HRgpA和Kgp前体的大多数翻译后裂解发生在几个精氨酸部位和一个赖氨酸部位。
Rgp通过自身的蛋白水解和Kgp在HA2的下游Lys-Pro肽键处水解而成熟。Rgp亦参与了Kgp的酶原的水解。Pg牙龈蛋白酶的同源基因突变及敲除对牙龈蛋白酶成熟影响研究验证了以上观点。Kgp活性缺乏时，参与黑色素形成的血红蛋白受体HA2的成熟较慢，导致突变株的黑色形成障碍。
另外，除了Rgp和Kgp基因，HA2亦被hagA基因编码。Kgp活性在hagA和牙龈蛋白酶原的HA2释放过程中发挥着重要的作用。Kgp缺失不影响Rgp的活性，虽然Kgp参与了HRg-pA的羧基端修整。与野生亲本株相比，Rgp缺欠突变体的Kgp活性降低到20%～30%，错误加工Kgp。
总之，Rgp加工自己，也负责正确有效地加工Kgp。Pg W50外膜蛋白的蛋白质组学分析显示除了最羧基末端区域，Kgp和Rgp的其他结构域的羧基末端位于下一个结构域的氨基末端的15～57残基处，在赖氨酸的倒数第二个残基处。虽然Kgp缺欠突变株的羧基末端加工能力下降，但被加工的结构域在羧基末端缺乏赖氨酸残基。这种羧基末端赖氨酸缺失可能是赖氨酸特异羧肽酶裂解产生的。Kgp对RgpA的修饰作用还不清楚，因为Kgp缺乏时Rg-pA活性没有影响。
4）牙龈蛋白酶原的激活
牙龈蛋白酶基因的初级产物存在大的前缀。这种前缀构成活性肽，限制酶活性直到酶到达菌体外。基因重组表达的全长酶原的酶活性是成熟酶的八十分之一，显示一旦蛋白折叠，它才具有蛋白水解活性。
这种前缀加上氨基末端和羧基末端的延伸共同构成对酶的抑制，它们需要通过三次连续的自身蛋白水解去除。加工过程的每一步需要前一步做前提，酶活性逐步增强。Arg-104-Ala-103部位肽键的裂解是进一步加工的必要条件。第二步加工在Arg-1-Tyr1部位去除剩下的氨基末端的前体肽，最后去除羧基末端形成成熟酶。羧基末端对RgpB的成熟至关重要，因为羧基末端缺失的酶原在自己加工的条件下蛋白酶成熟显著受抑制。
以这种方式形成菌体外的可溶性的RgpB，这种菌体外的可溶性的RgpB的形成只在Pg个别菌株存在。Pg大多数的菌株，RgpB以膜结合型存在，且在羧基末端糖化。羧基末端的修饰和插入到外膜限制了RgpB的成熟保护了活性酶对胞浆蛋白的毒性作用。大的糖末端限制了羧基末端的蛋白裂解保证了酶结合到菌体外膜上。糖代谢酶基因的敲除菌株不进行糖末端修饰，羧基末端的蛋白裂解释放出可容性的RgpB到培养基中。Vim基因突变菌株发生错误糖化，使RgpB原氨基末端第二次活性裂解停止，导致可容性的部分加工的无活性的Rg-pB被释放到培养基中。
RgpA前体和Kgp前体的结构比RgpB前体复杂得多，需要更多的蛋白水解产生成熟蛋白酶。然而，它们亦发生相似的活化，即连续的两次氨基末端活化和免疫球蛋白样结构域的羧基末端活化。Kgp的第一次裂解发生在氨基末端中间，自身催化裂解。野生株Pg的Kgp由Rgp进行羧基末端的裂解，通过自身催化裂解完成羧基末端的裂解修整。在Rgp缺欠突变体，Kgp进行自身加工形成活性酶，提示Kgp前体具有蛋白酶活性。
5）翻译后修饰
膜结合型RgpB的异构体，70～90 kD，翻译后被糖修饰，这种糖能够和Pg LPS的单克隆抗体发生交叉反应。这种LPS样的多糖组成RgpB分子量的30%。HRgpA和RgpAcat亦包含不同的糖修饰但糖含量较低。膜结合型RgpB的多糖位于多肽的羧基末端，使蛋白酶结合在外膜上。可溶性蛋白酶在羧基末端缺少70个氨基酸，且不与LPS的单克隆抗体发生交叉反应。LPS样的多糖亦附着于HRgpA的HA4的羧基末端，将HRgpA锚定在菌体外膜上。Pg外膜的蛋白质组学分析显示除了Rgp还有两个不相关蛋白具有相似的修饰。这四个蛋白加上Kgp, HagA和根据Pg的基因组核苷酸序列推断的另外5个蛋白在羧基末端的氨基酸序列存在相似性。
有人建议这些蛋白通过附着于羧基末端的LPS样的多糖结合在菌体外膜上。可能RgpA的1 688位的酪氨酸负责黏附糖，因为酪氨酸是细菌表面蛋白中公认的被糖修饰的氨基酸。另外两种酶，鼠李糖基转移酶、氨基转移酶的同源酶porR基因的敲除影响牙龈蛋白酶的活性和分布。这些酶参与外膜的LPS组成成分O抗原侧链的生物合成。同源porR突变株与亲本株相比，牙龈蛋白酶主要被释放到培养基中，而且膜结合型具有活性的蛋白酶与LPS单克隆抗体不发生交叉反应。另外，这些突变体的Kgp, RgpA, HagA来源的血红蛋白受体缺乏，不形成黑色素。
6）牙龈蛋白酶的分泌
牙龈蛋白酶或者以可溶性形式被分泌或者存在于完整的细菌菌体和膜泡的外膜表面，它们均是细胞外蛋白。牙龈蛋白酶必须移出经过细胞质膜，周质间隙到外膜。以下机制可能参与牙龈蛋白酶的移出。Ⅰ型分泌通路需要辅助蛋白建立一个经过细胞质周围的通路，蛋白直接经过细胞质，外膜被分泌。经过这种分泌通路的蛋白缺乏氨基末端的可裂解的信号序列。Ⅱ型分泌通路也需要与细胞膜不同部位相关的辅助蛋白。经过这种分泌通路的蛋白通过Sec系统通过内膜，然后在胞浆中裂解折叠。Ⅲ型输出系统不依赖Sec系统，需要形成跨膜结构的蛋白。Ⅳ型分泌需要形成跨膜结构的蛋白位于浆周和细胞质内的细胞内外膜蛋白。与上述类型的复杂结构相比，Ⅳ型分泌机制非常简单。利用 Ⅳ型分泌机制的蛋白由三部分组成，氨基末端的信号肽，通过结构域，羧基末端的β结构域。氨基末端的信号肽帮助蛋白质通过内膜，β结构域在外膜形成一个孔使通过结构域转移到菌体表面。
7）牙龈蛋白酶的分泌成熟和装配途径
牙龈蛋白酶的新产生的未折叠的多肽链利用Sec途径穿越细胞膜进入周质间隙。牙龈蛋白酶多肽链进入周质间隙，LPS样的多聚糖部分附着在牙龈蛋白酶的羧基末端，未折叠的单链蛋白前体的羧基末端与外膜整合，牙龈蛋白酶的剩余部分被转运。在细胞表面蛋白酶获得它行使蛋白酶活性所需的构造并进行蛋白水解过程。牙龈蛋白酶在翻译后进行广泛的修饰并进行多结构域复合物的装配。存在于Kgp和HRgpA的每一个结构域的基序负责各结构域之间的凝聚，形成大的HRgpA-Kgp的蛋白酶——黏附素的复合体。结构域中HA2和HA4不具有此功能。轻度超声能够从菌体表面解离这种复合物。留在细胞表面的RgpB不与其他牙龈蛋白酶凝聚。三个基因产物的聚集使Pg在表面存在结构上组织在一起的复合体，这些复合体具有蛋白水解、凝集血红素和血红蛋白黏附结合功能。这种多活性的结合可能是原核生物中独一无二的，构成Pg最重要的毒性因子。
8）蛋白水解活性和特异性
牙龈蛋白酶对精氨酸残基和赖氨酸残基的裂解的特异性非常严格。RgpB的这种严格的特异性是由它的结构造成的，RgpB分子结构存在S1袋，最适合容纳精氨酸侧链。精氨酸多肽的牢固固定，非常开放的结合部位，S1袋的负电荷和活性位点的环境使RgpB对于含有P1-精氨酸多肽的裂解具有高度特异性，而且裂解效率非常高。因此，在还原状态，RgpA, RgpB的蛋白酶活性和选择性均非常强。精氨酸特异蛋白酶裂解许多生理学方面重要的底物，包括血浆蛋白、细胞外基质成分、细胞因子、细胞因子受体和其他细胞表面蛋白。这种多底物的特性有利于细菌获取营养，不利于宿主防御，它虽然裂解底物种类较多，但它的蛋白水解活性特异性强，类似宿主蛋白酶。例如，它能够激活凝血系统和激肽产生系统。除了它作用于宿主蛋白，它还参与Pg蛋白包括其他毒性因子的加工成熟。
Kgp底物范围虽然较Rgp狭窄，但它是比精氨酸蛋白酶更重要的毒性因子。除了对赖氨酸的高选择性，裂解部位上游的残基比赖氨酸更加影响Kgp活性。Kgp活性对于Kgp, RgpA和HagA基因编码的血红蛋白受体（HbR）的有效释放是必不可少的。Kgp缺失Pg菌株由于结合血红蛋白血红素能力低下，在血琼脂平皿上培养表现为白色或浅褐色。另外，Kgp同源重组突变体的加工能力丢失导致对Kgp, RgpA和HagA前体裂解下来的结构域羧基末端的病理性切断，导致突变体毒性降低。
Kgp比Rgp的特异性更加严格，导致能够被Kgp裂解的人的蛋白较少。血浆蛋白中纤维蛋白原是Kgp的主要作用物。Kgp降解纤维蛋白原Aα链，使它失去凝血能力。正常血浆纤维蛋白原降解延长血浆凝血酶时间，表现出强烈的抗凝效果。Kgp对高分子量的激肽原的凝聚部分的降解进一步促进了抗凝作用。另外，酶降解了血红蛋白和其他的血红素、铁结合蛋白、释放血红素，获得Pg生长必需的营养物质。
9）牙龈蛋白酶的非蛋白水解活性
RgpA和Kgp除了它的蛋白酶活性，它还提供给细菌凝血/黏附能力，这是细菌在宿主定植的必要条件。它们还提供15 kDa的凝血/黏附结构域，即HA2或血红蛋白受体（HbR），它结合血红蛋白直接参与从红细胞摄取血红素。这种细菌不产生内源性的蛋白酶的抑制物。（2）牙龈卟啉单胞菌与上皮细胞的相互作用
Pg在菌体表面表达两种菌毛，主要菌毛和次要菌毛。主要菌毛由蛋白亚单位Fimbrillin（FimA）组成。FimA的分子量为41～45 kDa，因菌株而异。FimA编码基因以单拷贝存在于染色体中，是单顺反子。氨基酸序列与其他细菌的菌毛不同源，提示Pg产生独特类型的菌毛。FimA基因存在于所有的有菌毛的Pg菌株中，在无菌毛的Pg菌株中不存在。FimA基因根据核苷酸序列分为六种Ⅰ～Ⅴ型和Ⅰb型。大多数牙周炎患者检出的Pg为FimA Ⅱ型，其次为FimA Ⅳ型。健康人多检出FimAⅠ型。牙周炎越重，FimA Ⅱ型检出率越高。FimA基因变异引起菌毛变异表现为蛋白大小和氨基末端变异。
FimA在口腔定植中发挥着重要的作用。研究证实FimA在黏附和侵入多种类型哺乳动物细胞包括上皮细胞中发挥重要作用。FimA蛋白的氨基酸残基9～90是上皮细胞黏附区域。根据FimA序列合成的FimA类似物和菌毛抗体抑制Pg黏附和侵入上皮细胞。Pg的FimA基因缺欠株黏附和侵入上皮细胞的能力减弱。主要菌毛特异性结合和活化多种宿主细胞如人上皮细胞、内皮细胞、脾细胞和外周血单核细胞，引起细胞因子如IL-1，IL-6，IL-8，TNF-α，ICAM-1，VCAM-1，P-选择素，E-选择素释放。啮齿类动物模型皮下接种Pg菌的毒性试验将Pg菌株分为侵袭性/毒性菌株和非毒性菌株。侵袭性/毒性菌株有ATCC53977，A7A2-10，HG1690，HG184，HW24D1（FimA Ⅱ型），W50，W83，9-14K-1（FimA Ⅳ型），非毒性菌株有ATCC33277，381，2561，1432和1112（FimAⅠ型）。小鼠的脓肿模型显示FimA Ⅱ型引起的血清炎症介质量最多，其次为FimAⅠb，Ⅳ，Ⅴ型，而FimAⅠ，Ⅲ型引起的宿主反应最弱。FimA Ⅱ型黏附和侵入上皮细胞的能力强于其他类型。重组 Ⅱ型FimA上皮细胞黏附和内化的效率高于其他类型且聚集在细胞核周围。抗 Ⅱ型FimA抗体抑制了Pg黏附和侵入上皮细胞。相反，有学者未观察到FimA类型与上皮侵入能力相关。
电镜显示黏附上皮细胞的Pg细菌表面具有丰富的菌毛。与上皮细胞结合弱的Pg菌株如W50和W83菌体表面菌毛非常少，稀疏地被短的类菌毛结构覆盖。这种类菌毛结构叫次要菌毛。自然发生的非黏附Pg和FimA基因缺欠突变体不表达主要菌毛，产生短的类菌毛结构。次要菌毛能够引起吞噬细胞IL-1α，IL-1β，IL-6和TNF-α的表达增加。mfa1基因编码的67 kDa次要菌毛在牙龈上皮细胞结合和侵入中发挥重要作用。另有学者发现mfa1基因失活的突变体MPG67比野生株结合上皮细胞能力强，提示mfa1基因引起菌体表面生物学形状变化。与野生株相比，次要菌毛突变体MPG67表现出许多较长的菌毛，细菌自凝聚形成较大的细菌丛。主要菌毛、次要菌毛均突变的突变体结合上皮细胞的能力较野生株弱。主要菌毛、次要菌毛或两者均突变的突变体侵入上皮细胞的能力较野生株弱，提示主要菌毛、次要菌毛在细菌侵入上皮细胞过程中发挥重要作用。
Pg是不分解糖细菌，产生和释放大量蛋白水解酶，这些酶在细菌的生长中发挥必不可少的作用。这些酶中的胰酶样蛋白酶，叫牙龈蛋白酶。Pg的蛋白水解酶活性，包括菌体表面的和菌体外的酶活性主要由牙龈蛋白酶完成。编码牙龈蛋白酶的基因有三个，分别编码RgpA, RgpB, Kgp。RgpA, RgpB为精氨酸特异半胱氨酸蛋白酶。Kgp为赖氨酸特异半胱氨酸蛋白酶。成熟的RgpA和Kgp由催化结构域和3或4个黏附/凝血结构域以非共价键连接构成。RgpA与Kgp的黏附/凝血结构域具有97%的同源性，参与细菌与上皮细胞的黏附过程。蛋白酶通过结合细胞表面的同源受体或者通过暴露宿主细胞表面的隐蔽点，发挥结合宿主细胞的作用。胰酶样蛋白酶活性高的Pg结合上皮细胞能力强于胰酶样蛋白酶活性低的Pg。RgpA重组黏附结构域的抗体阻断了天然牙龈蛋白酶与上皮细胞的结合。Pg巯基蛋白酶存在于细胞核周围的细胞质中。Pg W50牙龈蛋白酶黏附结构域参与牙龈蛋白酶攻击上皮细胞细胞核。
牙龈蛋白酶的催化结构域特别是RgpA, RgpB能够更特异地调节Pg与上皮细胞的结合。RgpA, Kgp的黏附/凝血结构域调节Pg与上皮细胞的附着，RgpA, RgpB的催化活性介导细菌从宿主细胞的剥离。牙龈蛋白酶的催化结构域水解宿主基质蛋白使细胞黏附分子暴露从而促进Pg与宿主细胞的结合。牙龈蛋白酶控制毒性因子的表达和细胞外及细胞表面蛋白的稳定性和成熟过程。RgpA, Kgp的蛋白水解加工调节两种菌毛亚单位的形成。RgpA, RgpB均缺欠的突变体菌体表面几乎不存在菌毛。
Pg与上皮细胞结合的过程是多因素参与的过程。包括几个细菌菌体表面结构的协同作用。HA-Ag2，具有与菌毛抗原结构和功能相似的抗原，可能是细菌结合上皮细胞的部位。gtfA编码的糖基转移酶，也参与Pg与上皮细胞的结合。gtfA缺欠株不表达成熟菌毛，自凝集能力降低，与上皮细胞和一些细胞外基质蛋白包括Ⅰ型胶原，层粘连蛋白和纤维粘连蛋白结合能力降低。gtfA缺欠株fimA的蛋白和mRNA表达不受影响。因此，gtfA参与菌毛形成过程中的糖转移在细菌自凝集及与上皮细胞结合过程中发挥必不可少的作用。
荚膜多糖保护细菌免受宿主防御系统的攻击。牙周病患者的牙周袋中分离的没有荚膜的Pg菌株黏附上皮细胞的能力强于有荚膜的Pg菌株。Pg的菌毛使菌体表面疏水，而Pg的荚膜使菌体表面疏水性降低，说明菌体表面的疏水性使细菌更易于黏附上皮细胞。但是，有荚膜的Pg菌株更容易引起动物软组织毒性和侵袭。有荚膜的Pg菌株根据抗原种类被分为六种血清型，即K抗原类型，K1-K6。FimA类型与荚膜抗原类型的关系是：K1对应 Ⅳ型fimA, K2，K3和K5对应 Ⅱ型fimA, K4对应 Ⅱ型fimA, K6对应Ib型fimA。K4血清型的Pg和 Ⅱ型fi-mA的Pg黏附上皮细胞的能力强于其他K抗原和fimA类型。
细菌的致病性包括在宿主细胞胞浆中表达的毒力因子干扰和改变宿主细胞的蛋白加工过程。当Pg进入上皮细胞时，它分泌一些独特的蛋白，这些蛋白可能在细胞内发挥作用。Pg与上皮细胞表面的附着导致fimA，磷酸化丝氨酸磷酸酶和多糖生物合成酶的分泌。短暂性接触牙龈上皮细胞导致牙龈蛋白酶的分泌抑制，延长接触时间引起KgP的分泌增加。与人上皮细胞的接触导致维持细胞的功能和活性必不可少的编码基因表达上调。表达上调的基因有参与氧化压力的基因superoxide dismutase（sod），alkyl hydroxide reductase（ahpCF），thiore-doxin peroxidase（tpx），thioredoxin reductase（trxB）维护蛋白稳定和细胞功能的热休克蛋白的基因，groEL, dnaK, htpG的表达亦上调。
Pg进入牙龈上皮细胞的调节因子有Metallo-endopeptidase（PepO），cation-transporting ATPase, ATP-binding cassette（ABC）transporter。上述基因的单独失活导致细胞骨架肌动蛋白形成不可辨认的微绒毛，这些基因突变菌株很难细胞内化。内化缺欠菌株不能引起宿主肌动蛋白应力纤维的形成，提示Metallo-endopeptidase（PepO），cation-transporting ATPase, ATP-binding cassette（ABC）transporter在引起宿主细胞骨架反应中发挥作用。Pg一旦进入上皮细胞，释放外膜膜泡，这些膜泡的蛋白水解活性负责降解宿主蛋白。（3）牙周感染的疫苗研究
1）牙周炎的免疫反应
①先天性免疫：细菌和结合上皮之间存在的中性粒细胞组成的防御屏障在维持牙龈组织的健康中发挥着重要作用。中性粒细胞的浸润发生在有细菌定植的牙根面附近的牙周组织。选择素E和细胞间黏附分子促进了中性粒细胞向血管外游走聚集。血管内皮细胞表达的选择素E使中性粒细胞贴血管壁。上皮细胞、成纤维细胞或巨噬细胞受细菌刺激产生中性粒细胞趋化因子，白细胞介素-8。功能性的炎症性浸润的丧失导致疾病引起严重牙周病的先天性疾病，如：中性粒细胞黏附缺欠病，Chediak-Higashi综合征，掌跖角化-牙周破坏综合征和慢性/周期性中性粒细胞减少症，均是中性粒细胞缺欠包括循环性中性粒细胞数目减少，中性粒细胞内和/或细胞表面缺欠，或者通过分子机制使中性粒细胞从血管游出和趋化功能异常。糖尿病和吸烟引起牙龈组织脉管系统生理特性变化导致中性粒细胞数目减少和功能障碍，导致牙周病。
②牙周炎获得性免疫反应：牙周炎病变区，浆细胞最常见，占所有细胞的50%，B细胞占18%，B细胞比例大于T细胞，T辅助细胞大于细胞毒性T淋巴细胞，多形核细胞和巨噬细胞小于5%，侵袭性牙周炎和慢性牙周炎的细胞组成相似。疾病的严重程度影响浆细胞和B细胞的数目。B细胞是重要的抗原提呈细胞。朗格汉氏细胞、巨噬细胞和树突状细胞是专门的抗原提呈细胞，负责抗原的识别。B细胞也是重要的抗原提呈细胞，受刺激后，表达 Ⅱ型抗原。抗原提呈细胞中，B细胞占主要。利用记忆系统传递抗原。
随着B细胞比例的增加表达共刺激信号因子受体CD28的T细胞比例增加。牙周炎病变区，B7-2（CD86+）阳性细胞数大于B7-1（CD80+）阳性细胞数，提示 Ⅱ型T辅助细胞免疫反应强于Ⅰ型T辅助细胞免疫反应。牙周炎病变区，亦见CD40及其配体阳性细胞。活动性部位的浆细胞，淋巴细胞和炎症细胞比例大于非活动性部位。牙周炎患者外周血T细胞受体Vα/β的表达与健康者无区别。牙周炎病变部位的T细胞受体表达不同于外周血细胞。病变部位的T细胞受体表达的多样性可能是不同疾病严重程度的反应，或者是龈下微生物组成不同的反应。超抗原在牙周炎的作用仍不清楚。牙周炎病变部位某些T细胞受体Vβ基因群的表达是对特定的抗原的反应。牙周炎病变部位的细胞因子分析显示Ⅰ型和 Ⅱ型T辅助细胞的比例失衡引起疾病的发生，而非单一种类T辅助细胞的活化。Ⅰ型和 Ⅱ型T辅助细胞的比例失衡导致浆细胞和B细胞占多数。牙周炎患者自身反应的B细胞比例高于健康者。令人信服的证据表明慢性和侵袭性牙周炎患者比健康者存在更大比例的自身反应B细胞，例如：B-1a细胞。牙周炎病变部位的B细胞的实质性的组成是B-1a细胞。IL-10使B-1a细胞数增加，被认为是B-1a细胞的内分泌生长因子。热休克蛋白hsp60可能引起牙周炎自身免疫反应与系统性自身免疫疾病。
2）牙周感染的疫苗研究
①抗原
许多革兰氏阴性菌存在共同的抗原决定簇或抗原表位。菌体表面存在大量的多价的蛋白或糖的抗原决定簇使抗体结合具有交叉反应性。不同的细菌共有抗原决定簇使口腔生物膜中存在的主要病原菌作为抗原后选成为可能。Pg是一个有潜力的疫苗后选，因为它携带着几个高潜力的抗原，LPS，脂和外膜蛋白。福尔马林灭活的Pg全菌也曾被用作抗原后选。Pg主要的毒性因子是菌体外的精氨酸特异半胱氨酸蛋白酶RgpA, RgpB，赖氨酸特异半胱氨酸蛋白酶Kgp和黏附素非共价结合的复合体：RgpA-Kgp。大鼠RgpA-Kgp复合体免疫引起IgG2a反应，Pg定植和牙槽骨吸收减少。小鼠研究显示牙龈蛋白酶44kDa黏附/凝血素（Rg-pA44），27kDa黏附/凝血素（RgpA27），39-42kDa黏附/凝血素（KgpA39）具有免疫原性，能够引起Pg感染的免疫保护。DNA测序，细菌基因组学研究显示Pg的外膜蛋白，膜孔蛋白和胰酶样蛋白酶免疫引起对Pg感染的免疫保护。另外，40kDa外膜蛋白经皮免疫引起抑制Pg与Streptococcus gordonii共聚的特异性抗体的产生。
慢性牙周炎患者血清IgG识别的Pg存在非常多的核酸型。不同核酸型的Pg共有一些外膜蛋白。T.forsythia的临床分离株也存在非常多的而且因患者而不同的基因型。Pg381菌体表面存在一个53kDa的蛋白抗原，许多牙周病患者对它产生高水平的体液免疫反应，但对于它的体液免疫反应患者间差异很大。
②动物模型
狗被作为牙周疫苗研究对象的研究未见报道。绵羊能自然发生牙周炎。绵羊的Pg菌株与人的Pg菌株同源。绵羊与人的牙周病表现和体液免疫反应相似。M.fascicularis, M.nemestrina、绒猴、狒狒、黑猩猩被用来做牙周疫苗研究的对象。采用细菌DNA探针研究发现M.fascicularis, M.nemestrina可检测到人牙周病主要致病菌。低龄猴与高龄猴的细菌构成存在差异，这种差异与人相似。高龄猴的血清抗牙周致病菌的IgG水平较高。M.nemestrina自然发生牙周炎的患病率低于5%。采用非人灵长类实验性牙周炎模型以引起和研究牙周炎。非人灵长类的大多数牙周疫苗研究均采用Kornman提出的标准。M.fascicularis结扎引起的实验性牙周炎可以进行人的牙周和口腔的检查，如应用标准的口腔牙片。
③主动免疫及被动免疫
牙周疫苗如果只能预防一种细菌定植则应用价值有限。Pg, T.forsythia的LPS的脂质A和碳水化合物核心存在共同抗原，因此，可以用一种细菌的抗原来免疫多种细菌。福尔马林灭活的Pg全菌免疫猴，抑制了主要的炎症调节物，直接参与牙槽骨吸收的前列腺素2（PGE）的产生，引起免疫保护，且未见副作用。福尔马林灭活的2Pg全菌免疫引起血清IgG, IgA抗体滴度持续升高至研究结束共36周，IgM升高至6～12周然后下降，6～12周时可见调理作用增强至研究结束。免疫动物的血清抗体和补体杀伤Pg的能力增强。Pg的生长绝对需要铁。Pg分泌蛋白酶以获取铁和肽。而这些蛋白酶参与组织破坏，侵入组织和调节宿主免疫防御。Pg的牙龈蛋白酶参与血红素和血红蛋白的结合。PgW50的牙龈蛋白酶减弱宿主防御能力，促进细胞因子产生。fimA免疫引起血清IgG和唾液IgA抗体产生增多的Pg免疫保护反应。牙周治疗导致菌血症可引起抗体水平升高。非外科治疗引起侵袭性牙周炎患者抗Pg的全菌蛋白及LPS的血清抗体水平和抗体亲和力的升高。一站式非外科治疗引起菌血症、施瓦兹曼反应、宿主免疫反应。治疗引起免疫反应与治疗前抗体滴度有关，治疗前血清抗体阳性患者治疗效果比血清抗体阴性患者好。治疗引起免疫增强有些学者持反对意见，认为治疗后免疫反应低下。各研究所观察的抗原抗体复合物、血清分析方法、疾病严重程度、龈下微生物、治疗效果不同导致研究结果不同。Pg的单克隆抗体MAb 61BG 1，3识别22个Pg实验室菌株和105临床分离株，使Pg菌定植能力降低达6个月。人源单抗HuMAb-HMGD1抑制Pg的凝血活性，用于Pg的被动免疫有效。
目前的疫苗开发主要针对严重的疾病，流行性疾病和治疗无效的疾病。牙周炎的最常见类型慢性牙周炎的治疗方法明确。疫苗研究需要考虑是针对全部牙周炎患者，还是针对高危发病病人。牙周炎和全身疾病的关系使牙周疫苗开发更有科学根据。以预防牙周炎为目的，降低其他全身性疾病为附带效果的牙周疫苗开发理由不够充分。而以降低早产儿出生和心血管疾病为目的，以牙周健康为附带的效果的牙周疫苗开发则更有前景。牙周疫苗研究结论如下：（1）足够的研究证据表明感染和免疫能够引起抗Pg血清抗体的产生。（2）非人灵长类动物和鼠的研究显示特殊的实验方法引起持久的抗体产生，未发现全身副作用。不同的动物模型实验结果不同，如结扎引起的牙周组织炎症掩盖了疫苗的效果，而非疫苗无效果。高水平抗体具有保护作用。（3）抗Pg免疫引起牙周炎动物模型中Pg数量减少。牙周炎部位Pg数量与抗Pg抗体水平成反比。（杨秋波）（二）牙髓卟啉单胞菌（P.endodontalis）
1.特征
革兰氏阴性小杆菌，菌体菌落形态，营养需要，生长环境与Pg相同。不分解糖，不凝集血球，不产生苯乙酸，分解蛋白产生乙酸、丁酸。主要从感染根管内分离，对氧较Pg敏感。
2.致病性
髓腔及根管的相关致病菌，包括如下毒性：
内毒素（脂多糖lipopolysacchride, LPS）：诱导牙髓细胞产生TNF-α，IL-1细胞因子，并刺激单核细胞产生金属蛋白酶，促使根尖齿槽骨吸收。另外LPS与免疫细胞CD14结合，激发免疫细胞产生细胞因子，促进局部炎症发生。
蛋白酶：分解髓腔内牙髓组织，降解IgG, IgA及补体。
荚膜：抵抗白细胞的吞噬。
外膜蛋白（outer membrane protein）：具有59 kDa，43 kDa，41 kDa膜蛋白，作抗原引起机体免疫反应。
代谢产物：产生乙酸、丁酸、吲哚、硫化氢、甲硫醇等产物，刺激髓腔及根尖组织。二、普氏菌属
是从拟杆菌分出来的另一个独立菌属。包括两部分：产黑色素菌种和非黑色素菌种（表2-6）可从健康龈沟、炎症的牙周袋、黏膜表面分离。
特征：革兰氏阴性球杆菌，可多形性，专性厌氧，菌落一般为圆形突起。一类为黑色素菌落；一类为无黑色素菌落。黑色菌落在紫外波照射下产生砖红色荧光。专性厌氧环境生长。产黑色素菌种需要血红素及维生素K为特殊营养。分解碳水化合物产生乙酸、琥珀酸等，水解明胶。
中间普氏菌（P.intermedia）是牙周炎症常分离的菌种。分解糖、有蛋白酶活性，主要是分解肽蛋白产生硫化物，有凝血及溶血作用，（目前凝血及溶血基因已克隆）。雌激素刺激生长，该菌是牙周病有关致病菌之一，也与妊娠性龈炎密切相关。三、梭形杆菌属
从龈袋及牙周袋分离，菌种包括：具核梭形杆菌（F.nucleatum）、亚种是具核梭亚种（nucleatum subsp）、多形亚种（polymoprhum subsp）、文森氏亚种（vincentii subsp）；其他有：龈沟梭杆菌（F.alocis）、沟迹梭杆菌（F.sulci）、牙周梭杆菌（F.periodonticum）（表2-7）。
特征：革兰氏阴性梭形杆菌，菌体较长、梭形，菌落为圆形、中央凸起、表面光滑、半透明、内含颗粒样（2-9、2-10）。厌氧生长，多数不分解糖，但能合成细胞内多糖，分解谷氨酸、组氨酸、赖氨酸和天门冬氨酸，产生丁酸及少量乙酸、琥珀酸，能分解半胱氨产生丁酸、硫化氢、甲硫醇，是口腔异味的主要来源。
具核梭形杆菌具核梭形杆菌亚种（F.nucleatum subsp）是牙周袋内检出最多菌种，在分解多种氨基酸的水解酶产生丁酸等产物，有多种黏附素及受体，能于牙周袋内多个菌种共聚，促进菌斑形成。目前公认为慢性牙周炎有关致病菌。图2-9 具核梭杆菌菌落形态图2-10 具核梭杆菌菌体形态四、其他革兰氏阴性厌氧菌
1.福赛斯拟杆菌（Bacteroides·forsythus）从牙周袋内分离，为专性厌氧菌，是慢性牙周炎相关致病菌之一，能分泌胰蛋白样酶毒性物质。属炎症参与者，一般不单独致病，常与其他牙周致病菌如牙龈卟啉单胞菌、具核梭形杆菌等合作致病。
2.弯曲杆菌属（Campylobacter）包括简明弯曲杆菌（C.concisus）、唾液弯曲杆菌（C.sputorum）、纤丝弯曲杆菌（C.gracilis）、屈曲弯曲杆菌（C.curvus）、直肠弯曲杆菌（C.rectus）（Wolinella.rectus）。从牙周炎病人的牙周袋内分离，直肠弯杆菌公认为牙周炎相关致病菌之一。
3.月形单胞菌（Selenomonas）为革兰氏阴性的活动菌，菌体似肾形，有鞭毛。从牙周炎的袋内检出，是牙周炎的相关菌，但毒性作用还须进一步证明。菌种包括：生痰月形单胞菌（S.sputigena）、有害月形单胞菌（S.noxia）、福氏月形单胞菌（S.flueggei）、牙周病月形单胞菌（S.infelix）、月神月形单胞菌（S.dianae）、蛛形月形单胞菌（S.artemidis）。
4.幽门螺杆菌（Helicobacter pylori）从牙周袋内检出，与消化道溃疡复发、胃炎复发相关。与牙周炎症的关系，有待证实。（杨圣辉）五、嗜二氧化碳菌种（一）伴放线放线杆菌（Actinobacillus actinomycetemcomitans, Aa）
伴放线放线杆菌属巴斯德菌科放线杆菌属。2005年最新版伯杰金细菌学手册收录的放线杆菌属有19个菌种，人类感染中能够检出的除了Aa，还有人放线杆菌（A.hominis）和脲放线杆菌（A.ureae）两个菌种，Aa目前认为是侵袭性牙周炎的主要致病菌；后两个菌种主要出现在一些全身性的疾病。
伴放线放线杆菌首先由德国微生物学家Klinger（1912）从放线菌感染患者的颈部病损部位分离出来，开始命名为Bacterium actinomycetemcomitans。1921年Lieske将其改名为Bacterium comitans，1929年Topley＆Wilson将其命名为现在的名称。由于在放线菌病损部位经常与放线菌（衣氏放线菌）同时检出，因此而得名。直到20世纪50年代的早期关于Aa的文献报道均与放线菌病有关，所以人们也一致认为放线菌病是由Aa、衣氏放线菌及其他微生物引起。1975年Irving等最先从当时称为牙周组织的变性性疾病的侵袭性牙周炎的龈下菌斑中分离出此菌，命名为Y4。1979年Paehni等确认Y4就是Aa。Aa菌的位置关系不是很清楚。1985年，Potts等根据DNA同源性检测提出将其归为嗜血杆菌属，更名为伴放线嗜血杆菌（H.actinomycetemcomitans）。以后研究发现Aa与嗜血杆菌属模式菌株流感嗜血杆菌（H.influenzae）存在较大差异，DNA同源性很低，将其归为嗜血杆菌属也不合适。所以Aa又归回到放线杆菌属。
目前认为Aa主要定植在口腔黏膜、牙菌斑和牙周袋。Aa也可以从口腔扩散到身体其他部位引起一些系统性感染性疾病，如细菌性心内膜炎、脑膜炎、骨髓炎等。
Aa是近年来在牙周病病因学研究中讨论最多的细菌之一。一般认为它与牙周病，特别是侵袭性牙周炎密切相关，是侵袭性牙周炎的主要致病菌。1999年美国牙周病学会公布的牙周病分类标准将Aa列为侵袭性牙周炎的实验室参考诊断指标之一。
1.生物学性状
形态：革兰氏阴性球杆菌，无芽孢，无动力，（见2-11）。菌体大小为（0.7±0.1）μm×（1.0±0.4）μm。单个、成对或成簇。固体琼脂培养一般为杆状，有的略弯曲，有菌毛。肉眼观察菌落形态为干性、针状小菌落（见2-12）。图2-11 Aa菌体图图2-12 Aa菌落图
菌毛形态变化很大，可以单根分布，也可以形成束状，网状结构。菌毛的长度变化在0.1～2μm等。不同一菌体细胞也存在不同形态的菌毛，菌体表面似乎是一层细密的菌毛，其间散在呈放射状分布的比较粗且略长的菌毛，其直径为7 nm左右。有的细胞一侧分布着一些更粗的菌毛，并显示清晰的中空结构，直径大约是8 nm（2-13～2-15）。
有的细胞表面可以有突出膜表面的膜泡。菌细胞有薄荚膜（microcapsule）。
2.培养
5%～10%二氧化碳加空气、微需氧及厌氧培养。二氧化碳刺激生长。最适生长温度37℃。
培养基（Slots 1982年）一般应用选择培养基为胰酶-大豆蛋白-血清-杆菌肽-万古霉素固体培养基（tryptic-soy-serum-bacitrucin-vancomycin agar, TSBV）。图2-13 Aa粗糙型，菌细胞借菌毛连接。菌毛有多种形态，细胞表面细小的菌毛，较长的散在菌毛和束状菌毛图2-14 Aa粗糙型，粗的菌毛显示中空结构图2-15 Aa粗糙型菌毛呈网状
固体琼脂培养：
伴放线放线杆菌从龈下菌斑中新分离出的细菌菌落灰白、半透明、突起、菌落一般比较小，比较紧密，内部呈星形结构。固体培养菌落紧紧黏附到培养基表面，不易刮下。反复传代后黏附特性可消失。培养24小时菌落直径一般不超过0.5 mm，24小时以后继续生长大小可以为2～3 mm，光滑型可到4 mm，菌落大小与培养时间及菌落的密度有关。
液体培养：
可呈颗粒状牢固黏附于管壁上，液体清亮。随着传代次数的增加，菌落沉淀生长，菌细胞量明显增多，但液体仍保持清亮。大约经过7～8代，细胞开始均匀生长，沉淀的细胞量开始减少。继续传代细胞可以完全转变成均匀生长，继续传代不再发生变化。不同菌株之间转变快慢存在差异。
Aa的形态学变化的动态观察——液体传代固体培养观察菌落的变化过程：液体传代：Aa经历从自动凝集的小颗粒的黏附生长、大颗粒的半沉淀生长、完全沉淀生长、少量的沉淀，但主要是均匀生长、到最终变为均匀生长的过程。在开始均匀生长之前，液体一直是清亮的。
固体培养观察：
从粗糙型转变成完全扁平的光滑型主要有两步：第一步菌落逐渐增大，内部星状结构趋于简单不典型至逐渐变小成橄榄形或三角形或完全消失，其透光度从半透明到不透明，颜色加深从灰白到橘黄；第二步随着菌落的湿度的增大，菌落边缘逐渐扩散，菌落形态可以形成草帽状，内部可能仅留一脐状结构，最终脐状结构会完全消失。完全扩散开后菌落呈扁平、湿润、半透明或近乎透明状。概括这些变化主要包括了三种菌落形态，半透明的粗糙型，作为中间形态而不是作为最终形态的不透明的光滑型，及作为最终形态的半透明或近乎透明的光滑型。菌落透明度的变化主要与菌落的大小及突起状况有关，从粗糙型到光滑型，菌落从小到大，但最初是突起变大，菌落透光度小了，外观自然从半透明变为不透明。随着菌落的放开、变平，菌落又逐渐变为半透明或近乎透明。所以不透明的光滑型实际是一种中间形态，在这种形态下，菌落逐渐湿润已经不黏附或至少是黏附性降低了（2-16～2-19）。图2-16 Aa粗糙型，内部呈现典型星型结构图2-17 Aa粗糙型到光滑型的中间形态，内容结构变简单图2-18 Aa不透明光滑型菌落边缘出现扩散，菌落呈帽状，内容结构呈现梭形或脐形图2-19 Aa半透明或近透明的光滑型，内部结构完全消失
液体培养的形态学变化与固体培养的形态学变化是一致的。菌落开始变大突起，菌落的黏附性也在降低，表现在液体中自然是沉淀生长并且量也多，因菌落还是凝集生长并未放开，所以液体清亮。到菌落完全放开生长后液体均匀，不再出现沉淀。
Aa菌落内部星状结构变化与Aa在固体与液体培养条件下的生长特点（见表2-8）。
电镜观察：典型粗糙型菌落细胞染色深，形态不规则，细胞表面存在比较多的附着物，光滑型菌落存在有菌毛和无菌毛两种菌体形态。液体培养转变成光滑型后细菌仍可存在菌毛。继续液体多次传代后观察细胞圆滑，中间染色略深，边缘一圈很淡，细胞完全失去菌毛（2-20、2-21）。图2-20 Aa光滑型，细胞常有菌毛
Aa粗糙型到光滑型的转变有一个过程，并非马上发生。一般液体培养比较容易发生转变，单纯固体传至20多代虽然有的菌株星形结构已不典型，黏附不明显，但还未转变成光滑型。与液体培养基相比，固体培养可能需要足够长的时间才能发生完全的转变。
细菌培养可以存在时相的变化，如一些肠道细菌。但Aa到目前为止，尚未见到从光滑型转变成粗糙型的变化的报道。Aa可以从粗糙型转变成光滑型，但转变成光滑型后固体及液体继续传代培养均未发现进一步的变化。另外光滑型比粗糙型菌株更容易生长，具有更强的生长活力。
3.生化反应
无氧酵解葡萄糖、麦芽糖、果糖、甘露糖，触酶阳性，不发酵乳糖和蔗糖，不水解蛋白质。根据对糊精、麦芽糖、甘露醇、半乳糖和木糖等发酵能力的不同可以分为8～10个生物型（见表2-8、表2-9）。Aa血清特异性是由细菌表面脂多糖分子O型多糖结构和抗原性不同决定的，这种血清特异多糖抗原是一种免疫显性抗原。目前公认Aa有六种血清型，即血清型a、b、c、d、e、f，同时仍有少数临床分离菌株尚无法归类。图2-21 Aa光滑型，无菌毛
代谢产物：主要为乙酸和琥珀酸。
鉴定：
种鉴定：TSBV选择性培养基上生长，乳白色突起的小菌落，内部呈星形结构，黏附；乳糖、蔗糖阴性，触酶阳性可初步鉴定。进一步的可应用16S rRNA鉴定：上游引物5-AAA CCC ATC TCT GAG TTC TTC TTC-3′，下游引物5′-ATG CCA ACT TGA CGT TAA AT-3′，产物长度：557 bp。Aa白细胞毒素启动子区域PCR鉴定特异性良好，可同时鉴定菌株及细胞白细胞毒素的水平，即白细胞毒素高毒株JP2样菌和白细胞毒素低毒株652样菌：上游引物为5′-TCCATATTAAATCTCCTTGT-3′和下游引物5′-AACCTGATAACAGTATT-3′，产物长度：白细胞毒素低毒株1 022 bp，白细胞毒素高毒株492 bp。
Aa应注意与嗜沫嗜血杆菌（Haemophilus aphrophilus）鉴别：嗜沫嗜血杆菌生长需要X因子，能发酵乳糖和蔗糖、触酶阴性，不具有白细胞毒素的活性。临床分离鉴定Aa一般应用TSBV选择性培养基，用血清而不用全血，使需要X因子的嗜沫嗜血杆菌不生长；Aa发酵乳糖的能力可以应用MUG（4-Methylumbelliferyl-D galactose）快速检测（表2-10）。人类感染Aa同属内鉴别见表2-9。
血清型鉴定：传统的血清型分析多采用单克隆或多克隆抗体进行免疫检测，随着对O型多糖分子化学结构的了解和编码基因DNA序列的确定，对6种血清型的O型多糖分子编码基因进行了DNA序列分析，已有研究设计出了血清型特异性引物，见表4。用血清型特异性引物对Aa进行检测，各型菌株有且只有一种扩增产物。PCR检测敏感性高，常规PCR的检查域值在100个细菌以内。多重PCR的特异性和敏感度均不低于普通PCR，并且可在一个反应中检查多个血清型。常规PCR反应检测血清型f，可以最低检测到100fg的细菌DNA（约合100个菌细胞），而对血清型a、b、c、d、e进行多重PCR检测（表2-11），其最低域值也可达到100个细菌。（二）致病性
Aa致病性与多种因子相关。Aa表面有菌毛、膜泡等，这些结构有利于细菌的黏附和定居；膜泡含有多种致病因子，由于在细菌生长过程中不断排泌而增强了细菌的致病作用。与Aa致病作用相关的致病因子还包括白细胞毒素、内毒素、外膜蛋白、引起骨吸收的细胞表面相关物质、胶原酶、决定血清型的多糖抗原和其他改变宿主防御功能的因子等。组织学研究表明Aa可侵入龈下结缔组织。
1.表型
Aa菌落表现有粗糙型及光滑型，粗糙型菌株导致骨吸收能力也比相应的光滑型菌株强。Aa粗糙型菌株脂多糖的活性和诱导成纤维细胞产生蛋白酶的能力也显著高于光滑型菌株。在牙周健康个体的颊黏膜上皮组织中存在Aa，体外实验表明光滑型菌株对KB上皮细胞的附着能力虽然比相应的粗糙型差，但侵袭能力比粗糙型强。菌株表型的变化可能是细菌对环境的适应性反应，可能Aa在附着时表达菌毛促进附着，而在入侵前下调菌毛表达促进侵袭。提示引起Aa由粗糙型变为光滑型的因素在Aa的附着和侵袭过程中可能起重要作用。
Aa表型转变机制主张：一种认为粗糙型转变为光滑型，同时伴随着菌毛flp基因的缺失。第二个主张提出，rcpA至tadZ基因是与菌毛分泌、装配和分泌时能量提供有关的基因，粗糙型和光滑型菌株都有菌毛相关基因转录，但在光滑型菌株中菌毛相关基因的转录可能发生了下调或转录产物迅速降解，导致光滑型菌株菌毛减少或消失。第三种是国内研究证明：粗糙型和光滑型菌株都能检测到flp-1基因，并且都发生了转录，转录效率没有明显差异。说明光滑型菌株的菌毛基因flp-1既没有缺失，基因的转录也没有发生明显下调。推测Aa表型改变不是编码菌毛亚单位的flp-1基因发生了改变，而是与菌毛合成、转运、装配以及能量提供有关的基因发生了变化，使菌毛蛋白不能在细胞表面表达。
2.菌毛
菌毛是Aa黏附于宿主表面的一个重要因素，对Aa其他致病因子如白细胞毒素、脂多糖等有一定调节作用，动物模型研究表明Aa菌毛与牙槽骨吸收也有一定关系，Aa菌毛可能在牙周病的发生发展中起重要作用。
Aa菌毛的存在有助于细菌对组织细胞的黏附，便于细菌在宿主体内的定居；相反，无菌毛的细菌容易被宿主排出，有菌毛细菌的附着是其光滑型的3～4倍。（1）类型
菌毛有多种形态，已发现的菌毛可分为直发状，弯曲状和束状。目前还没有一个统一的，系统的命名方法。应用比较多的是根据菌毛的形态、大小、糖对血凝的抑制形式、化学组成、抗原性和识别受体的特异性把菌毛分成6型。除第六型是革兰氏阳性细菌的束状菌毛外，其他型菌毛主要出现在革兰氏阴性细菌。一型菌毛的分布成周生型，每个细菌细胞周围可有100～300根菌毛，基因位于染色体上，根据形态、血凝能力、甘露糖的敏感性及其他黏附特性的不同，这一型又分成4个亚型。二型菌毛是性菌毛。三型菌毛是粗的中空管状菌毛。四型菌毛柔韧易弯曲的，极性分布的柱样菌毛，可能是促进细菌运动的器官。五型菌毛是极性分布的，能收缩的小管状物，其功能是把细菌拉到一起，形成星形细胞簇。观察Aa菌毛有多种形态，同一菌体细胞也存在不同形态的菌毛。菌体表面似乎是一层细密的菌毛，染色很深，菌体染色可以不均匀，视野也不干净，可能由于制备标本过程中菌毛的脱落或者是细菌表面分泌的无形质物质；其间散在呈放射状分布的比较粗且略长的菌毛，其直径为7 nm左右。有的细胞一侧分布着几根更粗的菌毛，直径大约是8 nm。部分粗的菌毛显示清晰的中空结构。菌毛可以形成束状，网状结构。菌毛的长度变化较大，为0.1～2μm不等。根据其形态很难判定Aa菌毛应属于那一类。确定菌毛还必须做生长的类别化或分子生物学方面的鉴定。最近，有报道菌毛细菌Aa304-a最丰富的蛋白是分子量6.5 kDa蛋白，另有少量的54 kDa蛋白。这种低分子量蛋白，可能是菌毛的亚单位，它的一些氨基酸序列与4型菌毛相似。但Aa显然不止存在一种菌毛。（2）基因
菌毛的生物发生需要许多基因参与，包括编码主要亚单位、次要成分的基因，还包括编码与菌毛合成、转运、装配相关蛋白的基因及编码调节蛋白的基因。与Aa菌毛合成和装配有关的一组基因全长12kb由14个基因组成，可能属于一个操纵子，以多顺反子mRNA转录。
flp-1基因是Aa菌毛的结构基因，编码的flp1蛋白是 Ⅳ型菌毛蛋白一个独特亚类。有报道的20种能测到flp-1基因同源序列的细菌，其中包括：变形链球菌、嗜沫嗜血杆菌、杜克雷嗜血杆菌（可引起软下疳）及巴斯德菌（可引起肺部感染、菌血症、心内膜炎）等。
flp-1基因编码flp1菌毛蛋白，位于这一组基因的第一位。flp-1基因下游的flp-2基因编码的蛋白与flp1相似。等位基因的出现可能是病原体的一种适应机制，使病原体可以和不同的表面作用，也可能仅仅起增加菌毛亚单位产量的作用。flp-1基因具有种系发生和遗传多态性。根据DNA序列的不同flp-1基因共分为七型，七种基因型与牙周健康状况之间的关系及其分布的区域种族差异性目前还不清楚。应用PCR限制性片段长度多态性（PCR-RFLP）法、PCR单链构象多态性（PCR-SSCP）法和DNA测序的方法对flp-1基因扩增产物进行分析，研究临床分离菌株flp-1基因的遗传多态性。牙周病患者中检出的基因型包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ型，其中 Ⅱ型在各种牙周状况中均有分布。Flp1蛋白可能是 Ⅳ型菌毛蛋白的新亚型，具有 Ⅳ型菌毛蛋白特有的三个结构区域：阳性N端前导序列，螺旋状的疏水N端，和C端变化区域。其中C端变化区域对菌毛成束和附着能力非常重要。未成熟的Flp1的加工位点与 Ⅳ型前菌毛蛋白的加工位点相似，因此认为Flp1加工和装配到菌毛中的机制也和 Ⅳ型菌毛类似。Flp1蛋白存在翻译后加工，在C端有7个丝氨酸和天冬酰胺糖基化，这7个氨基酸可能在黏附中起重要作用。
flp-2下游相隔两个基因是rcpA, rcpB基因，编码的RcpA蛋白和RcpB蛋白是粗糙型菌株独有的外膜蛋白。RcpA蛋白可能是一种 Ⅱ型分泌途径相关蛋白，也可能是一种孔蛋白在菌毛生物合成终止阶段起作用。RcpB蛋白功能不清，推测与RcpA的转录和功能有关。这些表明Aa菌毛分泌与 Ⅱ型分泌途径有类似之处。
在rcpA和rcpB的下游间隔一个ORF有一个tad基因组（tadA-G）与Flp1的合成和分泌有关。TadA多肽位于内膜和细胞质内，类似 Ⅳ型分泌途径的ATP酶，可能与Flp1合成和分泌中的能量合成有关。虽然TadA和RcpA与已知分泌途径的相关蛋白有类似之处，但这一区域也可能编码一种独特的分泌途径。其他的Tad多肽也都具有跨膜区域，是必要的膜蛋白，共同形成一个与Flp1分泌合成有关的膜复合物。
菌毛表达调控与Aa的致病机制是否有关还不清楚。目前在体内虽未观察到粗糙型至光滑型的改变，但也不能排除这种可能性。有研究认为光滑型菌株的附着能力虽然比相应的粗糙型差，但侵袭能力比粗糙型强。可能Aa在附着时表达菌毛促进附着，而在入侵前下调菌毛表达促进侵袭。说明引起Aa由粗糙型变为光滑型的因素在Aa的附着和侵袭过程中可能起重要作用，与Aa的致病机制有关。
影响Aa菌毛表达的环境因素目前还不清楚。细菌菌毛表达可能受到pH值、温度、氧浓度和离子浓度的影响。有研究认为厌氧培养
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