摘要
目的：利用宏基因组测序的方法分析学龄前儿童口腔微生态特点，进一步研究学龄前儿童龋病口腔微生物功能基因，寻找与龋病相关的口腔菌群及关键功能基因。 方法：采集80例3-5岁儿童的龈上菌斑样本，分为龋病组与健康组，在此基础上，又按照性别分为四个亚组。提取菌斑样本DNA进行宏基因测序，下一步进行生物信息学分析，分析龋病和健康组儿童口腔微生态基因丰度、微生物组成及功能。 结果: 1.基于基因丰度的分析： 主成分分析（PCA）结果表明健康组和龋病组在基因丰度组成上有差异且具有统计学意义（P<0.05）。 2.物种注释结果： 2.1一般结果 共有2,047,955个开放阅读框（ORFs）能够注释到非冗余蛋白库（NR数据库）。龋病和健康组共检测得到47门，57纲，127目，299科，1,615属，12,364种细菌。学龄前儿童口腔优势菌门是Actinobacteria、Bacteroidetes、Proteobacteria、Firmicutes、Fusobacteria以及Candidatus_Saccharibacteria。优势菌属是Actinomyces、Corynebacterium、Capnocytophaga、Neisseria、Prevotella、Streptococcus、Leptotrichia、Veillonella、Selenomonas和Propionibacterium。 2.2口腔健康和龋病组的菌群结构的差异 门水平上，龋病组Firmicutes细菌含量高，而健康组Proteobacteria细菌含量高。属水平上，两组的物种差异除了Neisseria和Veillonella这两个优势菌属外，其余差异菌属都是低丰度菌属。其中Veillonella在龋病组中含量高，Neisseria在健康组中含量高。种水平上，与健康组相比，龋病组隶属于Actinomyces、Streptococcus、Veillonella和Selenomonas等菌属的细菌含量增加。而Neisseria_lactamica、Neisseria_mucosa等细菌在健康组中含量较多。 3.直系同源基因簇（COG）、京都基因和基因组百科全书（KEGG）、碳水化合物活性酶（CAZy）数据库比对和注释结果 PCA结果示龋病和健康组的口腔微生物在功能层面上有显著性差异（P<0.05）。两组儿童口腔微生物差异功能基因主要分布在碳水化合物运输和代谢及氨基酸代谢。龋病组在转录，碳水化合物运输和代谢，防御机制，苯丙素合成及糖基转移酶、糖苷水解酶功能的基因目录增加。 4.差异功能基因与差异细菌的相关性分析结果 与龋病相关的功能都与致龋菌有正相关性，主要体现在致龋菌Selenomonas_ruminantium同防御机制、苯丙素合成、糖基转移酶都有强的正相关性（P<0.01），致龋菌Actinomyces_urogenitalis，Actinomyces_graevenitzii与碳水化合物运输和代谢相关（P<0.01）。致龋菌Streptococcus_pyogenes与Streptococcus_salivarius同糖苷水解酶相关（P<0.01）。 结论： 1.口腔微生物群落结构组成及其功能的差异，可能是引起学龄前儿童龋病发生发展的原因。 2.Veillonella_parvula、Selenomonas_ruminantium以及一些放线菌和链球菌如Actinomyces_dentalis、sp._oral_taxon_448、Actinomyces_urogenitalis、Actinomyces_graevenitzii、Streptococcus_oligofermentans、Streptococcus_cristatus、Streptococcus_salivarius、Streptococcus_pyogenes等具有潜在的致龋性。 3.转录、碳水化合物运输和代谢、防御机制、苯丙素合成、糖基转移酶合成及糖苷水解酶合成等功能可能与学龄前儿童龋病的发生相关，且Selenomonas_ruminantium与其中多数功能有密切联系，提示其具有较强的致龋潜能。
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