木糖醇對口腔齲齒的預防作用研究

◎ 趙玉國，丁 勇，王樹青，李 帥

（大連丹特生物技術有限公司，遼寧 大連 116620）

齲齒俗稱蛀牙或蟲牙，無論乳牙還是恒牙，均可能發生。研究結果顯示，變異練球菌為導致齲齒的主要原因之一。口腔中各種細菌維持彼此平衡，在攝入過多可發酵糖類的情況下，會打破原有菌落平衡，導致變異鏈球菌異常增值，形成牙菌斑，進一步導致齲齒的發生。初期齲齒癥狀較低，牙齒沒有明顯不適，但齲齒發生至牙本質，會對冷、熱、酸、甜的食物產生酸痛感覺。進一步發展至牙髓后，在咀嚼食物時產生難以忍受的牙疼。隨著齲齒的進一擴大，會導致牙冠塊狀崩潰。齲齒引發的牙疼會降低食欲或在進食時降低咀嚼強度，增加腸胃負擔，進而出現營養不良。齲齒的發展可能導致牙髓炎、牙根尖膿腫等，引發面部腫脹，細菌感染。小兒乳牙齲齒會波及生長發育的恒牙，導致牙齒不齊、口臭等。

1 齲病病因

目前，齲病公認的致病病因為四聯學說，包括細菌、時間、環境、宿主，其中細菌為一項重要環節[1]。

關于細菌致齲病的病因分析存在以下幾種假說：特異性菌斑假說、非特異性菌斑假說和生態菌斑假說[2-4]。

特異性菌斑假說認為口腔中僅少數菌為齲齒致病菌，主張針對部分菌進行控制來達到預防齲齒的目的，其中變異鏈球菌為主要致病菌。

非特異性菌斑假說認為菌斑群落為所有口腔細菌共同作用導致，例如變異鏈球菌能夠產生乳酸，而韋榮氏菌又有能利用乳酸作為能量來源。蔗糖等代謝產酸的物質攝入、濫用口腔抑菌藥物等容易打破原有口腔平衡，導致變異鏈球菌或乳酸桿菌等異常增殖，導致pH降低。

2000年以來，更多學者傾向于“生態菌斑假說”[4]，將菌斑作為整體來對待，眾多細菌在牙齒表面維持脫礦再礦化平衡，微環境失衡，導致傾向脫礦，進而導致齲齒發生。

無論經典的特異性菌斑假說、非特異菌斑假說，還是新型的生態菌斑假說，均認為致病菌是導致齲齒的主要致病因子，其中包括變異鏈球菌、血液鏈球菌、輕型鏈球菌、唾液鏈球菌、米勒鏈球菌、乳酸桿菌、防線菌等，以變異鏈球菌為主要致病因子。

早在1924年，JK Clarke已經從患者齲齒部位分離出變異鏈球菌，并提示變異鏈球菌的異常增值是齲齒發生的主要原因，而越來越多的證據也表明導致齲齒的致病菌主要為變異鏈球菌，所以臨床上也常將變異鏈球菌作為齲齒的指示菌。

2 齲病機理

牙釉質在唾液的浸潤下形成約1 μm厚的薄膜。變異鏈球菌即使在無蔗糖時也能黏附在該膜上，但黏附的菌數很少。

在蔗糖、葡萄糖、果糖等可發酵糖存在時，變異鏈球菌會產生有機酸和菌斑[5]。當糖類可利用程度較高時，變異鏈球菌乳酸脫氫酶被激活，并加速乳酸的產生。當可利用糖類較少的情景下，丙酮酸甲酸裂解酶被激活，會代謝產生低強度有機酸，如甲酸等。而牙釉質結構在pH 5.5以下，就會發生脫礦化變得脆弱，當乳酸鹽成為菌斑的主要成分時，脫礦化反應就會發生。

變異鏈球菌除產酸外，還具有細胞外糖基轉移酶和果糖基轉移酶，當蔗糖供應量較多時，催化產生胞外葡聚糖和果聚糖[6-7]。當黏性膜基質形成后，葡聚糖或果聚糖占整體斑塊重量的50%～95%，不僅能夠保留變異鏈球菌的代謝酸性物質，還能為變異鏈球菌提供可發酵糖來源。致使牙釉質長期處于pH較低的環境下，結構進一步脫礦化，導致齲齒發生。

可發酵糖類是導致齲齒的主要原因之一，糖類的替換是預防齲齒的方向之一，目前已有的糖醇類有甘露醇、山梨醇、麥芽糖醇、木糖醇等，其中木糖醇有研究表明有明確預防齲齒的效果。

3 木糖醇的抑菌機制

木糖醇雖然可以被變異鏈球菌吸收，但無法利用，這一機理在1986年被Assev S.證實[8]。

葡萄糖在菌體內的代謝途徑，如圖1所示。

圖1 葡萄糖在菌體內的代謝途徑圖

木糖醇在菌體內存在類似葡萄糖的代謝途徑，代謝為木糖醇磷酸酯、木糖磷酸酯，但鏈球菌無法對木糖磷酸酯進一步利用，只能將木糖磷酸酯轉化為木糖醇再次排出細胞外。同時，木糖醇磷酸酯的存在會抑制果糖磷酸酯酶的活性，導致果糖磷酸酯在體內積蓄無法利用。木糖醇的無用循環會浪費菌體內的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP），而且抑制菌體對葡萄糖的代謝和利用，進而導致能量匱乏而亡。

對木糖醇對變異鏈球菌的抑制機理研究，受當時檢測手段限制，使用薄層色譜法對細菌中間代謝產物進行研究，檢測誤差較大，無法定量，機理研究推測成分較多。

4 體外模型試驗

通過在體外模擬口腔環境，考察木糖醇對變異鏈球菌的抑菌效果。

Salli K. M.使用一種牙齒模擬器，模擬口腔環境。使用不同濃度的木糖醇和蔗糖溶液培養變異鏈球菌，然后讓培養液流動通過7 mm直徑的羥基磷灰石圓盤，對圓盤表面和培養液中鏈球菌的濃度進行測定。結果顯示，木糖醇用量增加和蔗糖用量減低，均會顯著降低羥基磷灰石和培養液中的鏈球菌濃度。實驗結果證實，木糖醇可以干擾變異鏈球菌在牙齒表面的吸附[9]。

Fathilah Abdul Razak等人[10]使用唾液涂布后的玻璃球作為載體，以變異鏈球菌、血液鏈球菌、輕型鏈球菌作懸浮液。其中加入不同甜味劑溶液或混懸液，蔗糖、木糖醇、Tropicana Slinm?（主要成分阿斯巴甜、山梨醇、玉米粉）、Pal Sweet?（主要成分阿斯巴甜、甜菊素、乳糖）、Equal Stevia?（主要成分甜菊素、赤蘚糖醇、纖維素），配制濃度均為10%。3 h孵化后，在載體表面，鏈球菌的菌斑均有不同程度的生長，其中以蔗糖溶液孵化的樣品增長最為明顯。其他樣品均有少量增加，但量較少。24 h孵化后，觀察載體表面，蔗糖組形成完整的生物膜，而木糖醇組則沒有明顯看到菌斑生成。

比較載體表面菌斑洗脫液的濁度，結果顯示，木糖醇菌斑的鏈球菌量最少。蔗糖能夠促進變異鏈球菌形成完整的菌斑，而木糖醇及其他甜味劑能夠在一定程度上降低菌斑的形成，傾向于形成多孔、易脫落的菌斑。

體外模型對少數變異鏈球菌做單獨考察，忽視口腔中整體細菌生態平衡，研究木糖醇對口腔致齲齒菌的抑制，影響因素過于單一，僅能作為借鑒。

5 人體臨床試驗結果

木糖醇對鏈球菌的抑菌作用得到機理方面的證實，同時通過體外模型試驗也顯示出對變異鏈球菌有很大的抑菌效果。對人體的臨床試驗驗證結果顯示，木糖醇的攝入可以明顯降低兒童及成人的口腔齲齒率。

Fabio Cocoo等人證明，在1年內，每天吃2.5 g的木糖醇口香糖，對比其他多元醇的攝入，可以將發生齲齒的概率降低23%。由此可見，木糖醇在預防齲齒上同其他糖醇相比有明顯優勢，但文中沒有明確說明多元醇的類型，也沒有蔗糖組作為對照[11]。

K.K. Makinen在1989—1993年進行了長達4年的臨床試驗，選擇10歲左右的兒童，分別咀嚼蔗糖口香糖、木糖醇口香糖、山梨醇∶木糖醇（2∶3）、山梨醇∶木糖醇（1∶4）、無任何甜味劑添加的口香糖，對比牙齒齲齒發生率。實驗結果顯示，木糖醇口香糖組能夠在最大程度上降低齲齒的發生[12]。

6 擴展研究

木糖醇不僅可以降低齲齒發生率，而且可以降低母嬰之間的傳播概率。齲齒的發生和變異鏈球菌的增值有明確的關聯性。母親在哺乳期咀嚼木糖醇口香糖，可以明顯降低嬰幼兒口腔變異鏈球菌的比例，從而達到預防嬰幼兒齲齒的效果。結果顯示，木糖醇口香糖的應用，降低母嬰變異鏈球菌的傳播效果明顯優于含氟牙膏和氯己定漱口水[13-14]。

7 綜述

齲齒的引發，以變異鏈球菌的異常增殖為起點。無論是四聯學說，還是生態平衡學說，均支持這一結論。①體外模型研究，忽視了口腔整體細菌構成的生態平衡，僅做單因素考察。并且忽視不同人群口腔生態菌群差異。僅對不同糖類對變異鏈球菌增殖效果的評價，不涉及機理。②臨床實驗中，忽視刷牙及牙齒日常護理的影響，預防齲齒，正確的刷牙和健康的牙齒護理是必須，木糖醇口香糖的咀嚼僅作為輔助。雖然目前的研究文獻報道有不足之處，但結合多方面的報道，對于木糖醇預防齲齒的效果是可以肯定的。木糖醇在變異鏈球菌體內不被利用，且參與無效循環，導致菌體能量匱乏，最終導致菌體死亡。臨床試驗結果顯示，長期咀嚼木糖醇口香糖，無論對于兒童還是成人，均可以明顯降低口腔齲齒發生率，并且能夠預防變異鏈球菌的母嬰傳播。③體外實驗能夠明顯得到木糖醇有抑制變異鏈球菌生產的效果，同蔗糖有明顯區別。

木糖醇用于齲齒預防仍有不足之處，只能抑制變異鏈球菌生長而非滅殺，木糖醇移除后，變異鏈球菌仍能恢復活力。咀嚼口香糖是木糖醇在口腔停留時間最長的方式，需要長期堅持，才能達到齲齒預防的效果。此外，對于齲齒的預防，正確的刷牙和良好的口腔護理，仍必不可少。