โรคปริทันต์: สาเหตุและจุลชีววิทยา

โรคปริทันต์เริ่มต้นจากการก่อตัวของแผ่นคราบจุลินทรีย์ (bacterial biofilm) บนผิวฟันบริเวณขอบเหงือกและใต้ขอบเหงือก หัวข้อนี้เกี่ยวข้องกับสาเหตุทางจุลชีพของโรคปริทันต์: การที่คราบจุลินทรีย์ในช่องปากพัฒนาไปเป็นแผ่นคราบจุลินทรีย์ใต้เหงือกที่มีโครงสร้างซับซ้อน การเปลี่ยนแปลงของชุมชนจุลชีพจากภาวะที่เข้ากันได้กับสุขภาพไปสู่ภาวะเสียสมดุลและก่อโรค และแบบจำลองหลักที่อธิบายบทบาทของจุลชีพในการก่อโรค

Definition

สาเหตุและจุลชีววิทยาของโรคปริทันต์เกี่ยวข้องกับแผ่นคราบจุลินทรีย์ใต้เหงือกที่เสียสมดุล (dysbiotic subgingival bacterial biofilm) ซึ่งเป็นตัวเริ่มต้นและคงการอักเสบของปริทันต์ รวมถึงโครงสร้าง การเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยา และสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องกับการทำลายเนื้อเยื่อ

Scope

เนื้อหานี้ครอบคลุมถึงแผ่นคราบจุลินทรีย์ในช่องปาก (dental plaque biofilm) ในฐานะตัวการหลักที่ก่อให้เกิดโรคปริทันต์ องค์ประกอบและการจัดระเบียบของจุลชีพใต้เหงือก (subgingival microbiota) แบบจำลองคลาสสิกและแบบจำลองร่วมสมัยของการเกิดโรคจากจุลชีพ (แนวคิดเฉพาะของคราบจุลินทรีย์, กลุ่มจุลชีพ, คราบจุลินทรีย์เชิงนิเวศวิทยา, และเชื้อโรคหลัก) และเชื้อโรคที่ถูกระบุว่าเป็นสาเหตุ เนื้อหานี้เป็นภาพรวมทางการศึกษาเกี่ยวกับสาเหตุและจุลชีววิทยา ไม่ใช่แนวทางสำหรับการทดสอบทางจุลชีววิทยาหรือการรักษา

Core questions

• คราบจุลินทรีย์ในช่องปากจัดระเบียบเป็นแผ่นคราบจุลินทรีย์ใต้เหงือกได้อย่างไร?
• ชุมชนจุลชีพใต้เหงือกเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเกิดโรค?
• แบคทีเรียจำเพาะเป็นสาเหตุ หรือโรคเป็นคุณสมบัติที่เกิดขึ้นจากชุมชนที่เสียสมดุล?
• เชื้อโรคหลัก (keystone pathogen) หมายถึงอะไร?

Key concepts

• แผ่นคราบจุลินทรีย์ในช่องปาก (Dental plaque biofilm)
• จุลชีพใต้เหงือก (Subgingival microbiota)
• กลุ่มจุลชีพ (red and orange complex)
• ภาวะเสียสมดุล (Dysbiosis)
• Porphyromonas gingivalis และเชื้อโรคปริทันต์ที่ถูกกล่าวหา
• น้ำเหลืองร่องเหงือก (Gingival crevicular fluid) ในฐานะแหล่งสารอาหาร

Key theories

สมมติฐานคราบจุลินทรีย์เชิงนิเวศวิทยา (Ecological plaque hypothesis)

โรคเกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยาในแผ่นคราบจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ ซึ่งขับเคลื่อนโดยการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมเฉพาะที่ (เช่น การอักเสบและการเพิ่มขึ้นของน้ำเหลืองร่องเหงือก) ซึ่งเลือกสิ่งมีชีวิตที่ก่อโรคมากขึ้น แทนที่จะเป็นการรุกรานโดยเชื้อโรคจากภายนอก

สมมติฐานเชื้อโรคหลัก (Keystone-pathogen hypothesis)

สิ่งมีชีวิตบางชนิดที่มีจำนวนน้อย เช่น Porphyromonas gingivalis สามารถปรับเปลี่ยนจุลชีพที่ปกติแล้วอยู่ร่วมกันให้กลายเป็นชุมชนที่เสียสมดุลและก่อโรคได้ โดยการบ่อนทำลายการตอบสนองของโฮสต์ ซึ่งส่งผลกระทบเกินสัดส่วนกับจำนวนของพวกมัน

Mechanisms

คราบจุลินทรีย์เริ่มต้นจากการเป็นฟิล์มจุลชีพบนผิวฟันและพัฒนาไปเป็นแผ่นคราบจุลินทรีย์ที่มีโครงสร้างซับซ้อนซึ่งขยายตัวไปใต้เหงือกเมื่อเกิดการอักเสบ การศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์แสดงให้เห็นว่าจุลชีพที่เกี่ยวข้องกับโรคมีความหนาแน่นและซับซ้อนกว่าจุลชีพในภาวะสุขภาพ (Listgarten, 1976) การวิเคราะห์ตัวอย่างใต้เหงือกเผยให้เห็นว่าแบคทีเรียรวมตัวกันเป็นกลุ่มจุลชีพที่สามารถจำลองได้ โดยมีกลุ่มสีแดง (red complex) ที่มีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด ได้แก่ Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia และ Treponema denticola ซึ่งเชื่อมโยงอย่างมากกับโรคและขึ้นอยู่กับการตั้งรกรากก่อนหน้าของสิ่งมีชีวิตในกลุ่มสีส้ม (orange-complex organisms) (Socransky et al., 1998) แบบจำลองร่วมสมัยมองว่าโรคนี้เป็นโรคที่เกิดจากจุลชีพหลายชนิดและเป็นไปตามระบบนิเวศ: การเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมเลือกชุมชนที่ก่อโรคมากขึ้น (Marsh, 1994) และสิ่งมีชีวิตหลัก (keystone organisms) สามารถเปลี่ยนชุมชนจุลชีพที่อยู่ร่วมกันอย่างปกติให้เข้าสู่ภาวะเสียสมดุลได้ (Hajishengallis et al., 2012) แผ่นคราบจุลินทรีย์นี้ก่อให้เกิดความท้าทายทางจุลชีพอย่างต่อเนื่องซึ่งกระตุ้นการตอบสนองของโฮสต์ที่อธิบายไว้ในหัวข้อที่เกี่ยวข้อง (Darveau et al., 1997)

Clinical relevance

การระบุพื้นฐานทางจุลชีพของโรคปริทันต์เป็นรากฐานสำคัญในการทำความเข้าใจสภาพของโรคและเหตุผลที่การควบคุมแผ่นคราบจุลินทรีย์เป็นหัวใจสำคัญของการป้องกัน เนื้อหานี้อธิบายกลไกทางสาเหตุเพื่อวัตถุประสงค์ทางการศึกษาและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยทางจุลชีววิทยาหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

History

แนวคิดในยุคแรกเริ่มระบุว่าโรคปริทันต์เกิดจากการสะสมของคราบจุลินทรีย์ที่ไม่จำเพาะเจาะจง จากนั้นจึงระบุว่าเป็นสิ่งมีชีวิตจำเพาะ การศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและอิเล็กตรอนในช่วงทศวรรษ 1970 ได้จำแนกลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกันระหว่างจุลชีพที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพและโรค (Listgarten, 1976) การศึกษาแบบ Checkerboard hybridisation ในทศวรรษ 1990 ได้กำหนดกลุ่มจุลชีพของคราบจุลินทรีย์ใต้เหงือก (Socransky et al., 1998) และกรอบแนวคิดเชิงนิเวศวิทยา (Marsh, 1994) และเชื้อโรคหลัก (Hajishengallis et al., 2012) ได้ปรับเปลี่ยนมุมมองของโรคปริทันต์ให้เป็นโรคที่เกิดจากจุลชีพหลายชนิดและเสียสมดุล

Debates

เชื้อโรคจำเพาะเทียบกับชุมชนที่เสียสมดุล

ไม่ว่าโรคปริทันต์จะอธิบายได้ดีที่สุดด้วยชุดของเชื้อโรคจำเพาะจำนวนน้อย หรือเป็นคุณสมบัติที่เกิดขึ้นจากชุมชนจุลชีพหลายชนิดที่ถูกรบกวนทางนิเวศวิทยา ยังคงเป็นคำถามหลักที่แบบจำลองคราบจุลินทรีย์เชิงนิเวศวิทยาและเชื้อโรคหลักให้คำตอบที่แตกต่างกัน

Key figures

• Sigmund Socransky
• Anne Haffajee
• Max Listgarten
• Philip Marsh
• George Hajishengallis

Seminal works

• socransky-1998
• listgarten-1976
• hajishengallis-2012

Frequently asked questions

กลุ่มสีแดง (red complex) ในจุลชีววิทยาปริทันต์คืออะไร?

เป็นกลุ่มแบคทีเรียใต้เหงือกสามชนิดที่สัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด ได้แก่ Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia และ Treponema denticola ซึ่ง Socransky และคณะพบว่ามีความสัมพันธ์อย่างมากกับโรคปริทันต์

โรคปริทันต์เกิดจากแบคทีเรียชนิดเดียวหรือไม่?

ไม่ใช่ แบบจำลองปัจจุบันอธิบายว่าเป็นโรคที่เกิดจากจุลชีพหลายชนิดและเสียสมดุล ซึ่งการเปลี่ยนแปลงทางนิเวศวิทยาและสิ่งมีชีวิตหลักปรับเปลี่ยนชุมชนทั้งหมด แทนที่จะเป็นเชื้อโรคที่เป็นสาเหตุเพียงชนิดเดียวที่ออกฤทธิ์เพียงลำพัง