龋齿：病因学与发病机制

龋齿的病因学和发病机制描述了牙齿表面如何随时间推移而失去矿物质。该疾病源于微生物生物膜、可发酵碳水化合物饮食和口腔环境中易感牙齿表面之间的相互作用，并通过酸驱动的脱矿和唾液驱动的再矿化反复循环而发展。

Definition

龋齿发病机制是指生物膜发酵膳食碳水化合物产生的酸溶解牙釉质、牙本质或牙骨质矿物质的过程，其结果取决于脱矿和再矿化之间随时间推移的累积平衡。

Scope

本主题涵盖了龋齿所需的致病因素、牙科生物膜的生态行为、脱矿和再矿化的化学过程，以及这些因素如何结合成一个动态过程，其净方向决定了病变是否形成。它将龋齿视为一种多因素生物膜疾病，着重于其机制层面，而非作为预防或修复个体病变的指南。

Core questions

• 龋齿病变形成需要哪些因素同时存在？
• 为什么龋齿被描述为多因素和生态性的，而不是由单一微生物引起的？
• 酸如何降低菌斑的pH值并溶解牙齿矿物质？
• 唾液，包括氟化物、钙和磷酸盐，在对抗病变中扮演什么角色？
• 为什么早期病变可以停止或逆转，而不是不可避免地进展？

Key concepts

• 多因素病因学（宿主、微生物群、底物、时间）
• 致龋生物膜和产酸细菌
• 牙釉质溶解的临界pH值
• 脱矿和再矿化
• 唾液缓冲、钙、磷酸盐和氟化物
• 底物频率与量
• 病变停止和逆转

Key theories

生态菌斑假说

龋齿是由于环境变化驱动的生物膜微生物生态学转变所致：频繁的糖暴露和由此产生的低pH值选择出产酸和耐酸微生物，这反过来又加剧了产酸和脱矿。

脱矿-再矿化平衡（龋齿连续体）

龋齿是一个动态的、可逆或进展的过程，而非单向的腐烂：每次酸攻击都会去除矿物质，而每次恢复期，在唾液中的钙、磷酸盐和氟化物的帮助下，可以补充矿物质，因此病变的命运取决于累积平衡。

Mechanisms

龋齿的发生必须满足四个条件：易感牙齿表面、致龋生物膜、可发酵碳水化合物和足够的时间。在生物膜内，产酸细菌将膳食糖代谢为有机酸，当局部pH值低于矿物质的临界值时，羟基磷灰石开始溶解，酸渗透到孔隙中导致亚表面脱矿，而表面层通常保持相对完整。唾液通过缓冲酸和提供钙、磷酸盐和氟化物来对抗这一过程，这些物质促进了在挑战之间的再矿化；氟化物还额外促进了更耐酸矿物质相的形成（Featherstone 2004）。反复的低pH事件使生物膜向更多产酸和耐酸菌种转变，这是一种生态变化，而非单一病原体的作用（Marsh 1994），尽管耐酸微生物如变形链球菌长期以来与该疾病相关（Loesche 1986; Keyes 1960）。由于脱矿和再矿化交替进行，病变是动态的：在有利的平衡下，早期病变可以停止或部分逆转，而持续不利的平衡则使其进展为龋洞形成（Selwitz 2007; Pitts 2017）。

Clinical relevance

将龋齿理解为脱矿和再矿化的平衡，解释了为什么早期非龋洞病变不一定会发展成龋洞，以及为什么管理生物膜、饮食和氟化物暴露可以改变疾病的进程。本主题描述了该疾病的致病机制和自然病程，并非个体诊断、处方或治疗决策的依据。

Epidemiology

龋齿是全球最普遍的慢性疾病之一，其发生率和严重程度与人群中可发酵碳水化合物摄入频率、氟化物暴露、生物膜控制和唾液功能相关（Selwitz 2007; Pitts 2017）。其多因素病因意味着社会、饮食和行为决定因素与潜在生物学因素共同影响其分布。

History

实验性龋齿的感染性、饮食依赖性在20世纪中期的动物研究中得以确立（Keyes 1960），随后变形链球菌被认为是密切相关的微生物（Loesche 1986）。该领域随后从单一病原体解释转向对生物膜的生态学理解（Marsh 1994），并将龋齿定义为动态的脱矿-再矿化连续体，而非不可逆的腐烂（Featherstone 2004）。

Debates

特定微生物与生态群落作为龋齿驱动因素的争论

将龋齿主要归因于特定的产酸菌种（如变形链球菌）还是归因于整个生物膜的pH驱动生态转变，仍然是一个框架性争论，目前的综合观点强调生态学观点，同时保留了产酸微生物的作用。

Key figures

• Paul H. Keyes
• Walter J. Loesche
• Philip D. Marsh
• John D. B. Featherstone

Seminal works

• keyes-1960
• loesche-1986
• marsh-1994
• featherstone-2004

Frequently asked questions

龋洞究竟是如何形成的？

生物膜细菌发酵膳食糖产生的酸反复溶解牙齿矿物质；当这些脱矿事件超过唾液和氟化物在事件之间提供的再矿化时，就会形成病变并最终形成龋洞。

早期龋齿病变可以愈合吗？

如果平衡向矿物质增加的方向转变，早期非龋洞病变可以停止或部分再矿化，因为龋齿是一个动态过程，而非单一的不可逆事件。