口腔病原生物通过动员B2细胞加重心肌梗死Oral Pathobionts Aggravate Myocardial Infarction Through Mobilization of B2 Cells | Circulation

心脑血管 / 来源:www.ahajournals.org美国 - 英文2025-08-28 00:20:37 - 阅读时长7分钟 - 3091字
本研究揭示牙周病原生物通过破坏上皮和内皮屏障并激活B2细胞迁移至心脏,显著加重小鼠心肌梗死;在无菌小鼠和MI患者中验证了病原生物-炎症B2细胞-心功能损伤的致病机制,表明针对牙周病的治疗或可改善MI预后。该研究为“口腔-心脏轴”提供了重要证据,揭示了病原生物感染与心血管疾病进展的分子机制。
心肌梗死牙周炎口腔病原生物B2细胞免疫机制促炎因子颈淋巴结心脏功能疾病干预口腔-心脏轴
口腔病原生物通过动员B2细胞加重心肌梗死

背景:

心肌梗死(MI)是全球高发病率威胁生存和生活质量的疾病。大量证据表明牙周炎(PD)对MI有不良影响,但PD直接加重MI的机制尚不明确,尤其是哪些口腔病原生物起作用及其微生物信号如何调节MI发病。

方法:

在结合结扎诱导PD和MI的小鼠模型中评估PD对MI的影响。通过细菌测序和荧光原位杂交鉴定MI心脏中的口腔病原生物异位积累。通过流式细胞术确定PD诱发的B2细胞对MI的破坏作用,并在无菌小鼠中验证。使用CD45.1、Kaede及多种敲除小鼠株(Ighm、Rag1、CXCL13、S1PR、IL-6、TNF-α)探索机制。构建黏附蛋白缺失的核梭杆菌(F. nucleatum)和牙龈卟啉单胞菌(P. gingivalis)突变株,研究其在MI加重中的作用。招募伴或不伴PD的MI患者验证PD对MI的恶化影响及病原生物与心功能的关联。

结果:

结扎诱导的PD和PD患者龈下斑块通过口腔病原生物加重MI。中间普雷沃菌(P. intermedia)、核梭杆菌、唾液月形单胞菌(S. sputigena)、牙龈卟啉单胞菌和plebeius拟杆菌(B. plebeius)在口腔扩张并异位积累至梗死心脏,通过破坏上皮和内皮屏障促进B细胞(尤其是分泌IL-6和TNF-α的B2细胞)动员。机制上,病原生物通过鞘氨醇-1-磷酸(S1P)-S1PR轴促进B细胞从颈淋巴结(cLN)迁出,并通过CXCL13-CXCR5轴引导其浸润心脏。

结论:

口腔病原生物和促炎B2细胞显著加重MI,支持“口腔-心脏轴”作为新致病途径。针对PD、口腔病原生物或相关免疫机制的干预可能改善MI治疗。

临床视角

新发现:

  • 口腔病原生物诱导颈淋巴结B淋巴细胞增殖,通过S1P-S1PR轴进入血液,并通过CXCL13-CXCR5轴浸润梗死心脏。
  • 病原生物激活巨噬细胞分泌更多CXCL13吸引B细胞,B2细胞分泌IL-6和TNF-α加重MI。
  • MI加重的口腔病原生物在心脏积累依赖其黏附和侵入上皮/内皮的能力。

临床意义:

  • 牙周炎中的病原生物可能通过损伤内皮和上皮侵入心脏组织。
  • 牙周炎中促炎B2细胞增加促进MI后心脏功能恶化。
  • 治疗牙周炎及干预病原生物或改善MI合并症治疗。

正文翻译:

心肌梗死(MI)是全球死亡和残障的主要原因。尽管对MI病理生理学和治疗的理解取得进展,但剩余风险因素仍使全球患病率居高不下。新兴证据将牙周炎(PD)视为MI的重要危险因素。本研究系统解析PD与MI的关联,发现PD患者不仅牙周袋更深,其MI首次发作风险也更高,且MI大小与炎症参数如CRP、IL-6、TNF-α水平呈正相关。

口腔微生物群是PD对MI不良影响的潜在贡献者。检测到典型牙周病原生物(如伴放线放线杆菌、牙龈卟啉单胞菌和福赛坦纳菌)在MI患者牙周环境富集,其丰度与肌钙蛋白I、细胞因子水平及心脏功能相关。MI患者血栓吸出物中已检出链球菌、卟啉单胞菌、普雷沃菌、梭杆菌和放线菌。16S rRNA测序显示心脑血管样本中常见口腔细菌(放线菌、梭杆菌、克雷伯菌、链球菌)高检出率。PD引发的菌血症可能是口腔细菌系统性移位的原因。鉴于牙龈卟啉单胞菌与MI的强临床关联,大多数研究聚焦该病原体,但口腔病原生物对MI的系统性影响及机制尚未明确。

口腔病原生物可能通过免疫应答影响MI。已有研究表明免疫失调是PD连接系统性疾病(如肠炎、关节炎、糖尿病、动脉粥样硬化)的关键机制。研究显示牙龈卟啉单胞菌或其脂多糖不仅通过诱导心肌细胞凋亡和基质金属蛋白酶9活性促进梗死后心脏破裂,还可能通过刺激巨噬细胞、CD8+T细胞浸润加重心室重构。但尚不确定所有口腔病原生物是否在MI期间引发类似免疫应答,不同免疫细胞群体的作用及分子机制仍需阐明。

本研究系统性调查PD及口腔病原生物对MI的因果作用及免疫和分子机制。首先通过PD与MI小鼠模型研究PD对MI的影响,利用16S rRNA测序无偏筛选梗死心脏中富集的病原生物。随后研究病原生物对MI和免疫失调的影响,鉴定出5种MI加重病原生物(P. intermedia、F. nucleatum、S. sputigena、P. gingivalis、B. plebeius)。发现病原生物激活颈淋巴结(cLN)中B2细胞,并解析其迁移至心脏的分子机制。最后在无菌小鼠和MI患者中验证该机制。

方法部分详细描述了动物模型、样本收集和统计分析方法。所有实验经伦理审批,使用GraphPad Prism进行统计分析。

结果发现,PD及MI小鼠模型中,结扎诱导的PD(LIP)和人类龈下斑块(PL)显著降低射血分数和缩短分数,增加舒张末期和收缩末期内径及心肌梗死面积。PL经抗生素、DNA酶和蛋白酶预处理后,仅细菌耗竭能逆转心脏功能恶化,表明口腔细菌直接参与MI加重。细菌测序显示5种病原生物(P. intermedia、F. nucleatum、S. sputigena、P. gingivalis、B. plebeius)在MI+LIP+PL组心脏中富集,并通过破坏E-钙粘蛋白和VE-钙粘蛋白屏障功能促进入侵。

病原生物通过动员B2细胞加重MI。使用Kaede转基因小鼠追踪实验发现,LIP+12种混合病原生物(12Mix)显著增加cLN重量、血浆脂多糖(LPS)和心肌梗死面积。流式细胞术显示MI+LIP+12Mix组心脏和cLN中B220+ B细胞比例/数量显著增加。B细胞耗竭(Ighm-KO小鼠)实验显示B细胞缺失可逆转12Mix诱导的MI恶化。B细胞亚群分析显示B2细胞是主要促炎亚群,其分泌的TNF-α和IL-6在MI中升高。

分子机制上,病原生物通过双重轴调控B细胞迁移:1)S1P-S1PR轴:LIP+5种混合病原生物(5Mix)处理组cLN中S1P浓度下降,血液中升高;B细胞S1PR1/5表达上调,S1P受体拮抗剂FTY720可逆转B细胞迁移和MI恶化;2)CXCL13-CXCR5轴:5Mix诱导心脏巨噬细胞分泌CXCL13,通过CXCR5引导B2细胞迁移。CXCL13缺失小鼠中B细胞趋化活性受损。机制上,病原生物通过TLR4-MYD88-NF-κB通路促进CXCL13表达,形成正反馈环路。

临床转化方面,纳入36例伴PD的MI患者和36例无PD患者,发现前者射血分数降低,脑钠肽(BNP)升高。流式细胞术显示PD患者血液中CD19+CD20+ B细胞、IL-6+记忆B2细胞和TNF-α+记忆B2细胞比例升高。ELISA显示PD患者血浆CXCL13、S1P和LPS水平升高。16S rRNA测序发现4种MI加重菌(S. sputigena、P. intermedia、P. gingivalis、F. nucleatum)在PD患者牙周斑块中富集,其丰度与射血分数、CD19+CD20+ B细胞及CXCL13显著相关。机制示意图总结为:PD口腔病原生物→上皮/内皮屏障损伤→病原生物入血→cLN中B2细胞增殖→S1P-S1PR1介导迁移→CXCL13-CXCR5轴引导B2细胞浸润心脏→分泌TNF-α/IL-6→心肌炎症加重。

讨论部分强调PD增加MI风险,但具体病原生物作用不明。本研究鉴定出5种MI加重病原生物,并揭示其通过破坏屏障和激活B2细胞加重MI的机制。PD与MI共病时,病原生物进入循环,通过cLN衍生的促炎B2细胞浸润心脏,这一机制在无菌小鼠和MI患者中验证。研究证实了PD与MI的直接因果关系,并为针对口腔菌群的干预提供了理论依据。

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