龋病是一种常见的慢性口腔细菌感染性疾病。研究表明,在龋病的发病过程中,口腔微生物的变化起着极为重要的作用。然而,以往对于龋病口腔微生态的研究仅限于对口腔微生物组的结构分析,尚缺乏对口腔微生物组生长繁殖起调节作用的功能基因在龋病发生过程中的系统研究。为了全面分析龋病口腔微生态的失衡情况,本研究选取25例龋病儿童以及19名口腔健康儿童为研究对象,利用宏基因组测序的方法,对龋病儿童口腔菌群进行结构和功能两方面研究,探索相关候选功能基因在龋病发生发展过程中的作用,进一步阐明龋病的发生发展过程。方法:采集高龋和口腔健康儿童唾液,利用Illumina宏基因组学技术分析龋病儿童口腔菌群群落特点以及功能基因多样性,从结构到功能对龋病儿童口腔微生态进行全面分析。结果:1成功构建口腔微生态基因集本研究建立了高龋和口腔健康儿童唾液微生态的基因集。平均每个样本测序获得的数据量为3.08 Gb,基因经组装,预测后得到2,200,443个非冗余基因。2门水平的物种分析两组儿童口腔微生态中含量最高的细菌依次为变形菌门,厚壁菌门,拟杆菌门,放线菌门以及梭杆菌门。它们在口腔微生态菌群结构中占主要地位,其含量在每个组中均为99%以上。其中变形菌门在口腔健康组中的含量较高,厚壁菌门和拟杆菌门在龋病儿童中的含量较高。3属水平的物种分析在属水平上,两组儿童口腔微生态中占主导地位的主要是:奈瑟菌属,普氏菌属,罗斯菌属,链球菌属,韦荣菌属以及流感嗜血杆菌属。包括普氏菌属在内的9个属在龋病儿童中含量较高,以奈瑟菌为代表的3个菌属在口腔健康儿童中含量较高。4种水平的物种分析在种水平上,与口腔健康儿童相比,龋病儿童中隶属于变异链球菌属,多种韦荣菌属以及普氏菌属等菌种的含量明显增加。而乳糖奈瑟菌等4种细菌在口腔健康儿童中含量较多。这表明口腔微生态的物种结构在口腔健康和龋病儿童中存在较大的差异。5功能基因分析龋病和口腔健康儿童在功能基因水平的差异主要分布在糖类和氨基酸的代谢等通路。龋病儿童口腔微生态中自体诱导信号分子,磷酸基转移酶系统,葡糖基转移酶系统相关功能基因的表达显著增加。根据龋病儿童中富集的功能基因,我们推测出龋病发生的可能机制。结论1我们首次通过宏基因组测序技术建立了中国龋病儿童口腔微生态的基因集。2 口腔健康和龋病儿童唾液微生态在组成结构和功能基因层面均存在显著性差异。3龋病口腔微生态失调在功能基因水平上的差异性主要分布在氨基酸和糖代谢等通路。