感染根管内的微生物研究进展

[摘要] 牙齿根尖周组织炎症起源于定植在根管系统内的微生物的致病效应和宿主的自我防御系统。初次治疗根管和再次治疗根管的细菌组分不同。根管治疗后持续存在的根尖周炎症揭示出更为复杂的情况。科学研究表明，这种在最先进的技术进行治疗后依然存在的不理想疗效与根管内外的微生物因素相关。本文旨在对初次根管治疗和根管再治疗病例中微生物存在的不同进行文献综述，以期为临床治疗用药的选择提供一定的理论依据。

[关键词] 根尖周炎；根管治疗；持续性损害；微生物学

[中图分类号] R781.3[文献标识码] A[文章编号] 1673-9701（2011）20-21-03

Investigation of Microorganisms in Infected Root Canals： A Review

BU Ling

Department of Oral Medicine， Deyang Stomatological Hospital， Deyang 618000， China

[Abstract] Apical periodontitis results from pathogenic effects of the microflora in the root canal system and the hosts’ defense system. The compositions of the microorganisms of root canals in primary endodontic treatment and the retreatment cases are different. Persistent apical periodontitis after the primary root canal treatment shows a complex situation. Scientific investigations indicate that the unsatisfactory effect after the primary root canal treatment of the highest technical standard is generally associated with extraradicular and/or intraradicular microbial factors. The aim of this paper is to review the investigations about the difference of microorganisms between the primary infected root canal and the retreatment cases， and to provide theoretical basis for the selection of clinical medication.

[Key words] Apical periodontitis； Root canal therapy； Persistent disease； Microbiology

根尖周炎被认为是由于根管系统内细菌的存在而导致的根尖周组织的炎症反应[1]。被感染的根管系统形成了一个独特的微生物选择性生存的环境[2]。根管内微生物的组成是近年来研究的重点。研究结果明确证实了初次根管治疗与再治疗时根管系统内细菌存在差异[3]。根管治疗后持续存在的根尖周炎显示了一个更复杂的病因学与治疗学情况[4]，根管内的微生物不仅在浮游状态、聚集共聚集状态生存，还可以形成包括不同微生物复杂网络的生物膜状态[5，6]。生物膜包括菌细胞和胞外基质组成。微生物由牙体硬组织破坏处侵入髓室，进而形成根管内的生物膜[7]。细菌生物膜被认为是导致持续性炎症的最常见的原因。根管系统形态的复杂性有利于生物膜细菌的生长。研究显示生物膜可以保护细菌抵抗不利的环境变化及杀菌剂的作用。生物膜概念的提出是了解根管感染，特别是持续性存在的炎症的重要一步。本文旨在对根管感染方面近年来的一些微生物学研究进行综述，以期为临床治疗活动提供一定的理论依据。

1微生物在根尖周炎发展中的作用

微生物在根管内的生存环境与龋坏部位和牙周袋内的细菌明显不同，它们被限制在根管内，营养状态的改变、氧压力、细菌之间的相互作用都可以影响到微生物群的特性[8]。在初次治疗的病例中，因为大量细菌存在，微生物的分析相对来说简单一些。而再治疗病例中的微生物取样和培养都要困难得多，因为化学机械预备后细菌数量显著减少，仅存活10～102个菌细胞[9]。

现在的一般理念认为，在感染的根管内大概存在1～12个菌种，细菌的数量从少于102至大于108不等。细菌不仅能定植在主根管内，还可以进入牙本质小管、根尖组织、根管峡部和其他一些形态不规则处。在60%～90%的根尖周炎病例中，细菌都已经侵入牙本质小管[10，11]。与口腔内微生物群相比，进入牙本质小管内的细菌有一定的特殊性。革兰阳性兼性厌氧球菌、乳杆菌、放线菌较常入侵至牙本质小管。牙本质小管对营养的限制进入常使他们处于不利的生存状况[10，11]。

初次根管治疗与根管再治疗病例中微生物存在的不同主要体现在发生于治疗前和治疗过程中的生态学的改变[12，13]。在首次根管治疗病例中，由近似相等的革兰阳性和阴性菌组成，以可发酵氨基酸和蛋白质的专性厌氧菌为主。在根管再治疗的病例中，微生物更少，革兰阳性菌更为明显[12，13]。

2初次感染根管内的致病菌

根管初次感染是一个动态的过程，在各个时期优势菌也不相同，影响这个动态过程的主要因素有营养状态、氧化还原电势、根管内局部的pH值等[14]。在厌氧环境中，兼性厌氧菌往往生长良好，它们的主要能量来源于碳水化合物。当根管与口腔被隔离开时，碳水化合物的量会明显减少，限制了兼性厌氧菌的生长。内源性蛋白质和糖蛋白是首次治疗根管内的主要营养物质。蛋白的主要来源是少量牙髓组织的降解和炎症过程中根尖组织大量血清样渗出物的涌入。细菌代谢血清样液体会导致氧化还原电势的降低和根管内pH值的升高[15]。

在根管初次感染病例中，产黑色素菌经常被分离到。因为它们具有可以分解蛋白的能力，被认为与根尖脓肿的形成有关[16]。最常提及的是普雷沃和卟啉菌种。

除了上述提及的产黑色素菌，具核梭杆菌、韦荣球菌、真细菌等也都与牙髓初次感染明显相关。研究证明，根管内的细菌相互之间有着紧密的联系，某些细菌的代谢产物是另一些微生物的必需营养物质[17，18]。

与口腔相通的根管内，兼性厌氧菌和需氧菌占据主要地位，这种牙齿的治疗相对比较困难。研究发现，与充填良好的根管相比，未充填根管内常定植有肠原杆菌[19]。肠原杆菌可以在55%根管口敞开的病例中检测到。肠原杆菌也较常见于复诊次数较多的病例。35%发现肠原杆菌的病例都存在第十次甚至更多次复诊，肠球菌可能在化学机械预备和根管内封药后存活下来。

3再次感染根管内的致病菌

根管治疗后持续存在的炎症一般被认为是由根管治疗的难度和治疗过程中的小意外导致的，不充分的消毒、不合理的根管进入通道、遗漏的根管、预备不完全、遗漏的暂时或永久充填物等是治疗后炎症继续存在的主要因素。有5种原因可导致治疗后根尖暗影的继续存在：根内感染、根外感染、异物反应、囊肿、纤维瘢痕组织性愈合。根尖部微生物的存在被认为是治疗后炎症存在的主要原因。此种病例中发现的几个微生物菌种可以在严重的营养缺乏的根管中存活。在炎症持续存在的已充填根管内，显示有较高比例的乳酸菌，29%～77%不等[20，21]。而在未治疗的根管中，乳酸菌占据总细菌的5%或者更少[22]。

在根管治疗过程中开放以减轻症状的根管内有较多的粪肠球菌[19]，一些研究说明，开放根管以减轻症状是不正确的做法，它可以致使根管感染的简单病例变成一个更具有对抗根管内封药的复杂病例。有人提出粪肠球菌原本以较低浓度存在于未治疗的根管中，由于根管内环境的改变，其生长至较高的、可检测到的数量。另外一个关于根充后较高浓度的粪肠球菌的解释是根管治疗过程中，口腔内的粪肠球菌进入到了根管内[23]。

很多研究显示粪肠球菌具有一些特性使得它可以在对其他细菌具有损害作用的环境中生存下来。这些特性使得粪肠球菌可以在高浓度盐溶液、较大的温度变化的环境中存活并且耐受较宽的pH范围和根管内封药。粪肠球菌具有一些已经被确认的毒力因子：分泌因子、黏附素、包膜多糖等表面结构，这可能是其可以在根管系统恶劣的环境下存活的原因。粪肠球菌还有一个特殊的能力使其成为根内致病原：可以侵入牙本质小管内部和黏附于牙本质表面[24]。研究还显示了粪肠球菌的一个非常重要的特点：可以耐受pH达11.5的封药，如氢氧化钙这一类的非常有效的抗菌药[24]。在氢氧化钙作为常规根管内封药的病例中，检测出了与氢氧化钙未作为常规根管内封药的病例中相似比例的粪肠球菌。较早的解释是：氢氧化钙的使用导致了再治疗病例中较高比例的粪肠球菌[25]。

最近关于粪肠球菌耐碱的机制被证实与一种细胞壁相关的质子泵有关，其可以转运质子到细胞内以酸化胞浆[24]。粪肠球菌耐受较高pH值，被认为在根管治疗后感染持续存在中起到了重要作用。

在根管治疗后持续性存在的根尖周炎病例中另一个被鉴定的微生物是白色念珠菌[26-28]。除非根管与口腔相通，一般很少有酵母菌定植在未经治疗的根管内。酵母菌的一些特性与粪肠球菌相同。他们都可以在单菌种感染时存活并且可以进入牙本质小管。念珠菌和粪肠球菌都可以抵抗多种抗微生物制剂，单菌种感染时、营养受限时均可存活。研究发现对于念珠菌来讲，相对于他们所抵抗的氢氧化钙，次氯酸钠是有效的根管内封药。另外，尽管放线菌是牙齿表面的早期定植菌，常可在牙髓感染时分离出来，在再治疗病例中放线菌也是一个常见的致病菌。细胞表面的毛缘是其重要的毒力因子使其在根尖周组织中可以存活，然后迁移到根管系统。但是关于放线菌是如何侵入到根尖周组织内的，目前仍存在争议，也许与不正确的扩挫和没有采用无菌操作有关。

4结论

显而易见，初次根管感染病例的根管环境为细菌在根管内定植提供了良好的富含肽类和氨基酸的营养物质，这有利于厌氧蛋白水解菌的生长。在充填良好的根管内，大部分或全部坏死牙髓组织残余物已被清除。细菌经历的是一个稳定的饥饿环境直至根尖周组织的血清样的渗出到达微生物细胞侵入处。再治疗的过程更加不可预见，主要是由于在抗菌治疗和充填过程中存活的细菌更具有抗药性。由此可见，对于提高根管治疗成功率来讲，选择何种封药、封药方式、封药次数、根管治疗时采用无菌操作、分析再治疗时残留的感染信息等都是非常必要的。

[参考文献]

[1] Rana V，Baba SM，Pandey A. Bacteriology of infected deciduous root canal-A review[J]. People’s J Sci Res，2009，2（2）：45-48.

[2] Siqueira JF Jr，Rocas IN. Diversity of endodontic microbiota revisited[J]. J Dent Res，2009，88（11）：969-981.

[3] Sundqvist G，Figdor D. Life as an endodontic pathogen： Ecological differences between the untreated and root-filled root canals[J]. Endod Top，2003，6：3-28.

[4] Ercan E，Dalli M，Yavuz I，et al. Investigation of microorganisms in infected dental root canals[J]. Biotechnol Biotec Eq，2006，20：166-172.

[5] Nair PN. On the causes of persistent apical periodontitis： a review[J]. Int Endod J，2006，39（4）：249-281.

[6] Nair PN，Henry S，Cano V，et al. Microbial status of apical root canal system of human mandibular first molars with primary apical periodontitis after "one-visit" endodontic treatment[J]. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod，2005，99（2）：231-252.

[7] Svensater G，Bergenholtz G. Biofilms in endodontic infections[J]. Endod Top，2004，9：27-36.

[8] Gomes BP，Pinheiro ET，Gade-Neto CR，et al. Microbiological examination of infected dental root canals[J]. Oral Microbiol Immunol，2004，19（2）：71-76.

[9] Peters LB，van Winkelhoff AJ，Buijs JF，et al. Effects of instrumentation， irrigation and dressing with calcium hydroxide on infection in pulpless teeth with periapical bone lesions[J]. Int Endod J，2002，35（1）：13-21.

[10] Peters LB，Wesselink PR，Buijs JF，et al. Viable bacteria in root dentinal tubules of teeth with apical periodontitis[J]. J Endod，2001，27（2）：76-81.

[11] Matsuo T，Shirakami T，Ozaki K，et al. An immunohistological study of the localization of bacteria invading root pulpal walls of teeth with periapical lesions[J]. J Endod，2003，29（3）：194-200.

[12] Mane A. Role of anaerobic bacteria in mild， moderate and severe cases of chronic periodontitis[J]. Int J Den Sci，2009，7：1.

[13] Sundqvist G，Figdor D，Persson S，et al. Microbiologic analysis of teeth with failed endodontic treatment and the outcome of conservative re-treatment[J]. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod，1998，85（1）：86-93.

[14] Oktay EA， Musabak U， Sahinkesen G，et al. The effects of Enterococcus faecalis on PMNL functions： an in vitro study[J]. Gülhane Tip Dergisi，2010，52：121-126.

[15] Marsh PD. Are dental diseases examples of ecological catastrophes?[J]. Microbiology，2003，149（Pt 2）：279-294.

[16] Siqueira JF Jr，Rocas IN，Oliveira JC，et al. Molecular detection of black-pigmented bacteria in infections of endodontic origin[J]. J Endod，2001，27（9）：563-566.

[17] Sundqvist G. Associations between microbial species in dental root canal infections[J]. Oral Microbiol Immunol，1992，7（5）：257-262.

[18] Ledezma-Rasillo G，Flores-Reyes H，Gonzalez-Amaro AM，et al. Identification of cultivable microorganisms from primary teeth with necrotic pulps[J]. J Clin Pediatr Dent，2010，34（4）：329-333.

[19] Giardino L，Savoldi E，Ambu E，et al. Antimicrobial effect of MTAD， Tetraclean， Cloreximid， and sodium hypochlorite on three common endodontic pathogens[J]. Indian J Dent Res，2009，20（3）：391.

[20] Peciuliene V，Balciuniene I，Eriksen HM，et al. Isolation of Enterococcus faecalis in previously root-filled canals in a Lithuanian population[J]. J Endod，2000，26（10）：593-595.

[21] Siqueira JF Jr，Rocas IN，Souto R，et al. Actinomyces species， streptococci， and Enterococcus faecalis in primary root canal infections[J]. J Endod，2002，28（3）：168-172.

[22] Hubble TS，Hatton JF，Nallapareddy SR，et al. Influence of Enterococcus faecalis proteases and the collagen-binding protein， Ace， on adhesion to dentin[J]. Oral Microbiol Immunol，2003，18（2）：121-126.

[23] Portenier I，Waltimo TM，Haapasalo M. Enteroccus faecalis-the root canal survivor or “star” in post-treatment disease[J]. Endod Top，2003，6（1）：135-159.

[24] Evans M，Davies JK，Sundqvist G，et al. Mechanisms involved in the resistance of Enterococcus faecalis to calcium hydroxide[J]. Int Endod J，2002，35（3）：221-228.

[25] Hancock HH 3rd，Sigurdsson A，Trope M，et al. Bacteria isolated after unsuccessful endodontic treatment in a North American population[J]. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod，2001，91（5）：579-586.

[26] Peciuliene V，Reynaud AH，Balciuniene I，et al. Isolation of yeasts and enteric bacteria in root-filled teeth with chronic apical periodontitis[J]. Int Endod J，2001，34（6）：429-434.

[27] Pinheiro ET，Gomes BP，Ferraz CC，et al. Microorganisms from canals of root-filled teeth with periapical lesions[J]. Int Endod J，2003，36（1）：1-11.

[28] Waltimo TM，Sen BH，Meurman JH，et al. Yeasts in apical periodontitis[J]. Crit Rev Oral Biol Med，2003，14（2）：128-137.

（收稿日期：2011-04-14）