Porphyromonas gingivalis: ผู้ต้องสงสัยที่ปากสุขภาพดีก็มี

มีแบคทีเรียตัวหนึ่งอาศัยอยู่ในร่องแคบ ๆ ที่เปียกชื้นระหว่างฟันกับเหงือกของคุณ ซึ่งไม่สนใจน้ำตาลเลยแม้แต่น้อย ยื่นโดนัทให้มันก็ไม่แตะ สิ่งที่มันต้องการคือโปรตีน — ของคุณ — และมันก็พกชุดมีดโมเลกุลมาเพื่อเข้าถึงมัน มันเป็นหนึ่งในสิ่งมีชีวิตที่ถูกศึกษาหนักที่สุดในปากคนมาหลายทศวรรษ และยิ่งนักวิจัยมองมันใกล้ขึ้น ภาพก็ยิ่งแปลกขึ้น: มันพบได้ทั่วไปในปากที่สุขภาพดี และมันก็เป็นสิ่งมีชีวิตที่ถูกโทษอย่างสม่ำเสมอที่สุดว่าเป็นตัวก่อโรคที่ทำลายปากเหล่านั้น

มันคืออะไร ในหนึ่งประโยค

Porphyromonas gingivalis เป็นแบคทีเรียรูปแท่งแกรมลบ ไม่ใช้ออกซิเจน ย่อยน้ำตาลไม่ได้ อยู่ในอันดับ Bacteroidales ซึ่งเข้าไปตั้งรกรากในพื้นที่ใต้ขอบเหงือก และเป็นตัวอย่างที่มีเอกสารรองรับดีที่สุดของสิ่งที่นักจุลชีววิทยาเรียกว่าเชื้อก่อโรคหลักค้ำยัน ¹²

แกะคำว่า “ย่อยน้ำตาลไม่ได้” ออกมา แล้วคุณจะได้ชีววิทยาของมันเกือบทั้งหมด สิ่งมีชีวิตตัวนี้หมักน้ำตาลเพื่อเอาพลังงานไม่ได้ มันเติบโตบนเพปไทด์ และมันต้องการฮีม — แกนที่นำพาเหล็กในฮีโมโกลบินของคุณ — เป็นแหล่งเหล็ก ² ข้อเท็จจริงทางเมตาบอลิซึมข้อเดียวนั้นอธิบายแทบทุกอย่างที่เหลือเกี่ยวกับมัน แบคทีเรียที่กินโปรตีนและต้องการเหล็กจากเลือดย่อมอยู่ได้ดีที่สุดในร่องที่อักเสบ ซึมน้ำ และมีเลือดออก มันไม่มีเหตุผลที่จะสร้างร่องแบบนั้นขึ้นมาโดยบังเอิญ

มันอาศัยอยู่ที่ไหน

ที่อยู่ประจำบ้านของมันคือร่องใต้เหงือก: ไบโอฟิล์มบนรากฟันและบนเยื่อบุที่บุร่องนั้นอยู่ มันยึดกับโมเลกุลจากน้ำลายที่ดูดซับอยู่ กับโปรตีนในเมทริกซ์ กับเซลล์เยื่อบุ และกับแบคทีเรียที่ตั้งรกรากอยู่ก่อนแล้ว ผู้เขียนบทปริทัศน์เสนอว่าการจับกับสารตั้งต้นทั้งหมดนี้อาจเกิดผ่านส่วนต่าง ๆ ของฟิมบริลลิน ซึ่งเป็นหน่วยย่อยเชิงโครงสร้างของฟิมเบรียหลักของมัน ² มันไม่ได้หยุดอยู่แค่พื้นผิว ด้วยการปรับการส่งสัญญาณของเซลล์โฮสต์ มันกำกับการนำตัวเองเข้าไปในเซลล์เยื่อบุเหงือกและเพิ่มจำนวนอยู่ข้างในได้ — เป็นที่กำบังพิเศษที่บทปริทัศน์เดียวกันบอกว่ามันใช้รุกล้ำองค์ประกอบของระบบป้องกันโดยกำเนิดของโฮสต์ ²

ส่วนที่ว่ามันควรอยู่ที่อื่นในร่างกายหรือไม่นั้นยังเป็นคำถามที่เปิดอยู่ มากกว่าจะเป็นข้อเท็จจริงที่ลงตัว บทปริทัศน์เดียวกันตั้งข้อสังเกตถึงหลักฐานที่สั่งสมขึ้นว่าการติดเชื้ออาจทำให้เสี่ยงต่อโรคหัวใจและหลอดเลือดและการคลอดก่อนกำหนด ² และรายงานปี 2019 ก็ระบุสิ่งมีชีวิตตัวนี้และเอนไซม์ของมันในสมองของผู้ที่เสียชีวิตด้วยโรคอัลไซเมอร์ ⁷ การตรวจพบแบคทีเรียที่ตำแหน่งหนึ่งไม่เหมือนกับการแสดงว่ามันเป็นตัวขับสิ่งที่เกิดขึ้นตรงนั้น และผมจะกลับมาที่เรื่องนี้

มันทำอะไรให้เรา

ตรงนี้คำตอบที่ซื่อตรงสั้นมาก: ไม่มีอะไรที่แสดงให้เห็นแล้ว ยังไม่มีประโยชน์ของ Porphyromonas gingivalis ต่อสุขภาพคนที่ยืนยันได้ — ไม่มีวิตามินที่มันจัดหาให้ ไม่มีเชื้อก่อโรคที่มันกันออกไป ไม่มีสารเมตาบอไลต์ที่เราพึ่งพา ถ้าผมบอกคุณเป็นอย่างอื่น ผมก็กำลังแต่งเรื่อง

สิ่งที่พูดได้ และควรพูดให้ดัง คือการมีมันอยู่ไม่เหมือนกับการถูกมันทำร้าย บทปริทัศน์สำคัญชิ้นหนึ่งบรรยายสิ่งมีชีวิตตัวนี้ว่าเป็นผู้ฉวยโอกาสที่อยู่ในความกลมกลืนแบบอยู่ร่วมอาศัยกับโฮสต์ได้เช่นกัน โดยช่วงเวลาที่เกิดโรคจะตามหลังการเอียงของสมดุลทางนิเวศในร่องเหงือก มากกว่าจะตามหลังการมาถึงเฉย ๆ ของเชื้อ ² ข้อมูลความชุกก็เห็นพ้อง ในการสำรวจหนึ่งที่ใช้วิธีอิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์ พบสิ่งมีชีวิตตัวนี้ใน 85.7 % ของผู้ที่เป็นโรคปริทันต์ และใน 23.1 % ของผู้ที่สุขภาพดี ³ ในงานที่ใหม่กว่าซึ่งใช้พีซีอาร์แบบเรียลไทม์ ตรวจพบมันใน 91.5 % ของผู้ป่วยปริทันต์อักเสบเรื้อรัง และใน 58 % ของคนสุขภาพดี ⁴ ถ้านับเป็นตำแหน่งแทนที่จะนับเป็นคน งานเชกเกอร์บอร์ดที่เก่ากว่าพบมันที่ค่าเฉลี่ย 23 % ของตำแหน่งที่เก็บตัวอย่างในผู้ป่วยปริทันต์อักเสบ และ 4 % ของตำแหน่งในคนสุขภาพดี ⁵

สังเกตว่าตัวเลขการมีเชื้อในคนสุขภาพดีเหล่านั้น — 23.1 % ³ กับ 58 % ⁴ — ต่างกันเองมากกว่าสองเท่า นั่นไม่ใช่เรื่องอื้อฉาว มันคือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อห้องปฏิบัติการต่างกันใช้วิธีตรวจต่างกันกับประชากรต่างกัน พีซีอาร์ที่ไวจะพบดีเอ็นเอที่อิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์มองข้าม ตัวเลขที่ควรเก็บกลับไปไม่ใช่เปอร์เซ็นต์ใดเปอร์เซ็นต์หนึ่ง แต่เป็นรูปทรงของทั้งหมด: สิ่งมีชีวิตตัวนี้พบบ่อยกว่าในโรค และถึงกระนั้นก็ยังปรากฏอยู่ในปากที่สบายดีอย่างสมบูรณ์เป็นสัดส่วนไม่น้อย

มันทำอะไรกับเรา

อาวุธคือโปรตีเอสที่เรียกว่าจินจิเพน มีความจำเพาะสองแบบ: แบบหนึ่งตัดสายโปรตีนหลังอาร์จินีน อีกแบบตัดหลังไลซีน และทั้งสองแบบก็ไม่ถูกตัวยับยั้งโปรตีเอสของโฮสต์คุณเองยับยั้งได้ง่าย ๆ ⁸ การย่อยสลายโปรตีนที่ควบคุมไม่ได้แบบนั้นมีผลที่เข้ากันพอดีกับสิ่งที่ทันตแพทย์เห็น จินจิเพนชนิดอาร์จินีนกระตุ้นวิถีคาลลิเครอิน-ไคนิน ทำให้เกิดอาการบวมน้ำ และกระตุ้นระบบคอมพลีเมนต์ ดึงนิวโทรฟิลเข้ามา ส่วนจินจิเพนชนิดไลซีนย่อยสลายไฟบริโนเจน ทำให้เลือดออก ⁸ ของเหลวในร่องเหงือกที่มากขึ้น การสะสมของนิวโทรฟิล และเลือดออกขณะตรวจ คือสามในอาการคลาสสิกของปริทันต์อักเสบ

แนวคิดเรื่องหลักค้ำยันไปไกลกว่านั้น ในแบบจำลองสัตว์ แม้ในระดับการตั้งรกรากที่ต่ำ สิ่งมีชีวิตตัวนี้ก็จัดการการพูดคุยข้ามระหว่างระบบคอมพลีเมนต์กับ Toll-like receptor ในทางที่เปลี่ยนจำนวนและองค์ประกอบของจุลินทรีย์ที่อยู่ร่วมอาศัยรอบข้าง จากนั้นชุมชนที่เสียสมดุลซึ่งเกิดขึ้น ไม่ใช่ตัวสปีชีส์หลักค้ำยันเพียงลำพัง ก็ขับการสูญเสียกระดูกจากการอักเสบ ⁹¹ ผลนั้นไม่ได้สัดส่วนกับปริมาณของมัน — ซึ่งเป็นเหตุผลพอดีที่การนับเซลล์บอกอะไรคุณได้น้อยมาก

มีข้อเชื่อมโยงเชิงระบบสองข้อที่ควรระบุชื่อ พร้อมข้อจำกัดแนบมาด้วย ข้อแรก โรคข้ออักเสบ: ในบรรดาแบคทีเรียในช่องปากที่ทดสอบในงานวิจัยหนึ่ง นี่เป็นตัวเดียวที่ทำซิทรูลลิเนชันกับโปรตีน โดยใช้เพปทิดิลอาร์จินีนดีอิมิเนสของตัวเองเปลี่ยนหมู่อาร์จินีนที่ปลายคาร์บอกซีให้เป็นซิทรูลลีน หลังจากจินจิเพนชนิดอาร์จินีนของมันตัดโปรตีนที่พันธะ Arg-X — ก่อให้เกิดแอนติเจนของตัวเองที่ถูกดัดแปลงชนิดที่การตอบสนองภูมิคุ้มกันของโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์เข้าโจมตีพอดี ⁶ ข้อที่สอง ภาวะสมองเสื่อม: งานวิจัยปี 2019 ที่กล่าวถึงไปแล้ว พบจินจิเพนในสมองของผู้ป่วยอัลไซเมอร์ที่ระดับซึ่งสัมพันธ์กับพยาธิสภาพของทาวและยูบิควิติน และแสดงว่าการติดเชื้อทางปากในหนูนำไปสู่การตั้งรกรากในสมองและการผลิตอะไมลอยด์เบตาที่เพิ่มขึ้น ⁷

การค้นพบทั้งสองข้อจริงจังในเชิงกลไก แต่ไม่มีข้อไหนเป็นข้อพิสูจน์ความเป็นเหตุเป็นผลในคน งานเรื่องซิทรูลลิเนชันแสดงเส้นทางที่พอฟังขึ้น ไม่ได้แสดงว่าเส้นทางนั้นถูกใช้จริงในผู้ป่วย ส่วนงานเรื่องอัลไซเมอร์ผสมความสัมพันธ์จากการชันสูตรในคนเข้ากับแบบจำลองในหนู และผู้เขียนสิบสองคนจากยี่สิบหกคน รวมถึงสามคนแรก เป็นพนักงานของบริษัทที่กำลังพัฒนายายับยั้งจินจิเพน — ข้อเท็จจริงที่คุณอ่านได้จากสังกัดผู้เขียนในตัวงานเอง และเป็นข้อเท็จจริงที่ควรอยู่ในการประเมินของคุณ แบคทีเรียตัวนี้เป็นผู้ต้องสงสัยที่หนักแน่น แต่ยังไม่ถูกตัดสินว่าผิด

ชื่อ ทั้งใหม่และเก่า

สิ่งมีชีวิตตัวนี้ถูกบรรยายครั้งแรกในสกุล Bacteroides ในชื่อ Bacteroides gingivalis Coykendall et al. 1980 ในปี 1988 Shah กับ Collins ย้ายมันและญาติของมันออกจากสกุลนั้นไปไว้ในสกุลที่สร้างขึ้นใหม่ชื่อ Porphyromonas ¹⁰ Porphyromonas gingivalis จึงเป็นชื่อปัจจุบันที่ใช้ได้ ส่วน Bacteroides gingivalis เป็นคำพ้องที่คุณจะยังพบในงานวิจัยและตำราเก่ากว่า ทั้ง NCBI Taxonomy และรายชื่อชื่อโพรแคริโอตที่มีสถานะทางการตั้งชื่อ ต่างระบุมันไว้ที่ลำดับสปีชีส์ในวงศ์ Porphyromonadaceae อันดับ Bacteroidales ไฟลัม Bacteroidota — ไฟลัมที่เดิมเขียนว่า Bacteroidetes

สิ่งที่ยังไม่แน่นอน

สามเรื่อง พูดกันตรง ๆ เราไม่รู้ว่าการมีเชื้ออยู่ — คือแค่มีสิ่งมีชีวิตตัวนี้ในตัว — ลุกลามไปสู่การทำลายเหงือกและกระดูกบ่อยแค่ไหน หรือเกิดในใคร เราไม่รู้ว่ากลไกหลักค้ำยัน — สิ่งมีชีวิตตัวเดียวที่มีจำนวนน้อยแต่ทำให้ทั้งชุมชนเอียง อย่างที่แสดงในแบบจำลองสัตว์ — ทำงานแบบเดียวกันในปากคนหรือไม่ ผู้เขียนบทปริทัศน์เรื่องหลักค้ำยันก็ถามคำถามนั้นเองแทนที่จะสมมติคำตอบไว้ล่วงหน้า ⁹ และเราไม่รู้ว่าความสัมพันธ์เชิงระบบ — ข้อเชื่อมโยงกับโรคข้ออักเสบและภาวะสมองเสื่อมนอกช่องปาก — สะท้อนสาเหตุ ผลที่ตามมา หรือความไวต่อการอักเสบร่วมกันที่อยู่เบื้องหลัง: ว่าเชื้อขับโรค หรือแค่นั่งไปด้วยกัน หรือทั้งสองอย่างผุดมาจากร่างกายที่อักเสบง่ายแบบเดียวกัน นั่นคือขอบที่ซื่อตรงของแผนที่ และการแกล้งทำว่ามันถูกเติมเต็มแล้วก็จะเป็นวิธีที่เร็วที่สุดในการทำให้คุณเข้าใจผิด