背景：龋齿（dental caries）是一种高度流行的、由生物膜（biofilm）介导的疾病，其特征为微生物失调（microbial dysbiosis）、过量产酸和进行性牙釉质脱矿（enamel demineralization）。尽管传统上通过修复性治疗

　　背景：龋齿（dental caries）是一种高度流行的、由生物膜（biofilm）介导的疾病，其特征为微生物失调（microbial dysbiosis）、过量产酸和进行性牙釉质脱矿（enamel demineralization）。尽管传统上通过修复性治疗进行管理，但越来越多的关注已转向以调节口腔微生物群（oral microbiota）和维持口腔内生态平衡为中心的预防策略。方法：本叙述性综述总结了关于龋齿的生态学与机制基础以及以微生物群为中心的预防策略的现有证据。使用与龋齿、口腔微生物群、致龋菌（cariogenic bacteria）、生物膜、益生菌（probiotics）、预生物（prebiotics）、唾液诊断（salivary diagnostics）、代谢组学（metabolomics）、群体感应（quorum sensing）和人工智能（artificial intelligence）相关的关键词，从PubMed/MEDLINE、Scopus、Web of Science和Google Scholar检索了2000年1月至2026年3月期间发表的文献。结果：现有证据表明，龋齿是由生态学变化驱动的，这些变化有利于致龋生物膜（cariogenic biofilms）中产酸菌和耐酸菌的增殖。新兴的预防方法包括饮食调整、口腔卫生优化、益生菌、预生物、合生元（synbiotics）以及功能性膳食因子，旨在恢复微生物稳态（microbial homeostasis）并抑制致龋生物膜成熟。此外，唾液微生物组（salivary microbiome）分析、代谢组学、人工智能辅助预测建模和智能响应性材料（smart responsive materials）的进展显示出在改善早期诊断、风险评估和个性化预防策略方面的巨大潜力。结论：基于微生物群的方法代表了龋齿预防领域的一种有前景的范式转变，其强调生态学调节而非单纯病原体清除。持续整合微生物生态学、诊断学、生物材料和数字技术的跨学科研究，可能有助于开发个性化和预防性的口腔保健策略。

　　本文是一篇叙述性综述，系统总结了通过调节口腔微生物群预防龋齿的生态学机制、预防策略及新兴诊断工具。以下按原文小标题顺序总结主体内容。

　　引言指出，龋齿现被理解为一种由微生物失调驱动的复杂生物膜介导疾病，而非单纯由不良卫生习惯或高糖摄入引起。健康向疾病的转变涉及牙菌斑生物膜生态平衡的变化，其中产酸菌和耐酸菌占据主导地位，形成局部低pH环境，促进牙釉质脱矿。核心是发酵性碳水化合物（尤其是蔗糖）代谢为有机酸（如乳酸），导致酸性微环境持续存在，利于变形链球菌（*Streptococcus mutans*）、乳杆菌属（*Lactobacillus* spp.）和Scardovia wiggsiae等耐酸物种增殖。高通量微生物测序显示龋齿为多微生物性，支持生态菌斑假说（ecological plaque hypothesis），即疾病源于微生物群落失衡而非单一病原体。因此，预防应旨在恢复和维持微生物稳态，而非单纯消除病原体。策略包括促进产碱共生菌、限制产酸菌底物、通过非致龋途径增强生物膜弹性。综述围绕四个主题展开：致龋生态失调和生物膜发展的生态机制、基于微生物群的预防策略、龋齿风险评估的新兴诊断技术、以及个性化微生物群驱动预防的未来展望。

　　2.1 综述设计：本综述为叙述性综述，旨在总结关于口腔微生物群调节在龋齿预防中作用的现有证据，重点涉及致龋生态机制、基于微生物群的预防策略以及与口腔微生物失调相关的新兴诊断技术。

　　2.3 纳入标准：纳入研究以下内容的文章：致龋微生物失调机制、针对微生物群的龋齿预防或治疗方法、口腔微生物组相关诊断或预测工具、以及口腔微生物生态学和龋齿预防的临床与生物学相关见解。原始研究、临床研究、系统综述、荟萃分析和重要实验研究均纳入。排除非英文出版物、无全文的会议摘要、重复记录以及与口腔微生物群或龋齿预防无直接关系的研究。

　　2.4 数据提取与综合：从符合条件的研究中提取相关信息，并按主题类别组织，包括致龋微生物群、生态变化、生物膜形成、基于微生物群的预防干预、唾液诊断、代谢组学和人工智能辅助预测模型。通过叙述性综合提供当前证据和新兴视角的整体概述。

　　龋齿现被承认为一种多微生物生态疾病，源于口腔生物膜内的失调，而非单一病原体活动。尽管变形链球菌因其产酸性和耐酸性而成为研究最充分的致龋物种之一，但它是在一个包含其他产酸菌和耐酸菌的复杂微生物群落中发挥作用的，这些细菌共同促进生物膜成熟和疾病进展。

　　3.1 致龋微生物群：变形链球菌通过产酸性、耐酸性和胞外多糖（exopolysaccharides，EPSs）的合成发挥主要作用。致龋性源于多种微生物物种的协调相互作用，共同促进生物膜成熟和酸化。这些细菌具备适应酸性环境的机制，并能粘附于牙面促进生物膜形成。变形链球菌合成葡聚糖型EPS，增强生物膜稳定性和凝聚力，为其他致龋物种创造栖息地。生物膜的生化性质（尤其是EPS组成）显著影响其致龋潜力。富含不溶性葡聚糖的生物膜更易降低牙面pH，促进牙釉质脱矿。此外，致龋微生物群的生态动力学凸显其多微生物性质，乳杆菌属和放线菌属（*Actinomyces*）也通过增强产酸潜力促进龋齿进展。物种间的相互作用（包括罗氏菌属（*Rothia* sp.））表明存在复杂的生物膜群落，具有耐酸性和EPS产生等致龋特性。治疗策略应针对生物膜微环境，调节pH水平并抑制EPS形成。

　　3.2 产酸与耐酸适应：致龋微生物群表现出增强产酸性和耐酸性的适应机制。产酸菌（尤其是变形链球菌）能代谢糖产生有机酸，降低口腔pH，促进牙釉质脱矿，这一过程在龋齿发生中至关重要。频繁摄入糖可驱动生态变化，使生物膜中产酸菌和耐酸菌占主导。耐酸菌能在酸性条件下生存和繁殖，反映了对龋坏环境的适应。非变形链球菌的链球菌和乳杆菌也参与产酸，并在糖摄入后比例增加。细菌对低pH的适应涉及复杂的生理变化，例如口腔链球菌（*Streptococcus oralis*）在酸性条件下展现出适应性反应以支持生存和代谢活性。酸适应菌株在重新暴露于酸性环境时表现出更高的生长和产酸速率，强化了牙菌斑生物膜可因饮食和局部pH波动而逐渐变得更具耐酸性的观点。混合物种相互作用可优化其集体产酸潜力，维持不利于龋齿发展的环境。持续酸化导致选择压力更有利于耐酸生物，最终加剧龋坏严重程度。

　　致龋性源于多种微生物物种通过代谢交叉喂养、细胞外基质形成、群体感应和生态适应的协调相互作用，而非单一生物体活动。

　　4.1 EPS产生与生物膜结构：龋齿进展与致龋微生物（尤其是变形链球菌）形成的生物膜结构密切相关。EPS在发酵性碳水化合物（尤其是蔗糖）代谢过程中大量产生。生物膜结构允许形成致密、有组织的群落，增强细菌粘附并促进营养保留，营造有利于致龋活动的环境。EPS产生不仅提供结构完整性，还因产酸菌代谢副产物积累而创造局部酸性微环境。蔗糖导致不溶性葡聚糖合成，作为生物膜支架，使变形链球菌和其他产酸菌繁盛。变形链球菌在生物膜中的结构优势使其能在酸性条件下建立微菌落，体现了其耐酸性。生物膜结构动力学影响扩散性质和必需营养物质的可用性，抑制有益菌生长，进一步将生态永利官网平衡向致病菌倾斜。持续的碳水化合物暴露和酸性条件促进耐酸菌的持续存在，加速牙体硬组织脱矿。

　　4.2 产碱菌的抑制：当口腔微生物群中的产碱菌被抑制时，龋齿发展更快。龋齿进展通常与产酸菌增加相关，而平衡的口腔微生物群中产碱菌（如血链球菌（*Streptococcus sanguinis*）和其他共生菌）的存在对维持pH稳态和抑制龋齿发生至关重要。唾液底物（尤其是精氨酸和尿素）的产碱作用通过中和致龋菌产生的酸发挥保护作用。当产碱菌群减少时，口腔环境向耐酸菌主导转变，加剧酸性条件并引发更多矿物流失。高蔗糖浓度可优先减少产碱菌，破坏酸碱平衡，加速龋齿发展。因此，增强产碱菌的存在和代谢活性是龋齿管理和预防的可行策略。

　　4.3 群体感应与生物膜弹性：群体感应（quorum sensing，QS）和生物膜弹性是影响龋齿进展的关键机制。QS促进变形链球菌种群间的通讯，使其根据细菌密度协调毒力因子产生和生物膜形成。具体而言，变形链球菌中的竞争刺激肽（Competing Stimulating Peptide）介导的QS系统调节多种毒力相关性状，如产生细菌素以消除竞争物种并增强其在牙菌斑中的优势。这种群体行为导致形成对包括抗菌剂在内的外部应激源具有抵抗力的坚固生物膜。牙菌斑生物膜的弹性归因于其结构复杂性，为变形链球菌提供保护性环境，使其在发酵产生的酸性条件下繁盛。变形链球菌与共生菌等物种的相互作用影响生物膜稳定性及其对治疗的敏感性。以植物源化合物进行群体猝灭（quorum quenching）等策略被提出作为对抗变形链球菌生物膜形成的新途径。

　　4.4 协同相互作用与耐酸性：龋齿发展主要受生物膜微生物相互作用及其耐酸性的影响。“生态菌斑假说”认为，饮食变化（如发酵性碳水化合物摄入增加）驱动的微生物组成变化导致产酸菌增殖。蔗糖等糖的摄入不仅促进致龋病原体（如变形链球菌）生长，还破坏微生态平衡，加剧失调。失调的特征是产酸菌丰度增加，后者在低pH条件下繁盛，加剧牙釉质脱矿所需的酸性微环境。致龋菌的耐酸机制强化了其生存和致病潜力。变形链球菌在酸性环境中的持续存在使其能维持生物膜形成和产酸，进而促进耐酸菌的进一步选择。随着生物膜老化，其组成往往向耐酸物种转变。变形链球菌产生的富含葡聚糖的基质不仅有助于细菌凝聚，还产生对牙釉质有害的局部酸性微环境。因此，理解产酸菌与耐酸机制之间的协同相互作用对于制定减缓或逆转龋齿进展的策略至关重要。

　　图3总结了以微生物群为中心的预防策略，旨在通过饮食调节、生物膜调控和维持微生物稳态来维持生态平衡。表2概述了当前基于微生物群的预防干预措施及其作用机制。

　　5.1.1 减少发酵性碳水化合物：减少发酵性碳水化合物是口腔健康中基于微生物群预防策略的重点。这些碳水化合物被致龋菌（如变形链球菌）代谢产生有机酸，创造酸性微环境促进牙釉质脱矿。综合方法包括微生物群调节，益生菌可竞争性抑制有害细菌。益生菌和合生元通过促进能抵抗高糖摄入带来的产酸挑战的平衡微生物组来增强口腔健康。饮食干预限制发酵性碳水化合物（尤其是糖）的摄入是关键。益生菌与饮食策略的协同使用可能产生更好的龋齿预防效果。

　　5.1.2 功能性膳食因子：功能性膳食因子如木糖醇、精氨酸和多酚被用于支持口腔健康和预防龋齿。木糖醇是一种五碳糖醇，能降低变形链球菌水平，抑制致龋菌生长并促进唾液流量，有利于牙釉质再矿化。木糖醇还作为口腔预生物，促进有益菌群组成。精氨酸具有预生物特性，促进口腔环境碱化，抑制产酸菌生长。含精氨酸的牙科产品可改善口腔微生物组，增加有益菌并抑制致病菌。多酚主要来源于植物，具有抗菌特性，可抑制有害菌同时促进有益微生物生长，作为肠道和口腔微生物群的调节剂，在管理失调和增强微生物群弹性方面具有潜在治疗应用。

　　5.2 口腔卫生实践：基于微生物群的预防策略强调通过有效口腔卫生实践（尤其是刷牙）维持平衡的口腔微生物群。定期有效的刷牙可破坏牙齿上的致病生物膜，预防龋齿和牙周病。口腔卫生不足会改变口腔微生物群，增加致龋菌增殖导致龋齿风险升高。机械性去除菌斑被认为是预防龋齿和牙周病的“金标准”。口腔卫生教育干预（尤其是在儿童中）可有效改善微生物群组成，降低龋齿患病率。因此，促进正确口腔卫生实践是管理口腔微生物群和预防牙科疾病的重要组成部分。

　　5.3.1 益生菌：基于微生物群的预防策略，特别是使用益生菌，在维持口腔健康和预防龋齿方面显示出潜力。某些益生菌菌株（如乳杆菌和双歧杆菌属）能有效竞争致龋菌（如变形链球菌），减少其种群和龋洞形成潜力。益生菌还可通过调节免疫反应和产生抗菌化合物改善口腔健康。以发酵乳制品或补充剂形式摄入益生菌可支持唾液分泌、促进牙釉质再矿化，降低龋齿风险。合生元（益生菌与预生物结合）可增强有益菌群稳定性并削弱致病菌。然而，益生菌在牙科护理中的临床应用仍处于发展阶段，研究多限于短期疗效，缺乏长期随访。口腔内实现一致定植存在挑战，需要识别能有效整合到口腔生态系统中并带来持久益处的特定菌株。最终目标是开发基于个体微生物组特征的个性化口服益生菌配方。

　　5.3.2 预生物：预生物定义为选择性促进有益微生物的非消化性食物成分，在促进平衡健康口腔微生物群中起关键作用，有助于预防龋齿和牙周炎。例如，精氨酸和尿素等预生物能产生碱性条件，有利于减少产酸致病菌，将微生物平衡向健康相关物种倾斜。硝酸盐等预生物可有效调节口腔微生物组组成，降低牙周病原菌的流行率。预生物与益生菌的协同应用可增强后者的功效，对口腔生态系统产生更大影响。将预生物策略纳入整体牙科护理实践正获得认可。

　　5.3.3 合生元：合生元在促进健康口腔微生物组方面有效，有助于管理现有疾病并通过恢复因不良饮食或抗生素使用而破坏的微生物种群发挥预防作用。合生元还可增强口腔内免疫反应，促进有益菌株生长，抑制病原体定植并减少炎症。这种预防和管理的双重作用强调了将合生元整合到传统牙科护理中的重要性。含乳杆菌和双歧杆菌属的新型配方体现了合生元提供创新治疗解决方案的潜力。

　　5.4 当前证据与临床考量：尽管基于微生物群的预防策略显示出很大前景，但不同干预措施的支持证据强度差异显著。饮食调整、减少发酵性碳水化合物摄入、氟化物疗法和木糖醇得到了相对较强的临床证据支持（包括随机对照试验和系统综述），并已纳入预防性牙科实践。相比之下，益生菌、预生物和合生元在体外和动物模型中显示出令人鼓舞的生物学效应，一些临床研究报告了变形链球菌水平降低或龋齿相关结局的适度改善，但总体临床证据因菌株、配方、治疗持续时间、研究人群和结局指标差异而呈异质性。当前系统综述认为这些针对微生物群的干预是有前景的辅助方法，但需要高质量、长期的随机临床试验才能广泛推荐常规临床应用。同样，功能性膳食因子如精氨酸和植物多酚通过促进产碱、抑制毒力因子或调节生物膜组成表现出有利的生态效应，但多数支持证据仍为临床前，需要更多设计良好的临床研究来确定其长期疗效和最佳临床应用。总体而言，当代证据支持从广谱抗菌方法向生态生物膜调节的转变。基于微生物群的干预旨在选择性抑制致龋活动，同时保留有益微生物群落并恢复口腔生态稳态，应被视为增强而非替代既定预防措施的补充方法。

　　6.1 唾液微生物组分析：唾液微生物组已成为评估龋齿的重要诊断和预测工具，因其无创性和丰富的口腔健康信息。研究表明，与龋齿相关的唾液微生物组特征可作为诊断和预测龋齿进展的生物标志物。例如，活动性龋齿儿童与无龋儿童相比具有独特的唾液微生物组组成。从无龋到龋齿的纵向微生物组变化可能先于临床表现。唾液代谢物与微生物多样性的相互作用发现了与龋齿相关的特定代谢变化，可能发现用于早期检测的新型唾液生物标志物。某些细菌类群（如变形链球菌和普雷沃菌属（*Prevotella*））与龋齿状态相关，可根据个体唾液微生物组特征进行靶向干预。质谱等先进分析技术有助于探索唾液蛋白质组，提供可用于个性化监测的蛋白生物标志物。尽管具有显著诊断潜力，但唾液微生物组分析的常规临床应用仍受限于样本采集、测序方法和生物信息学分析的变异性，需要进一步标准化和 multicenter 临床验证。

　　6.2 代谢组学与pH生物标志物：代谢组学分析（通过核磁共振和质谱）的进展促进了唾液中与龋齿状态相关的潜在生物标志物的识别。唾液代谢物谱受微生物失调影响，可反映口腔健康状态并预测龋齿风险。特定代谢物与局部微生物组变化相关，揭示了唾液生物化学与微生物存在之间的复杂相互作用。pH水平是龋齿活动的重要指标，较低的唾液pH与较高的龋齿患病率相关。活动性龋齿患者常表现出明显的酸性pH范围（5.0-5.8），不利于牙釉质健康并促进微生物增殖。唾液流速和缓冲能力在维持最佳pH水平中的作用也是龋齿易感性的关键因素。将pH监测与代谢谱分析相结合为早期检测和干预提供了综合方法。然而，常规临床实施仍受限于高成本、技术复杂性和缺乏标准化分析方案，需要大规模临床验证。

　　6.3 人工智能与预测建模：人工智能（AI）在龋齿诊断和预测中的应用迅速增长。AI技术（尤其是深度学习算法）在分析牙科X线片方面显示出准确性，有助于更早、更精确地检测龋损。例如，卷积神经网络识别龋损的准确率高达97%，假阳性率低，增强了诊断可靠性。AI诊断过程的速度通常超过经验丰富的临床医生，有助于提高诊断效率。利用大数据集的预测建模框架被探索用于预测未来龋齿发展，强调数据质量对训练模型的重要性。尽管AI在改善个性化龋齿预测和诊断效率方面潜力巨大，但其临床实施需要进一步外部验证、标准化数据集，并仔细考虑数据隐私、可重复性和监管问题。目前，AI应被视为临床判断的补充工具而非替代品。

　　7.1 个性化微生物群驱动预防：龋齿发展受病原微生物、饮食行为和宿主相关因素的复杂相互作用影响。舌苔微生物群变化与口腔健康相关，将微生物组组成与龋齿患病率直接关联。个性化预防策略可包括针对特定失调物种的饮食调整和益生菌，以恢复口腔生态平衡。蛋白质组学进展揭示唾液蛋白与口腔微生物群相互作用，影响龋齿风险并提供潜在评估生物标志物。理解口腔生物膜动态及其生态关系有助于制定减轻失调风险的干预措施。因此，微生物群驱动的龋齿预防方法不仅强调减少病原体，还促进有益微生物群落以增强口腔健康。

　　7.2 智能与响应性材料：龋齿正越来越多地通过智能和响应性材料进行管理。这些材料具有抗菌性并能响应口腔pH变化。例如，对局部酸性条件反应的智能牙科材料可抑制致龋菌生长，降低龋齿发生率。这些材料能在酸性pH下释放生物活性离子或抗菌剂，增强牙釉质和牙本质的再矿化，兼具抗菌和矿物修复双重作用。该领域进展包括开发抑制生物膜形成的创新涂层和复合材料，通过排斥细菌粘附或接触时发挥杀菌作用。纳米技术整合到智能牙科材料中（如金属和聚合物纳米复合材料）通过多模式作用增强了抗菌功效。这些材料不仅能改善治疗结局，还可能推动向更少侵入性、更预防性的治疗模式转变。然而，大多数智能材料仍处于实验或早期临床阶段，需要进一步评估长期性能、成本效益、监管批准和椅旁适用性。

　　调节口腔微生物群代表了一种基于生物学且可持续的龋齿预防策略。通过利用微生物生态学、诊断学和材料科学的进展，牙科正从反应性修复向主动性预防转变。尽管基于微生物群的预防和诊断策略已显示出巨大潜力，但其临床证据水平和实施准备程度差异显著。在将这些新兴技术广泛整合到个性化龋齿预防之前，必须持续努力实现方法标准化、多中心临床验证、成本效益评估和监管批准。持续的跨学科研究对于实现个性化、以微生物群为中心的护理的全部潜力至关重要。