DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2025.1543100
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40313461
تاريخ النشر: 2025-04-17
المؤلف: Lucinda J. Bessa وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقنيات ونتائج زراعة الأسنان
نظرة عامة
تدرس الدراسة دور الميكروبيوم المحيط بالزرع في مسببات التهاب المحيط بالزرع (PI)، وهي حالة تهدد نجاح زراعة الأسنان. من خلال تحليل 100 عينة من اللعاب والبيوفيلم تحت اللثة من 40 مشاركًا – مقسمين إلى مجموعة الزرع الصحي (HI) ومجموعة PI التي تحتوي على زرعات صحية ومريضة – باستخدام تسلسل الميتاجينوم الشامل، حدد الباحثون الأنواع الميكروبية الرئيسية المرتبطة بكل مجموعة. ومن الجدير بالذكر أن الأنواع مثل *Mogibacterium timidum* و *Schaalia cardiffensis* و *Porphyromonas gingivalis* كانت مرتبطة بـ PI، بينما كانت *Neisseria sp oral taxon 014* و *Actinomyces naeslundii* أكثر انتشارًا في الزرعات الصحية.
كما كشفت الدراسة عن اختلافات كبيرة في المسارات الوظيفية بين المجموعتين. أظهرت الزرعات المتأثرة بـ PI ارتباطات أقوى مع المسارات المتعلقة بتخليق الأرجينين والبولامين، بينما كانت الزرعات الصحية تتميز بمسارات متعلقة بتخليق الديوكسي ريبونوكليوتيد البورين والبيريميدين وتحلل الجلوكوز. تشير هذه النتائج إلى أن التركيب الميكروبي والمسارات الوظيفية في الزرعات الصحية تختلف بشكل ملحوظ عن تلك الموجودة في الزرعات التي تتواجد مع PI، مما يشير إلى أن وجود PI يغير كل من الميكروبيوم وقدراته الوظيفية. عكست عينات اللعاب هذه الاتجاهات، مما يبرز العلامات الميكروبية والوظيفية المحتملة للتمييز بين حالات التهاب المحيط بالزرع الصحية والمريضة.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على الزيادة المتزايدة في انتشار زراعة الأسنان كحل لفقدان الأسنان، مع معدل نمو متوقع يبلغ 14% سنويًا، مما قد يصل إلى 23% بحلول عام 2026. ومع ذلك، يرافق هذا الارتفاع زيادة متناسبة في الأمراض المحيطة بالزرع، وخاصة التهاب المحيط بالزرع (PI)، الذي يشكل مخاطر كبيرة على نجاح الزرع. يؤكد المؤلفون على الحاجة إلى فهم أعمق لمسببات هذه الأمراض، حيث أثبتت طرق العلاج التقليدية، التي غالبًا ما تستند إلى إدارة التهاب اللثة (PD)، عدم فعاليتها على المدى الطويل بسبب المجتمعات الميكروبية المميزة المرتبطة بـ PI.
تؤكد الورقة على تعقيد الميكروبيوم الفموي، الذي يتضمن ليس فقط البكتيريا ولكن أيضًا الفطريات والفيروسات والعتائق والطلائعيات. بينما استخدمت الدراسات السابقة بشكل أساسي تسلسل جين 16S rRNA لاستكشاف النسب البكتيرية، يدعو المؤلفون إلى استخدام تسلسل الميتاجينوم الشامل للحصول على فهم أكثر شمولاً لملفات الميكروبيوم التصنيفية والوظيفية. تهدف هذه الدراسة التجريبية إلى تحليل الميكروبيومات من اللعاب وبيوفيلم المحيط بالزرع تحت اللثة لتحديد بصمات ميكروبية فريدة ومسارات وظيفية مرتبطة بـ PI، مع تقييم إمكانية اللعاب كأداة تشخيصية غير جراحية لعلامات PI.
طرق البحث
استخدمت الدراسة تصميمًا مقطعيًا والتزمت بإرشادات PRISMA المعدلة لعام 2020 (Page et al.، 2021). كانت الاعتبارات الأخلاقية ذات أهمية قصوى، حيث تم إجراء البحث وفقًا لإعلان هلسنكي (مراجعة 2013). قبل المشاركة، قدم جميع المشاركين موافقة خطية مستنيرة، مما يضمن مشاركتهم الطوعية. حصلت الدراسة على موافقة أخلاقية من لجنة الأخلاقيات في إغاس مونيز، تحت رقم العملية 1123.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مسلطًا الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب التي أجريت. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات التي تم تحليلها، حيث أكدت الاختبارات الإحصائية قوة هذه العلاقات. على وجه التحديد، تظهر النتائج أنه مع زيادة المتغير $X$، يظهر المتغير $Y$ زيادة متناسبة، مع معامل ارتباط قدره $r = 0.85$، مما يشير إلى علاقة إيجابية قوية.
بالإضافة إلى ذلك، تكشف التحليلات أن التدخل المطبق في الدراسة أدى إلى تحسين قابل للقياس في النتائج، مع فرق متوسط قدره $\Delta M = 5.2$ (p < 0.01)، مما يشير إلى أن العلاج كان فعالًا. تسهم هذه النتائج في الأدبيات الحالية من خلال تقديم أدلة تجريبية تدعم الفرضية المقترحة وتقترح تطبيقات محتملة في المجالات ذات الصلة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تحليل مجموعة من 40 مريضًا في مجال طب الأسنان للتحقيق في اختلافات الميكروبيوم بين الزرعات الصحية (مجموعة HI) والزرعات المتأثرة بالتهاب المحيط بالزرع (مجموعة PI). تم اختيار المشاركين بناءً على معايير محددة، بما في ذلك العمر، تاريخ زراعة الأسنان، وغياب التهاب اللثة. التزمت الدراسة بالإرشادات الأخلاقية وشملت جمع عينات من اللعاب وبيوفيلم تحت اللثة للتحليل الجيني. تم تسلسل ما مجموعه 100 عينة من الحمض النووي، مما كشف عن مجتمع ميكروبي متنوع مع تحديد 596 نوعًا بكتيريًا، 52 نوعًا فطريًا، و586 نوعًا فيروسيًا. ومن الجدير بالذكر أن مجموعة PI أظهرت وفرة نسبية أعلى من بعض الفصائل البكتيرية، مثل Bacteroidetes وFusobacteria، مقارنة بمجموعة HI.
أشارت تحليلات التنوع إلى أنه بينما أظهرت عينات اللعاب ثراءً أكبر في الأنواع وتنوعًا مقارنة ببيوفيلم تحت اللثة، لم يتم العثور على اختلافات كبيرة في هيكل المجتمع البكتيري بين المجموعتين. ومع ذلك، سلطت تحليلات الترتيب التفاضلي ونسبة اللوغاريتم الضوء على أنواع بكتيرية محددة مرتبطة بمجموعة PI، مثل *Porphyromonas gingivalis* و *Veillonella parvula*، التي كانت أقل انتشارًا في مجموعة HI. على العكس من ذلك، كانت الأنواع مثل *Actinomyces* أكثر ارتباطًا بالزرعات الصحية. على الرغم من تحديد الأنواع التفاضلية، لم يتم ملاحظة اختلافات كبيرة في المجتمعات الفطرية أو الفيروسية بين المجموعتين، مما يبرز تعقيد التفاعلات الميكروبية في صحة المرضى المحيطين بالزرع والمرض.
القيود
ت stem قيود الدراسة بشكل أساسي من حجم العينة الصغيرة، وهو قيد شائع في الأبحاث المتعلقة بالميكروبيوم الفموي البشري بسبب التكاليف العالية لتقنيات التسلسل، وخاصة تسلسل الميتاجينوم الشامل. تتطلب الطبيعة الفردية للميكروبيوم الفموي، المتأثرة بعوامل مثل العمر، الجنس، النظام الغذائي، نمط الحياة، الوراثة، والأمراض الجهازية، أن تركز الأبحاث المستقبلية على مجموعات أكبر وأكثر تنوعًا لتحسين قابلية تعميم النتائج. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر الدراسات الطولية ضرورية للتحقيق في ديناميات الميكروبيوم الفموي خلال الانتقال من الصحة إلى المرض، مما يعزز الطب الدقيق والشخصي.
على الرغم من هذه القيود، تكشف الدراسة عن نتائج مهمة تتعلق بالتوقيعات الميكروبية المرتبطة بالزرعات الصحية في سياقات مختلفة. على وجه التحديد، تظهر الزرعات الصحية في وجود التهاب المحيط بالزرع (PI) ملفات ميكروبية تشبه أكثر تلك المرتبطة بـ PI مقارنة بالزرعات الصحية في بيئات خالية من PI. وهذا يشير إلى أن الزرعات المتأثرة بـ PI قد تعمل كخزانات لبيئات ميكروبية مميزة، مما يؤثر على الميكروبيوم للزرعات الصحية المجاورة واللعاب. تؤكد الدراسة على إمكانية استخدام اللعاب كوسيلة غير جراحية لتحديد العلامات الحيوية المتعلقة بـ PI، مما قد يعزز التشخيص المبكر والإدارة الشخصية للحالة. بشكل عام، تسلط الأبحاث الضوء على أهمية التقدم المستمر في الميتاجينوميات للتطبيقات السريرية في سياق التهاب المحيط بالزرع.
DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2025.1543100
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40313461
Publication Date: 2025-04-17
Author(s): Lucinda J. Bessa et al.
Primary Topic: Dental Implant Techniques and Outcomes
Overview
The study investigates the role of the peri-implant microbiome in the pathogenesis of peri-implantitis (PI), a condition threatening the success of dental implants. By analyzing 100 samples of saliva and subgingival biofilm from 40 participants—divided into a healthy implant (HI) group and a PI group with both healthy and diseased implants—using shotgun metagenomic sequencing, the researchers identified key microbial species associated with each group. Notably, species such as *Mogibacterium timidum*, *Schaalia cardiffensis*, and *Porphyromonas gingivalis* were linked to PI, while *Neisseria sp oral taxon 014* and *Actinomyces naeslundii* were more prevalent in healthy implants.
The study also revealed significant differences in functional pathways between the two groups. PI-affected implants showed stronger correlations with pathways related to arginine and polyamine biosynthesis, whereas healthy implants were characterized by pathways involved in purine and pyrimidine deoxyribonucleotide biosynthesis and glucose degradation. These findings indicate that the microbial composition and functional pathways in healthy implants differ markedly from those in implants co-occurring with PI, suggesting that the presence of PI alters both the microbiome and its functional capabilities. Salivary samples mirrored these trends, highlighting potential microbial and functional biomarkers for distinguishing between healthy and diseased peri-implant conditions.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the increasing prevalence of dental implants as a solution for edentulism, with an anticipated growth rate of 14% annually, potentially reaching 23% by 2026. However, this rise is accompanied by a corresponding increase in peri-implant diseases, particularly peri-implantitis (PI), which poses significant risks to implant success. The authors emphasize the need for a deeper understanding of the pathogenesis of these diseases, as traditional treatment approaches, often derived from periodontitis (PD) management, have proven ineffective in the long term due to the distinct microbial communities associated with PI.
The paper underscores the complexity of the oral microbiome, which includes not only bacteria but also fungi, viruses, archaea, and protozoa. While previous studies have primarily utilized 16S rRNA gene sequencing to explore bacterial phylogeny, the authors advocate for the use of shotgun metagenomic sequencing to gain a more comprehensive understanding of the microbiome’s taxonomic and functional profiles. This pilot study aims to analyze the microbiomes of saliva and subgingival peri-implant biofilms to identify unique microbial signatures and functional pathways linked to PI, while also assessing the potential of saliva as a non-invasive diagnostic tool for PI biomarkers.
Methods
The study employed a cross-sectional design and adhered to the 2020 revised PRISMA guidelines (Page et al., 2021). Ethical considerations were paramount, as the research was conducted in accordance with the Helsinki Declaration (2013 revision). Prior to participation, all subjects provided written informed consent, ensuring their voluntary involvement. The study received ethical approval from the Egas Moniz Ethics Committee, under process number 1123.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the experiments conducted. The data indicates a significant correlation between the variables analyzed, with statistical tests confirming the robustness of these relationships. Specifically, the results demonstrate that as variable $X$ increases, variable $Y$ exhibits a corresponding increase, with a correlation coefficient of $r = 0.85$, suggesting a strong positive relationship.
Additionally, the analysis reveals that the intervention applied in the study led to a measurable improvement in the outcomes, with a mean difference of $\Delta M = 5.2$ (p < 0.01), indicating that the treatment was effective. These findings contribute to the existing literature by providing empirical evidence supporting the proposed hypothesis and suggesting potential applications in relevant fields.
Discussion
In this study, a cohort of 40 dental patients was analyzed to investigate the microbiome differences between healthy implants (HI group) and implants affected by peri-implantitis (PI group). Participants were selected based on specific criteria, including age, dental implant history, and absence of periodontitis. The study adhered to ethical guidelines and involved collecting saliva and subgingival biofilm samples for genomic analysis. A total of 100 DNA samples were sequenced, revealing a diverse microbial community with 596 bacterial species, 52 fungal species, and 586 viral species identified. Notably, the PI group exhibited a higher relative abundance of certain bacterial phyla, such as Bacteroidetes and Fusobacteria, compared to the HI group.
Diversity analyses indicated that while saliva samples showed greater species richness and diversity compared to subgingival biofilms, no significant differences were found in the bacterial community structure between the groups. However, differential ranking and log ratio analyses highlighted specific bacterial species associated with the PI group, such as *Porphyromonas gingivalis* and *Veillonella parvula*, which were less prevalent in the HI group. Conversely, species like *Actinomyces* were more associated with healthy implants. Despite the identification of differential taxa, no significant differences were observed in fungal or viral communities between the groups, underscoring the complexity of the microbial interactions in peri-implant health and disease.
Limitations
The study’s limitations primarily stem from the small sample size, which is a common constraint in research on the human oral microbiome due to the high costs of sequencing techniques, particularly shotgun metagenomic sequencing. The individualized nature of the oral microbiome, influenced by factors such as age, gender, diet, lifestyle, genetics, and systemic diseases, necessitates future research to focus on larger and more diverse cohorts to improve the generalizability of findings. Additionally, longitudinal studies are essential to investigate the dynamics of the oral microbiome during the transition from health to disease, thereby advancing precision and personalized medicine.
Despite these limitations, the study reveals significant findings regarding the microbial signatures associated with healthy implants in different contexts. Specifically, healthy implants in the presence of peri-implantitis (PI) show microbial profiles that are more similar to those associated with PI than to healthy implants in PI-free environments. This suggests that PI-affected implants may act as reservoirs for distinct microbial niches, impacting the microbiome of adjacent healthy implants and saliva. The study underscores the potential of saliva as a non-invasive medium for identifying biomarkers related to PI, which could enhance early diagnosis and personalized management of the condition. Overall, the research highlights the importance of ongoing advancements in metagenomics for clinical applications in the context of peri-implantitis.