차세대염기서열분석을 이용한 한국인 치주염 환자의 구강마이크로바이옴 분석

Abstract

치주질환은 우리나라뿐 만 아니라 전 세계적으로 다빈도로 발병하는 질환이며, 구강 마이크로바이옴 모니터링은 치주질환의 예후 관찰을 위한 중요한 방법 중 하나로 선택되어지고 있다. 이에따라 본 연구에서는 치주치료 전 임상검사 및 유전자 검사를 실시하여 치주염군과 대조군의 치주상태에 따른 구강 마이크로바이옴을 차세대염기서열 분석을 이용하여 구강내 총 미생물에 대한 정성적, 정량적 분석을 하여 각 병원균과 치주질환 사이의 연관성을 파악하고자 한다. 본 연구는 2021년 이화의대부속목동병원 구강악안면외과에 내원한 외래 환자 및 본 연구 모집공고문을 통해 자의로 참여의사를 밝힌 참여자를 대상으로 하였으며, 총 18명의 대상자를 모집하여 임상적 평가에 따라 치주염군 10명과 대조군 8명으로 분류하였다. 임상적 평가는 치주낭 깊이(Probing depth, PD) 측정에 따라 선정하였다. 구강검사는 6개의 대상치아(상악 우측 대구치, 상악 우측 중절치, 상악 좌측 대구치, 하악 우측 대구치, 하악 좌측 중절치, 하악 좌측 대구치)를 선정하여 1mm단위로 반올림한 수치 기록하였다. 구강 swab을 통해 채취한 검체는 유전자위탁검사기관에 의뢰하여 NGS기법을 이용한 16s rRNA 분석이 이루어 졌으며, MiseqDx장비(MiseqDx, illumina, USA)가 사용되었다. 18개의 검체는 식별가능한 raw data로 제공받았다. 제공받은 데이터를 SPSS 소프트웨어 통계프로그램을 이용하여 Mann-Whiteny 검정을 시행하였으며, 통계적 유의수준은 p<0.05로 하였다. 본 연구를 통해 치주 병원균 총 12문 21강 30목 58과 119속 251종에 대하여 확인할 수 있었으며, 한국인 만성 치주염 환자에서 많이 발견되고 있는 치주염균인 Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Atopobium parvulum, Campylobacter gracilis, Dialister invisus, Filifactor alocis, Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas endodontalis, Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, Tannerella forsythia, Treponema denticola, Treponema socranskii는 치주염군에서 많이 발견되었고, 건강한 구강에 상주하고 있는 것으로 밝혀진 Streptococcus, Veillonella는 대조군에서 많은 양을 확인할 수 있었다. 또한 본 연구를 통해 치주염환자에서 Leptotrichia wadei는 약 15배, Actinomycetales, Alloprevotella tannerae, Campylobacter gracilis 이 약 6배, Dialister invisus 이 약 4배, Eubacterium brachy, Fusobacterium nucleatum이 약 3배 측정되었으며, Prevotella histicola 치주염군에서만 나타났다. 따라서 이 결과는 Actinomycetales, Alloprevotella tannerae, Campylobacter gracilis, Dialister invisus, Eubacterium brachy, Fusobacterium nucleatum, Leptotrichia wadei, Prevotella histicola이 한국인 치주염 환자에게서 많이 측정된다고 볼 수 있다. 향후 더욱 많은 대상자를 통한 지속적인 연구로 앞에서 밝혀진 균이 새로운 치주염 바이오마커로써의 역할 수행이 가능한지에 대하여 입증이 되어야 할 것이며, 종 수준에서 대조군보다 치주염군에 유의하게 많이 검출된 Actino-mycetales, Alloprevotella tannerae, Campylobacter gracilis, Dialister invisus, Eubacterium brachy, Fusobacterium nucleatum, Leptotrichia wadei, Prevotella histicola, Prevotella nigrescens, Prevotella oris, Streptococcus anginosus, Streptococcus constellatus균이 치주염환자에서 많이 발견된다는 결과는 지속적인 연구를 통해 향후 한국인 치주염 예후 관찰 지표로 사용될 수 있을 것으로 보인다.;Purpose: The purpose of this study is to identify the qualitative and quantitative correlation of the oral microbiome according to the periodontal condition to the total microorganisms in the oral cavity by using the next-generation sequencing analysis by conducting clinical and genetic tests before periodontal treatment. Methods: Oral microbiome analysis through group classification through periodontal measurement and next-generation sequencing of samples collected through oral swab. Results: Through this study, a total of 12 phylums, 21 classes, 30 orders, 58 families, 119 genera and 251 species of oral microorganisms could be identified. As a result, qualitatively and quantitatively significant results were shown between the periodontitis group and the control group in 1 gate, 3 classes, 4 orders, 7 families, 4 genera, and 12 species. Conclusions: Based on the above results, it can be seen that there is a significant difference in the oral microbiome between the periodontitis group and the control group.