细菌不断进化以求生存，这对它们来说是好事，但对任何用过抗生素的人来说就不那么妙了。这种无休止适应的一个主要后果是，许多有害微生物对抗生素和消毒剂产生耐药性，给医学和公共卫生带来严峻挑战。但并非所有细菌都有害。事实上，许多细菌对人体健康至关重要，这就是为什么科学家们现在正在探索是否可能影响细菌的行为，而不是简单地试图彻底消灭它们。没错，这想法够激进。
在人类口腔内，细菌几乎无时无刻不在交流——大约有700种细菌生活在那里，许多通过一种称为群体感应的过程交换化学信息。其中一些微生物使用名为N-酰基高丝氨酸内酯（AHLs）的信号分子进行交流，这听起来像是化学家以某个被遗忘的希腊神祇命名的东西。来自生物科学学院和牙科学院的研究人员着手调查这些细菌信号如何塑造口腔微生物组，以及中断这些信号是否有助于防止有害牙菌斑堆积，同时保留有益细菌。他们的研究结果发表在《npj生物膜与微生物组》上，最终可能影响远超牙科领域的治疗方法。
研究团队发现了口腔细菌相互作用的几个重要模式。“牙菌斑的发展有顺序，很像森林生态系统，”生物科学学院副教授、该研究的资深作者Mikael Elias说。“先锋物种如链球菌和放线菌是简单群落中的最初定居者——它们通常无害，与良好的口腔健康相关。日益多样化的后期定植者包括‘红色复合体’细菌，如牙龈卟啉单胞菌，它们与牙周病密切相关。通过破坏细菌用于交流的化学信号，人们可以操纵菌斑群落，使其保持或恢复到健康相关阶段。”
研究人员还发现，氧气在决定这些细菌信息如何影响菌斑生长方面起着令人惊讶的重要作用。“特别引人注目的是氧气可用性如何改变一切，”主要作者Rakesh Sikdar说。“当我们在有氧条件下阻断AHL信号时，我们看到了更多与健康相关的细菌。但当我们在厌氧条件下添加AHL时，我们促进了与疾病相关的后期定植者的生长。群体感应可能在牙龈线上方和下方扮演非常不同的角色，这对我们如何治疗牙周病具有重大意义。”这一发现表明，细菌的交流方式取决于它们在口腔内的位置，这很好地提醒我们，即使对微生物来说，位置也很重要。
研究的下一阶段将考察细菌信号在口腔不同区域以及在不同牙周病阶段的人群中如何不同。“了解细菌群落如何交流和组织自身，最终可能为我们提供预防牙周病的新工具——不是通过对所有口腔细菌宣战，而是通过战略性地维持健康的微生物平衡，”Elias说。研究人员认为，这一策略最终可能扩展到口腔健康之外。微生物组失衡（称为菌群失调）与全身多种疾病有关，包括某些癌症。科学家希望这些发现能为未来的疗法奠定基础，这些疗法将引导微生物群落走向更健康的状态，而不是完全消灭细菌。该研究由美国国立卫生研究院资助。