炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
口腔和呼吸道微生物群落通過競爭黏附位點、分泌抗菌物質和爭奪營養物質等活性，直接對抗病原體，從而幫助宿主抵禦不必要的微生物入侵。這些微生物群落也可以通過調節黏膜細胞的成熟、屏障完整性和免疫調節間接影響人類健康。
微生物定植開始於出生以前、出生期間和出生之後，在兒童期間不同的口腔和呼吸道生態位會形成不同的微生物群落。這些部位的微生物生態系統受多種因素的影響，比如分娩方式、餵養方式、宿主遺傳學和年齡等。外部環境，比如社會地位、抗生素使用、疫苗接種狀況、季節、父母吸菸、特定的社會接觸模式（如日託、兄弟姐妹人數等）也對微生物群落有很強的影響。口腔和呼吸道生態位環境，比如溫度、pH值、氧化還原電勢、大氣條件、鹽度、上皮細胞類型等，也會影響每個部位的菌群組成和活性。此外，通過接觸空氣和食物，新的微生物不斷地進入呼吸道和口腔。有些部位是多氧環境，比如舌頭和頰面；而另一些部位為菌群提供厭氧條件，比如牙齦下斑塊。此外，唾液流速和流量在口腔不同部位是不同，唾液流也決定了蔗糖和酸等分子從口腔中的清除速度，因此唾液流動會形成口腔細菌多樣性的空間梯度，也是影響口腔菌群的另一個因素。新一代測序技術的進步，更是證明了呼吸道和口腔不同生態位的菌群組成的巨大差異。例如，在肺部也發現了一個正常的功能菌群，這與傳統觀點認為的健康下呼吸道無菌的觀點形成了強烈的對比。
炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
口腔和呼吸道微生物群落通過競爭黏附位點、分泌抗菌物質和爭奪營養物質等活性，直接對抗病原體，從而幫助宿主抵禦不必要的微生物入侵。這些微生物群落也可以通過調節黏膜細胞的成熟、屏障完整性和免疫調節間接影響人類健康。
微生物定植開始於出生以前、出生期間和出生之後，在兒童期間不同的口腔和呼吸道生態位會形成不同的微生物群落。這些部位的微生物生態系統受多種因素的影響，比如分娩方式、餵養方式、宿主遺傳學和年齡等。外部環境，比如社會地位、抗生素使用、疫苗接種狀況、季節、父母吸菸、特定的社會接觸模式（如日託、兄弟姐妹人數等）也對微生物群落有很強的影響。口腔和呼吸道生態位環境，比如溫度、pH值、氧化還原電勢、大氣條件、鹽度、上皮細胞類型等，也會影響每個部位的菌群組成和活性。此外，通過接觸空氣和食物，新的微生物不斷地進入呼吸道和口腔。有些部位是多氧環境，比如舌頭和頰面；而另一些部位為菌群提供厭氧條件，比如牙齦下斑塊。此外，唾液流速和流量在口腔不同部位是不同，唾液流也決定了蔗糖和酸等分子從口腔中的清除速度，因此唾液流動會形成口腔細菌多樣性的空間梯度，也是影響口腔菌群的另一個因素。新一代測序技術的進步，更是證明了呼吸道和口腔不同生態位的菌群組成的巨大差異。例如，在肺部也發現了一個正常的功能菌群，這與傳統觀點認為的健康下呼吸道無菌的觀點形成了強烈的對比。
值得注意的是，人體中的微生物是附著在黏膜或其它表面的功能獨特的微生物群落，並受到多糖、蛋白質和核酸聚合而成的基質的保護。換句話說，微生物幾乎從來不以浮游生物的形式存在於體內，而是以生物膜的形式存在。生物膜結構對感染的發病機制、症狀和治療的直接影響不容低估。此外，由於細胞外環境的變化導致細菌進入宿主細胞形成細胞內細菌群落，能夠使細菌在宿主內迅速繁殖並有助於細菌的持久性。
感染性疾病的經典觀點認為，感染是由單一病原體引起的，比如細菌、病毒或真菌，而炎症是其臨床表現之一。然而，這個“單一病原體”的觀念已經不再適用於呼吸道和口腔的許多炎症和感染，因為反對這一觀點的證據越來越強，臨床和病理表現與多種微生物的存在有關。此外，越來越多的研究也發現，我們通常被歸類為細菌性病原體的許多微生物實際上是呼吸道和口腔生態系統的正常定植者，只有當它們的生活環境受到干擾時才會變得具有毒性。雖然定植是大多數感染的先決條件，但僅憑定植本身是不夠的，而許多病原菌的定植通常是無症狀的。
如果病原菌是正常定植菌，那麼當微生物群落受到干擾，比如由於代謝、遺傳、生理或生態損傷而導致菌群失調，其組成或功能的變化可能變得有利於這些病原菌的過度生長並佔據優勢。根據宿主的狀態，感染可能變得不可避免。越來越明顯的是，大多數疾病實際上都是由於正常功能的菌群失調造成的。今天將討論影響兒童的常見呼吸道或口腔疾病以及這些部位的菌群在其發病中的作用，特別是菌群失調在急性呼吸道感染、齲齒、牙周病和口腔念珠菌病中的作用。
炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
口腔和呼吸道微生物群落通過競爭黏附位點、分泌抗菌物質和爭奪營養物質等活性，直接對抗病原體，從而幫助宿主抵禦不必要的微生物入侵。這些微生物群落也可以通過調節黏膜細胞的成熟、屏障完整性和免疫調節間接影響人類健康。
微生物定植開始於出生以前、出生期間和出生之後，在兒童期間不同的口腔和呼吸道生態位會形成不同的微生物群落。這些部位的微生物生態系統受多種因素的影響，比如分娩方式、餵養方式、宿主遺傳學和年齡等。外部環境，比如社會地位、抗生素使用、疫苗接種狀況、季節、父母吸菸、特定的社會接觸模式（如日託、兄弟姐妹人數等）也對微生物群落有很強的影響。口腔和呼吸道生態位環境，比如溫度、pH值、氧化還原電勢、大氣條件、鹽度、上皮細胞類型等，也會影響每個部位的菌群組成和活性。此外，通過接觸空氣和食物，新的微生物不斷地進入呼吸道和口腔。有些部位是多氧環境，比如舌頭和頰面；而另一些部位為菌群提供厭氧條件，比如牙齦下斑塊。此外，唾液流速和流量在口腔不同部位是不同，唾液流也決定了蔗糖和酸等分子從口腔中的清除速度，因此唾液流動會形成口腔細菌多樣性的空間梯度，也是影響口腔菌群的另一個因素。新一代測序技術的進步，更是證明了呼吸道和口腔不同生態位的菌群組成的巨大差異。例如，在肺部也發現了一個正常的功能菌群，這與傳統觀點認為的健康下呼吸道無菌的觀點形成了強烈的對比。
值得注意的是，人體中的微生物是附著在黏膜或其它表面的功能獨特的微生物群落，並受到多糖、蛋白質和核酸聚合而成的基質的保護。換句話說，微生物幾乎從來不以浮游生物的形式存在於體內，而是以生物膜的形式存在。生物膜結構對感染的發病機制、症狀和治療的直接影響不容低估。此外，由於細胞外環境的變化導致細菌進入宿主細胞形成細胞內細菌群落，能夠使細菌在宿主內迅速繁殖並有助於細菌的持久性。
感染性疾病的經典觀點認為，感染是由單一病原體引起的，比如細菌、病毒或真菌，而炎症是其臨床表現之一。然而，這個“單一病原體”的觀念已經不再適用於呼吸道和口腔的許多炎症和感染，因為反對這一觀點的證據越來越強，臨床和病理表現與多種微生物的存在有關。此外，越來越多的研究也發現，我們通常被歸類為細菌性病原體的許多微生物實際上是呼吸道和口腔生態系統的正常定植者，只有當它們的生活環境受到干擾時才會變得具有毒性。雖然定植是大多數感染的先決條件，但僅憑定植本身是不夠的，而許多病原菌的定植通常是無症狀的。
如果病原菌是正常定植菌，那麼當微生物群落受到干擾，比如由於代謝、遺傳、生理或生態損傷而導致菌群失調，其組成或功能的變化可能變得有利於這些病原菌的過度生長並佔據優勢。根據宿主的狀態，感染可能變得不可避免。越來越明顯的是，大多數疾病實際上都是由於正常功能的菌群失調造成的。今天將討論影響兒童的常見呼吸道或口腔疾病以及這些部位的菌群在其發病中的作用，特別是菌群失調在急性呼吸道感染、齲齒、牙周病和口腔念珠菌病中的作用。
急性呼吸道感染
影響兒童呼吸道特定部位的大部分炎症性疾病都是由急性感染引起的，比如鼻炎、鼻竇炎、扁桃體炎、咽炎、咽扁桃體炎、喉炎、中耳炎、肺炎等。兒童平均每年可能發生6-8次急性上呼吸道感染。下呼吸道感染，比如肺炎的發生頻率要低於上呼吸道感染，但是通常比上呼吸道感染更嚴重。急性上呼吸道感染代表了一個巨大的社會經濟負擔。大多數呼吸道感染具有高度傳染性，當出現高毒性毒株時，可能在人群中暴發，特別是在兒童人群中。
急性呼吸道感染通常是由病毒或細菌引起的。在兒童中，大部分急性上呼吸道感染是由病毒引起的。引起呼吸道感染的病毒有200多種，包括腺病毒、博卡病毒、冠狀病毒、流感病毒、偏肺病毒、副流感病毒、呼吸道合胞體病毒和鼻病毒等。此外，許多細菌病原體也與呼吸道感染有關，比如肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌、卡他莫拉菌、流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟氏菌、金黃色葡萄球菌等。
炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
口腔和呼吸道微生物群落通過競爭黏附位點、分泌抗菌物質和爭奪營養物質等活性，直接對抗病原體，從而幫助宿主抵禦不必要的微生物入侵。這些微生物群落也可以通過調節黏膜細胞的成熟、屏障完整性和免疫調節間接影響人類健康。
微生物定植開始於出生以前、出生期間和出生之後，在兒童期間不同的口腔和呼吸道生態位會形成不同的微生物群落。這些部位的微生物生態系統受多種因素的影響，比如分娩方式、餵養方式、宿主遺傳學和年齡等。外部環境，比如社會地位、抗生素使用、疫苗接種狀況、季節、父母吸菸、特定的社會接觸模式（如日託、兄弟姐妹人數等）也對微生物群落有很強的影響。口腔和呼吸道生態位環境，比如溫度、pH值、氧化還原電勢、大氣條件、鹽度、上皮細胞類型等，也會影響每個部位的菌群組成和活性。此外，通過接觸空氣和食物，新的微生物不斷地進入呼吸道和口腔。有些部位是多氧環境，比如舌頭和頰面；而另一些部位為菌群提供厭氧條件，比如牙齦下斑塊。此外，唾液流速和流量在口腔不同部位是不同，唾液流也決定了蔗糖和酸等分子從口腔中的清除速度，因此唾液流動會形成口腔細菌多樣性的空間梯度，也是影響口腔菌群的另一個因素。新一代測序技術的進步，更是證明了呼吸道和口腔不同生態位的菌群組成的巨大差異。例如，在肺部也發現了一個正常的功能菌群，這與傳統觀點認為的健康下呼吸道無菌的觀點形成了強烈的對比。
值得注意的是，人體中的微生物是附著在黏膜或其它表面的功能獨特的微生物群落，並受到多糖、蛋白質和核酸聚合而成的基質的保護。換句話說，微生物幾乎從來不以浮游生物的形式存在於體內，而是以生物膜的形式存在。生物膜結構對感染的發病機制、症狀和治療的直接影響不容低估。此外，由於細胞外環境的變化導致細菌進入宿主細胞形成細胞內細菌群落，能夠使細菌在宿主內迅速繁殖並有助於細菌的持久性。
感染性疾病的經典觀點認為，感染是由單一病原體引起的，比如細菌、病毒或真菌，而炎症是其臨床表現之一。然而，這個“單一病原體”的觀念已經不再適用於呼吸道和口腔的許多炎症和感染，因為反對這一觀點的證據越來越強，臨床和病理表現與多種微生物的存在有關。此外，越來越多的研究也發現，我們通常被歸類為細菌性病原體的許多微生物實際上是呼吸道和口腔生態系統的正常定植者，只有當它們的生活環境受到干擾時才會變得具有毒性。雖然定植是大多數感染的先決條件，但僅憑定植本身是不夠的，而許多病原菌的定植通常是無症狀的。
如果病原菌是正常定植菌，那麼當微生物群落受到干擾，比如由於代謝、遺傳、生理或生態損傷而導致菌群失調，其組成或功能的變化可能變得有利於這些病原菌的過度生長並佔據優勢。根據宿主的狀態，感染可能變得不可避免。越來越明顯的是，大多數疾病實際上都是由於正常功能的菌群失調造成的。今天將討論影響兒童的常見呼吸道或口腔疾病以及這些部位的菌群在其發病中的作用，特別是菌群失調在急性呼吸道感染、齲齒、牙周病和口腔念珠菌病中的作用。
急性呼吸道感染
影響兒童呼吸道特定部位的大部分炎症性疾病都是由急性感染引起的，比如鼻炎、鼻竇炎、扁桃體炎、咽炎、咽扁桃體炎、喉炎、中耳炎、肺炎等。兒童平均每年可能發生6-8次急性上呼吸道感染。下呼吸道感染，比如肺炎的發生頻率要低於上呼吸道感染，但是通常比上呼吸道感染更嚴重。急性上呼吸道感染代表了一個巨大的社會經濟負擔。大多數呼吸道感染具有高度傳染性，當出現高毒性毒株時，可能在人群中暴發，特別是在兒童人群中。
急性呼吸道感染通常是由病毒或細菌引起的。在兒童中，大部分急性上呼吸道感染是由病毒引起的。引起呼吸道感染的病毒有200多種，包括腺病毒、博卡病毒、冠狀病毒、流感病毒、偏肺病毒、副流感病毒、呼吸道合胞體病毒和鼻病毒等。此外，許多細菌病原體也與呼吸道感染有關，比如肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌、卡他莫拉菌、流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟氏菌、金黃色葡萄球菌等。
菌群的影響
呼吸道菌群
呼吸道不同部位的共生菌群是抵禦呼吸道病原體感染、過度生長和入侵的第一道防線。因此，它們有可能影響對呼吸道感染的易感性。在兒童呼吸道發現的主要共生細菌屬於棒狀桿菌屬、狡詐球菌屬、黃桿菌屬、梭桿菌屬、嗜血桿菌屬、莫拉氏菌屬、奈瑟氏球菌屬、丙酸桿菌屬、普雷沃氏菌屬、葡萄球菌屬、鏈球菌屬、韋榮球菌屬等。除了呼吸道不同部位的菌群組成存在差異以外，菌群組成也存在較大的個體間差異和季節變化。呼吸道菌群中某些特定細菌成員的存在與呼吸道健康和疾病有關。例如，研究發現母乳餵養對上呼吸道感染的保護作用可能與鼻咽部狡詐球菌和棒狀桿菌的存在和數量的增加有關。此外，生命早期呼吸道菌群的組成決定了細菌的演替模式並可能影響到生命後期的呼吸道健康。
病原菌的來源
各種細菌性病原體和呼吸道病毒的詳細緻病機制非常不同，這可從其主要的細菌定植或病毒複製位點和相關的免疫反應機制看出來。雖然一些病原體僅侷限於呼吸道內的特定位置，但是大多數呼吸道病原體通常與整個呼吸道的急性感染有關。除了病原體與宿主的直接相互作用以外，最近的研究發現呼吸道菌群在急性呼吸道感染的病因學中發揮著重要作用。此外，鼻和鼻咽部的菌群也會影響病毒性感染的進程。例如，特定細菌成員可能影響宿主對特定病毒的反應。如前所述，許多引起兒童呼吸道感染的細菌性病原體實際上是呼吸道的常見定植菌。例如，肺炎鏈球菌被認為是兒童細菌性肺炎最常見的原因，經常可以從健康個體的鼻咽拭子中發現。人類鼻咽部被認為是許多其它與急性呼吸道感染相關的細菌性病原體的聚集地。
炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
口腔和呼吸道微生物群落通過競爭黏附位點、分泌抗菌物質和爭奪營養物質等活性，直接對抗病原體，從而幫助宿主抵禦不必要的微生物入侵。這些微生物群落也可以通過調節黏膜細胞的成熟、屏障完整性和免疫調節間接影響人類健康。
微生物定植開始於出生以前、出生期間和出生之後，在兒童期間不同的口腔和呼吸道生態位會形成不同的微生物群落。這些部位的微生物生態系統受多種因素的影響，比如分娩方式、餵養方式、宿主遺傳學和年齡等。外部環境，比如社會地位、抗生素使用、疫苗接種狀況、季節、父母吸菸、特定的社會接觸模式（如日託、兄弟姐妹人數等）也對微生物群落有很強的影響。口腔和呼吸道生態位環境，比如溫度、pH值、氧化還原電勢、大氣條件、鹽度、上皮細胞類型等，也會影響每個部位的菌群組成和活性。此外，通過接觸空氣和食物，新的微生物不斷地進入呼吸道和口腔。有些部位是多氧環境，比如舌頭和頰面；而另一些部位為菌群提供厭氧條件，比如牙齦下斑塊。此外，唾液流速和流量在口腔不同部位是不同，唾液流也決定了蔗糖和酸等分子從口腔中的清除速度，因此唾液流動會形成口腔細菌多樣性的空間梯度，也是影響口腔菌群的另一個因素。新一代測序技術的進步，更是證明了呼吸道和口腔不同生態位的菌群組成的巨大差異。例如，在肺部也發現了一個正常的功能菌群，這與傳統觀點認為的健康下呼吸道無菌的觀點形成了強烈的對比。
值得注意的是，人體中的微生物是附著在黏膜或其它表面的功能獨特的微生物群落，並受到多糖、蛋白質和核酸聚合而成的基質的保護。換句話說，微生物幾乎從來不以浮游生物的形式存在於體內，而是以生物膜的形式存在。生物膜結構對感染的發病機制、症狀和治療的直接影響不容低估。此外，由於細胞外環境的變化導致細菌進入宿主細胞形成細胞內細菌群落，能夠使細菌在宿主內迅速繁殖並有助於細菌的持久性。
感染性疾病的經典觀點認為，感染是由單一病原體引起的，比如細菌、病毒或真菌，而炎症是其臨床表現之一。然而，這個“單一病原體”的觀念已經不再適用於呼吸道和口腔的許多炎症和感染，因為反對這一觀點的證據越來越強，臨床和病理表現與多種微生物的存在有關。此外，越來越多的研究也發現，我們通常被歸類為細菌性病原體的許多微生物實際上是呼吸道和口腔生態系統的正常定植者，只有當它們的生活環境受到干擾時才會變得具有毒性。雖然定植是大多數感染的先決條件，但僅憑定植本身是不夠的，而許多病原菌的定植通常是無症狀的。
如果病原菌是正常定植菌，那麼當微生物群落受到干擾，比如由於代謝、遺傳、生理或生態損傷而導致菌群失調，其組成或功能的變化可能變得有利於這些病原菌的過度生長並佔據優勢。根據宿主的狀態，感染可能變得不可避免。越來越明顯的是，大多數疾病實際上都是由於正常功能的菌群失調造成的。今天將討論影響兒童的常見呼吸道或口腔疾病以及這些部位的菌群在其發病中的作用，特別是菌群失調在急性呼吸道感染、齲齒、牙周病和口腔念珠菌病中的作用。
急性呼吸道感染
影響兒童呼吸道特定部位的大部分炎症性疾病都是由急性感染引起的，比如鼻炎、鼻竇炎、扁桃體炎、咽炎、咽扁桃體炎、喉炎、中耳炎、肺炎等。兒童平均每年可能發生6-8次急性上呼吸道感染。下呼吸道感染，比如肺炎的發生頻率要低於上呼吸道感染，但是通常比上呼吸道感染更嚴重。急性上呼吸道感染代表了一個巨大的社會經濟負擔。大多數呼吸道感染具有高度傳染性，當出現高毒性毒株時，可能在人群中暴發，特別是在兒童人群中。
急性呼吸道感染通常是由病毒或細菌引起的。在兒童中，大部分急性上呼吸道感染是由病毒引起的。引起呼吸道感染的病毒有200多種，包括腺病毒、博卡病毒、冠狀病毒、流感病毒、偏肺病毒、副流感病毒、呼吸道合胞體病毒和鼻病毒等。此外，許多細菌病原體也與呼吸道感染有關，比如肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌、卡他莫拉菌、流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟氏菌、金黃色葡萄球菌等。
菌群的影響
呼吸道菌群
呼吸道不同部位的共生菌群是抵禦呼吸道病原體感染、過度生長和入侵的第一道防線。因此，它們有可能影響對呼吸道感染的易感性。在兒童呼吸道發現的主要共生細菌屬於棒狀桿菌屬、狡詐球菌屬、黃桿菌屬、梭桿菌屬、嗜血桿菌屬、莫拉氏菌屬、奈瑟氏球菌屬、丙酸桿菌屬、普雷沃氏菌屬、葡萄球菌屬、鏈球菌屬、韋榮球菌屬等。除了呼吸道不同部位的菌群組成存在差異以外，菌群組成也存在較大的個體間差異和季節變化。呼吸道菌群中某些特定細菌成員的存在與呼吸道健康和疾病有關。例如，研究發現母乳餵養對上呼吸道感染的保護作用可能與鼻咽部狡詐球菌和棒狀桿菌的存在和數量的增加有關。此外，生命早期呼吸道菌群的組成決定了細菌的演替模式並可能影響到生命後期的呼吸道健康。
病原菌的來源
各種細菌性病原體和呼吸道病毒的詳細緻病機制非常不同，這可從其主要的細菌定植或病毒複製位點和相關的免疫反應機制看出來。雖然一些病原體僅侷限於呼吸道內的特定位置，但是大多數呼吸道病原體通常與整個呼吸道的急性感染有關。除了病原體與宿主的直接相互作用以外，最近的研究發現呼吸道菌群在急性呼吸道感染的病因學中發揮著重要作用。此外，鼻和鼻咽部的菌群也會影響病毒性感染的進程。例如，特定細菌成員可能影響宿主對特定病毒的反應。如前所述，許多引起兒童呼吸道感染的細菌性病原體實際上是呼吸道的常見定植菌。例如，肺炎鏈球菌被認為是兒童細菌性肺炎最常見的原因，經常可以從健康個體的鼻咽拭子中發現。人類鼻咽部被認為是許多其它與急性呼吸道感染相關的細菌性病原體的聚集地。
呼吸道菌群的致病性變化
呼吸道菌群組成的變化、病毒感染或宿主免疫因子的變化，可能影響無症狀的鼻咽部細菌定植向呼吸道疾病的過渡。例如，細菌感染髮生在病毒感染之前或與病毒感染同時發生的情況並不少見。此外，在嬰兒期，病毒性上呼吸道感染時，鼻咽部菌群是感染向下呼吸道傳播的重要風險決定因素。健康情況下，在下呼吸道發現的微生物很可能是通過唾液等從口腔不斷流動到喉嚨然後定植的，因為研究發現，健康的肺中的菌群與口腔菌群重疊較多，而與鼻或鼻咽部的菌群重疊較少。然而，據推測，在疾病期間，比如病毒性上呼吸道感染、過敏或鼻竇感染，從鼻腔流出的液體增加，將更多的微生物從鼻咽部運送到喉嚨，包括鼻咽部病原體。這使得患者發生下呼吸道感染的風險升高。呼吸道病毒、細菌性病原體和呼吸道菌群的非致病性成員之間存在複雜的相互作用，既有協同作用，也有競爭作用，這也進一步支持呼吸道感染可能與多種微生物有關的觀點。此外，在肺炎和中耳炎等疾病期間，黏膜表面可以檢測到含有病原體的生物膜，提示生物膜的形成在疾病過程中具有一定的作用。總的來說，病原體的致病性可以通過細菌群落的變化而增強或減弱。
宿主和免疫系統的作用
對於某些炎症性呼吸道疾病，比如鼻竇炎和中耳炎，到底是由感染引起的，還是由無菌性炎症引起的，一直存疑。長期以來，鼻竇和中耳等部位通常被認為是無菌的。如果無法有效清除這些部位的黏液分泌物，分泌物可能積聚並引起面部疼痛或聽力喪失等不適。無法有效的清除可能是由於進入通道的物理阻塞（例如息肉）或黏膜腫脹造成的。這種黏膜腫脹可能是這些部位的黏膜組織應對其它地方的急性感染而作出的炎症反應，或者是過敏性鼻炎等其它疾病的結果。由於黏液富含營養，這些部位對於某些微生物來說是非常有吸引力的。在健康個體中，纖毛上皮阻止了微生物的進入。然而，當黏膜纖毛系統受損（例如被呼吸道病毒感染時），這一抵禦細菌入侵的主要機械防禦機制就會被破壞。通常情況下，微生物進入這些部位可能快速生長並引起感染。這些部位分離出的最常見的細菌包括肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、卡他莫拉菌，化膿性鏈球菌、金黃色葡萄球菌或其它厭氧菌，比如普雷沃氏菌、卟啉單胞菌、梭桿菌和消化鏈球菌。複發性感染是由於鼻腔和鼻咽部的生物膜內病原體的不斷脫落導致的，這些病原體能夠到達鼻竇和中耳等細菌較難到達的部位並引起感染。
炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
口腔和呼吸道微生物群落通過競爭黏附位點、分泌抗菌物質和爭奪營養物質等活性，直接對抗病原體，從而幫助宿主抵禦不必要的微生物入侵。這些微生物群落也可以通過調節黏膜細胞的成熟、屏障完整性和免疫調節間接影響人類健康。
微生物定植開始於出生以前、出生期間和出生之後，在兒童期間不同的口腔和呼吸道生態位會形成不同的微生物群落。這些部位的微生物生態系統受多種因素的影響，比如分娩方式、餵養方式、宿主遺傳學和年齡等。外部環境，比如社會地位、抗生素使用、疫苗接種狀況、季節、父母吸菸、特定的社會接觸模式（如日託、兄弟姐妹人數等）也對微生物群落有很強的影響。口腔和呼吸道生態位環境，比如溫度、pH值、氧化還原電勢、大氣條件、鹽度、上皮細胞類型等，也會影響每個部位的菌群組成和活性。此外，通過接觸空氣和食物，新的微生物不斷地進入呼吸道和口腔。有些部位是多氧環境，比如舌頭和頰面；而另一些部位為菌群提供厭氧條件，比如牙齦下斑塊。此外，唾液流速和流量在口腔不同部位是不同，唾液流也決定了蔗糖和酸等分子從口腔中的清除速度，因此唾液流動會形成口腔細菌多樣性的空間梯度，也是影響口腔菌群的另一個因素。新一代測序技術的進步，更是證明了呼吸道和口腔不同生態位的菌群組成的巨大差異。例如，在肺部也發現了一個正常的功能菌群，這與傳統觀點認為的健康下呼吸道無菌的觀點形成了強烈的對比。
值得注意的是，人體中的微生物是附著在黏膜或其它表面的功能獨特的微生物群落，並受到多糖、蛋白質和核酸聚合而成的基質的保護。換句話說，微生物幾乎從來不以浮游生物的形式存在於體內，而是以生物膜的形式存在。生物膜結構對感染的發病機制、症狀和治療的直接影響不容低估。此外，由於細胞外環境的變化導致細菌進入宿主細胞形成細胞內細菌群落，能夠使細菌在宿主內迅速繁殖並有助於細菌的持久性。
感染性疾病的經典觀點認為，感染是由單一病原體引起的，比如細菌、病毒或真菌，而炎症是其臨床表現之一。然而，這個“單一病原體”的觀念已經不再適用於呼吸道和口腔的許多炎症和感染，因為反對這一觀點的證據越來越強，臨床和病理表現與多種微生物的存在有關。此外，越來越多的研究也發現，我們通常被歸類為細菌性病原體的許多微生物實際上是呼吸道和口腔生態系統的正常定植者，只有當它們的生活環境受到干擾時才會變得具有毒性。雖然定植是大多數感染的先決條件，但僅憑定植本身是不夠的，而許多病原菌的定植通常是無症狀的。
如果病原菌是正常定植菌，那麼當微生物群落受到干擾，比如由於代謝、遺傳、生理或生態損傷而導致菌群失調，其組成或功能的變化可能變得有利於這些病原菌的過度生長並佔據優勢。根據宿主的狀態，感染可能變得不可避免。越來越明顯的是，大多數疾病實際上都是由於正常功能的菌群失調造成的。今天將討論影響兒童的常見呼吸道或口腔疾病以及這些部位的菌群在其發病中的作用，特別是菌群失調在急性呼吸道感染、齲齒、牙周病和口腔念珠菌病中的作用。
急性呼吸道感染
影響兒童呼吸道特定部位的大部分炎症性疾病都是由急性感染引起的，比如鼻炎、鼻竇炎、扁桃體炎、咽炎、咽扁桃體炎、喉炎、中耳炎、肺炎等。兒童平均每年可能發生6-8次急性上呼吸道感染。下呼吸道感染，比如肺炎的發生頻率要低於上呼吸道感染，但是通常比上呼吸道感染更嚴重。急性上呼吸道感染代表了一個巨大的社會經濟負擔。大多數呼吸道感染具有高度傳染性，當出現高毒性毒株時，可能在人群中暴發，特別是在兒童人群中。
急性呼吸道感染通常是由病毒或細菌引起的。在兒童中，大部分急性上呼吸道感染是由病毒引起的。引起呼吸道感染的病毒有200多種，包括腺病毒、博卡病毒、冠狀病毒、流感病毒、偏肺病毒、副流感病毒、呼吸道合胞體病毒和鼻病毒等。此外，許多細菌病原體也與呼吸道感染有關，比如肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌、卡他莫拉菌、流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟氏菌、金黃色葡萄球菌等。
菌群的影響
呼吸道菌群
呼吸道不同部位的共生菌群是抵禦呼吸道病原體感染、過度生長和入侵的第一道防線。因此，它們有可能影響對呼吸道感染的易感性。在兒童呼吸道發現的主要共生細菌屬於棒狀桿菌屬、狡詐球菌屬、黃桿菌屬、梭桿菌屬、嗜血桿菌屬、莫拉氏菌屬、奈瑟氏球菌屬、丙酸桿菌屬、普雷沃氏菌屬、葡萄球菌屬、鏈球菌屬、韋榮球菌屬等。除了呼吸道不同部位的菌群組成存在差異以外，菌群組成也存在較大的個體間差異和季節變化。呼吸道菌群中某些特定細菌成員的存在與呼吸道健康和疾病有關。例如，研究發現母乳餵養對上呼吸道感染的保護作用可能與鼻咽部狡詐球菌和棒狀桿菌的存在和數量的增加有關。此外，生命早期呼吸道菌群的組成決定了細菌的演替模式並可能影響到生命後期的呼吸道健康。
病原菌的來源
各種細菌性病原體和呼吸道病毒的詳細緻病機制非常不同，這可從其主要的細菌定植或病毒複製位點和相關的免疫反應機制看出來。雖然一些病原體僅侷限於呼吸道內的特定位置，但是大多數呼吸道病原體通常與整個呼吸道的急性感染有關。除了病原體與宿主的直接相互作用以外，最近的研究發現呼吸道菌群在急性呼吸道感染的病因學中發揮著重要作用。此外，鼻和鼻咽部的菌群也會影響病毒性感染的進程。例如，特定細菌成員可能影響宿主對特定病毒的反應。如前所述，許多引起兒童呼吸道感染的細菌性病原體實際上是呼吸道的常見定植菌。例如，肺炎鏈球菌被認為是兒童細菌性肺炎最常見的原因，經常可以從健康個體的鼻咽拭子中發現。人類鼻咽部被認為是許多其它與急性呼吸道感染相關的細菌性病原體的聚集地。
呼吸道菌群的致病性變化
呼吸道菌群組成的變化、病毒感染或宿主免疫因子的變化，可能影響無症狀的鼻咽部細菌定植向呼吸道疾病的過渡。例如，細菌感染髮生在病毒感染之前或與病毒感染同時發生的情況並不少見。此外，在嬰兒期，病毒性上呼吸道感染時，鼻咽部菌群是感染向下呼吸道傳播的重要風險決定因素。健康情況下，在下呼吸道發現的微生物很可能是通過唾液等從口腔不斷流動到喉嚨然後定植的，因為研究發現，健康的肺中的菌群與口腔菌群重疊較多，而與鼻或鼻咽部的菌群重疊較少。然而，據推測，在疾病期間，比如病毒性上呼吸道感染、過敏或鼻竇感染，從鼻腔流出的液體增加，將更多的微生物從鼻咽部運送到喉嚨，包括鼻咽部病原體。這使得患者發生下呼吸道感染的風險升高。呼吸道病毒、細菌性病原體和呼吸道菌群的非致病性成員之間存在複雜的相互作用，既有協同作用，也有競爭作用，這也進一步支持呼吸道感染可能與多種微生物有關的觀點。此外，在肺炎和中耳炎等疾病期間，黏膜表面可以檢測到含有病原體的生物膜，提示生物膜的形成在疾病過程中具有一定的作用。總的來說，病原體的致病性可以通過細菌群落的變化而增強或減弱。
宿主和免疫系統的作用
對於某些炎症性呼吸道疾病，比如鼻竇炎和中耳炎，到底是由感染引起的，還是由無菌性炎症引起的，一直存疑。長期以來，鼻竇和中耳等部位通常被認為是無菌的。如果無法有效清除這些部位的黏液分泌物，分泌物可能積聚並引起面部疼痛或聽力喪失等不適。無法有效的清除可能是由於進入通道的物理阻塞（例如息肉）或黏膜腫脹造成的。這種黏膜腫脹可能是這些部位的黏膜組織應對其它地方的急性感染而作出的炎症反應，或者是過敏性鼻炎等其它疾病的結果。由於黏液富含營養，這些部位對於某些微生物來說是非常有吸引力的。在健康個體中，纖毛上皮阻止了微生物的進入。然而，當黏膜纖毛系統受損（例如被呼吸道病毒感染時），這一抵禦細菌入侵的主要機械防禦機制就會被破壞。通常情況下，微生物進入這些部位可能快速生長並引起感染。這些部位分離出的最常見的細菌包括肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、卡他莫拉菌，化膿性鏈球菌、金黃色葡萄球菌或其它厭氧菌，比如普雷沃氏菌、卟啉單胞菌、梭桿菌和消化鏈球菌。複發性感染是由於鼻腔和鼻咽部的生物膜內病原體的不斷脫落導致的，這些病原體能夠到達鼻竇和中耳等細菌較難到達的部位並引起感染。
兒童特有的其它因素
一般來說，兒童是急性呼吸道感染的高風險人群。嬰幼兒不成熟的免疫系統使得他們特別容易發生呼吸道感染。例如，特別嚴重的“鏈球菌性咽喉炎”常見於嬰幼兒，因為他們還沒有對化膿性鏈球菌產生任何保護性免疫。隨著年齡的增長，人們對許多不同血清型的鏈球菌產生了適應性免疫反應（包括抗體的累積），感染變得不那麼頻繁。然而，必須指出的是，化膿性鏈球菌通常廣泛分佈於人類中，包括兒童，但通常是無症狀的攜帶者。儘管如此，與成年人相比，兒童上呼吸道中這些潛在病原體的定植率更高，這也使他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，兒童鼻咽部肺炎鏈球菌的攜帶率要高於成人，兒童為20-50%，而成人為5-20%。此外，兒童解剖結構的不成熟，也使得他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，嬰兒和兒童的咽鼓管（斜行在耳朵與咽部之間的管道）比成人短，成人的咽鼓管會在耳朵內股室腔之間呈現一個斜向下45度的夾角，但嬰幼兒的咽鼓管幾乎接近水平位，這使得微生物更容易通過咽鼓管趁虛而入，進入中耳並引起感染。
齲齒
與急性呼吸道感染相比，齲齒更容易被理解為一種多微生物的疾病，菌斑生物膜中多種細菌相互作用導致牙齒硬組織的破壞。根據第四次全國口腔健康流行病學調查顯示，我國5歲兒童乳牙齲患率為70.9%，12歲兒童齲患率為34.5%。兒童齲齒常常發生在磨牙和雙尖牙的頜面小窩、裂溝以及相鄰牙齒的接觸面。
炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
口腔和呼吸道微生物群落通過競爭黏附位點、分泌抗菌物質和爭奪營養物質等活性，直接對抗病原體，從而幫助宿主抵禦不必要的微生物入侵。這些微生物群落也可以通過調節黏膜細胞的成熟、屏障完整性和免疫調節間接影響人類健康。
微生物定植開始於出生以前、出生期間和出生之後，在兒童期間不同的口腔和呼吸道生態位會形成不同的微生物群落。這些部位的微生物生態系統受多種因素的影響，比如分娩方式、餵養方式、宿主遺傳學和年齡等。外部環境，比如社會地位、抗生素使用、疫苗接種狀況、季節、父母吸菸、特定的社會接觸模式（如日託、兄弟姐妹人數等）也對微生物群落有很強的影響。口腔和呼吸道生態位環境，比如溫度、pH值、氧化還原電勢、大氣條件、鹽度、上皮細胞類型等，也會影響每個部位的菌群組成和活性。此外，通過接觸空氣和食物，新的微生物不斷地進入呼吸道和口腔。有些部位是多氧環境，比如舌頭和頰面；而另一些部位為菌群提供厭氧條件，比如牙齦下斑塊。此外，唾液流速和流量在口腔不同部位是不同，唾液流也決定了蔗糖和酸等分子從口腔中的清除速度，因此唾液流動會形成口腔細菌多樣性的空間梯度，也是影響口腔菌群的另一個因素。新一代測序技術的進步，更是證明了呼吸道和口腔不同生態位的菌群組成的巨大差異。例如，在肺部也發現了一個正常的功能菌群，這與傳統觀點認為的健康下呼吸道無菌的觀點形成了強烈的對比。
值得注意的是，人體中的微生物是附著在黏膜或其它表面的功能獨特的微生物群落，並受到多糖、蛋白質和核酸聚合而成的基質的保護。換句話說，微生物幾乎從來不以浮游生物的形式存在於體內，而是以生物膜的形式存在。生物膜結構對感染的發病機制、症狀和治療的直接影響不容低估。此外，由於細胞外環境的變化導致細菌進入宿主細胞形成細胞內細菌群落，能夠使細菌在宿主內迅速繁殖並有助於細菌的持久性。
感染性疾病的經典觀點認為，感染是由單一病原體引起的，比如細菌、病毒或真菌，而炎症是其臨床表現之一。然而，這個“單一病原體”的觀念已經不再適用於呼吸道和口腔的許多炎症和感染，因為反對這一觀點的證據越來越強，臨床和病理表現與多種微生物的存在有關。此外，越來越多的研究也發現，我們通常被歸類為細菌性病原體的許多微生物實際上是呼吸道和口腔生態系統的正常定植者，只有當它們的生活環境受到干擾時才會變得具有毒性。雖然定植是大多數感染的先決條件，但僅憑定植本身是不夠的，而許多病原菌的定植通常是無症狀的。
如果病原菌是正常定植菌，那麼當微生物群落受到干擾，比如由於代謝、遺傳、生理或生態損傷而導致菌群失調，其組成或功能的變化可能變得有利於這些病原菌的過度生長並佔據優勢。根據宿主的狀態，感染可能變得不可避免。越來越明顯的是，大多數疾病實際上都是由於正常功能的菌群失調造成的。今天將討論影響兒童的常見呼吸道或口腔疾病以及這些部位的菌群在其發病中的作用，特別是菌群失調在急性呼吸道感染、齲齒、牙周病和口腔念珠菌病中的作用。
急性呼吸道感染
影響兒童呼吸道特定部位的大部分炎症性疾病都是由急性感染引起的，比如鼻炎、鼻竇炎、扁桃體炎、咽炎、咽扁桃體炎、喉炎、中耳炎、肺炎等。兒童平均每年可能發生6-8次急性上呼吸道感染。下呼吸道感染，比如肺炎的發生頻率要低於上呼吸道感染，但是通常比上呼吸道感染更嚴重。急性上呼吸道感染代表了一個巨大的社會經濟負擔。大多數呼吸道感染具有高度傳染性，當出現高毒性毒株時，可能在人群中暴發，特別是在兒童人群中。
急性呼吸道感染通常是由病毒或細菌引起的。在兒童中，大部分急性上呼吸道感染是由病毒引起的。引起呼吸道感染的病毒有200多種，包括腺病毒、博卡病毒、冠狀病毒、流感病毒、偏肺病毒、副流感病毒、呼吸道合胞體病毒和鼻病毒等。此外，許多細菌病原體也與呼吸道感染有關，比如肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌、卡他莫拉菌、流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟氏菌、金黃色葡萄球菌等。
菌群的影響
呼吸道菌群
呼吸道不同部位的共生菌群是抵禦呼吸道病原體感染、過度生長和入侵的第一道防線。因此，它們有可能影響對呼吸道感染的易感性。在兒童呼吸道發現的主要共生細菌屬於棒狀桿菌屬、狡詐球菌屬、黃桿菌屬、梭桿菌屬、嗜血桿菌屬、莫拉氏菌屬、奈瑟氏球菌屬、丙酸桿菌屬、普雷沃氏菌屬、葡萄球菌屬、鏈球菌屬、韋榮球菌屬等。除了呼吸道不同部位的菌群組成存在差異以外，菌群組成也存在較大的個體間差異和季節變化。呼吸道菌群中某些特定細菌成員的存在與呼吸道健康和疾病有關。例如，研究發現母乳餵養對上呼吸道感染的保護作用可能與鼻咽部狡詐球菌和棒狀桿菌的存在和數量的增加有關。此外，生命早期呼吸道菌群的組成決定了細菌的演替模式並可能影響到生命後期的呼吸道健康。
病原菌的來源
各種細菌性病原體和呼吸道病毒的詳細緻病機制非常不同，這可從其主要的細菌定植或病毒複製位點和相關的免疫反應機制看出來。雖然一些病原體僅侷限於呼吸道內的特定位置，但是大多數呼吸道病原體通常與整個呼吸道的急性感染有關。除了病原體與宿主的直接相互作用以外，最近的研究發現呼吸道菌群在急性呼吸道感染的病因學中發揮著重要作用。此外，鼻和鼻咽部的菌群也會影響病毒性感染的進程。例如，特定細菌成員可能影響宿主對特定病毒的反應。如前所述，許多引起兒童呼吸道感染的細菌性病原體實際上是呼吸道的常見定植菌。例如，肺炎鏈球菌被認為是兒童細菌性肺炎最常見的原因，經常可以從健康個體的鼻咽拭子中發現。人類鼻咽部被認為是許多其它與急性呼吸道感染相關的細菌性病原體的聚集地。
呼吸道菌群的致病性變化
呼吸道菌群組成的變化、病毒感染或宿主免疫因子的變化，可能影響無症狀的鼻咽部細菌定植向呼吸道疾病的過渡。例如，細菌感染髮生在病毒感染之前或與病毒感染同時發生的情況並不少見。此外，在嬰兒期，病毒性上呼吸道感染時，鼻咽部菌群是感染向下呼吸道傳播的重要風險決定因素。健康情況下，在下呼吸道發現的微生物很可能是通過唾液等從口腔不斷流動到喉嚨然後定植的，因為研究發現，健康的肺中的菌群與口腔菌群重疊較多，而與鼻或鼻咽部的菌群重疊較少。然而，據推測，在疾病期間，比如病毒性上呼吸道感染、過敏或鼻竇感染，從鼻腔流出的液體增加，將更多的微生物從鼻咽部運送到喉嚨，包括鼻咽部病原體。這使得患者發生下呼吸道感染的風險升高。呼吸道病毒、細菌性病原體和呼吸道菌群的非致病性成員之間存在複雜的相互作用，既有協同作用，也有競爭作用，這也進一步支持呼吸道感染可能與多種微生物有關的觀點。此外，在肺炎和中耳炎等疾病期間，黏膜表面可以檢測到含有病原體的生物膜，提示生物膜的形成在疾病過程中具有一定的作用。總的來說，病原體的致病性可以通過細菌群落的變化而增強或減弱。
宿主和免疫系統的作用
對於某些炎症性呼吸道疾病，比如鼻竇炎和中耳炎，到底是由感染引起的，還是由無菌性炎症引起的，一直存疑。長期以來，鼻竇和中耳等部位通常被認為是無菌的。如果無法有效清除這些部位的黏液分泌物，分泌物可能積聚並引起面部疼痛或聽力喪失等不適。無法有效的清除可能是由於進入通道的物理阻塞（例如息肉）或黏膜腫脹造成的。這種黏膜腫脹可能是這些部位的黏膜組織應對其它地方的急性感染而作出的炎症反應，或者是過敏性鼻炎等其它疾病的結果。由於黏液富含營養，這些部位對於某些微生物來說是非常有吸引力的。在健康個體中，纖毛上皮阻止了微生物的進入。然而，當黏膜纖毛系統受損（例如被呼吸道病毒感染時），這一抵禦細菌入侵的主要機械防禦機制就會被破壞。通常情況下，微生物進入這些部位可能快速生長並引起感染。這些部位分離出的最常見的細菌包括肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、卡他莫拉菌，化膿性鏈球菌、金黃色葡萄球菌或其它厭氧菌，比如普雷沃氏菌、卟啉單胞菌、梭桿菌和消化鏈球菌。複發性感染是由於鼻腔和鼻咽部的生物膜內病原體的不斷脫落導致的，這些病原體能夠到達鼻竇和中耳等細菌較難到達的部位並引起感染。
兒童特有的其它因素
一般來說，兒童是急性呼吸道感染的高風險人群。嬰幼兒不成熟的免疫系統使得他們特別容易發生呼吸道感染。例如，特別嚴重的“鏈球菌性咽喉炎”常見於嬰幼兒，因為他們還沒有對化膿性鏈球菌產生任何保護性免疫。隨著年齡的增長，人們對許多不同血清型的鏈球菌產生了適應性免疫反應（包括抗體的累積），感染變得不那麼頻繁。然而，必須指出的是，化膿性鏈球菌通常廣泛分佈於人類中，包括兒童，但通常是無症狀的攜帶者。儘管如此，與成年人相比，兒童上呼吸道中這些潛在病原體的定植率更高，這也使他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，兒童鼻咽部肺炎鏈球菌的攜帶率要高於成人，兒童為20-50%，而成人為5-20%。此外，兒童解剖結構的不成熟，也使得他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，嬰兒和兒童的咽鼓管（斜行在耳朵與咽部之間的管道）比成人短，成人的咽鼓管會在耳朵內股室腔之間呈現一個斜向下45度的夾角，但嬰幼兒的咽鼓管幾乎接近水平位，這使得微生物更容易通過咽鼓管趁虛而入，進入中耳並引起感染。
齲齒
與急性呼吸道感染相比，齲齒更容易被理解為一種多微生物的疾病，菌斑生物膜中多種細菌相互作用導致牙齒硬組織的破壞。根據第四次全國口腔健康流行病學調查顯示，我國5歲兒童乳牙齲患率為70.9%，12歲兒童齲患率為34.5%。兒童齲齒常常發生在磨牙和雙尖牙的頜面小窩、裂溝以及相鄰牙齒的接觸面。
菌群的作用
齲齒的病因學被公認為是多因素的，與正常功能的口腔菌群及相關生物膜的失調有關。最近的一項研究報告指出，與嚴重蛀牙的兒童相比，口腔健康的兒童的微生物多樣性水平更高。
不良的飲食和口腔衛生往往與齲齒有關。致齲微生物最初在生命早期以低數量定植，隨後在有利條件下可能大量繁殖並引起齲齒。例如，碳水化合物的攝入量增加與齲齒髮生之間有很強的關聯。碳水化合物發酵過程中產生的酸可以破壞牙釉質和牙本質，最終導致齲齒。其它事件，如pH值的變化、唾液成分和流速的變化、其它選擇性營養物質的攝入，也會造成選擇性壓力，使微生物群向致齲性微生物轉變。
微生物測序技術在齲齒兒童中發現了韋榮球菌屬、隱祕小桿菌屬、巨球形菌屬、歐爾森氏菌屬、黃桿菌屬、奈瑟氏球菌、伯傑氏菌屬、鏈球菌屬、放線菌屬和陌生菌屬細菌，它們似乎在齲病發生中發揮重要作用。與普遍觀點相反，變異鏈球菌並不是齲齒預測中唯一涉及的物種，高丰度的韋榮球菌也是兒童齲齒的一個很好的預測因子。變異鏈球菌是產酸的細菌，而韋榮球菌是一種能夠代謝酸的細菌，表明齲齒髮生中產酸細菌和代謝酸的細菌之間的代謝依賴關係。
炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
口腔和呼吸道微生物群落通過競爭黏附位點、分泌抗菌物質和爭奪營養物質等活性，直接對抗病原體，從而幫助宿主抵禦不必要的微生物入侵。這些微生物群落也可以通過調節黏膜細胞的成熟、屏障完整性和免疫調節間接影響人類健康。
微生物定植開始於出生以前、出生期間和出生之後，在兒童期間不同的口腔和呼吸道生態位會形成不同的微生物群落。這些部位的微生物生態系統受多種因素的影響，比如分娩方式、餵養方式、宿主遺傳學和年齡等。外部環境，比如社會地位、抗生素使用、疫苗接種狀況、季節、父母吸菸、特定的社會接觸模式（如日託、兄弟姐妹人數等）也對微生物群落有很強的影響。口腔和呼吸道生態位環境，比如溫度、pH值、氧化還原電勢、大氣條件、鹽度、上皮細胞類型等，也會影響每個部位的菌群組成和活性。此外，通過接觸空氣和食物，新的微生物不斷地進入呼吸道和口腔。有些部位是多氧環境，比如舌頭和頰面；而另一些部位為菌群提供厭氧條件，比如牙齦下斑塊。此外，唾液流速和流量在口腔不同部位是不同，唾液流也決定了蔗糖和酸等分子從口腔中的清除速度，因此唾液流動會形成口腔細菌多樣性的空間梯度，也是影響口腔菌群的另一個因素。新一代測序技術的進步，更是證明了呼吸道和口腔不同生態位的菌群組成的巨大差異。例如，在肺部也發現了一個正常的功能菌群，這與傳統觀點認為的健康下呼吸道無菌的觀點形成了強烈的對比。
值得注意的是，人體中的微生物是附著在黏膜或其它表面的功能獨特的微生物群落，並受到多糖、蛋白質和核酸聚合而成的基質的保護。換句話說，微生物幾乎從來不以浮游生物的形式存在於體內，而是以生物膜的形式存在。生物膜結構對感染的發病機制、症狀和治療的直接影響不容低估。此外，由於細胞外環境的變化導致細菌進入宿主細胞形成細胞內細菌群落，能夠使細菌在宿主內迅速繁殖並有助於細菌的持久性。
感染性疾病的經典觀點認為，感染是由單一病原體引起的，比如細菌、病毒或真菌，而炎症是其臨床表現之一。然而，這個“單一病原體”的觀念已經不再適用於呼吸道和口腔的許多炎症和感染，因為反對這一觀點的證據越來越強，臨床和病理表現與多種微生物的存在有關。此外，越來越多的研究也發現，我們通常被歸類為細菌性病原體的許多微生物實際上是呼吸道和口腔生態系統的正常定植者，只有當它們的生活環境受到干擾時才會變得具有毒性。雖然定植是大多數感染的先決條件，但僅憑定植本身是不夠的，而許多病原菌的定植通常是無症狀的。
如果病原菌是正常定植菌，那麼當微生物群落受到干擾，比如由於代謝、遺傳、生理或生態損傷而導致菌群失調，其組成或功能的變化可能變得有利於這些病原菌的過度生長並佔據優勢。根據宿主的狀態，感染可能變得不可避免。越來越明顯的是，大多數疾病實際上都是由於正常功能的菌群失調造成的。今天將討論影響兒童的常見呼吸道或口腔疾病以及這些部位的菌群在其發病中的作用，特別是菌群失調在急性呼吸道感染、齲齒、牙周病和口腔念珠菌病中的作用。
急性呼吸道感染
影響兒童呼吸道特定部位的大部分炎症性疾病都是由急性感染引起的，比如鼻炎、鼻竇炎、扁桃體炎、咽炎、咽扁桃體炎、喉炎、中耳炎、肺炎等。兒童平均每年可能發生6-8次急性上呼吸道感染。下呼吸道感染，比如肺炎的發生頻率要低於上呼吸道感染，但是通常比上呼吸道感染更嚴重。急性上呼吸道感染代表了一個巨大的社會經濟負擔。大多數呼吸道感染具有高度傳染性，當出現高毒性毒株時，可能在人群中暴發，特別是在兒童人群中。
急性呼吸道感染通常是由病毒或細菌引起的。在兒童中，大部分急性上呼吸道感染是由病毒引起的。引起呼吸道感染的病毒有200多種，包括腺病毒、博卡病毒、冠狀病毒、流感病毒、偏肺病毒、副流感病毒、呼吸道合胞體病毒和鼻病毒等。此外，許多細菌病原體也與呼吸道感染有關，比如肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌、卡他莫拉菌、流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟氏菌、金黃色葡萄球菌等。
菌群的影響
呼吸道菌群
呼吸道不同部位的共生菌群是抵禦呼吸道病原體感染、過度生長和入侵的第一道防線。因此，它們有可能影響對呼吸道感染的易感性。在兒童呼吸道發現的主要共生細菌屬於棒狀桿菌屬、狡詐球菌屬、黃桿菌屬、梭桿菌屬、嗜血桿菌屬、莫拉氏菌屬、奈瑟氏球菌屬、丙酸桿菌屬、普雷沃氏菌屬、葡萄球菌屬、鏈球菌屬、韋榮球菌屬等。除了呼吸道不同部位的菌群組成存在差異以外，菌群組成也存在較大的個體間差異和季節變化。呼吸道菌群中某些特定細菌成員的存在與呼吸道健康和疾病有關。例如，研究發現母乳餵養對上呼吸道感染的保護作用可能與鼻咽部狡詐球菌和棒狀桿菌的存在和數量的增加有關。此外，生命早期呼吸道菌群的組成決定了細菌的演替模式並可能影響到生命後期的呼吸道健康。
病原菌的來源
各種細菌性病原體和呼吸道病毒的詳細緻病機制非常不同，這可從其主要的細菌定植或病毒複製位點和相關的免疫反應機制看出來。雖然一些病原體僅侷限於呼吸道內的特定位置，但是大多數呼吸道病原體通常與整個呼吸道的急性感染有關。除了病原體與宿主的直接相互作用以外，最近的研究發現呼吸道菌群在急性呼吸道感染的病因學中發揮著重要作用。此外，鼻和鼻咽部的菌群也會影響病毒性感染的進程。例如，特定細菌成員可能影響宿主對特定病毒的反應。如前所述，許多引起兒童呼吸道感染的細菌性病原體實際上是呼吸道的常見定植菌。例如，肺炎鏈球菌被認為是兒童細菌性肺炎最常見的原因，經常可以從健康個體的鼻咽拭子中發現。人類鼻咽部被認為是許多其它與急性呼吸道感染相關的細菌性病原體的聚集地。
呼吸道菌群的致病性變化
呼吸道菌群組成的變化、病毒感染或宿主免疫因子的變化，可能影響無症狀的鼻咽部細菌定植向呼吸道疾病的過渡。例如，細菌感染髮生在病毒感染之前或與病毒感染同時發生的情況並不少見。此外，在嬰兒期，病毒性上呼吸道感染時，鼻咽部菌群是感染向下呼吸道傳播的重要風險決定因素。健康情況下，在下呼吸道發現的微生物很可能是通過唾液等從口腔不斷流動到喉嚨然後定植的，因為研究發現，健康的肺中的菌群與口腔菌群重疊較多，而與鼻或鼻咽部的菌群重疊較少。然而，據推測，在疾病期間，比如病毒性上呼吸道感染、過敏或鼻竇感染，從鼻腔流出的液體增加，將更多的微生物從鼻咽部運送到喉嚨，包括鼻咽部病原體。這使得患者發生下呼吸道感染的風險升高。呼吸道病毒、細菌性病原體和呼吸道菌群的非致病性成員之間存在複雜的相互作用，既有協同作用，也有競爭作用，這也進一步支持呼吸道感染可能與多種微生物有關的觀點。此外，在肺炎和中耳炎等疾病期間，黏膜表面可以檢測到含有病原體的生物膜，提示生物膜的形成在疾病過程中具有一定的作用。總的來說，病原體的致病性可以通過細菌群落的變化而增強或減弱。
宿主和免疫系統的作用
對於某些炎症性呼吸道疾病，比如鼻竇炎和中耳炎，到底是由感染引起的，還是由無菌性炎症引起的，一直存疑。長期以來，鼻竇和中耳等部位通常被認為是無菌的。如果無法有效清除這些部位的黏液分泌物，分泌物可能積聚並引起面部疼痛或聽力喪失等不適。無法有效的清除可能是由於進入通道的物理阻塞（例如息肉）或黏膜腫脹造成的。這種黏膜腫脹可能是這些部位的黏膜組織應對其它地方的急性感染而作出的炎症反應，或者是過敏性鼻炎等其它疾病的結果。由於黏液富含營養，這些部位對於某些微生物來說是非常有吸引力的。在健康個體中，纖毛上皮阻止了微生物的進入。然而，當黏膜纖毛系統受損（例如被呼吸道病毒感染時），這一抵禦細菌入侵的主要機械防禦機制就會被破壞。通常情況下，微生物進入這些部位可能快速生長並引起感染。這些部位分離出的最常見的細菌包括肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、卡他莫拉菌，化膿性鏈球菌、金黃色葡萄球菌或其它厭氧菌，比如普雷沃氏菌、卟啉單胞菌、梭桿菌和消化鏈球菌。複發性感染是由於鼻腔和鼻咽部的生物膜內病原體的不斷脫落導致的，這些病原體能夠到達鼻竇和中耳等細菌較難到達的部位並引起感染。
兒童特有的其它因素
一般來說，兒童是急性呼吸道感染的高風險人群。嬰幼兒不成熟的免疫系統使得他們特別容易發生呼吸道感染。例如，特別嚴重的“鏈球菌性咽喉炎”常見於嬰幼兒，因為他們還沒有對化膿性鏈球菌產生任何保護性免疫。隨著年齡的增長，人們對許多不同血清型的鏈球菌產生了適應性免疫反應（包括抗體的累積），感染變得不那麼頻繁。然而，必須指出的是，化膿性鏈球菌通常廣泛分佈於人類中，包括兒童，但通常是無症狀的攜帶者。儘管如此，與成年人相比，兒童上呼吸道中這些潛在病原體的定植率更高，這也使他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，兒童鼻咽部肺炎鏈球菌的攜帶率要高於成人，兒童為20-50%，而成人為5-20%。此外，兒童解剖結構的不成熟，也使得他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，嬰兒和兒童的咽鼓管（斜行在耳朵與咽部之間的管道）比成人短，成人的咽鼓管會在耳朵內股室腔之間呈現一個斜向下45度的夾角，但嬰幼兒的咽鼓管幾乎接近水平位，這使得微生物更容易通過咽鼓管趁虛而入，進入中耳並引起感染。
齲齒
與急性呼吸道感染相比，齲齒更容易被理解為一種多微生物的疾病，菌斑生物膜中多種細菌相互作用導致牙齒硬組織的破壞。根據第四次全國口腔健康流行病學調查顯示，我國5歲兒童乳牙齲患率為70.9%，12歲兒童齲患率為34.5%。兒童齲齒常常發生在磨牙和雙尖牙的頜面小窩、裂溝以及相鄰牙齒的接觸面。
菌群的作用
齲齒的病因學被公認為是多因素的，與正常功能的口腔菌群及相關生物膜的失調有關。最近的一項研究報告指出，與嚴重蛀牙的兒童相比，口腔健康的兒童的微生物多樣性水平更高。
不良的飲食和口腔衛生往往與齲齒有關。致齲微生物最初在生命早期以低數量定植，隨後在有利條件下可能大量繁殖並引起齲齒。例如，碳水化合物的攝入量增加與齲齒髮生之間有很強的關聯。碳水化合物發酵過程中產生的酸可以破壞牙釉質和牙本質，最終導致齲齒。其它事件，如pH值的變化、唾液成分和流速的變化、其它選擇性營養物質的攝入，也會造成選擇性壓力，使微生物群向致齲性微生物轉變。
微生物測序技術在齲齒兒童中發現了韋榮球菌屬、隱祕小桿菌屬、巨球形菌屬、歐爾森氏菌屬、黃桿菌屬、奈瑟氏球菌、伯傑氏菌屬、鏈球菌屬、放線菌屬和陌生菌屬細菌，它們似乎在齲病發生中發揮重要作用。與普遍觀點相反，變異鏈球菌並不是齲齒預測中唯一涉及的物種，高丰度的韋榮球菌也是兒童齲齒的一個很好的預測因子。變異鏈球菌是產酸的細菌，而韋榮球菌是一種能夠代謝酸的細菌，表明齲齒髮生中產酸細菌和代謝酸的細菌之間的代謝依賴關係。
牙周病
牙齦炎和牙周炎是兒童常見的牙周病。牙齦炎的字面意思是“牙齦發炎”，本質上是邊緣牙齦的炎症反應。牙周炎包括牙齒周圍或支持牙齒的組織（牙齦、牙骨質、牙周韌帶和牙槽骨）的感染或破壞。牙周炎是破壞性的，通常是不可逆的，導致牙齒鬆動和移位甚至脫落。兒童牙周炎的發生通常與口腔衛生不良有關。雖然世界各地兒童牙周炎的患病率很高，但是兒童最初的損害是可以通過良好的臨床管理得到逆轉的。
菌群對發病的貢獻
牙周病的主要病因是牙周組織中微生物菌斑的形成和發展。牙菌斑是微生物在牙齒表面以及牙齒與牙齒之間組成的生物膜，它們通過啟動和傳播宿主組織炎症反應，間接誘導大多數牙周組織損傷。炎症細胞浸潤包括多形核白細胞、巨噬細胞、淋巴細胞、漿細胞，它與急性和慢性細胞反應有關，包括膠原蛋白的大量丟失。牙周病的預防和治療可以通過機械和/或化學抗菌治療來實現，這一事實有力地支持了微生物在牙周病病因學中的重要作用。
炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
口腔和呼吸道微生物群落通過競爭黏附位點、分泌抗菌物質和爭奪營養物質等活性，直接對抗病原體，從而幫助宿主抵禦不必要的微生物入侵。這些微生物群落也可以通過調節黏膜細胞的成熟、屏障完整性和免疫調節間接影響人類健康。
微生物定植開始於出生以前、出生期間和出生之後，在兒童期間不同的口腔和呼吸道生態位會形成不同的微生物群落。這些部位的微生物生態系統受多種因素的影響，比如分娩方式、餵養方式、宿主遺傳學和年齡等。外部環境，比如社會地位、抗生素使用、疫苗接種狀況、季節、父母吸菸、特定的社會接觸模式（如日託、兄弟姐妹人數等）也對微生物群落有很強的影響。口腔和呼吸道生態位環境，比如溫度、pH值、氧化還原電勢、大氣條件、鹽度、上皮細胞類型等，也會影響每個部位的菌群組成和活性。此外，通過接觸空氣和食物，新的微生物不斷地進入呼吸道和口腔。有些部位是多氧環境，比如舌頭和頰面；而另一些部位為菌群提供厭氧條件，比如牙齦下斑塊。此外，唾液流速和流量在口腔不同部位是不同，唾液流也決定了蔗糖和酸等分子從口腔中的清除速度，因此唾液流動會形成口腔細菌多樣性的空間梯度，也是影響口腔菌群的另一個因素。新一代測序技術的進步，更是證明了呼吸道和口腔不同生態位的菌群組成的巨大差異。例如，在肺部也發現了一個正常的功能菌群，這與傳統觀點認為的健康下呼吸道無菌的觀點形成了強烈的對比。
值得注意的是，人體中的微生物是附著在黏膜或其它表面的功能獨特的微生物群落，並受到多糖、蛋白質和核酸聚合而成的基質的保護。換句話說，微生物幾乎從來不以浮游生物的形式存在於體內，而是以生物膜的形式存在。生物膜結構對感染的發病機制、症狀和治療的直接影響不容低估。此外，由於細胞外環境的變化導致細菌進入宿主細胞形成細胞內細菌群落，能夠使細菌在宿主內迅速繁殖並有助於細菌的持久性。
感染性疾病的經典觀點認為，感染是由單一病原體引起的，比如細菌、病毒或真菌，而炎症是其臨床表現之一。然而，這個“單一病原體”的觀念已經不再適用於呼吸道和口腔的許多炎症和感染，因為反對這一觀點的證據越來越強，臨床和病理表現與多種微生物的存在有關。此外，越來越多的研究也發現，我們通常被歸類為細菌性病原體的許多微生物實際上是呼吸道和口腔生態系統的正常定植者，只有當它們的生活環境受到干擾時才會變得具有毒性。雖然定植是大多數感染的先決條件，但僅憑定植本身是不夠的，而許多病原菌的定植通常是無症狀的。
如果病原菌是正常定植菌，那麼當微生物群落受到干擾，比如由於代謝、遺傳、生理或生態損傷而導致菌群失調，其組成或功能的變化可能變得有利於這些病原菌的過度生長並佔據優勢。根據宿主的狀態，感染可能變得不可避免。越來越明顯的是，大多數疾病實際上都是由於正常功能的菌群失調造成的。今天將討論影響兒童的常見呼吸道或口腔疾病以及這些部位的菌群在其發病中的作用，特別是菌群失調在急性呼吸道感染、齲齒、牙周病和口腔念珠菌病中的作用。
急性呼吸道感染
影響兒童呼吸道特定部位的大部分炎症性疾病都是由急性感染引起的，比如鼻炎、鼻竇炎、扁桃體炎、咽炎、咽扁桃體炎、喉炎、中耳炎、肺炎等。兒童平均每年可能發生6-8次急性上呼吸道感染。下呼吸道感染，比如肺炎的發生頻率要低於上呼吸道感染，但是通常比上呼吸道感染更嚴重。急性上呼吸道感染代表了一個巨大的社會經濟負擔。大多數呼吸道感染具有高度傳染性，當出現高毒性毒株時，可能在人群中暴發，特別是在兒童人群中。
急性呼吸道感染通常是由病毒或細菌引起的。在兒童中，大部分急性上呼吸道感染是由病毒引起的。引起呼吸道感染的病毒有200多種，包括腺病毒、博卡病毒、冠狀病毒、流感病毒、偏肺病毒、副流感病毒、呼吸道合胞體病毒和鼻病毒等。此外，許多細菌病原體也與呼吸道感染有關，比如肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌、卡他莫拉菌、流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟氏菌、金黃色葡萄球菌等。
菌群的影響
呼吸道菌群
呼吸道不同部位的共生菌群是抵禦呼吸道病原體感染、過度生長和入侵的第一道防線。因此，它們有可能影響對呼吸道感染的易感性。在兒童呼吸道發現的主要共生細菌屬於棒狀桿菌屬、狡詐球菌屬、黃桿菌屬、梭桿菌屬、嗜血桿菌屬、莫拉氏菌屬、奈瑟氏球菌屬、丙酸桿菌屬、普雷沃氏菌屬、葡萄球菌屬、鏈球菌屬、韋榮球菌屬等。除了呼吸道不同部位的菌群組成存在差異以外，菌群組成也存在較大的個體間差異和季節變化。呼吸道菌群中某些特定細菌成員的存在與呼吸道健康和疾病有關。例如，研究發現母乳餵養對上呼吸道感染的保護作用可能與鼻咽部狡詐球菌和棒狀桿菌的存在和數量的增加有關。此外，生命早期呼吸道菌群的組成決定了細菌的演替模式並可能影響到生命後期的呼吸道健康。
病原菌的來源
各種細菌性病原體和呼吸道病毒的詳細緻病機制非常不同，這可從其主要的細菌定植或病毒複製位點和相關的免疫反應機制看出來。雖然一些病原體僅侷限於呼吸道內的特定位置，但是大多數呼吸道病原體通常與整個呼吸道的急性感染有關。除了病原體與宿主的直接相互作用以外，最近的研究發現呼吸道菌群在急性呼吸道感染的病因學中發揮著重要作用。此外，鼻和鼻咽部的菌群也會影響病毒性感染的進程。例如，特定細菌成員可能影響宿主對特定病毒的反應。如前所述，許多引起兒童呼吸道感染的細菌性病原體實際上是呼吸道的常見定植菌。例如，肺炎鏈球菌被認為是兒童細菌性肺炎最常見的原因，經常可以從健康個體的鼻咽拭子中發現。人類鼻咽部被認為是許多其它與急性呼吸道感染相關的細菌性病原體的聚集地。
呼吸道菌群的致病性變化
呼吸道菌群組成的變化、病毒感染或宿主免疫因子的變化，可能影響無症狀的鼻咽部細菌定植向呼吸道疾病的過渡。例如，細菌感染髮生在病毒感染之前或與病毒感染同時發生的情況並不少見。此外，在嬰兒期，病毒性上呼吸道感染時，鼻咽部菌群是感染向下呼吸道傳播的重要風險決定因素。健康情況下，在下呼吸道發現的微生物很可能是通過唾液等從口腔不斷流動到喉嚨然後定植的，因為研究發現，健康的肺中的菌群與口腔菌群重疊較多，而與鼻或鼻咽部的菌群重疊較少。然而，據推測，在疾病期間，比如病毒性上呼吸道感染、過敏或鼻竇感染，從鼻腔流出的液體增加，將更多的微生物從鼻咽部運送到喉嚨，包括鼻咽部病原體。這使得患者發生下呼吸道感染的風險升高。呼吸道病毒、細菌性病原體和呼吸道菌群的非致病性成員之間存在複雜的相互作用，既有協同作用，也有競爭作用，這也進一步支持呼吸道感染可能與多種微生物有關的觀點。此外，在肺炎和中耳炎等疾病期間，黏膜表面可以檢測到含有病原體的生物膜，提示生物膜的形成在疾病過程中具有一定的作用。總的來說，病原體的致病性可以通過細菌群落的變化而增強或減弱。
宿主和免疫系統的作用
對於某些炎症性呼吸道疾病，比如鼻竇炎和中耳炎，到底是由感染引起的，還是由無菌性炎症引起的，一直存疑。長期以來，鼻竇和中耳等部位通常被認為是無菌的。如果無法有效清除這些部位的黏液分泌物，分泌物可能積聚並引起面部疼痛或聽力喪失等不適。無法有效的清除可能是由於進入通道的物理阻塞（例如息肉）或黏膜腫脹造成的。這種黏膜腫脹可能是這些部位的黏膜組織應對其它地方的急性感染而作出的炎症反應，或者是過敏性鼻炎等其它疾病的結果。由於黏液富含營養，這些部位對於某些微生物來說是非常有吸引力的。在健康個體中，纖毛上皮阻止了微生物的進入。然而，當黏膜纖毛系統受損（例如被呼吸道病毒感染時），這一抵禦細菌入侵的主要機械防禦機制就會被破壞。通常情況下，微生物進入這些部位可能快速生長並引起感染。這些部位分離出的最常見的細菌包括肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、卡他莫拉菌，化膿性鏈球菌、金黃色葡萄球菌或其它厭氧菌，比如普雷沃氏菌、卟啉單胞菌、梭桿菌和消化鏈球菌。複發性感染是由於鼻腔和鼻咽部的生物膜內病原體的不斷脫落導致的，這些病原體能夠到達鼻竇和中耳等細菌較難到達的部位並引起感染。
兒童特有的其它因素
一般來說，兒童是急性呼吸道感染的高風險人群。嬰幼兒不成熟的免疫系統使得他們特別容易發生呼吸道感染。例如，特別嚴重的“鏈球菌性咽喉炎”常見於嬰幼兒，因為他們還沒有對化膿性鏈球菌產生任何保護性免疫。隨著年齡的增長，人們對許多不同血清型的鏈球菌產生了適應性免疫反應（包括抗體的累積），感染變得不那麼頻繁。然而，必須指出的是，化膿性鏈球菌通常廣泛分佈於人類中，包括兒童，但通常是無症狀的攜帶者。儘管如此，與成年人相比，兒童上呼吸道中這些潛在病原體的定植率更高，這也使他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，兒童鼻咽部肺炎鏈球菌的攜帶率要高於成人，兒童為20-50%，而成人為5-20%。此外，兒童解剖結構的不成熟，也使得他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，嬰兒和兒童的咽鼓管（斜行在耳朵與咽部之間的管道）比成人短，成人的咽鼓管會在耳朵內股室腔之間呈現一個斜向下45度的夾角，但嬰幼兒的咽鼓管幾乎接近水平位，這使得微生物更容易通過咽鼓管趁虛而入，進入中耳並引起感染。
齲齒
與急性呼吸道感染相比，齲齒更容易被理解為一種多微生物的疾病，菌斑生物膜中多種細菌相互作用導致牙齒硬組織的破壞。根據第四次全國口腔健康流行病學調查顯示，我國5歲兒童乳牙齲患率為70.9%，12歲兒童齲患率為34.5%。兒童齲齒常常發生在磨牙和雙尖牙的頜面小窩、裂溝以及相鄰牙齒的接觸面。
菌群的作用
齲齒的病因學被公認為是多因素的，與正常功能的口腔菌群及相關生物膜的失調有關。最近的一項研究報告指出，與嚴重蛀牙的兒童相比，口腔健康的兒童的微生物多樣性水平更高。
不良的飲食和口腔衛生往往與齲齒有關。致齲微生物最初在生命早期以低數量定植，隨後在有利條件下可能大量繁殖並引起齲齒。例如，碳水化合物的攝入量增加與齲齒髮生之間有很強的關聯。碳水化合物發酵過程中產生的酸可以破壞牙釉質和牙本質，最終導致齲齒。其它事件，如pH值的變化、唾液成分和流速的變化、其它選擇性營養物質的攝入，也會造成選擇性壓力，使微生物群向致齲性微生物轉變。
微生物測序技術在齲齒兒童中發現了韋榮球菌屬、隱祕小桿菌屬、巨球形菌屬、歐爾森氏菌屬、黃桿菌屬、奈瑟氏球菌、伯傑氏菌屬、鏈球菌屬、放線菌屬和陌生菌屬細菌，它們似乎在齲病發生中發揮重要作用。與普遍觀點相反，變異鏈球菌並不是齲齒預測中唯一涉及的物種，高丰度的韋榮球菌也是兒童齲齒的一個很好的預測因子。變異鏈球菌是產酸的細菌，而韋榮球菌是一種能夠代謝酸的細菌，表明齲齒髮生中產酸細菌和代謝酸的細菌之間的代謝依賴關係。
牙周病
牙齦炎和牙周炎是兒童常見的牙周病。牙齦炎的字面意思是“牙齦發炎”，本質上是邊緣牙齦的炎症反應。牙周炎包括牙齒周圍或支持牙齒的組織（牙齦、牙骨質、牙周韌帶和牙槽骨）的感染或破壞。牙周炎是破壞性的，通常是不可逆的，導致牙齒鬆動和移位甚至脫落。兒童牙周炎的發生通常與口腔衛生不良有關。雖然世界各地兒童牙周炎的患病率很高，但是兒童最初的損害是可以通過良好的臨床管理得到逆轉的。
菌群對發病的貢獻
牙周病的主要病因是牙周組織中微生物菌斑的形成和發展。牙菌斑是微生物在牙齒表面以及牙齒與牙齒之間組成的生物膜，它們通過啟動和傳播宿主組織炎症反應，間接誘導大多數牙周組織損傷。炎症細胞浸潤包括多形核白細胞、巨噬細胞、淋巴細胞、漿細胞，它與急性和慢性細胞反應有關，包括膠原蛋白的大量丟失。牙周病的預防和治療可以通過機械和/或化學抗菌治療來實現，這一事實有力地支持了微生物在牙周病病因學中的重要作用。
兒童時期存在著一些解剖結構上的差異，比如牙齦間間隙大，這有利於微生物菌斑的沉積和生物膜的形成。有研究表明，當齦下菌斑中革蘭氏陰性菌和厭氧菌數量增加時，就會發生牙周病。主要的定植菌與其它細菌共凝集的能力尤其獨特，在早期和晚期定植菌之間充當橋樑的作用，促進生物膜的形成和成熟。一些主要的定植菌，比如具核梭桿菌具有粘附到哺乳動物細胞的能力，如成纖維細胞和上皮細胞。
雖然兒童患牙周病的風險和誘發因素各不相同，也沒有很好的定義，但是導致兒童齲齒最重要的局部因素之一仍然是不良的口腔衛生習慣。當菌斑和食物殘渣在口腔衛生不佳的情況下積聚時，微生物也會積聚起來，引發炎症過程。許多證據表明，牙齦炎先於牙周炎的發生；然而，並非所有的牙齦炎病例都會發展成牙周炎。因為牙齦菌斑的積聚並不足以導致牙周炎的發生。研究還發現了一些與牙周炎有關的細菌，但是與牙齦炎無關，包括普雷沃氏菌屬、密螺旋體屬和月形單胞菌屬。
炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
口腔和呼吸道微生物群落通過競爭黏附位點、分泌抗菌物質和爭奪營養物質等活性，直接對抗病原體，從而幫助宿主抵禦不必要的微生物入侵。這些微生物群落也可以通過調節黏膜細胞的成熟、屏障完整性和免疫調節間接影響人類健康。
微生物定植開始於出生以前、出生期間和出生之後，在兒童期間不同的口腔和呼吸道生態位會形成不同的微生物群落。這些部位的微生物生態系統受多種因素的影響，比如分娩方式、餵養方式、宿主遺傳學和年齡等。外部環境，比如社會地位、抗生素使用、疫苗接種狀況、季節、父母吸菸、特定的社會接觸模式（如日託、兄弟姐妹人數等）也對微生物群落有很強的影響。口腔和呼吸道生態位環境，比如溫度、pH值、氧化還原電勢、大氣條件、鹽度、上皮細胞類型等，也會影響每個部位的菌群組成和活性。此外，通過接觸空氣和食物，新的微生物不斷地進入呼吸道和口腔。有些部位是多氧環境，比如舌頭和頰面；而另一些部位為菌群提供厭氧條件，比如牙齦下斑塊。此外，唾液流速和流量在口腔不同部位是不同，唾液流也決定了蔗糖和酸等分子從口腔中的清除速度，因此唾液流動會形成口腔細菌多樣性的空間梯度，也是影響口腔菌群的另一個因素。新一代測序技術的進步，更是證明了呼吸道和口腔不同生態位的菌群組成的巨大差異。例如，在肺部也發現了一個正常的功能菌群，這與傳統觀點認為的健康下呼吸道無菌的觀點形成了強烈的對比。
值得注意的是，人體中的微生物是附著在黏膜或其它表面的功能獨特的微生物群落，並受到多糖、蛋白質和核酸聚合而成的基質的保護。換句話說，微生物幾乎從來不以浮游生物的形式存在於體內，而是以生物膜的形式存在。生物膜結構對感染的發病機制、症狀和治療的直接影響不容低估。此外，由於細胞外環境的變化導致細菌進入宿主細胞形成細胞內細菌群落，能夠使細菌在宿主內迅速繁殖並有助於細菌的持久性。
感染性疾病的經典觀點認為，感染是由單一病原體引起的，比如細菌、病毒或真菌，而炎症是其臨床表現之一。然而，這個“單一病原體”的觀念已經不再適用於呼吸道和口腔的許多炎症和感染，因為反對這一觀點的證據越來越強，臨床和病理表現與多種微生物的存在有關。此外，越來越多的研究也發現，我們通常被歸類為細菌性病原體的許多微生物實際上是呼吸道和口腔生態系統的正常定植者，只有當它們的生活環境受到干擾時才會變得具有毒性。雖然定植是大多數感染的先決條件，但僅憑定植本身是不夠的，而許多病原菌的定植通常是無症狀的。
如果病原菌是正常定植菌，那麼當微生物群落受到干擾，比如由於代謝、遺傳、生理或生態損傷而導致菌群失調，其組成或功能的變化可能變得有利於這些病原菌的過度生長並佔據優勢。根據宿主的狀態，感染可能變得不可避免。越來越明顯的是，大多數疾病實際上都是由於正常功能的菌群失調造成的。今天將討論影響兒童的常見呼吸道或口腔疾病以及這些部位的菌群在其發病中的作用，特別是菌群失調在急性呼吸道感染、齲齒、牙周病和口腔念珠菌病中的作用。
急性呼吸道感染
影響兒童呼吸道特定部位的大部分炎症性疾病都是由急性感染引起的，比如鼻炎、鼻竇炎、扁桃體炎、咽炎、咽扁桃體炎、喉炎、中耳炎、肺炎等。兒童平均每年可能發生6-8次急性上呼吸道感染。下呼吸道感染，比如肺炎的發生頻率要低於上呼吸道感染，但是通常比上呼吸道感染更嚴重。急性上呼吸道感染代表了一個巨大的社會經濟負擔。大多數呼吸道感染具有高度傳染性，當出現高毒性毒株時，可能在人群中暴發，特別是在兒童人群中。
急性呼吸道感染通常是由病毒或細菌引起的。在兒童中，大部分急性上呼吸道感染是由病毒引起的。引起呼吸道感染的病毒有200多種，包括腺病毒、博卡病毒、冠狀病毒、流感病毒、偏肺病毒、副流感病毒、呼吸道合胞體病毒和鼻病毒等。此外，許多細菌病原體也與呼吸道感染有關，比如肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌、卡他莫拉菌、流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟氏菌、金黃色葡萄球菌等。
菌群的影響
呼吸道菌群
呼吸道不同部位的共生菌群是抵禦呼吸道病原體感染、過度生長和入侵的第一道防線。因此，它們有可能影響對呼吸道感染的易感性。在兒童呼吸道發現的主要共生細菌屬於棒狀桿菌屬、狡詐球菌屬、黃桿菌屬、梭桿菌屬、嗜血桿菌屬、莫拉氏菌屬、奈瑟氏球菌屬、丙酸桿菌屬、普雷沃氏菌屬、葡萄球菌屬、鏈球菌屬、韋榮球菌屬等。除了呼吸道不同部位的菌群組成存在差異以外，菌群組成也存在較大的個體間差異和季節變化。呼吸道菌群中某些特定細菌成員的存在與呼吸道健康和疾病有關。例如，研究發現母乳餵養對上呼吸道感染的保護作用可能與鼻咽部狡詐球菌和棒狀桿菌的存在和數量的增加有關。此外，生命早期呼吸道菌群的組成決定了細菌的演替模式並可能影響到生命後期的呼吸道健康。
病原菌的來源
各種細菌性病原體和呼吸道病毒的詳細緻病機制非常不同，這可從其主要的細菌定植或病毒複製位點和相關的免疫反應機制看出來。雖然一些病原體僅侷限於呼吸道內的特定位置，但是大多數呼吸道病原體通常與整個呼吸道的急性感染有關。除了病原體與宿主的直接相互作用以外，最近的研究發現呼吸道菌群在急性呼吸道感染的病因學中發揮著重要作用。此外，鼻和鼻咽部的菌群也會影響病毒性感染的進程。例如，特定細菌成員可能影響宿主對特定病毒的反應。如前所述，許多引起兒童呼吸道感染的細菌性病原體實際上是呼吸道的常見定植菌。例如，肺炎鏈球菌被認為是兒童細菌性肺炎最常見的原因，經常可以從健康個體的鼻咽拭子中發現。人類鼻咽部被認為是許多其它與急性呼吸道感染相關的細菌性病原體的聚集地。
呼吸道菌群的致病性變化
呼吸道菌群組成的變化、病毒感染或宿主免疫因子的變化，可能影響無症狀的鼻咽部細菌定植向呼吸道疾病的過渡。例如，細菌感染髮生在病毒感染之前或與病毒感染同時發生的情況並不少見。此外，在嬰兒期，病毒性上呼吸道感染時，鼻咽部菌群是感染向下呼吸道傳播的重要風險決定因素。健康情況下，在下呼吸道發現的微生物很可能是通過唾液等從口腔不斷流動到喉嚨然後定植的，因為研究發現，健康的肺中的菌群與口腔菌群重疊較多，而與鼻或鼻咽部的菌群重疊較少。然而，據推測，在疾病期間，比如病毒性上呼吸道感染、過敏或鼻竇感染，從鼻腔流出的液體增加，將更多的微生物從鼻咽部運送到喉嚨，包括鼻咽部病原體。這使得患者發生下呼吸道感染的風險升高。呼吸道病毒、細菌性病原體和呼吸道菌群的非致病性成員之間存在複雜的相互作用，既有協同作用，也有競爭作用，這也進一步支持呼吸道感染可能與多種微生物有關的觀點。此外，在肺炎和中耳炎等疾病期間，黏膜表面可以檢測到含有病原體的生物膜，提示生物膜的形成在疾病過程中具有一定的作用。總的來說，病原體的致病性可以通過細菌群落的變化而增強或減弱。
宿主和免疫系統的作用
對於某些炎症性呼吸道疾病，比如鼻竇炎和中耳炎，到底是由感染引起的，還是由無菌性炎症引起的，一直存疑。長期以來，鼻竇和中耳等部位通常被認為是無菌的。如果無法有效清除這些部位的黏液分泌物，分泌物可能積聚並引起面部疼痛或聽力喪失等不適。無法有效的清除可能是由於進入通道的物理阻塞（例如息肉）或黏膜腫脹造成的。這種黏膜腫脹可能是這些部位的黏膜組織應對其它地方的急性感染而作出的炎症反應，或者是過敏性鼻炎等其它疾病的結果。由於黏液富含營養，這些部位對於某些微生物來說是非常有吸引力的。在健康個體中，纖毛上皮阻止了微生物的進入。然而，當黏膜纖毛系統受損（例如被呼吸道病毒感染時），這一抵禦細菌入侵的主要機械防禦機制就會被破壞。通常情況下，微生物進入這些部位可能快速生長並引起感染。這些部位分離出的最常見的細菌包括肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、卡他莫拉菌，化膿性鏈球菌、金黃色葡萄球菌或其它厭氧菌，比如普雷沃氏菌、卟啉單胞菌、梭桿菌和消化鏈球菌。複發性感染是由於鼻腔和鼻咽部的生物膜內病原體的不斷脫落導致的，這些病原體能夠到達鼻竇和中耳等細菌較難到達的部位並引起感染。
兒童特有的其它因素
一般來說，兒童是急性呼吸道感染的高風險人群。嬰幼兒不成熟的免疫系統使得他們特別容易發生呼吸道感染。例如，特別嚴重的“鏈球菌性咽喉炎”常見於嬰幼兒，因為他們還沒有對化膿性鏈球菌產生任何保護性免疫。隨著年齡的增長，人們對許多不同血清型的鏈球菌產生了適應性免疫反應（包括抗體的累積），感染變得不那麼頻繁。然而，必須指出的是，化膿性鏈球菌通常廣泛分佈於人類中，包括兒童，但通常是無症狀的攜帶者。儘管如此，與成年人相比，兒童上呼吸道中這些潛在病原體的定植率更高，這也使他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，兒童鼻咽部肺炎鏈球菌的攜帶率要高於成人，兒童為20-50%，而成人為5-20%。此外，兒童解剖結構的不成熟，也使得他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，嬰兒和兒童的咽鼓管（斜行在耳朵與咽部之間的管道）比成人短，成人的咽鼓管會在耳朵內股室腔之間呈現一個斜向下45度的夾角，但嬰幼兒的咽鼓管幾乎接近水平位，這使得微生物更容易通過咽鼓管趁虛而入，進入中耳並引起感染。
齲齒
與急性呼吸道感染相比，齲齒更容易被理解為一種多微生物的疾病，菌斑生物膜中多種細菌相互作用導致牙齒硬組織的破壞。根據第四次全國口腔健康流行病學調查顯示，我國5歲兒童乳牙齲患率為70.9%，12歲兒童齲患率為34.5%。兒童齲齒常常發生在磨牙和雙尖牙的頜面小窩、裂溝以及相鄰牙齒的接觸面。
菌群的作用
齲齒的病因學被公認為是多因素的，與正常功能的口腔菌群及相關生物膜的失調有關。最近的一項研究報告指出，與嚴重蛀牙的兒童相比，口腔健康的兒童的微生物多樣性水平更高。
不良的飲食和口腔衛生往往與齲齒有關。致齲微生物最初在生命早期以低數量定植，隨後在有利條件下可能大量繁殖並引起齲齒。例如，碳水化合物的攝入量增加與齲齒髮生之間有很強的關聯。碳水化合物發酵過程中產生的酸可以破壞牙釉質和牙本質，最終導致齲齒。其它事件，如pH值的變化、唾液成分和流速的變化、其它選擇性營養物質的攝入，也會造成選擇性壓力，使微生物群向致齲性微生物轉變。
微生物測序技術在齲齒兒童中發現了韋榮球菌屬、隱祕小桿菌屬、巨球形菌屬、歐爾森氏菌屬、黃桿菌屬、奈瑟氏球菌、伯傑氏菌屬、鏈球菌屬、放線菌屬和陌生菌屬細菌，它們似乎在齲病發生中發揮重要作用。與普遍觀點相反，變異鏈球菌並不是齲齒預測中唯一涉及的物種，高丰度的韋榮球菌也是兒童齲齒的一個很好的預測因子。變異鏈球菌是產酸的細菌，而韋榮球菌是一種能夠代謝酸的細菌，表明齲齒髮生中產酸細菌和代謝酸的細菌之間的代謝依賴關係。
牙周病
牙齦炎和牙周炎是兒童常見的牙周病。牙齦炎的字面意思是“牙齦發炎”，本質上是邊緣牙齦的炎症反應。牙周炎包括牙齒周圍或支持牙齒的組織（牙齦、牙骨質、牙周韌帶和牙槽骨）的感染或破壞。牙周炎是破壞性的，通常是不可逆的，導致牙齒鬆動和移位甚至脫落。兒童牙周炎的發生通常與口腔衛生不良有關。雖然世界各地兒童牙周炎的患病率很高，但是兒童最初的損害是可以通過良好的臨床管理得到逆轉的。
菌群對發病的貢獻
牙周病的主要病因是牙周組織中微生物菌斑的形成和發展。牙菌斑是微生物在牙齒表面以及牙齒與牙齒之間組成的生物膜，它們通過啟動和傳播宿主組織炎症反應，間接誘導大多數牙周組織損傷。炎症細胞浸潤包括多形核白細胞、巨噬細胞、淋巴細胞、漿細胞，它與急性和慢性細胞反應有關，包括膠原蛋白的大量丟失。牙周病的預防和治療可以通過機械和/或化學抗菌治療來實現，這一事實有力地支持了微生物在牙周病病因學中的重要作用。
兒童時期存在著一些解剖結構上的差異，比如牙齦間間隙大，這有利於微生物菌斑的沉積和生物膜的形成。有研究表明，當齦下菌斑中革蘭氏陰性菌和厭氧菌數量增加時，就會發生牙周病。主要的定植菌與其它細菌共凝集的能力尤其獨特，在早期和晚期定植菌之間充當橋樑的作用，促進生物膜的形成和成熟。一些主要的定植菌，比如具核梭桿菌具有粘附到哺乳動物細胞的能力，如成纖維細胞和上皮細胞。
雖然兒童患牙周病的風險和誘發因素各不相同，也沒有很好的定義，但是導致兒童齲齒最重要的局部因素之一仍然是不良的口腔衛生習慣。當菌斑和食物殘渣在口腔衛生不佳的情況下積聚時，微生物也會積聚起來，引發炎症過程。許多證據表明，牙齦炎先於牙周炎的發生；然而，並非所有的牙齦炎病例都會發展成牙周炎。因為牙齦菌斑的積聚並不足以導致牙周炎的發生。研究還發現了一些與牙周炎有關的細菌，但是與牙齦炎無關，包括普雷沃氏菌屬、密螺旋體屬和月形單胞菌屬。
口腔念珠菌病（鵝口瘡）
在呼吸道和口腔中，除了細菌以外，真菌也很重要，但卻經常被忽視。在口腔中，它們也參與口腔生物膜的結構和功能。念珠菌是一種機會致病性真菌，在大多數健康口腔中大量存在。口腔念珠菌病或鵝口瘡是一種口腔真菌感染，白色念珠菌一般佔50%左右，其它念珠菌的報道也越來越多。
菌群對發病的貢獻
口腔真菌菌群的研究目前還相對缺乏，因此很難對這些真菌有機體的作用得出結論。然而，隨著口腔環境向有利於念珠菌生長和毒性的狀態改變，念珠菌可能從無害的共生狀態轉變為致病狀態。這些誘發因素通常與宿主免疫防禦的減弱有關，例如醫療或牙科設備的使用、唾液流量減少、可發酵碳水化合物的攝入量高、內分泌失調、免疫抑制、抗生素使用或營養不良等。其它因素可能取決於年齡、免疫成熟、飲食和環境變化等。
炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
口腔和呼吸道微生物群落通過競爭黏附位點、分泌抗菌物質和爭奪營養物質等活性，直接對抗病原體，從而幫助宿主抵禦不必要的微生物入侵。這些微生物群落也可以通過調節黏膜細胞的成熟、屏障完整性和免疫調節間接影響人類健康。
微生物定植開始於出生以前、出生期間和出生之後，在兒童期間不同的口腔和呼吸道生態位會形成不同的微生物群落。這些部位的微生物生態系統受多種因素的影響，比如分娩方式、餵養方式、宿主遺傳學和年齡等。外部環境，比如社會地位、抗生素使用、疫苗接種狀況、季節、父母吸菸、特定的社會接觸模式（如日託、兄弟姐妹人數等）也對微生物群落有很強的影響。口腔和呼吸道生態位環境，比如溫度、pH值、氧化還原電勢、大氣條件、鹽度、上皮細胞類型等，也會影響每個部位的菌群組成和活性。此外，通過接觸空氣和食物，新的微生物不斷地進入呼吸道和口腔。有些部位是多氧環境，比如舌頭和頰面；而另一些部位為菌群提供厭氧條件，比如牙齦下斑塊。此外，唾液流速和流量在口腔不同部位是不同，唾液流也決定了蔗糖和酸等分子從口腔中的清除速度，因此唾液流動會形成口腔細菌多樣性的空間梯度，也是影響口腔菌群的另一個因素。新一代測序技術的進步，更是證明了呼吸道和口腔不同生態位的菌群組成的巨大差異。例如，在肺部也發現了一個正常的功能菌群，這與傳統觀點認為的健康下呼吸道無菌的觀點形成了強烈的對比。
值得注意的是，人體中的微生物是附著在黏膜或其它表面的功能獨特的微生物群落，並受到多糖、蛋白質和核酸聚合而成的基質的保護。換句話說，微生物幾乎從來不以浮游生物的形式存在於體內，而是以生物膜的形式存在。生物膜結構對感染的發病機制、症狀和治療的直接影響不容低估。此外，由於細胞外環境的變化導致細菌進入宿主細胞形成細胞內細菌群落，能夠使細菌在宿主內迅速繁殖並有助於細菌的持久性。
感染性疾病的經典觀點認為，感染是由單一病原體引起的，比如細菌、病毒或真菌，而炎症是其臨床表現之一。然而，這個“單一病原體”的觀念已經不再適用於呼吸道和口腔的許多炎症和感染，因為反對這一觀點的證據越來越強，臨床和病理表現與多種微生物的存在有關。此外，越來越多的研究也發現，我們通常被歸類為細菌性病原體的許多微生物實際上是呼吸道和口腔生態系統的正常定植者，只有當它們的生活環境受到干擾時才會變得具有毒性。雖然定植是大多數感染的先決條件，但僅憑定植本身是不夠的，而許多病原菌的定植通常是無症狀的。
如果病原菌是正常定植菌，那麼當微生物群落受到干擾，比如由於代謝、遺傳、生理或生態損傷而導致菌群失調，其組成或功能的變化可能變得有利於這些病原菌的過度生長並佔據優勢。根據宿主的狀態，感染可能變得不可避免。越來越明顯的是，大多數疾病實際上都是由於正常功能的菌群失調造成的。今天將討論影響兒童的常見呼吸道或口腔疾病以及這些部位的菌群在其發病中的作用，特別是菌群失調在急性呼吸道感染、齲齒、牙周病和口腔念珠菌病中的作用。
急性呼吸道感染
影響兒童呼吸道特定部位的大部分炎症性疾病都是由急性感染引起的，比如鼻炎、鼻竇炎、扁桃體炎、咽炎、咽扁桃體炎、喉炎、中耳炎、肺炎等。兒童平均每年可能發生6-8次急性上呼吸道感染。下呼吸道感染，比如肺炎的發生頻率要低於上呼吸道感染，但是通常比上呼吸道感染更嚴重。急性上呼吸道感染代表了一個巨大的社會經濟負擔。大多數呼吸道感染具有高度傳染性，當出現高毒性毒株時，可能在人群中暴發，特別是在兒童人群中。
急性呼吸道感染通常是由病毒或細菌引起的。在兒童中，大部分急性上呼吸道感染是由病毒引起的。引起呼吸道感染的病毒有200多種，包括腺病毒、博卡病毒、冠狀病毒、流感病毒、偏肺病毒、副流感病毒、呼吸道合胞體病毒和鼻病毒等。此外，許多細菌病原體也與呼吸道感染有關，比如肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌、卡他莫拉菌、流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟氏菌、金黃色葡萄球菌等。
菌群的影響
呼吸道菌群
呼吸道不同部位的共生菌群是抵禦呼吸道病原體感染、過度生長和入侵的第一道防線。因此，它們有可能影響對呼吸道感染的易感性。在兒童呼吸道發現的主要共生細菌屬於棒狀桿菌屬、狡詐球菌屬、黃桿菌屬、梭桿菌屬、嗜血桿菌屬、莫拉氏菌屬、奈瑟氏球菌屬、丙酸桿菌屬、普雷沃氏菌屬、葡萄球菌屬、鏈球菌屬、韋榮球菌屬等。除了呼吸道不同部位的菌群組成存在差異以外，菌群組成也存在較大的個體間差異和季節變化。呼吸道菌群中某些特定細菌成員的存在與呼吸道健康和疾病有關。例如，研究發現母乳餵養對上呼吸道感染的保護作用可能與鼻咽部狡詐球菌和棒狀桿菌的存在和數量的增加有關。此外，生命早期呼吸道菌群的組成決定了細菌的演替模式並可能影響到生命後期的呼吸道健康。
病原菌的來源
各種細菌性病原體和呼吸道病毒的詳細緻病機制非常不同，這可從其主要的細菌定植或病毒複製位點和相關的免疫反應機制看出來。雖然一些病原體僅侷限於呼吸道內的特定位置，但是大多數呼吸道病原體通常與整個呼吸道的急性感染有關。除了病原體與宿主的直接相互作用以外，最近的研究發現呼吸道菌群在急性呼吸道感染的病因學中發揮著重要作用。此外，鼻和鼻咽部的菌群也會影響病毒性感染的進程。例如，特定細菌成員可能影響宿主對特定病毒的反應。如前所述，許多引起兒童呼吸道感染的細菌性病原體實際上是呼吸道的常見定植菌。例如，肺炎鏈球菌被認為是兒童細菌性肺炎最常見的原因，經常可以從健康個體的鼻咽拭子中發現。人類鼻咽部被認為是許多其它與急性呼吸道感染相關的細菌性病原體的聚集地。
呼吸道菌群的致病性變化
呼吸道菌群組成的變化、病毒感染或宿主免疫因子的變化，可能影響無症狀的鼻咽部細菌定植向呼吸道疾病的過渡。例如，細菌感染髮生在病毒感染之前或與病毒感染同時發生的情況並不少見。此外，在嬰兒期，病毒性上呼吸道感染時，鼻咽部菌群是感染向下呼吸道傳播的重要風險決定因素。健康情況下，在下呼吸道發現的微生物很可能是通過唾液等從口腔不斷流動到喉嚨然後定植的，因為研究發現，健康的肺中的菌群與口腔菌群重疊較多，而與鼻或鼻咽部的菌群重疊較少。然而，據推測，在疾病期間，比如病毒性上呼吸道感染、過敏或鼻竇感染，從鼻腔流出的液體增加，將更多的微生物從鼻咽部運送到喉嚨，包括鼻咽部病原體。這使得患者發生下呼吸道感染的風險升高。呼吸道病毒、細菌性病原體和呼吸道菌群的非致病性成員之間存在複雜的相互作用，既有協同作用，也有競爭作用，這也進一步支持呼吸道感染可能與多種微生物有關的觀點。此外，在肺炎和中耳炎等疾病期間，黏膜表面可以檢測到含有病原體的生物膜，提示生物膜的形成在疾病過程中具有一定的作用。總的來說，病原體的致病性可以通過細菌群落的變化而增強或減弱。
宿主和免疫系統的作用
對於某些炎症性呼吸道疾病，比如鼻竇炎和中耳炎，到底是由感染引起的，還是由無菌性炎症引起的，一直存疑。長期以來，鼻竇和中耳等部位通常被認為是無菌的。如果無法有效清除這些部位的黏液分泌物，分泌物可能積聚並引起面部疼痛或聽力喪失等不適。無法有效的清除可能是由於進入通道的物理阻塞（例如息肉）或黏膜腫脹造成的。這種黏膜腫脹可能是這些部位的黏膜組織應對其它地方的急性感染而作出的炎症反應，或者是過敏性鼻炎等其它疾病的結果。由於黏液富含營養，這些部位對於某些微生物來說是非常有吸引力的。在健康個體中，纖毛上皮阻止了微生物的進入。然而，當黏膜纖毛系統受損（例如被呼吸道病毒感染時），這一抵禦細菌入侵的主要機械防禦機制就會被破壞。通常情況下，微生物進入這些部位可能快速生長並引起感染。這些部位分離出的最常見的細菌包括肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、卡他莫拉菌，化膿性鏈球菌、金黃色葡萄球菌或其它厭氧菌，比如普雷沃氏菌、卟啉單胞菌、梭桿菌和消化鏈球菌。複發性感染是由於鼻腔和鼻咽部的生物膜內病原體的不斷脫落導致的，這些病原體能夠到達鼻竇和中耳等細菌較難到達的部位並引起感染。
兒童特有的其它因素
一般來說，兒童是急性呼吸道感染的高風險人群。嬰幼兒不成熟的免疫系統使得他們特別容易發生呼吸道感染。例如，特別嚴重的“鏈球菌性咽喉炎”常見於嬰幼兒，因為他們還沒有對化膿性鏈球菌產生任何保護性免疫。隨著年齡的增長，人們對許多不同血清型的鏈球菌產生了適應性免疫反應（包括抗體的累積），感染變得不那麼頻繁。然而，必須指出的是，化膿性鏈球菌通常廣泛分佈於人類中，包括兒童，但通常是無症狀的攜帶者。儘管如此，與成年人相比，兒童上呼吸道中這些潛在病原體的定植率更高，這也使他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，兒童鼻咽部肺炎鏈球菌的攜帶率要高於成人，兒童為20-50%，而成人為5-20%。此外，兒童解剖結構的不成熟，也使得他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，嬰兒和兒童的咽鼓管（斜行在耳朵與咽部之間的管道）比成人短，成人的咽鼓管會在耳朵內股室腔之間呈現一個斜向下45度的夾角，但嬰幼兒的咽鼓管幾乎接近水平位，這使得微生物更容易通過咽鼓管趁虛而入，進入中耳並引起感染。
齲齒
與急性呼吸道感染相比，齲齒更容易被理解為一種多微生物的疾病，菌斑生物膜中多種細菌相互作用導致牙齒硬組織的破壞。根據第四次全國口腔健康流行病學調查顯示，我國5歲兒童乳牙齲患率為70.9%，12歲兒童齲患率為34.5%。兒童齲齒常常發生在磨牙和雙尖牙的頜面小窩、裂溝以及相鄰牙齒的接觸面。
菌群的作用
齲齒的病因學被公認為是多因素的，與正常功能的口腔菌群及相關生物膜的失調有關。最近的一項研究報告指出，與嚴重蛀牙的兒童相比，口腔健康的兒童的微生物多樣性水平更高。
不良的飲食和口腔衛生往往與齲齒有關。致齲微生物最初在生命早期以低數量定植，隨後在有利條件下可能大量繁殖並引起齲齒。例如，碳水化合物的攝入量增加與齲齒髮生之間有很強的關聯。碳水化合物發酵過程中產生的酸可以破壞牙釉質和牙本質，最終導致齲齒。其它事件，如pH值的變化、唾液成分和流速的變化、其它選擇性營養物質的攝入，也會造成選擇性壓力，使微生物群向致齲性微生物轉變。
微生物測序技術在齲齒兒童中發現了韋榮球菌屬、隱祕小桿菌屬、巨球形菌屬、歐爾森氏菌屬、黃桿菌屬、奈瑟氏球菌、伯傑氏菌屬、鏈球菌屬、放線菌屬和陌生菌屬細菌，它們似乎在齲病發生中發揮重要作用。與普遍觀點相反，變異鏈球菌並不是齲齒預測中唯一涉及的物種，高丰度的韋榮球菌也是兒童齲齒的一個很好的預測因子。變異鏈球菌是產酸的細菌，而韋榮球菌是一種能夠代謝酸的細菌，表明齲齒髮生中產酸細菌和代謝酸的細菌之間的代謝依賴關係。
牙周病
牙齦炎和牙周炎是兒童常見的牙周病。牙齦炎的字面意思是“牙齦發炎”，本質上是邊緣牙齦的炎症反應。牙周炎包括牙齒周圍或支持牙齒的組織（牙齦、牙骨質、牙周韌帶和牙槽骨）的感染或破壞。牙周炎是破壞性的，通常是不可逆的，導致牙齒鬆動和移位甚至脫落。兒童牙周炎的發生通常與口腔衛生不良有關。雖然世界各地兒童牙周炎的患病率很高，但是兒童最初的損害是可以通過良好的臨床管理得到逆轉的。
菌群對發病的貢獻
牙周病的主要病因是牙周組織中微生物菌斑的形成和發展。牙菌斑是微生物在牙齒表面以及牙齒與牙齒之間組成的生物膜，它們通過啟動和傳播宿主組織炎症反應，間接誘導大多數牙周組織損傷。炎症細胞浸潤包括多形核白細胞、巨噬細胞、淋巴細胞、漿細胞，它與急性和慢性細胞反應有關，包括膠原蛋白的大量丟失。牙周病的預防和治療可以通過機械和/或化學抗菌治療來實現，這一事實有力地支持了微生物在牙周病病因學中的重要作用。
兒童時期存在著一些解剖結構上的差異，比如牙齦間間隙大，這有利於微生物菌斑的沉積和生物膜的形成。有研究表明，當齦下菌斑中革蘭氏陰性菌和厭氧菌數量增加時，就會發生牙周病。主要的定植菌與其它細菌共凝集的能力尤其獨特，在早期和晚期定植菌之間充當橋樑的作用，促進生物膜的形成和成熟。一些主要的定植菌，比如具核梭桿菌具有粘附到哺乳動物細胞的能力，如成纖維細胞和上皮細胞。
雖然兒童患牙周病的風險和誘發因素各不相同，也沒有很好的定義，但是導致兒童齲齒最重要的局部因素之一仍然是不良的口腔衛生習慣。當菌斑和食物殘渣在口腔衛生不佳的情況下積聚時，微生物也會積聚起來，引發炎症過程。許多證據表明，牙齦炎先於牙周炎的發生；然而，並非所有的牙齦炎病例都會發展成牙周炎。因為牙齦菌斑的積聚並不足以導致牙周炎的發生。研究還發現了一些與牙周炎有關的細菌，但是與牙齦炎無關，包括普雷沃氏菌屬、密螺旋體屬和月形單胞菌屬。
口腔念珠菌病（鵝口瘡）
在呼吸道和口腔中，除了細菌以外，真菌也很重要，但卻經常被忽視。在口腔中，它們也參與口腔生物膜的結構和功能。念珠菌是一種機會致病性真菌，在大多數健康口腔中大量存在。口腔念珠菌病或鵝口瘡是一種口腔真菌感染，白色念珠菌一般佔50%左右，其它念珠菌的報道也越來越多。
菌群對發病的貢獻
口腔真菌菌群的研究目前還相對缺乏，因此很難對這些真菌有機體的作用得出結論。然而，隨著口腔環境向有利於念珠菌生長和毒性的狀態改變，念珠菌可能從無害的共生狀態轉變為致病狀態。這些誘發因素通常與宿主免疫防禦的減弱有關，例如醫療或牙科設備的使用、唾液流量減少、可發酵碳水化合物的攝入量高、內分泌失調、免疫抑制、抗生素使用或營養不良等。其它因素可能取決於年齡、免疫成熟、飲食和環境變化等。
念珠菌在口腔內的過度生長和占主導地位可導致上皮細胞脫落以及額外的微生物、角蛋白和其它蛋白質有時甚至是壞死的組織的積累。念珠菌的毒性與多種機制有關，包括通過各種細胞壁糖蛋白粘附在口腔表面、形成生物膜和在宿主組織內外定植、免疫細胞裂解、產生毒素或酶等。念珠菌是一種在不同環境下進化而茁壯成長的生物有機體，這些毒性因素與念珠菌從酵母形態到菌絲形態的轉換的獨特能力密切相關。多形態轉換具有重要的致病意義，因為酵母形態允許其通過體液（比如唾液、陰道分泌物和腸液）在黏膜表面快速轉運；與此相反，菌絲形態允許其在黏膜的特定區域快速附著、形成生物膜、清除營養物質並負責在黏膜表面誘導促炎症反應。
在健康個體中也能發現念珠菌的多種形態，甚至有證據表明念珠菌與細菌共存，在口腔健康中發揮作用。念珠菌與細菌之間通過物理、化學和代謝相互作用相關聯。念珠菌是一種可以與口腔共生菌共凝集的生物，在其上可以形成口腔生物膜。這為細菌生物膜提供了一個保護環境，幫助它們抵抗唾液或吞嚥物的清除，也使它們更不容易受到抗生素的影響。此外，由於白色念珠菌可以在好氧和厭氧條件下生長，當它利用口腔生物膜中有限的氧氣時，就給厭氧細菌的生長創造了有利條件。念珠菌和細菌共同進化，並形成一種化學通訊系統（稱為群體感應），允許細菌界和真菌界之間的信號傳導，以影響生長、毒性和粘附等過程。白色念珠菌本身已經進化到可以利用各種碳源（比如蔗糖和葡萄糖以及不可發酵的乳酸）。一些研究認為，白色念珠菌的生長是由口腔中能夠產生乳酸的細菌物種所刺激的，比如變異鏈球菌。
炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
口腔和呼吸道微生物群落通過競爭黏附位點、分泌抗菌物質和爭奪營養物質等活性，直接對抗病原體，從而幫助宿主抵禦不必要的微生物入侵。這些微生物群落也可以通過調節黏膜細胞的成熟、屏障完整性和免疫調節間接影響人類健康。
微生物定植開始於出生以前、出生期間和出生之後，在兒童期間不同的口腔和呼吸道生態位會形成不同的微生物群落。這些部位的微生物生態系統受多種因素的影響，比如分娩方式、餵養方式、宿主遺傳學和年齡等。外部環境，比如社會地位、抗生素使用、疫苗接種狀況、季節、父母吸菸、特定的社會接觸模式（如日託、兄弟姐妹人數等）也對微生物群落有很強的影響。口腔和呼吸道生態位環境，比如溫度、pH值、氧化還原電勢、大氣條件、鹽度、上皮細胞類型等，也會影響每個部位的菌群組成和活性。此外，通過接觸空氣和食物，新的微生物不斷地進入呼吸道和口腔。有些部位是多氧環境，比如舌頭和頰面；而另一些部位為菌群提供厭氧條件，比如牙齦下斑塊。此外，唾液流速和流量在口腔不同部位是不同，唾液流也決定了蔗糖和酸等分子從口腔中的清除速度，因此唾液流動會形成口腔細菌多樣性的空間梯度，也是影響口腔菌群的另一個因素。新一代測序技術的進步，更是證明了呼吸道和口腔不同生態位的菌群組成的巨大差異。例如，在肺部也發現了一個正常的功能菌群，這與傳統觀點認為的健康下呼吸道無菌的觀點形成了強烈的對比。
值得注意的是，人體中的微生物是附著在黏膜或其它表面的功能獨特的微生物群落，並受到多糖、蛋白質和核酸聚合而成的基質的保護。換句話說，微生物幾乎從來不以浮游生物的形式存在於體內，而是以生物膜的形式存在。生物膜結構對感染的發病機制、症狀和治療的直接影響不容低估。此外，由於細胞外環境的變化導致細菌進入宿主細胞形成細胞內細菌群落，能夠使細菌在宿主內迅速繁殖並有助於細菌的持久性。
感染性疾病的經典觀點認為，感染是由單一病原體引起的，比如細菌、病毒或真菌，而炎症是其臨床表現之一。然而，這個“單一病原體”的觀念已經不再適用於呼吸道和口腔的許多炎症和感染，因為反對這一觀點的證據越來越強，臨床和病理表現與多種微生物的存在有關。此外，越來越多的研究也發現，我們通常被歸類為細菌性病原體的許多微生物實際上是呼吸道和口腔生態系統的正常定植者，只有當它們的生活環境受到干擾時才會變得具有毒性。雖然定植是大多數感染的先決條件，但僅憑定植本身是不夠的，而許多病原菌的定植通常是無症狀的。
如果病原菌是正常定植菌，那麼當微生物群落受到干擾，比如由於代謝、遺傳、生理或生態損傷而導致菌群失調，其組成或功能的變化可能變得有利於這些病原菌的過度生長並佔據優勢。根據宿主的狀態，感染可能變得不可避免。越來越明顯的是，大多數疾病實際上都是由於正常功能的菌群失調造成的。今天將討論影響兒童的常見呼吸道或口腔疾病以及這些部位的菌群在其發病中的作用，特別是菌群失調在急性呼吸道感染、齲齒、牙周病和口腔念珠菌病中的作用。
急性呼吸道感染
影響兒童呼吸道特定部位的大部分炎症性疾病都是由急性感染引起的，比如鼻炎、鼻竇炎、扁桃體炎、咽炎、咽扁桃體炎、喉炎、中耳炎、肺炎等。兒童平均每年可能發生6-8次急性上呼吸道感染。下呼吸道感染，比如肺炎的發生頻率要低於上呼吸道感染，但是通常比上呼吸道感染更嚴重。急性上呼吸道感染代表了一個巨大的社會經濟負擔。大多數呼吸道感染具有高度傳染性，當出現高毒性毒株時，可能在人群中暴發，特別是在兒童人群中。
急性呼吸道感染通常是由病毒或細菌引起的。在兒童中，大部分急性上呼吸道感染是由病毒引起的。引起呼吸道感染的病毒有200多種，包括腺病毒、博卡病毒、冠狀病毒、流感病毒、偏肺病毒、副流感病毒、呼吸道合胞體病毒和鼻病毒等。此外，許多細菌病原體也與呼吸道感染有關，比如肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌、卡他莫拉菌、流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟氏菌、金黃色葡萄球菌等。
菌群的影響
呼吸道菌群
呼吸道不同部位的共生菌群是抵禦呼吸道病原體感染、過度生長和入侵的第一道防線。因此，它們有可能影響對呼吸道感染的易感性。在兒童呼吸道發現的主要共生細菌屬於棒狀桿菌屬、狡詐球菌屬、黃桿菌屬、梭桿菌屬、嗜血桿菌屬、莫拉氏菌屬、奈瑟氏球菌屬、丙酸桿菌屬、普雷沃氏菌屬、葡萄球菌屬、鏈球菌屬、韋榮球菌屬等。除了呼吸道不同部位的菌群組成存在差異以外，菌群組成也存在較大的個體間差異和季節變化。呼吸道菌群中某些特定細菌成員的存在與呼吸道健康和疾病有關。例如，研究發現母乳餵養對上呼吸道感染的保護作用可能與鼻咽部狡詐球菌和棒狀桿菌的存在和數量的增加有關。此外，生命早期呼吸道菌群的組成決定了細菌的演替模式並可能影響到生命後期的呼吸道健康。
病原菌的來源
各種細菌性病原體和呼吸道病毒的詳細緻病機制非常不同，這可從其主要的細菌定植或病毒複製位點和相關的免疫反應機制看出來。雖然一些病原體僅侷限於呼吸道內的特定位置，但是大多數呼吸道病原體通常與整個呼吸道的急性感染有關。除了病原體與宿主的直接相互作用以外，最近的研究發現呼吸道菌群在急性呼吸道感染的病因學中發揮著重要作用。此外，鼻和鼻咽部的菌群也會影響病毒性感染的進程。例如，特定細菌成員可能影響宿主對特定病毒的反應。如前所述，許多引起兒童呼吸道感染的細菌性病原體實際上是呼吸道的常見定植菌。例如，肺炎鏈球菌被認為是兒童細菌性肺炎最常見的原因，經常可以從健康個體的鼻咽拭子中發現。人類鼻咽部被認為是許多其它與急性呼吸道感染相關的細菌性病原體的聚集地。
呼吸道菌群的致病性變化
呼吸道菌群組成的變化、病毒感染或宿主免疫因子的變化，可能影響無症狀的鼻咽部細菌定植向呼吸道疾病的過渡。例如，細菌感染髮生在病毒感染之前或與病毒感染同時發生的情況並不少見。此外，在嬰兒期，病毒性上呼吸道感染時，鼻咽部菌群是感染向下呼吸道傳播的重要風險決定因素。健康情況下，在下呼吸道發現的微生物很可能是通過唾液等從口腔不斷流動到喉嚨然後定植的，因為研究發現，健康的肺中的菌群與口腔菌群重疊較多，而與鼻或鼻咽部的菌群重疊較少。然而，據推測，在疾病期間，比如病毒性上呼吸道感染、過敏或鼻竇感染，從鼻腔流出的液體增加，將更多的微生物從鼻咽部運送到喉嚨，包括鼻咽部病原體。這使得患者發生下呼吸道感染的風險升高。呼吸道病毒、細菌性病原體和呼吸道菌群的非致病性成員之間存在複雜的相互作用，既有協同作用，也有競爭作用，這也進一步支持呼吸道感染可能與多種微生物有關的觀點。此外，在肺炎和中耳炎等疾病期間，黏膜表面可以檢測到含有病原體的生物膜，提示生物膜的形成在疾病過程中具有一定的作用。總的來說，病原體的致病性可以通過細菌群落的變化而增強或減弱。
宿主和免疫系統的作用
對於某些炎症性呼吸道疾病，比如鼻竇炎和中耳炎，到底是由感染引起的，還是由無菌性炎症引起的，一直存疑。長期以來，鼻竇和中耳等部位通常被認為是無菌的。如果無法有效清除這些部位的黏液分泌物，分泌物可能積聚並引起面部疼痛或聽力喪失等不適。無法有效的清除可能是由於進入通道的物理阻塞（例如息肉）或黏膜腫脹造成的。這種黏膜腫脹可能是這些部位的黏膜組織應對其它地方的急性感染而作出的炎症反應，或者是過敏性鼻炎等其它疾病的結果。由於黏液富含營養，這些部位對於某些微生物來說是非常有吸引力的。在健康個體中，纖毛上皮阻止了微生物的進入。然而，當黏膜纖毛系統受損（例如被呼吸道病毒感染時），這一抵禦細菌入侵的主要機械防禦機制就會被破壞。通常情況下，微生物進入這些部位可能快速生長並引起感染。這些部位分離出的最常見的細菌包括肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、卡他莫拉菌，化膿性鏈球菌、金黃色葡萄球菌或其它厭氧菌，比如普雷沃氏菌、卟啉單胞菌、梭桿菌和消化鏈球菌。複發性感染是由於鼻腔和鼻咽部的生物膜內病原體的不斷脫落導致的，這些病原體能夠到達鼻竇和中耳等細菌較難到達的部位並引起感染。
兒童特有的其它因素
一般來說，兒童是急性呼吸道感染的高風險人群。嬰幼兒不成熟的免疫系統使得他們特別容易發生呼吸道感染。例如，特別嚴重的“鏈球菌性咽喉炎”常見於嬰幼兒，因為他們還沒有對化膿性鏈球菌產生任何保護性免疫。隨著年齡的增長，人們對許多不同血清型的鏈球菌產生了適應性免疫反應（包括抗體的累積），感染變得不那麼頻繁。然而，必須指出的是，化膿性鏈球菌通常廣泛分佈於人類中，包括兒童，但通常是無症狀的攜帶者。儘管如此，與成年人相比，兒童上呼吸道中這些潛在病原體的定植率更高，這也使他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，兒童鼻咽部肺炎鏈球菌的攜帶率要高於成人，兒童為20-50%，而成人為5-20%。此外，兒童解剖結構的不成熟，也使得他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，嬰兒和兒童的咽鼓管（斜行在耳朵與咽部之間的管道）比成人短，成人的咽鼓管會在耳朵內股室腔之間呈現一個斜向下45度的夾角，但嬰幼兒的咽鼓管幾乎接近水平位，這使得微生物更容易通過咽鼓管趁虛而入，進入中耳並引起感染。
齲齒
與急性呼吸道感染相比，齲齒更容易被理解為一種多微生物的疾病，菌斑生物膜中多種細菌相互作用導致牙齒硬組織的破壞。根據第四次全國口腔健康流行病學調查顯示，我國5歲兒童乳牙齲患率為70.9%，12歲兒童齲患率為34.5%。兒童齲齒常常發生在磨牙和雙尖牙的頜面小窩、裂溝以及相鄰牙齒的接觸面。
菌群的作用
齲齒的病因學被公認為是多因素的，與正常功能的口腔菌群及相關生物膜的失調有關。最近的一項研究報告指出，與嚴重蛀牙的兒童相比，口腔健康的兒童的微生物多樣性水平更高。
不良的飲食和口腔衛生往往與齲齒有關。致齲微生物最初在生命早期以低數量定植，隨後在有利條件下可能大量繁殖並引起齲齒。例如，碳水化合物的攝入量增加與齲齒髮生之間有很強的關聯。碳水化合物發酵過程中產生的酸可以破壞牙釉質和牙本質，最終導致齲齒。其它事件，如pH值的變化、唾液成分和流速的變化、其它選擇性營養物質的攝入，也會造成選擇性壓力，使微生物群向致齲性微生物轉變。
微生物測序技術在齲齒兒童中發現了韋榮球菌屬、隱祕小桿菌屬、巨球形菌屬、歐爾森氏菌屬、黃桿菌屬、奈瑟氏球菌、伯傑氏菌屬、鏈球菌屬、放線菌屬和陌生菌屬細菌，它們似乎在齲病發生中發揮重要作用。與普遍觀點相反，變異鏈球菌並不是齲齒預測中唯一涉及的物種，高丰度的韋榮球菌也是兒童齲齒的一個很好的預測因子。變異鏈球菌是產酸的細菌，而韋榮球菌是一種能夠代謝酸的細菌，表明齲齒髮生中產酸細菌和代謝酸的細菌之間的代謝依賴關係。
牙周病
牙齦炎和牙周炎是兒童常見的牙周病。牙齦炎的字面意思是“牙齦發炎”，本質上是邊緣牙齦的炎症反應。牙周炎包括牙齒周圍或支持牙齒的組織（牙齦、牙骨質、牙周韌帶和牙槽骨）的感染或破壞。牙周炎是破壞性的，通常是不可逆的，導致牙齒鬆動和移位甚至脫落。兒童牙周炎的發生通常與口腔衛生不良有關。雖然世界各地兒童牙周炎的患病率很高，但是兒童最初的損害是可以通過良好的臨床管理得到逆轉的。
菌群對發病的貢獻
牙周病的主要病因是牙周組織中微生物菌斑的形成和發展。牙菌斑是微生物在牙齒表面以及牙齒與牙齒之間組成的生物膜，它們通過啟動和傳播宿主組織炎症反應，間接誘導大多數牙周組織損傷。炎症細胞浸潤包括多形核白細胞、巨噬細胞、淋巴細胞、漿細胞，它與急性和慢性細胞反應有關，包括膠原蛋白的大量丟失。牙周病的預防和治療可以通過機械和/或化學抗菌治療來實現，這一事實有力地支持了微生物在牙周病病因學中的重要作用。
兒童時期存在著一些解剖結構上的差異，比如牙齦間間隙大，這有利於微生物菌斑的沉積和生物膜的形成。有研究表明，當齦下菌斑中革蘭氏陰性菌和厭氧菌數量增加時，就會發生牙周病。主要的定植菌與其它細菌共凝集的能力尤其獨特，在早期和晚期定植菌之間充當橋樑的作用，促進生物膜的形成和成熟。一些主要的定植菌，比如具核梭桿菌具有粘附到哺乳動物細胞的能力，如成纖維細胞和上皮細胞。
雖然兒童患牙周病的風險和誘發因素各不相同，也沒有很好的定義，但是導致兒童齲齒最重要的局部因素之一仍然是不良的口腔衛生習慣。當菌斑和食物殘渣在口腔衛生不佳的情況下積聚時，微生物也會積聚起來，引發炎症過程。許多證據表明，牙齦炎先於牙周炎的發生；然而，並非所有的牙齦炎病例都會發展成牙周炎。因為牙齦菌斑的積聚並不足以導致牙周炎的發生。研究還發現了一些與牙周炎有關的細菌，但是與牙齦炎無關，包括普雷沃氏菌屬、密螺旋體屬和月形單胞菌屬。
口腔念珠菌病（鵝口瘡）
在呼吸道和口腔中，除了細菌以外，真菌也很重要，但卻經常被忽視。在口腔中，它們也參與口腔生物膜的結構和功能。念珠菌是一種機會致病性真菌，在大多數健康口腔中大量存在。口腔念珠菌病或鵝口瘡是一種口腔真菌感染，白色念珠菌一般佔50%左右，其它念珠菌的報道也越來越多。
菌群對發病的貢獻
口腔真菌菌群的研究目前還相對缺乏，因此很難對這些真菌有機體的作用得出結論。然而，隨著口腔環境向有利於念珠菌生長和毒性的狀態改變，念珠菌可能從無害的共生狀態轉變為致病狀態。這些誘發因素通常與宿主免疫防禦的減弱有關，例如醫療或牙科設備的使用、唾液流量減少、可發酵碳水化合物的攝入量高、內分泌失調、免疫抑制、抗生素使用或營養不良等。其它因素可能取決於年齡、免疫成熟、飲食和環境變化等。
念珠菌在口腔內的過度生長和占主導地位可導致上皮細胞脫落以及額外的微生物、角蛋白和其它蛋白質有時甚至是壞死的組織的積累。念珠菌的毒性與多種機制有關，包括通過各種細胞壁糖蛋白粘附在口腔表面、形成生物膜和在宿主組織內外定植、免疫細胞裂解、產生毒素或酶等。念珠菌是一種在不同環境下進化而茁壯成長的生物有機體，這些毒性因素與念珠菌從酵母形態到菌絲形態的轉換的獨特能力密切相關。多形態轉換具有重要的致病意義，因為酵母形態允許其通過體液（比如唾液、陰道分泌物和腸液）在黏膜表面快速轉運；與此相反，菌絲形態允許其在黏膜的特定區域快速附著、形成生物膜、清除營養物質並負責在黏膜表面誘導促炎症反應。
在健康個體中也能發現念珠菌的多種形態，甚至有證據表明念珠菌與細菌共存，在口腔健康中發揮作用。念珠菌與細菌之間通過物理、化學和代謝相互作用相關聯。念珠菌是一種可以與口腔共生菌共凝集的生物，在其上可以形成口腔生物膜。這為細菌生物膜提供了一個保護環境，幫助它們抵抗唾液或吞嚥物的清除，也使它們更不容易受到抗生素的影響。此外，由於白色念珠菌可以在好氧和厭氧條件下生長，當它利用口腔生物膜中有限的氧氣時，就給厭氧細菌的生長創造了有利條件。念珠菌和細菌共同進化，並形成一種化學通訊系統（稱為群體感應），允許細菌界和真菌界之間的信號傳導，以影響生長、毒性和粘附等過程。白色念珠菌本身已經進化到可以利用各種碳源（比如蔗糖和葡萄糖以及不可發酵的乳酸）。一些研究認為，白色念珠菌的生長是由口腔中能夠產生乳酸的細菌物種所刺激的，比如變異鏈球菌。
以菌群為靶點的治療策略
就口腔健康而言，良好的口腔衛生是關鍵。兒童建立良好口腔衛生習慣的關鍵時期是3個月至3歲。因為隨著生理變化（比如免疫發育和長牙）以及環境改變（比如飲食改變），口腔菌群在出生後的最初幾年會發生顯著變化。大多數衛生工作都是圍繞著通過物理和化學方法減少口腔內微生物而展開。治療口腔疾病的另一個優先事項是減輕任何可確定的誘發因素。一些簡單直接的微生物管理策略，比如避免攝入過多的可發酵碳水化合物和在口腔清潔中適當去除牙菌斑，已被證明可以增強口腔健康和減少兒童齲齒的發生率。有效控制牙菌斑也是牙周病治療成功的基礎。應謹慎使用抗菌牙膏和漱口水，例如含有三氯生的產品，會破壞口腔菌群，甚至有研究表明三氯生還可以破壞腸道菌群，增加腸炎和腸癌的發生。
目前大多數用於維持嬰幼兒人群呼吸道健康的方法主要包括疫苗和抗生素，旨在消除潛在的病原體。其中一些治療策略更多地依賴於對病原體傳播的預防控制措施，而不是實際治療。例如，接種疫苗已經成功地幫助人們消除了特定血清型的肺炎球菌的感染。然而，這一策略是不可持續的，因為疫苗只能針對特定血清型的菌株，其它血清型可能迅速佔據生態位。因此，肺炎球菌的總體攜帶率並沒有下降，或者只是暫時下降。此外，使用特定的清除策略減少鼻咽部攜帶的特定病原體也可能為其它呼吸道病原體的定植提供機會。
炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
口腔和呼吸道微生物群落通過競爭黏附位點、分泌抗菌物質和爭奪營養物質等活性，直接對抗病原體，從而幫助宿主抵禦不必要的微生物入侵。這些微生物群落也可以通過調節黏膜細胞的成熟、屏障完整性和免疫調節間接影響人類健康。
微生物定植開始於出生以前、出生期間和出生之後，在兒童期間不同的口腔和呼吸道生態位會形成不同的微生物群落。這些部位的微生物生態系統受多種因素的影響，比如分娩方式、餵養方式、宿主遺傳學和年齡等。外部環境，比如社會地位、抗生素使用、疫苗接種狀況、季節、父母吸菸、特定的社會接觸模式（如日託、兄弟姐妹人數等）也對微生物群落有很強的影響。口腔和呼吸道生態位環境，比如溫度、pH值、氧化還原電勢、大氣條件、鹽度、上皮細胞類型等，也會影響每個部位的菌群組成和活性。此外，通過接觸空氣和食物，新的微生物不斷地進入呼吸道和口腔。有些部位是多氧環境，比如舌頭和頰面；而另一些部位為菌群提供厭氧條件，比如牙齦下斑塊。此外，唾液流速和流量在口腔不同部位是不同，唾液流也決定了蔗糖和酸等分子從口腔中的清除速度，因此唾液流動會形成口腔細菌多樣性的空間梯度，也是影響口腔菌群的另一個因素。新一代測序技術的進步，更是證明了呼吸道和口腔不同生態位的菌群組成的巨大差異。例如，在肺部也發現了一個正常的功能菌群，這與傳統觀點認為的健康下呼吸道無菌的觀點形成了強烈的對比。
值得注意的是，人體中的微生物是附著在黏膜或其它表面的功能獨特的微生物群落，並受到多糖、蛋白質和核酸聚合而成的基質的保護。換句話說，微生物幾乎從來不以浮游生物的形式存在於體內，而是以生物膜的形式存在。生物膜結構對感染的發病機制、症狀和治療的直接影響不容低估。此外，由於細胞外環境的變化導致細菌進入宿主細胞形成細胞內細菌群落，能夠使細菌在宿主內迅速繁殖並有助於細菌的持久性。
感染性疾病的經典觀點認為，感染是由單一病原體引起的，比如細菌、病毒或真菌，而炎症是其臨床表現之一。然而，這個“單一病原體”的觀念已經不再適用於呼吸道和口腔的許多炎症和感染，因為反對這一觀點的證據越來越強，臨床和病理表現與多種微生物的存在有關。此外，越來越多的研究也發現，我們通常被歸類為細菌性病原體的許多微生物實際上是呼吸道和口腔生態系統的正常定植者，只有當它們的生活環境受到干擾時才會變得具有毒性。雖然定植是大多數感染的先決條件，但僅憑定植本身是不夠的，而許多病原菌的定植通常是無症狀的。
如果病原菌是正常定植菌，那麼當微生物群落受到干擾，比如由於代謝、遺傳、生理或生態損傷而導致菌群失調，其組成或功能的變化可能變得有利於這些病原菌的過度生長並佔據優勢。根據宿主的狀態，感染可能變得不可避免。越來越明顯的是，大多數疾病實際上都是由於正常功能的菌群失調造成的。今天將討論影響兒童的常見呼吸道或口腔疾病以及這些部位的菌群在其發病中的作用，特別是菌群失調在急性呼吸道感染、齲齒、牙周病和口腔念珠菌病中的作用。
急性呼吸道感染
影響兒童呼吸道特定部位的大部分炎症性疾病都是由急性感染引起的，比如鼻炎、鼻竇炎、扁桃體炎、咽炎、咽扁桃體炎、喉炎、中耳炎、肺炎等。兒童平均每年可能發生6-8次急性上呼吸道感染。下呼吸道感染，比如肺炎的發生頻率要低於上呼吸道感染，但是通常比上呼吸道感染更嚴重。急性上呼吸道感染代表了一個巨大的社會經濟負擔。大多數呼吸道感染具有高度傳染性，當出現高毒性毒株時，可能在人群中暴發，特別是在兒童人群中。
急性呼吸道感染通常是由病毒或細菌引起的。在兒童中，大部分急性上呼吸道感染是由病毒引起的。引起呼吸道感染的病毒有200多種，包括腺病毒、博卡病毒、冠狀病毒、流感病毒、偏肺病毒、副流感病毒、呼吸道合胞體病毒和鼻病毒等。此外，許多細菌病原體也與呼吸道感染有關，比如肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌、卡他莫拉菌、流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟氏菌、金黃色葡萄球菌等。
菌群的影響
呼吸道菌群
呼吸道不同部位的共生菌群是抵禦呼吸道病原體感染、過度生長和入侵的第一道防線。因此，它們有可能影響對呼吸道感染的易感性。在兒童呼吸道發現的主要共生細菌屬於棒狀桿菌屬、狡詐球菌屬、黃桿菌屬、梭桿菌屬、嗜血桿菌屬、莫拉氏菌屬、奈瑟氏球菌屬、丙酸桿菌屬、普雷沃氏菌屬、葡萄球菌屬、鏈球菌屬、韋榮球菌屬等。除了呼吸道不同部位的菌群組成存在差異以外，菌群組成也存在較大的個體間差異和季節變化。呼吸道菌群中某些特定細菌成員的存在與呼吸道健康和疾病有關。例如，研究發現母乳餵養對上呼吸道感染的保護作用可能與鼻咽部狡詐球菌和棒狀桿菌的存在和數量的增加有關。此外，生命早期呼吸道菌群的組成決定了細菌的演替模式並可能影響到生命後期的呼吸道健康。
病原菌的來源
各種細菌性病原體和呼吸道病毒的詳細緻病機制非常不同，這可從其主要的細菌定植或病毒複製位點和相關的免疫反應機制看出來。雖然一些病原體僅侷限於呼吸道內的特定位置，但是大多數呼吸道病原體通常與整個呼吸道的急性感染有關。除了病原體與宿主的直接相互作用以外，最近的研究發現呼吸道菌群在急性呼吸道感染的病因學中發揮著重要作用。此外，鼻和鼻咽部的菌群也會影響病毒性感染的進程。例如，特定細菌成員可能影響宿主對特定病毒的反應。如前所述，許多引起兒童呼吸道感染的細菌性病原體實際上是呼吸道的常見定植菌。例如，肺炎鏈球菌被認為是兒童細菌性肺炎最常見的原因，經常可以從健康個體的鼻咽拭子中發現。人類鼻咽部被認為是許多其它與急性呼吸道感染相關的細菌性病原體的聚集地。
呼吸道菌群的致病性變化
呼吸道菌群組成的變化、病毒感染或宿主免疫因子的變化，可能影響無症狀的鼻咽部細菌定植向呼吸道疾病的過渡。例如，細菌感染髮生在病毒感染之前或與病毒感染同時發生的情況並不少見。此外，在嬰兒期，病毒性上呼吸道感染時，鼻咽部菌群是感染向下呼吸道傳播的重要風險決定因素。健康情況下，在下呼吸道發現的微生物很可能是通過唾液等從口腔不斷流動到喉嚨然後定植的，因為研究發現，健康的肺中的菌群與口腔菌群重疊較多，而與鼻或鼻咽部的菌群重疊較少。然而，據推測，在疾病期間，比如病毒性上呼吸道感染、過敏或鼻竇感染，從鼻腔流出的液體增加，將更多的微生物從鼻咽部運送到喉嚨，包括鼻咽部病原體。這使得患者發生下呼吸道感染的風險升高。呼吸道病毒、細菌性病原體和呼吸道菌群的非致病性成員之間存在複雜的相互作用，既有協同作用，也有競爭作用，這也進一步支持呼吸道感染可能與多種微生物有關的觀點。此外，在肺炎和中耳炎等疾病期間，黏膜表面可以檢測到含有病原體的生物膜，提示生物膜的形成在疾病過程中具有一定的作用。總的來說，病原體的致病性可以通過細菌群落的變化而增強或減弱。
宿主和免疫系統的作用
對於某些炎症性呼吸道疾病，比如鼻竇炎和中耳炎，到底是由感染引起的，還是由無菌性炎症引起的，一直存疑。長期以來，鼻竇和中耳等部位通常被認為是無菌的。如果無法有效清除這些部位的黏液分泌物，分泌物可能積聚並引起面部疼痛或聽力喪失等不適。無法有效的清除可能是由於進入通道的物理阻塞（例如息肉）或黏膜腫脹造成的。這種黏膜腫脹可能是這些部位的黏膜組織應對其它地方的急性感染而作出的炎症反應，或者是過敏性鼻炎等其它疾病的結果。由於黏液富含營養，這些部位對於某些微生物來說是非常有吸引力的。在健康個體中，纖毛上皮阻止了微生物的進入。然而，當黏膜纖毛系統受損（例如被呼吸道病毒感染時），這一抵禦細菌入侵的主要機械防禦機制就會被破壞。通常情況下，微生物進入這些部位可能快速生長並引起感染。這些部位分離出的最常見的細菌包括肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、卡他莫拉菌，化膿性鏈球菌、金黃色葡萄球菌或其它厭氧菌，比如普雷沃氏菌、卟啉單胞菌、梭桿菌和消化鏈球菌。複發性感染是由於鼻腔和鼻咽部的生物膜內病原體的不斷脫落導致的，這些病原體能夠到達鼻竇和中耳等細菌較難到達的部位並引起感染。
兒童特有的其它因素
一般來說，兒童是急性呼吸道感染的高風險人群。嬰幼兒不成熟的免疫系統使得他們特別容易發生呼吸道感染。例如，特別嚴重的“鏈球菌性咽喉炎”常見於嬰幼兒，因為他們還沒有對化膿性鏈球菌產生任何保護性免疫。隨著年齡的增長，人們對許多不同血清型的鏈球菌產生了適應性免疫反應（包括抗體的累積），感染變得不那麼頻繁。然而，必須指出的是，化膿性鏈球菌通常廣泛分佈於人類中，包括兒童，但通常是無症狀的攜帶者。儘管如此，與成年人相比，兒童上呼吸道中這些潛在病原體的定植率更高，這也使他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，兒童鼻咽部肺炎鏈球菌的攜帶率要高於成人，兒童為20-50%，而成人為5-20%。此外，兒童解剖結構的不成熟，也使得他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，嬰兒和兒童的咽鼓管（斜行在耳朵與咽部之間的管道）比成人短，成人的咽鼓管會在耳朵內股室腔之間呈現一個斜向下45度的夾角，但嬰幼兒的咽鼓管幾乎接近水平位，這使得微生物更容易通過咽鼓管趁虛而入，進入中耳並引起感染。
齲齒
與急性呼吸道感染相比，齲齒更容易被理解為一種多微生物的疾病，菌斑生物膜中多種細菌相互作用導致牙齒硬組織的破壞。根據第四次全國口腔健康流行病學調查顯示，我國5歲兒童乳牙齲患率為70.9%，12歲兒童齲患率為34.5%。兒童齲齒常常發生在磨牙和雙尖牙的頜面小窩、裂溝以及相鄰牙齒的接觸面。
菌群的作用
齲齒的病因學被公認為是多因素的，與正常功能的口腔菌群及相關生物膜的失調有關。最近的一項研究報告指出，與嚴重蛀牙的兒童相比，口腔健康的兒童的微生物多樣性水平更高。
不良的飲食和口腔衛生往往與齲齒有關。致齲微生物最初在生命早期以低數量定植，隨後在有利條件下可能大量繁殖並引起齲齒。例如，碳水化合物的攝入量增加與齲齒髮生之間有很強的關聯。碳水化合物發酵過程中產生的酸可以破壞牙釉質和牙本質，最終導致齲齒。其它事件，如pH值的變化、唾液成分和流速的變化、其它選擇性營養物質的攝入，也會造成選擇性壓力，使微生物群向致齲性微生物轉變。
微生物測序技術在齲齒兒童中發現了韋榮球菌屬、隱祕小桿菌屬、巨球形菌屬、歐爾森氏菌屬、黃桿菌屬、奈瑟氏球菌、伯傑氏菌屬、鏈球菌屬、放線菌屬和陌生菌屬細菌，它們似乎在齲病發生中發揮重要作用。與普遍觀點相反，變異鏈球菌並不是齲齒預測中唯一涉及的物種，高丰度的韋榮球菌也是兒童齲齒的一個很好的預測因子。變異鏈球菌是產酸的細菌，而韋榮球菌是一種能夠代謝酸的細菌，表明齲齒髮生中產酸細菌和代謝酸的細菌之間的代謝依賴關係。
牙周病
牙齦炎和牙周炎是兒童常見的牙周病。牙齦炎的字面意思是“牙齦發炎”，本質上是邊緣牙齦的炎症反應。牙周炎包括牙齒周圍或支持牙齒的組織（牙齦、牙骨質、牙周韌帶和牙槽骨）的感染或破壞。牙周炎是破壞性的，通常是不可逆的，導致牙齒鬆動和移位甚至脫落。兒童牙周炎的發生通常與口腔衛生不良有關。雖然世界各地兒童牙周炎的患病率很高，但是兒童最初的損害是可以通過良好的臨床管理得到逆轉的。
菌群對發病的貢獻
牙周病的主要病因是牙周組織中微生物菌斑的形成和發展。牙菌斑是微生物在牙齒表面以及牙齒與牙齒之間組成的生物膜，它們通過啟動和傳播宿主組織炎症反應，間接誘導大多數牙周組織損傷。炎症細胞浸潤包括多形核白細胞、巨噬細胞、淋巴細胞、漿細胞，它與急性和慢性細胞反應有關，包括膠原蛋白的大量丟失。牙周病的預防和治療可以通過機械和/或化學抗菌治療來實現，這一事實有力地支持了微生物在牙周病病因學中的重要作用。
兒童時期存在著一些解剖結構上的差異，比如牙齦間間隙大，這有利於微生物菌斑的沉積和生物膜的形成。有研究表明，當齦下菌斑中革蘭氏陰性菌和厭氧菌數量增加時，就會發生牙周病。主要的定植菌與其它細菌共凝集的能力尤其獨特，在早期和晚期定植菌之間充當橋樑的作用，促進生物膜的形成和成熟。一些主要的定植菌，比如具核梭桿菌具有粘附到哺乳動物細胞的能力，如成纖維細胞和上皮細胞。
雖然兒童患牙周病的風險和誘發因素各不相同，也沒有很好的定義，但是導致兒童齲齒最重要的局部因素之一仍然是不良的口腔衛生習慣。當菌斑和食物殘渣在口腔衛生不佳的情況下積聚時，微生物也會積聚起來，引發炎症過程。許多證據表明，牙齦炎先於牙周炎的發生；然而，並非所有的牙齦炎病例都會發展成牙周炎。因為牙齦菌斑的積聚並不足以導致牙周炎的發生。研究還發現了一些與牙周炎有關的細菌，但是與牙齦炎無關，包括普雷沃氏菌屬、密螺旋體屬和月形單胞菌屬。
口腔念珠菌病（鵝口瘡）
在呼吸道和口腔中，除了細菌以外，真菌也很重要，但卻經常被忽視。在口腔中，它們也參與口腔生物膜的結構和功能。念珠菌是一種機會致病性真菌，在大多數健康口腔中大量存在。口腔念珠菌病或鵝口瘡是一種口腔真菌感染，白色念珠菌一般佔50%左右，其它念珠菌的報道也越來越多。
菌群對發病的貢獻
口腔真菌菌群的研究目前還相對缺乏，因此很難對這些真菌有機體的作用得出結論。然而，隨著口腔環境向有利於念珠菌生長和毒性的狀態改變，念珠菌可能從無害的共生狀態轉變為致病狀態。這些誘發因素通常與宿主免疫防禦的減弱有關，例如醫療或牙科設備的使用、唾液流量減少、可發酵碳水化合物的攝入量高、內分泌失調、免疫抑制、抗生素使用或營養不良等。其它因素可能取決於年齡、免疫成熟、飲食和環境變化等。
念珠菌在口腔內的過度生長和占主導地位可導致上皮細胞脫落以及額外的微生物、角蛋白和其它蛋白質有時甚至是壞死的組織的積累。念珠菌的毒性與多種機制有關，包括通過各種細胞壁糖蛋白粘附在口腔表面、形成生物膜和在宿主組織內外定植、免疫細胞裂解、產生毒素或酶等。念珠菌是一種在不同環境下進化而茁壯成長的生物有機體，這些毒性因素與念珠菌從酵母形態到菌絲形態的轉換的獨特能力密切相關。多形態轉換具有重要的致病意義，因為酵母形態允許其通過體液（比如唾液、陰道分泌物和腸液）在黏膜表面快速轉運；與此相反，菌絲形態允許其在黏膜的特定區域快速附著、形成生物膜、清除營養物質並負責在黏膜表面誘導促炎症反應。
在健康個體中也能發現念珠菌的多種形態，甚至有證據表明念珠菌與細菌共存，在口腔健康中發揮作用。念珠菌與細菌之間通過物理、化學和代謝相互作用相關聯。念珠菌是一種可以與口腔共生菌共凝集的生物，在其上可以形成口腔生物膜。這為細菌生物膜提供了一個保護環境，幫助它們抵抗唾液或吞嚥物的清除，也使它們更不容易受到抗生素的影響。此外，由於白色念珠菌可以在好氧和厭氧條件下生長，當它利用口腔生物膜中有限的氧氣時，就給厭氧細菌的生長創造了有利條件。念珠菌和細菌共同進化，並形成一種化學通訊系統（稱為群體感應），允許細菌界和真菌界之間的信號傳導，以影響生長、毒性和粘附等過程。白色念珠菌本身已經進化到可以利用各種碳源（比如蔗糖和葡萄糖以及不可發酵的乳酸）。一些研究認為，白色念珠菌的生長是由口腔中能夠產生乳酸的細菌物種所刺激的，比如變異鏈球菌。
以菌群為靶點的治療策略
就口腔健康而言，良好的口腔衛生是關鍵。兒童建立良好口腔衛生習慣的關鍵時期是3個月至3歲。因為隨著生理變化（比如免疫發育和長牙）以及環境改變（比如飲食改變），口腔菌群在出生後的最初幾年會發生顯著變化。大多數衛生工作都是圍繞著通過物理和化學方法減少口腔內微生物而展開。治療口腔疾病的另一個優先事項是減輕任何可確定的誘發因素。一些簡單直接的微生物管理策略，比如避免攝入過多的可發酵碳水化合物和在口腔清潔中適當去除牙菌斑，已被證明可以增強口腔健康和減少兒童齲齒的發生率。有效控制牙菌斑也是牙周病治療成功的基礎。應謹慎使用抗菌牙膏和漱口水，例如含有三氯生的產品，會破壞口腔菌群，甚至有研究表明三氯生還可以破壞腸道菌群，增加腸炎和腸癌的發生。
目前大多數用於維持嬰幼兒人群呼吸道健康的方法主要包括疫苗和抗生素，旨在消除潛在的病原體。其中一些治療策略更多地依賴於對病原體傳播的預防控制措施，而不是實際治療。例如，接種疫苗已經成功地幫助人們消除了特定血清型的肺炎球菌的感染。然而，這一策略是不可持續的，因為疫苗只能針對特定血清型的菌株，其它血清型可能迅速佔據生態位。因此，肺炎球菌的總體攜帶率並沒有下降，或者只是暫時下降。此外，使用特定的清除策略減少鼻咽部攜帶的特定病原體也可能為其它呼吸道病原體的定植提供機會。
由於病原體具有高度適應性，完全消除幾乎是不可能的，還可能嚴重損害呼吸道和口腔菌群。例如，廣譜抗生素在清除特定病原體的同時，正常的共生菌群也會受到影響。在兒童人群中，儘管許多呼吸道感染都是病毒性的，但是醫生仍然常常會開具抗生素以預防繼發性細菌感染。謹慎使用抗生素確實是有必要的，再加上有時可能鑑別病原體錯誤，一些看似無害的上呼吸道感染有時也會發展成嚴重的疾病，比如腦膜炎、敗血症或風溼熱。例如，抗生素治療鏈球菌性咽喉炎的主要目的是預防兒童患者的非化膿性和化膿性的併發症，防止細菌向其它個體的傳播。然而，由於過度使用抗生素而出現的抗生素耐藥菌是一個嚴重的全球健康問題。因此，現在許多臨床醫生採取一種“觀望”的非治療方法來治療大多數急性蕁麻疹，因為大多數感染會自然痊癒。
在呼吸道和口腔中能夠維持共生菌群的替代療法是非常理想的。益生菌在預防呼吸道和口腔炎症和感染方面顯示出較大的潛力。例如，口服益生菌可以減少某些致齲細菌物種的數量。此外，研究也表明，益生菌可以降低各種上呼吸道感染的風險。益生菌可以預防耳部感染的復發、減少抗生素處方的數量以及減少急性上呼吸道感染的學生患者因感冒而缺課的次數，表現潛在的臨床應用價值。
炎症性和感染性呼吸道疾病是嬰幼兒死亡率和發病率的主要原因之一。常見的呼吸道炎症和感染包括感冒、鼻竇炎、咽炎、中耳炎、支氣管炎和肺炎等疾病，這也是兒童就診最常見的原因之一。傳統上，呼吸系統分為上呼吸道（鼻、鼻竇和口腔、咽和喉部聲帶以上的部分）和下呼吸道（喉部聲帶以下的部位、氣管、支氣管、細支氣管和肺泡）。呼吸系統也被粘膜上皮所覆蓋，正是在這個與外部環境相互作用的界面上，不同的微生物群落共同進化並定植下來。
口腔和呼吸道微生物群落通過競爭黏附位點、分泌抗菌物質和爭奪營養物質等活性，直接對抗病原體，從而幫助宿主抵禦不必要的微生物入侵。這些微生物群落也可以通過調節黏膜細胞的成熟、屏障完整性和免疫調節間接影響人類健康。
微生物定植開始於出生以前、出生期間和出生之後，在兒童期間不同的口腔和呼吸道生態位會形成不同的微生物群落。這些部位的微生物生態系統受多種因素的影響，比如分娩方式、餵養方式、宿主遺傳學和年齡等。外部環境，比如社會地位、抗生素使用、疫苗接種狀況、季節、父母吸菸、特定的社會接觸模式（如日託、兄弟姐妹人數等）也對微生物群落有很強的影響。口腔和呼吸道生態位環境，比如溫度、pH值、氧化還原電勢、大氣條件、鹽度、上皮細胞類型等，也會影響每個部位的菌群組成和活性。此外，通過接觸空氣和食物，新的微生物不斷地進入呼吸道和口腔。有些部位是多氧環境，比如舌頭和頰面；而另一些部位為菌群提供厭氧條件，比如牙齦下斑塊。此外，唾液流速和流量在口腔不同部位是不同，唾液流也決定了蔗糖和酸等分子從口腔中的清除速度，因此唾液流動會形成口腔細菌多樣性的空間梯度，也是影響口腔菌群的另一個因素。新一代測序技術的進步，更是證明了呼吸道和口腔不同生態位的菌群組成的巨大差異。例如，在肺部也發現了一個正常的功能菌群，這與傳統觀點認為的健康下呼吸道無菌的觀點形成了強烈的對比。
值得注意的是，人體中的微生物是附著在黏膜或其它表面的功能獨特的微生物群落，並受到多糖、蛋白質和核酸聚合而成的基質的保護。換句話說，微生物幾乎從來不以浮游生物的形式存在於體內，而是以生物膜的形式存在。生物膜結構對感染的發病機制、症狀和治療的直接影響不容低估。此外，由於細胞外環境的變化導致細菌進入宿主細胞形成細胞內細菌群落，能夠使細菌在宿主內迅速繁殖並有助於細菌的持久性。
感染性疾病的經典觀點認為，感染是由單一病原體引起的，比如細菌、病毒或真菌，而炎症是其臨床表現之一。然而，這個“單一病原體”的觀念已經不再適用於呼吸道和口腔的許多炎症和感染，因為反對這一觀點的證據越來越強，臨床和病理表現與多種微生物的存在有關。此外，越來越多的研究也發現，我們通常被歸類為細菌性病原體的許多微生物實際上是呼吸道和口腔生態系統的正常定植者，只有當它們的生活環境受到干擾時才會變得具有毒性。雖然定植是大多數感染的先決條件，但僅憑定植本身是不夠的，而許多病原菌的定植通常是無症狀的。
如果病原菌是正常定植菌，那麼當微生物群落受到干擾，比如由於代謝、遺傳、生理或生態損傷而導致菌群失調，其組成或功能的變化可能變得有利於這些病原菌的過度生長並佔據優勢。根據宿主的狀態，感染可能變得不可避免。越來越明顯的是，大多數疾病實際上都是由於正常功能的菌群失調造成的。今天將討論影響兒童的常見呼吸道或口腔疾病以及這些部位的菌群在其發病中的作用，特別是菌群失調在急性呼吸道感染、齲齒、牙周病和口腔念珠菌病中的作用。
急性呼吸道感染
影響兒童呼吸道特定部位的大部分炎症性疾病都是由急性感染引起的，比如鼻炎、鼻竇炎、扁桃體炎、咽炎、咽扁桃體炎、喉炎、中耳炎、肺炎等。兒童平均每年可能發生6-8次急性上呼吸道感染。下呼吸道感染，比如肺炎的發生頻率要低於上呼吸道感染，但是通常比上呼吸道感染更嚴重。急性上呼吸道感染代表了一個巨大的社會經濟負擔。大多數呼吸道感染具有高度傳染性，當出現高毒性毒株時，可能在人群中暴發，特別是在兒童人群中。
急性呼吸道感染通常是由病毒或細菌引起的。在兒童中，大部分急性上呼吸道感染是由病毒引起的。引起呼吸道感染的病毒有200多種，包括腺病毒、博卡病毒、冠狀病毒、流感病毒、偏肺病毒、副流感病毒、呼吸道合胞體病毒和鼻病毒等。此外，許多細菌病原體也與呼吸道感染有關，比如肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌、卡他莫拉菌、流感嗜血桿菌、腦膜炎奈瑟氏菌、金黃色葡萄球菌等。
菌群的影響
呼吸道菌群
呼吸道不同部位的共生菌群是抵禦呼吸道病原體感染、過度生長和入侵的第一道防線。因此，它們有可能影響對呼吸道感染的易感性。在兒童呼吸道發現的主要共生細菌屬於棒狀桿菌屬、狡詐球菌屬、黃桿菌屬、梭桿菌屬、嗜血桿菌屬、莫拉氏菌屬、奈瑟氏球菌屬、丙酸桿菌屬、普雷沃氏菌屬、葡萄球菌屬、鏈球菌屬、韋榮球菌屬等。除了呼吸道不同部位的菌群組成存在差異以外，菌群組成也存在較大的個體間差異和季節變化。呼吸道菌群中某些特定細菌成員的存在與呼吸道健康和疾病有關。例如，研究發現母乳餵養對上呼吸道感染的保護作用可能與鼻咽部狡詐球菌和棒狀桿菌的存在和數量的增加有關。此外，生命早期呼吸道菌群的組成決定了細菌的演替模式並可能影響到生命後期的呼吸道健康。
病原菌的來源
各種細菌性病原體和呼吸道病毒的詳細緻病機制非常不同，這可從其主要的細菌定植或病毒複製位點和相關的免疫反應機制看出來。雖然一些病原體僅侷限於呼吸道內的特定位置，但是大多數呼吸道病原體通常與整個呼吸道的急性感染有關。除了病原體與宿主的直接相互作用以外，最近的研究發現呼吸道菌群在急性呼吸道感染的病因學中發揮著重要作用。此外，鼻和鼻咽部的菌群也會影響病毒性感染的進程。例如，特定細菌成員可能影響宿主對特定病毒的反應。如前所述，許多引起兒童呼吸道感染的細菌性病原體實際上是呼吸道的常見定植菌。例如，肺炎鏈球菌被認為是兒童細菌性肺炎最常見的原因，經常可以從健康個體的鼻咽拭子中發現。人類鼻咽部被認為是許多其它與急性呼吸道感染相關的細菌性病原體的聚集地。
呼吸道菌群的致病性變化
呼吸道菌群組成的變化、病毒感染或宿主免疫因子的變化，可能影響無症狀的鼻咽部細菌定植向呼吸道疾病的過渡。例如，細菌感染髮生在病毒感染之前或與病毒感染同時發生的情況並不少見。此外，在嬰兒期，病毒性上呼吸道感染時，鼻咽部菌群是感染向下呼吸道傳播的重要風險決定因素。健康情況下，在下呼吸道發現的微生物很可能是通過唾液等從口腔不斷流動到喉嚨然後定植的，因為研究發現，健康的肺中的菌群與口腔菌群重疊較多，而與鼻或鼻咽部的菌群重疊較少。然而，據推測，在疾病期間，比如病毒性上呼吸道感染、過敏或鼻竇感染，從鼻腔流出的液體增加，將更多的微生物從鼻咽部運送到喉嚨，包括鼻咽部病原體。這使得患者發生下呼吸道感染的風險升高。呼吸道病毒、細菌性病原體和呼吸道菌群的非致病性成員之間存在複雜的相互作用，既有協同作用，也有競爭作用，這也進一步支持呼吸道感染可能與多種微生物有關的觀點。此外，在肺炎和中耳炎等疾病期間，黏膜表面可以檢測到含有病原體的生物膜，提示生物膜的形成在疾病過程中具有一定的作用。總的來說，病原體的致病性可以通過細菌群落的變化而增強或減弱。
宿主和免疫系統的作用
對於某些炎症性呼吸道疾病，比如鼻竇炎和中耳炎，到底是由感染引起的，還是由無菌性炎症引起的，一直存疑。長期以來，鼻竇和中耳等部位通常被認為是無菌的。如果無法有效清除這些部位的黏液分泌物，分泌物可能積聚並引起面部疼痛或聽力喪失等不適。無法有效的清除可能是由於進入通道的物理阻塞（例如息肉）或黏膜腫脹造成的。這種黏膜腫脹可能是這些部位的黏膜組織應對其它地方的急性感染而作出的炎症反應，或者是過敏性鼻炎等其它疾病的結果。由於黏液富含營養，這些部位對於某些微生物來說是非常有吸引力的。在健康個體中，纖毛上皮阻止了微生物的進入。然而，當黏膜纖毛系統受損（例如被呼吸道病毒感染時），這一抵禦細菌入侵的主要機械防禦機制就會被破壞。通常情況下，微生物進入這些部位可能快速生長並引起感染。這些部位分離出的最常見的細菌包括肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、卡他莫拉菌，化膿性鏈球菌、金黃色葡萄球菌或其它厭氧菌，比如普雷沃氏菌、卟啉單胞菌、梭桿菌和消化鏈球菌。複發性感染是由於鼻腔和鼻咽部的生物膜內病原體的不斷脫落導致的，這些病原體能夠到達鼻竇和中耳等細菌較難到達的部位並引起感染。
兒童特有的其它因素
一般來說，兒童是急性呼吸道感染的高風險人群。嬰幼兒不成熟的免疫系統使得他們特別容易發生呼吸道感染。例如，特別嚴重的“鏈球菌性咽喉炎”常見於嬰幼兒，因為他們還沒有對化膿性鏈球菌產生任何保護性免疫。隨著年齡的增長，人們對許多不同血清型的鏈球菌產生了適應性免疫反應（包括抗體的累積），感染變得不那麼頻繁。然而，必須指出的是，化膿性鏈球菌通常廣泛分佈於人類中，包括兒童，但通常是無症狀的攜帶者。儘管如此，與成年人相比，兒童上呼吸道中這些潛在病原體的定植率更高，這也使他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，兒童鼻咽部肺炎鏈球菌的攜帶率要高於成人，兒童為20-50%，而成人為5-20%。此外，兒童解剖結構的不成熟，也使得他們更容易發生急性呼吸道感染。例如，嬰兒和兒童的咽鼓管（斜行在耳朵與咽部之間的管道）比成人短，成人的咽鼓管會在耳朵內股室腔之間呈現一個斜向下45度的夾角，但嬰幼兒的咽鼓管幾乎接近水平位，這使得微生物更容易通過咽鼓管趁虛而入，進入中耳並引起感染。
齲齒
與急性呼吸道感染相比，齲齒更容易被理解為一種多微生物的疾病，菌斑生物膜中多種細菌相互作用導致牙齒硬組織的破壞。根據第四次全國口腔健康流行病學調查顯示，我國5歲兒童乳牙齲患率為70.9%，12歲兒童齲患率為34.5%。兒童齲齒常常發生在磨牙和雙尖牙的頜面小窩、裂溝以及相鄰牙齒的接觸面。
菌群的作用
齲齒的病因學被公認為是多因素的，與正常功能的口腔菌群及相關生物膜的失調有關。最近的一項研究報告指出，與嚴重蛀牙的兒童相比，口腔健康的兒童的微生物多樣性水平更高。
不良的飲食和口腔衛生往往與齲齒有關。致齲微生物最初在生命早期以低數量定植，隨後在有利條件下可能大量繁殖並引起齲齒。例如，碳水化合物的攝入量增加與齲齒髮生之間有很強的關聯。碳水化合物發酵過程中產生的酸可以破壞牙釉質和牙本質，最終導致齲齒。其它事件，如pH值的變化、唾液成分和流速的變化、其它選擇性營養物質的攝入，也會造成選擇性壓力，使微生物群向致齲性微生物轉變。
微生物測序技術在齲齒兒童中發現了韋榮球菌屬、隱祕小桿菌屬、巨球形菌屬、歐爾森氏菌屬、黃桿菌屬、奈瑟氏球菌、伯傑氏菌屬、鏈球菌屬、放線菌屬和陌生菌屬細菌，它們似乎在齲病發生中發揮重要作用。與普遍觀點相反，變異鏈球菌並不是齲齒預測中唯一涉及的物種，高丰度的韋榮球菌也是兒童齲齒的一個很好的預測因子。變異鏈球菌是產酸的細菌，而韋榮球菌是一種能夠代謝酸的細菌，表明齲齒髮生中產酸細菌和代謝酸的細菌之間的代謝依賴關係。
牙周病
牙齦炎和牙周炎是兒童常見的牙周病。牙齦炎的字面意思是“牙齦發炎”，本質上是邊緣牙齦的炎症反應。牙周炎包括牙齒周圍或支持牙齒的組織（牙齦、牙骨質、牙周韌帶和牙槽骨）的感染或破壞。牙周炎是破壞性的，通常是不可逆的，導致牙齒鬆動和移位甚至脫落。兒童牙周炎的發生通常與口腔衛生不良有關。雖然世界各地兒童牙周炎的患病率很高，但是兒童最初的損害是可以通過良好的臨床管理得到逆轉的。
菌群對發病的貢獻
牙周病的主要病因是牙周組織中微生物菌斑的形成和發展。牙菌斑是微生物在牙齒表面以及牙齒與牙齒之間組成的生物膜，它們通過啟動和傳播宿主組織炎症反應，間接誘導大多數牙周組織損傷。炎症細胞浸潤包括多形核白細胞、巨噬細胞、淋巴細胞、漿細胞，它與急性和慢性細胞反應有關，包括膠原蛋白的大量丟失。牙周病的預防和治療可以通過機械和/或化學抗菌治療來實現，這一事實有力地支持了微生物在牙周病病因學中的重要作用。
兒童時期存在著一些解剖結構上的差異，比如牙齦間間隙大，這有利於微生物菌斑的沉積和生物膜的形成。有研究表明，當齦下菌斑中革蘭氏陰性菌和厭氧菌數量增加時，就會發生牙周病。主要的定植菌與其它細菌共凝集的能力尤其獨特，在早期和晚期定植菌之間充當橋樑的作用，促進生物膜的形成和成熟。一些主要的定植菌，比如具核梭桿菌具有粘附到哺乳動物細胞的能力，如成纖維細胞和上皮細胞。
雖然兒童患牙周病的風險和誘發因素各不相同，也沒有很好的定義，但是導致兒童齲齒最重要的局部因素之一仍然是不良的口腔衛生習慣。當菌斑和食物殘渣在口腔衛生不佳的情況下積聚時，微生物也會積聚起來，引發炎症過程。許多證據表明，牙齦炎先於牙周炎的發生；然而，並非所有的牙齦炎病例都會發展成牙周炎。因為牙齦菌斑的積聚並不足以導致牙周炎的發生。研究還發現了一些與牙周炎有關的細菌，但是與牙齦炎無關，包括普雷沃氏菌屬、密螺旋體屬和月形單胞菌屬。
口腔念珠菌病（鵝口瘡）
在呼吸道和口腔中，除了細菌以外，真菌也很重要，但卻經常被忽視。在口腔中，它們也參與口腔生物膜的結構和功能。念珠菌是一種機會致病性真菌，在大多數健康口腔中大量存在。口腔念珠菌病或鵝口瘡是一種口腔真菌感染，白色念珠菌一般佔50%左右，其它念珠菌的報道也越來越多。
菌群對發病的貢獻
口腔真菌菌群的研究目前還相對缺乏，因此很難對這些真菌有機體的作用得出結論。然而，隨著口腔環境向有利於念珠菌生長和毒性的狀態改變，念珠菌可能從無害的共生狀態轉變為致病狀態。這些誘發因素通常與宿主免疫防禦的減弱有關，例如醫療或牙科設備的使用、唾液流量減少、可發酵碳水化合物的攝入量高、內分泌失調、免疫抑制、抗生素使用或營養不良等。其它因素可能取決於年齡、免疫成熟、飲食和環境變化等。
念珠菌在口腔內的過度生長和占主導地位可導致上皮細胞脫落以及額外的微生物、角蛋白和其它蛋白質有時甚至是壞死的組織的積累。念珠菌的毒性與多種機制有關，包括通過各種細胞壁糖蛋白粘附在口腔表面、形成生物膜和在宿主組織內外定植、免疫細胞裂解、產生毒素或酶等。念珠菌是一種在不同環境下進化而茁壯成長的生物有機體，這些毒性因素與念珠菌從酵母形態到菌絲形態的轉換的獨特能力密切相關。多形態轉換具有重要的致病意義，因為酵母形態允許其通過體液（比如唾液、陰道分泌物和腸液）在黏膜表面快速轉運；與此相反，菌絲形態允許其在黏膜的特定區域快速附著、形成生物膜、清除營養物質並負責在黏膜表面誘導促炎症反應。
在健康個體中也能發現念珠菌的多種形態，甚至有證據表明念珠菌與細菌共存，在口腔健康中發揮作用。念珠菌與細菌之間通過物理、化學和代謝相互作用相關聯。念珠菌是一種可以與口腔共生菌共凝集的生物，在其上可以形成口腔生物膜。這為細菌生物膜提供了一個保護環境，幫助它們抵抗唾液或吞嚥物的清除，也使它們更不容易受到抗生素的影響。此外，由於白色念珠菌可以在好氧和厭氧條件下生長，當它利用口腔生物膜中有限的氧氣時，就給厭氧細菌的生長創造了有利條件。念珠菌和細菌共同進化，並形成一種化學通訊系統（稱為群體感應），允許細菌界和真菌界之間的信號傳導，以影響生長、毒性和粘附等過程。白色念珠菌本身已經進化到可以利用各種碳源（比如蔗糖和葡萄糖以及不可發酵的乳酸）。一些研究認為，白色念珠菌的生長是由口腔中能夠產生乳酸的細菌物種所刺激的，比如變異鏈球菌。
以菌群為靶點的治療策略
就口腔健康而言，良好的口腔衛生是關鍵。兒童建立良好口腔衛生習慣的關鍵時期是3個月至3歲。因為隨著生理變化（比如免疫發育和長牙）以及環境改變（比如飲食改變），口腔菌群在出生後的最初幾年會發生顯著變化。大多數衛生工作都是圍繞著通過物理和化學方法減少口腔內微生物而展開。治療口腔疾病的另一個優先事項是減輕任何可確定的誘發因素。一些簡單直接的微生物管理策略，比如避免攝入過多的可發酵碳水化合物和在口腔清潔中適當去除牙菌斑，已被證明可以增強口腔健康和減少兒童齲齒的發生率。有效控制牙菌斑也是牙周病治療成功的基礎。應謹慎使用抗菌牙膏和漱口水，例如含有三氯生的產品，會破壞口腔菌群，甚至有研究表明三氯生還可以破壞腸道菌群，增加腸炎和腸癌的發生。
目前大多數用於維持嬰幼兒人群呼吸道健康的方法主要包括疫苗和抗生素，旨在消除潛在的病原體。其中一些治療策略更多地依賴於對病原體傳播的預防控制措施，而不是實際治療。例如，接種疫苗已經成功地幫助人們消除了特定血清型的肺炎球菌的感染。然而，這一策略是不可持續的，因為疫苗只能針對特定血清型的菌株，其它血清型可能迅速佔據生態位。因此，肺炎球菌的總體攜帶率並沒有下降，或者只是暫時下降。此外，使用特定的清除策略減少鼻咽部攜帶的特定病原體也可能為其它呼吸道病原體的定植提供機會。
由於病原體具有高度適應性，完全消除幾乎是不可能的，還可能嚴重損害呼吸道和口腔菌群。例如，廣譜抗生素在清除特定病原體的同時，正常的共生菌群也會受到影響。在兒童人群中，儘管許多呼吸道感染都是病毒性的，但是醫生仍然常常會開具抗生素以預防繼發性細菌感染。謹慎使用抗生素確實是有必要的，再加上有時可能鑑別病原體錯誤，一些看似無害的上呼吸道感染有時也會發展成嚴重的疾病，比如腦膜炎、敗血症或風溼熱。例如，抗生素治療鏈球菌性咽喉炎的主要目的是預防兒童患者的非化膿性和化膿性的併發症，防止細菌向其它個體的傳播。然而，由於過度使用抗生素而出現的抗生素耐藥菌是一個嚴重的全球健康問題。因此，現在許多臨床醫生採取一種“觀望”的非治療方法來治療大多數急性蕁麻疹，因為大多數感染會自然痊癒。
在呼吸道和口腔中能夠維持共生菌群的替代療法是非常理想的。益生菌在預防呼吸道和口腔炎症和感染方面顯示出較大的潛力。例如，口服益生菌可以減少某些致齲細菌物種的數量。此外，研究也表明，益生菌可以降低各種上呼吸道感染的風險。益生菌可以預防耳部感染的復發、減少抗生素處方的數量以及減少急性上呼吸道感染的學生患者因感冒而缺課的次數，表現潛在的臨床應用價值。
結論
在兒童時期影響呼吸道和口腔的炎症和感染的病因學中，呼吸道和口腔微生物群落也起著重要作用。在呼吸道和口腔中，病毒以及細菌和真菌病原體與呼吸道和口腔微生物群落的非致病性細菌成員之間存在複雜的相互作用。人體這些不同的生態位之間的菌群組成和活性也存在巨大差異。許多與呼吸道或口腔疾病有關的細菌病原體實際上就是這些生態位的常見細菌居民。此外，各個部位某些特定細菌成員的存在也與呼吸道和口腔健康或疾病有關。總之，越來越明顯的是，疾病可能是由於正常功能的菌群失調造成的。菌群紊亂導致呼吸道和口腔炎症和感染性疾病發生的觀點可能為疾病治療提供新的見解。兒童中經常發生的輕度呼吸道疾病是很自然的事件，在很大程度上與他們正在發育中的免疫系統有關。充分了解呼吸道和口腔菌群的組成和活性，通過靶向恢復菌群穩態，重建健康有益的共生關係，對於減少兒童呼吸道和口腔炎症和感染大有希望。
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