In Vitro Assessment of the Antimicrobial and Antibiofilm Activities of Commercial Toothpastes Against Streptococcus mutans
商业牙膏对变异链球菌抗菌及抗菌膜活性的体外评估
来源：Applied Biosciences 2025, Volume 4, Article number 38
《应用生物科学》，2025年，第4卷，文章编号38
摘要
本研究评估12种市售牙膏对龋病主要致病菌变异链球菌的抗菌与抗生物膜效果，测定最低抑菌浓度MIC、最低杀菌浓度MBC、细菌生长、生物膜形成及相关基因表达。结果显示含1000 μg/mL氟化物牙膏、过氧化氢美白牙膏、竹盐牙膏抑菌与抑生物膜作用最强，高氟牙膏效果未更优；部分牙膏成分会影响spaP、gtfB、gtfC、gtfD表达，但表型与基因表达不完全一致。研究为功能性牙膏效果评价与配方优化提供实验依据。
关键词
变异链球菌；商业牙膏；抗菌活性；抗生物膜；氟化物；过氧化氢；竹盐；生物膜相关基因
研究目的
评价12种市售功能性牙膏对变异链球菌的抗菌与抗生物膜效果，明确氟化物、过氧化氢、竹盐等成分的作用，为牙膏研发与临床选择提供参考。
研究思路
选取含氟、美白、竹盐、脱敏、无氟等12种韩国市售牙膏；采用纸片扩散法、MIC/MBC测定抗菌能力；Bioscreen监测生长曲线；结晶紫法定量生物膜；qPCR检测spaP、gtfB、gtfC、gtfD表达；综合评价效果与成分相关性。
研究亮点
1 系统比较12种主流牙膏对变异链球菌的抗菌与抗生物膜效果，数据全面。
2 证实1000 μg/mL氟化物、过氧化氢、竹盐牙膏效果最优，并非氟浓度越高越好。
3 发现亚抑菌浓度牙膏可诱导生物膜增多，提示浓度对抑菌效果至关重要。
4 生物膜表型与gtf等基因表达不完全一致，揭示多通路复杂调控机制。
可延伸的方向
1 开展多菌种口腔生物膜模型验证牙膏广谱效果。
2 探究牙膏单一成分（氟、过氧化氢、竹盐）的剂量效应与机制。
3 模拟口腔唾液环境评价牙膏实际抑菌效果。
4 研究牙膏对变异链球菌耐酸性与致龋性的影响。
5 结合转录组全面分析牙膏对细菌全局基因表达的影响。
测量的数据及研究意义
1 纸片法抑菌圈直径数据（图1、表3），快速比较12种牙膏初步抗菌能力，T1抑菌圈最大。
2 MIC与MBC定量数据（图2、表4），确定各牙膏抑菌杀菌浓度，T1、T3、T7活性最高。
3 不同浓度下生长曲线OD600数据（图4），动态反映细菌增殖抑制程度，浓度依赖性明显。
4 生物膜结晶紫定量OD570数据（图3），评价抗生物膜效果，T5、T12低浓度促生物膜。
5 qPCR基因表达数据（图5），显示spaP、gtfB/C/D表达变化，揭示分子调控差异。
结论
1 1000 μg/mL氟化物牙膏、过氧化氢美白牙膏、竹盐牙膏对变异链球菌抑菌与抗生物膜效果最佳。
2 牙膏抗菌效果不与氟化物浓度正相关，配方其他成分起重要作用。
3 亚抑菌浓度下部分牙膏会促进生物膜形成，需保证有效抗菌浓度。
4 生物膜表型与spaP、gtfB/C/D基因表达无完全对应关系，存在复杂调控网络。
5 研究结果可为功能性防龋牙膏的配方优化与效果评价提供科学支撑。
使用芬兰Bioscreen仪器测量数据的研究意义
使用Bioscreen C全自动生长分析仪在蜂窝板中连续24小时、每小时自动监测OD600，获得高精度、无人工干扰的生长动力学曲线；精准量化0.5、0.75、1 mg/mL三种牙膏浓度对变异链球菌增殖的抑制程度、延滞期延长与最终菌量下降，客观区分抑菌、杀菌与部分抑制效应，为MIC/MBC结果提供动态验证，保证抗菌效果评价标准化、可重复。