3.口腔菌群与龋齿

　　牙齿的演化史不仅解释了它们为何如此强韧，也解释了为何现代人的牙齿存在缺陷。简单来说，牙齿的这种结构是为了适应特定的环境条件，包括受到的压力、可能的磨损，以及口腔内的某些化学物质和细菌。这就导致口腔环境的任何变化，都会对毫无防备的牙齿造成损害。现代人的饮食就造成了这样一种情况，它与以往地球上所有生物都不同。我们的生理结构并不能适应我们的行为，这就导致现代人饱受龋齿、智齿阻生及其他牙颌问题的困扰。

　　全球有数十亿人受到了牙科相关疾病的困扰。然而在过去30余年间，我研究了成百上千块牙齿化石以及现生动物的牙齿，却几乎没有发现过任何牙科疾病的迹象。

　　为了了解现代人类的牙齿为何如此容易生病，我们需要参考自然状态下的口腔环境。健康的口腔中居住着数十亿个微生物，其中细菌就多达700余种。其中大多数细菌是有益的，可以抵御疾病、帮助消化以及调节机体机能。不过也有一些细菌对牙齿是有害的，比如变形链球菌（Streptococcus mutans）和乳酸杆菌（Lactobacillus），它们代谢产生的乳酸会破坏牙釉质。通常情况下，这些细菌在口腔中的密度很低，不足以对牙齿造成永久性伤害。它们的数量会受到链球菌属的轻型链球菌（Streptococcus mitis）和血链球菌（Streptococcus sanguinis）等有益菌的限制。这些细菌可以产生碱性物质和抗菌蛋白，从而抑制有害菌的生长。除此之外，唾液也可以缓冲乳酸的攻击，并且将牙齿包裹在含钙和磷酸根的环境中，帮助其表层重新矿化。在过去几亿年间，牙齿一直维持着这种破坏与修补的平衡状态。在哺乳动物的口腔中，也观察到了有益和有害细菌的普遍共存。这种相对稳定的口腔微生物环境被英国牛津大学的凯文·福斯特（Kevin Foster）及其同事称为“被宿主控制的菌群生态系统”。

　　这种平衡一旦被打破，就会诱发龋齿。比如，富含碳水化合物的饮食会利于产酸细菌的增殖，并导致口腔的pH值下降。在这种酸性环境下，变形链球菌和其他有害细菌会更加猖狂，还会制约有益细菌的生存，从而进一步降低环境pH值。这一连串的过程被临床研究者称为“菌群失调”（dysbiosis），即口腔菌群的稳态被打破，有害细菌占据了口腔微生物组的主导地位。此时，唾液修补牙釉质的速度赶不上其破损的速度，就形成了龋齿。常见的蔗糖尤其容易引起这种麻烦。利用蔗糖，有害细菌可以形成一层厚厚的牙菌斑，牢牢黏附在牙齿上。即使没有食物来源，牙菌斑中储存的能量也足够它们消耗，这也就意味着牙齿会更持久地暴露于酸性物质的攻击。

　　很早之前，考古学家就提出，在约1万年前的新石器时代，人们从采集转变为耕作的生活方式和龋齿的出现存在联系。这是因为小麦、水稻和玉米富含可用于发酵的碳水化合物，正符合了产酸细菌的需求。例如，美国俄亥俄州立大学克拉克·拉森（Clark Larsen）的研究团队发现，在美国佐治亚州沿海地区，玉米得到广泛种植后，人类遗骸中龋齿的患病率增长了5倍以上。当然，牙科疾病的患病率和农业的关系并非如此简单。在不同的时间和地区，早期农民的龋齿患病率差异很大。一些狩猎—采集者如果经常吃蜂蜜，他们的牙齿上也会布满龋洞。

　　龋齿率的真正激增，出现在工业革命时期。我们的食物经过了更精细的加工，蔗糖也广泛出现于餐桌上。加工过的食物通常更柔软，需要的咀嚼过程更少，无法磨平牙齿的小凹陷或缝隙，给牙菌斑提供了良好的生存空间。

　　不幸的是，由于牙齿的发育过程特殊，我们的牙釉质不能像皮肤、骨头一样重新生长。从肉鳍鱼的鳞板开始，这种局限性就已经存在了。在牙釉质形成过程中，成釉细胞（ameloblast，一种形成牙釉质的细胞）会由牙齿内部向外迁移，最终到达牙齿表面，迁移的痕迹就形成了釉柱。我们的牙釉质之所以无法生长，就是因为在牙冠发育完整以后，这些成釉细胞就消失了。而产生牙本质的成牙质细胞（odontoblast）的迁移方向与成釉细胞完全相反，它们会向内移动最终到达牙髓腔。在个体的一生中，这些成牙质细胞都可以继续产生牙本质，从而修复和替换磨损或受伤的组织。如果牙本质遭到了更严重的伤害，新鲜的细胞会形成牙本质层，以保护牙髓腔不受伤害。

　　然而龋洞却可以突破自然防护感染牙髓腔，最终使牙齿完全坏掉。相比过去漫长的生命演化历程，工业革命后的几个世纪短暂如白驹过隙，根本不足以让我们的牙齿适应如今高糖分、精加工的饮食结构。

　　4.颌骨压力的缺失

　　如今，口腔正畸也成为了一项普遍需求。约9成的人都至少存在轻微的牙列不齐或咬合错位的问题，四分之三的人都存在无法正常萌出的智齿。简单来说，这是因为我们的牙齿和颌骨并不匹配。其根本原因也和龋齿一样，是现代人类全新的饮食内容破坏了口腔环境的平衡。

　　早在1920年，澳大利亚著名的口腔正畸医生贝格（“Tick” Begg）就注意到了这种牙颌不匹配的现象。他发现相比具有欧洲血统的牙病患者，以传统方式生活的澳大利亚原住民的牙齿磨损程度更高。但是，这些原住民的牙弓形态却很完美，他们的前牙非常整齐，智齿也能够正常萌出并发挥作用。贝格认为，自然状态下相邻牙齿间的磨损会给口腔腾出更多的空间。他相信颌骨的长度在演化过程中已经被“设计好”了。我们的牙齿本是为了研磨坚硬的食物而生的，但现代柔软、精加工的食物打破了牙齿尺寸和颌骨长度间的平衡。

　　基于这样的假设，贝格发明出一套矫正牙齿的方法，一直以来这一方法都被业界认为是“金标准”。这种方法需要拔掉前臼齿（位于犬齿与臼齿之间）以腾出空间，再用金属丝将其他牙齿箍起来，达到拉伸牙弓、让空缺消失的效果。在贝格提出这一方法以前，其他口腔正畸医生也曾试图用金属线拉直扭曲的齿列，但是他们并没有拔除前臼齿，这就导致本该被拉直的齿列反而更扭曲了。事实证明，贝格的方法的确有效，并能使患者受益终生。贝格甚至建议儿童嚼一种含有碳化硅微粒的口香糖，来磨低牙齿，这样他们以后就不需要进行口腔正畸了。

　　贝格关于牙齿与颌骨之间不匹配的观点是正确的，但是他搞错了一些细节。美国南伊利诺伊大学的人类学家罗布·科鲁奇尼（Rob Corruccini）在研究中指出，牙弓形态的关键不在于牙齿的磨损，而在于进食时颌骨感受到的压力。而且问题也并非是现代人的牙齿没有磨损，而是颌骨太小了。

　　早在1871年，查尔斯·达尔文（Charles Darwin）就在《人类的由来》（The Descent of Man）一书中提出颌骨大小与受到的压力相关。但科鲁奇尼首次给出了确凿证据。他当时刚开始在南伊利诺伊大学任教，一位从附近肯塔基州农村来的学生告诉他，他们那里的老人过去只能吃难嚼的食物，而现在的年轻人可以吃到精加工的食物。进一步的研究表明，尽管几乎没有接受过专业的牙齿保养，但老年居民的牙齿咬合状况却比年轻人更好。科鲁奇尼用食物的坚硬程度解释了这一差异。随后，科鲁奇尼又寻找了很多其他的研究样本，包括美国亚利桑那州尚未和已经能从商店买到食物的皮马人（Pima），印度昌迪加尔吃糙小米和韧性蔬菜的农村人，以及作为对比的吃软面包和豆泥的城市人口。

　　科鲁奇尼解释道，自然条件下，婴儿咀嚼食物时会给颌骨压力并让其生长，最终牙齿的大小应当正好适合颌骨。当颌骨在发育中没有得到应有的刺激时，前部的牙齿就会变得拥挤，并导致后部牙齿阻生。他对猴子做的实验也证明了这一理论，那些喂了更软食物的猴子的颌骨较小，也更容易出现牙齿阻生。

　　5.根治口腔疾病

　　从演化的角度看，人类生态的转变导致了我们的牙齿疾病。这一全新视角有利于研究者和临床医生从根本上解决口腔问题。目前的治疗手段会对牙冠进行窝沟封闭，使用氟化物修补或强化牙釉质，但是这些措施都不能从根本上调节菌群。一些具有杀菌效果的漱口水的确可以杀死引发龋齿的细菌，但它同样也会杀死有益菌种，而这些菌种是我们已经演化出来应对有害细菌的。受到最近微生物组学治疗方法的启发，研究者已经开始尝试改造牙菌斑的环境。我们即将迎来引入口腔益生菌、靶向抗菌药物和微生物移植等新疗法。

　　对于口腔正畸方案，我们也要考虑自然条件下的口腔环境。牙科医生和正畸医生开始意识到，精加工的婴儿食物改变了婴儿面部和颌骨的应力分布。咀嚼造成的压力会激发儿童颌骨和面中部骨骼的正常发育，而以糊状的婴儿食物喂养孩子会导致这些部位长期得不到充分发育。有时，这一问题的影响比牙列不齐更为严重：一些专家提出这样会导致气道狭窄，并可能诱发睡眠呼吸暂停综合征。

　　没有人想让蹒跚学步的孩子被太硬的食物噎到，但比起豌豆泥来说，我们也许能找到更合适的食物帮助孩子断奶。近几年诞生了一门新的产业，专门致力于帮助孩子打开气道，促进颌骨的正常发育，帮助牙齿自然排列。我们有一系列有效的口腔问题治疗方法，但是如果我们能像祖先一样，用咀嚼强度更高的食物来喂养孩子，也许很多人就可以避免这些治疗了。

　　（作者：彼得·S·昂加尔，系美国阿肯色大学的古生物学家和人类牙齿学家。他主要专注于现生及化石灵长类动物的食性和取食适应性的研究。译者：郭林，系中国科学院古脊椎动物与古人类研究所硕士研究生，研究方向为古人类学）