目的:本研究旨在分析青岛市城市和农村5岁重度低龄龋病儿童和健康儿童龈上菌斑的微生物群落结构及功能特征,探讨龋病发生的微生物病因学机制,甄选潜在的龋病相关微生物因子,建立龋病预测模型,填补青岛地区5岁儿童乳牙列龋病宏基因组学研究的空白,为当地儿童龋病的预防和诊断提供新思路。方法:本研究共采集青岛市5岁儿童龈上菌斑样本63份。根据龋失补牙面数（dmfs）分为32例患重症低龄儿童龋的儿童（高龋组;dmfs≥6）和31例口腔健康的儿童（健康组;dmfs=0）。根据不同地理位置,将样本分为城市组32例和农村组31例。其中,城市的高龋组17例、农村的高龋组15例、城市的健康组15例和农村的健康组16例。对63份样本提取DNA基因组,扩增16S r RNA V3-V4区,进行双端测序,对比健康状态和地理位置对龈上菌斑微生物群落的影响,分析不同健康状态和地理位置来源的龈上菌斑微生物的多样性、群落结构、物种组成,筛选不同地理位置的与重度低龄儿童龋和健康的相关微生物,观察dmfs与种属水平微生物的相关性,采用网络分析来观察与龋病相关的微生物的相关性,利用ROC曲线建立龋病预测模型,进一步从功能代谢角度分析微生物在龈上菌斑中的功能特征。结果:重度低龄儿童龋和健康者的物种多样性指数（Shannon和Simpson）和微生物群落结构均存在显著差异（P<0.05）;健康状态对龈上菌斑微生物群落结构的影响大于地理位置,但不同地理位置来源的龈上菌斑微生物结构也存在差异（P<0.05）。整体上,在健康组筛选出相对丰度较高的健康相关微生物（P<0.05）,在高龋组筛选出相对丰度较高的可疑致龋微生物（P<0.05）,如普雷沃氏菌属、纤毛菌属、候选菌TM7、月形单胞菌属;其中,只在城市样本中筛选出的龋相关的微生物为候选菌TM7、普雷沃氏菌属和月形单胞菌属,而农村样本中没有显著的致龋微生物;整体上,城市样本中链球菌属、Actinobaculum和金氏球菌属的相对丰度低于农村,而消化球菌属和候选菌TM7的相对丰度高于农村;其中,健康组中城市样本的Actinobaculum、金氏球菌属低于农村样本,而奈瑟氏菌属和孪生球菌属高于农村样本;高龋组中城市样本的链球菌属和金氏球菌属低于农村样本,而孪生球菌属高于农村样本;网络分析显示与龋相关的微生物呈正相关;spearman相关性分析显示dmfs与普雷沃氏菌属、候选菌TM7和月形单胞菌属呈正相关;ROC曲线模型显示种水平物种的预测价值更高,普雷沃氏菌可作为龋病预测标志物;在整体上,与高龋组相比,健康组中的碳水化合物代谢和氨基酸代谢较高;与城市的高龋组和健康组分别相比较时,农村的高龋组和健康组中富集碳水化合物代谢和氨基酸代谢。结论:1、不同口腔疾病状态是决定菌群分布的重要因素,地域因素对正常儿童口腔菌群的分布具有重要影响作用。2、青岛市5岁高龋与健康儿童的龈上菌斑微生物多样性和结构存在差异,健康儿童菌斑微生物图谱结构较高龋患儿更为保守。3、青岛市5岁高龋与健康儿童的龈上菌斑微生物组成存在显著差异。如普雷沃氏菌等细菌成分在两人群中的相对丰度存在显著变化,其可能作为生物因子参与或代表了龋病发生发展过程中的菌群失衡。4、利用口腔菌群的菌谱变化特征作为生物学指标,结合机器学习方法,建立了可用于检测城市和农村来源宿主口腔健康状态的通用龋病模型,为龋病的高危人群筛查、个体的口腔健康监测提供了理论和现实基础。