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疱疹病毒和牙周致病菌在牙周炎中相互作用的研究进展

2016-03-11邓凤英林志勇

国际口腔医学杂志 2016年6期
关键词:疱疹病毒牙周病致病菌

邓凤英 林志勇

山东大学附属省立医院牙体牙髓病科 济南 250021

疱疹病毒和牙周致病菌在牙周炎中相互作用的研究进展

邓凤英林志勇

山东大学附属省立医院牙体牙髓病科 济南 250021

疱疹病毒和牙周致病菌的相互作用影响着牙周炎的发生发展,二者共同感染是牙周病发病的主要病因。在牙周炎患者的龈下菌斑中,病毒的检出率远较健康者高。疱疹病毒和牙周致病菌二者可在牙周病发病的多个阶段内相互影响:病毒促进细菌的黏附和定植、牙周致病菌促进病毒的活化,二者共同改变宿主的免疫反应。在牙周病发病过程中,牙周致病菌的黏附定植、疱疹病毒的活化以及宿主的免疫抑制机制等,可相对科学合理地解释牙周病的发作区域、进展速度和严重程度等特征。如果疱疹病毒介导的分子旁路与牙周炎导致的系统性疾病的生物联系被证实,那么传统的以清除细菌为目的的治疗方法对于牙周炎治疗的效果将是有限的,而将抗病毒药物和龈下刮治和根面平整术相结合的治疗方法可能在治疗和预防牙周病及其复发方面更加有效。疱疹病毒-牙周致病菌模型不仅使人们对牙周炎的发病机制有了更深的认识,也为牙周病治疗指出了新的方向。

牙周炎; 疱疹病毒; 牙周致病菌

目前在口腔环境中,已鉴定出1 200多种细菌,其中约20种被认为是主要的牙周致病菌;近年来,疱疹病毒在各种牙周疾病中的检出报道增多,牙周病的病损区域可能包含着数百万的疱疹病毒、人乳头瘤病毒、人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)、人类T淋巴细胞病毒1型、扭矩特诺病毒、乙肝病毒和丙肝病毒基因;疱疹病毒和牙周致病菌的共同感染可能是牙周病发病的主要病因,而宿主免疫防御也试图控制牙周位点中的致病病毒和细菌;疱疹病毒-细菌联合作用将改变人们对于破坏性牙周疾病的发病机制和治疗的认识,而对其相互作用的致病性机制及相关宿主反应的深入了解,可能带来牙周炎在预防、诊断和治疗方面新的研究进展[1-3];因此,本文就疱疹病毒-细菌联合在牙周病发病过程中的作用等研究进展作一综述。

1 疱疹病毒和牙周致病菌的相互作用

1.1病毒和细菌在感染性疾病中的协同作用

在人类疾病中,病毒和细菌相互作用比比皆是,呼吸系统疾病为人们提供了一个二者协同感染最好的例子。譬如,呼吸道病毒会引起呼吸道改变并促使常驻细菌繁殖,继而产生炎症反应;它也能够抑制呼吸上皮纤毛的活动,增加细菌再次感染的风险[4]。Katzoli等[5]证实,阑尾炎与麻疹病毒、腺病毒、疱疹病毒以及脆弱拟杆菌、结肠杆菌、耶尔森鼠疫杆菌、沙门菌和志贺杆菌均有关系。Garimorth等[6]指出,以严重的咽炎和败血症为特征的雷米尔症候群,可以作为EB病毒(epstein-barr virus,EBV)诱导的单核细胞增多症的后果发生,且常与坏死梭形杆菌的过度增殖相关。在器官移植受体中,巨细胞病毒和人疱疹病毒6型或7型可诱导产生严重的细菌、真菌、单细胞原生动物或其他病毒性机会性感染,原因可能是疱疹病毒免疫调节的结果[7-8]。

1.2疱疹病毒在牙周炎中的致病作用

与单纯的细菌感染相比较,病毒可造成更严重的牙周组织破坏[9]。HIV可引起牙龈乳头坏死、牙周组织丧失和骨组织迅速破坏等。目前,疱疹病毒作为牙周炎相关病毒被证实参与了多种人类疾病。尽管疱疹病毒的携带量因年龄、国家、种族和人口亚型而不同[10],但疱疹病毒在牙周炎病损中高度流行[11-13]。

Slots[14]发现,单纯疱疹病毒(herpes simplex virus,HSV)1型、EBV、人类巨细胞病毒在牙周炎病损龈下位点中的平均感染率,在侵袭性牙周炎中分别达78%、58%和42%,在慢性牙周炎中分别达到26%、46%和52%,在牙周健康人群中则为0%、8%和8%。EBV和人类巨细胞病毒是牙周疾病中被研究最多的病毒。Kato等[15]发现在慢性牙周炎深牙周袋中,EBV的检出率及检出数目较浅牙周袋内高。Sunde等[16]从治疗的角度验证了疱疹病毒在牙周病发病中的致病性。

1.3疱疹病毒和牙周致病菌在牙周炎中协同致病的证据

牙周疱疹病毒感染通常会伴随牙周致病菌增多,丁芳等[17]应用巢式聚合酶链反应技术检测了89名侵袭性牙周炎(aggressive periodontitis,AgP)患者和31名健康对照者龈下菌斑中的人巨细胞病毒(human cytomegalovirus,HCMV)和EBV-1,同时还检测了伴放线嗜血杆菌、牙龈卟啉单胞菌、福赛斯坦纳菌、中间普雷沃菌、直肠弯曲杆菌、具核梭杆菌、齿垢密螺旋体和变黑普雷沃菌等8种牙周致病菌,结果HCMV、EBV-1在AgP患者龈下的检出率较健康者高,疱疹病毒的检出率在检出牙周致病菌种类较多的样本中也高,牙周HCMV亦与害肺小杆菌和牙龈卟啉单胞菌有着紧密联系。

Sharma等[18]应用聚合酶链反应检测了15名AgP患者和15名健康对照者龈下菌斑中的HCMV和EBV-1,同时他们还检测了伴放线嗜血杆菌和牙龈卟啉单胞菌等常见的牙周致病菌,结果发现HCMV和伴放线嗜血杆菌在AgP患者龈下的检出率高达77.78%,远较健康对照组高。Saygun等[19]对9名AgP患者、6名慢性牙周炎患者和15名牙周健康者龈下HCMV、EBV以及6种牙周可疑致病菌进行了定量分析,结果显示HCMV和EBV与牙龈卟啉单胞菌和福赛斯坦纳菌关系特别密切;而Slots等[20]证实了HCMV和牙龈卟啉单胞菌之间的关联尤为密切。

Chalabi等[21]通过对伊朗40名慢性牙周炎患者和40名牙周健康者龈下疱疹病毒与牙周致病菌进行了巢氏聚合酶链反应检测也证实,EBV-1和HCMV与牙龈卟啉单胞菌、福赛斯坦纳菌、中间普雷沃菌、变黑普雷沃菌和齿垢密螺旋体发生率的增高相关。Sabeti等[22]对34例根尖周病变的研究显示,疱疹病毒和厌氧菌之间存在一定的联系。感染了HCMV-牙龈卟啉单胞菌的小鼠,相较于仅感染了鼠结肠杆菌者具有更高的死亡率[23]。

2 疱疹病毒和牙周致病菌在牙周炎中相互作用的机制

EBV和HCMV似乎与牙龈卟啉单胞菌和福赛斯坦纳菌感染紧密关联,这两种细菌均具有很强的牙周致病潜力[21,24]。疱疹病毒和牙周致病菌介导牙周病的机制尚不清楚,但二者可在牙周病发病的多个阶段内相互影响。

2.1病毒促进细菌的黏附和定植

病毒感染可以触发体内促炎因子的释放,影响抗菌免疫功能,导致牙周致病菌的增多[2]。在真核细胞膜和病毒破坏细胞基膜表面的病毒蛋白,可作为细菌的受体,形成新的细菌黏附位点[25]。HCMV可增强伴放线嗜血杆菌对于原发性牙周袋上皮细胞和海拉细胞的黏附[26]。病毒还可以通过干扰中性粒细胞的黏附、趋化、噬菌、氧化、分泌和杀菌等活性,造成宿主二次感染。Özcan等[27]发现,牙龈卟啉单胞菌和EBV共同感染,可提高龈沟液中的内脂素的水平,促进牙周疾病的发生和发展。

2.2牙周致病菌促进病毒的活化

细菌酶和其他炎性介导因子有活化疱疹病毒的潜力。牙周致病菌可能通过干扰宿主免疫系统,譬如降解前炎症因子来激活疱疹病毒的感染。牙龈卟啉单胞菌可抑制干扰素-γ,这种抗病毒宿主反应可部分解释HCMV致病性的增强[18]。牙周致病菌的磷脂壁酸和脂多糖具有活化促丝裂原激活蛋白激酶及核因子-κB信号转导通路的作用,从而上调细胞受体,促进疱疹病毒活化,激活其感染[28]。Imai等[29]发现在牙龈卟啉单胞菌培养物的上清液中含高体积分数的代谢产物丁酸,丁酸可抑制组蛋白脱乙酰酶的活性,增加组蛋白乙酰化并启动BZLF1基因转录,从而激活处于潜伏状态的EBV。Sugano等[30]也发现,牙龈卟啉单胞菌经超声裂解处理后,培养物中的EBV基因计数较对照组明显增加,即牙龈卟啉单胞菌裂解液具有激活EBV的作用。

2.3改变宿主的免疫反应

疱疹病毒感染可以触发宿主的免疫病理反应,影响包括中性粒细胞、巨噬细胞、补体以及多种细胞因子在内的免疫组分及抗菌免疫功能,从而导致牙周致病菌的增多。活跃的疱疹病毒感染可能会在一定程度上升高牙龈组织中白细胞介素(interleukin,IL)-1β和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)α的质量[31]。Lin等[32]在检测了牙龈卟啉单胞菌、伴放线嗜血杆菌等4种牙周致病菌的刺激下,HCMV、EBV感染的THP-1细胞系中TNFα的表达情况后发现,牙周致病菌诱导的TNFα表达在HCMV和EBV感染后的THP-1细胞系中明显下调,病毒分别通过下调TNFα的表达抑制巨噬细胞在细菌诱导下的活化和吞噬功能。

Sigusch等[33]在检测了各型牙周病患者龈沟液中淋巴细胞CD的比例后指出,HCMV可通过调节抗原特异性T细胞的功能致调节性T细胞中CD8+水平的增高以及CD4+/CD8+的降低,由此抑制宿主的抗牙周致病菌的免疫反应。

疱疹病毒相关的前炎症因子可妨害宿主抗牙周致病菌免疫。HCMV和EBV感染能上调单核细胞和巨噬细胞中IL-1β和TNFα基因表达[14,34]。在人白细胞抗原(human leucocyte antigen,HLA)-DR4同种抗原的携带者,牙周病尤加严重,因为HCMV特异性的T细胞CD8+可以交叉识别HLADR4分子,从而介导产生自身免疫反应[35]。EBV可以致抗中性白细胞抗体和嗜中性粒细胞减少,从而造成细菌致病性增强和数量增多。

Slots[36]将牙周炎的发展模式描述为疱疹病毒-细菌模式并认为:牙周病的序列性感染包含了从细菌到病毒再到细菌的整个过程;在疱疹病毒-细菌的感染模式中,疱疹病毒相关的致细胞病变效应、免疫逃避、免疫病理、潜伏、活化和组织或位点嗜性等过程构成了牙周病病理的所有重要方面;最初,生物膜中的细菌引起牙龈炎,利于潜伏的疱疹病毒嵌入巨噬细胞、T细胞和B细胞中并进入牙周组织。HCMV在牙龈组织中进行复制,有助于维持牙周组织的感染;疱疹病毒既可以自发活化,也可以在宿主防御反应下降期间活化,或者由药物介导的免疫抑制、并发感染、情绪波动、激素改变、物理损伤等因素造成其活化;许多疱疹病毒的活化因素同时也是牙周病的风险因子,这或许并非巧合[37]。

3 疱疹病毒和牙周致病菌在牙周炎中相互作用的意义

3.1为牙周病的临床症状提供了合理的证明

牙周病是一种复杂的感染性疾病,以往的学说大多强调细菌和宿主因素在牙周病发病过程中的重要性,但是牙周病的局限性和对称性及阵发性等临床特点并不能完全用细菌致病理论来给予解释;而在牙周炎发病过程中,牙周致病菌的黏附定植、疱疹病毒的活化以及宿主的免疫抑制等机制,则可相对合理地解释牙周病的发作区域、进展速度和严重程度等特征。例如某些潜伏的病毒在一定条件下被激活和增殖,释放病毒颗粒,损伤机体细胞并改变细胞的炎症反应模式,促使牙周致病菌致病,继而引起牙周炎症状。这种致病模式与牙周病呈阵发性破坏加速的特点十分相似。部分患者即使菌斑相对较少,潜伏性病毒的频繁活化亦可造成牙周组织的快速破坏;反之,部分牙周致病菌携带者却可能因为没有病毒感染或活化,而维持牙周健康或仅表现为轻度症状[38]。

3.2为牙周医学提供了更好的解释

牙周医学是牙周病学的一个新的学科分支,定义为牙周病与系统疾病的相互关系,包括系统疾病对牙周健康或牙周疾病的影响和牙周病对系统健康或疾病的影响两个方面。为了解释牙周病和系统性疾病的联系,已有多种机制被提出。现已公认细菌是牙周病发生发展的主要因素,但其不能单独致病。病毒对系统环境的直接损伤或者病毒介导的免疫应答改变,可能只是其中的一种机制。

动脉粥样硬化可能是HCMV、HSV、肺炎衣原体、幽门螺杆菌和牙周致病菌等共同感染的结果[39]。HCMV血清阳性被认为与心血管疾病相关。血管细胞和心肌细胞感染HCMV后介导细胞活化,引起黏附蛋白、主要组织相容性抗原和细胞因子受体表达,促进细胞因子和生长因子的释放。有学者[40]发现,HSV和牙周致病菌的合并感染也与心血管疾病相关。糖尿病患者血糖控制较差时,牙周袋中EBV的检出率升高;同样,没有检测出EBV的患者血糖水平往往能够得到较好控制[41]。牙周袋通常是这些病毒的藏身之所。

3.3为牙周病治疗带来了新的思路

虽然对于牙周病的发病机制已经建立了多种理论学说,包括分子水平的机制,但其治疗依然沿用了旧的理论,这些方法在治疗复发性、顽固性和晚期牙周病方面几乎没有任何进展。临床治疗方法的失败可能正是没有从发病机制的研究中获得相应的启示。如果疱疹病毒介导的分子旁路与牙周炎导致的系统性疾病的生物联系被证实,那么传统的以清除细菌为目的的治疗方法对于预防系统性疾病基本是无效的,而将抗病毒药物和牙周洁治相结合的治疗方法可能在治疗和预防牙周病及其复发方面更加有效。

传统的龈下刮治和根面平整牙周病治疗术,可以清除HCMV和EBV,减少HSV和其他疱疹病毒的数目[42-43];但要彻底清除这些病毒,则需要采用特定的抗病毒药物。有医生[16]曾给予1例龈下EBV高拷贝的顽固性牙周炎患者抗病毒药物盐酸伐昔洛韦500 mg,每天2次,服用10 d,较好地抑制了EBV。该医生认为在牙周病治疗中筛查病毒,以确定何时进行抗病毒干预,是牙周病治疗成功的关键。龈下使用聚维酮碘和次氯酸钠溶液可以有效的抗病毒和抗菌[44]。全身应用阿昔洛韦可以长时间的抑制EBV,也可能对龈下位点的其他疱疹病毒有作用[45]。在犬模型上小剂量口服干扰素,可减轻牙龈炎症,虽然其对病毒的作用未被证实,但是干扰素的抗病毒活性可能也是一个动因[46]。

4 小结

疱疹病毒和牙周致病菌的相互作用影响着牙周炎的发生发展,疱疹病毒-牙周致病菌模型不仅使人们对牙周炎的发病机制有了更深的认识,也为牙周病治疗指出了新的方向。通过抗病毒来治疗牙周疾病固然是牙周病领域的一大研究进展,但目前尚无实施的具体量化的适应证。通过接种疫苗来控制疱疹病毒预示着传统的牙周病治疗、外科手术和抗生素应用的作用减弱。

希望本文中提出的问题有助于引导牙周病学领域的调查研究。

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(本文采编 王晴)

Research progress on the synergy between herpes viruses and periodontopathic bacteria

Deng Fengying, Lin Zhiyong.
(Dept. of Conservative Dentistry and Endodontics, The Affiliated Provincial Hospital, Shandong University, Jinan 250021, China)

Viral infection of periodontal herpes is typically associated with the increased occurrence of periodontopathic bacteria, and herpes virus display a strong synergy effect with periodontal pathogens through various mechanisms. Prevalence of herpes virus in the subgingival dental plaque of periondontitis patients was higher than that of periodontal healthy controls. Pathogenic synergy existed throughout the process of periodontitis by different mechanisms, including adhesion and colonization of periodontal pathogenic bacteria, reactive of herpes virus, and impairment of host antibacterial immune. These mechanisms can better explain the clinical characteristics of periodontitis. When the biological link in periomedicine concept is established through virus-induced molecular pathway of herpes, the conventional periodontal therapy directed at bacteria may be inefficient in periodontitis treatment while the treatment employing antiviral agents may be significantly effective. The concept of herpesviral-bacterial coinfection in periodontitis is an interesting topic for future research. This paper reviews the research progress in the study of interactions between herpes virus and periodontopathic bacteria in periodontal diseases.

periodontitis; herpes viruses; periodontopathic bacteria

R 781.4

A [doi] 10.7518/gjkq.2016.06.020

2015-10-16;

2016-07-28

邓凤英,硕士,Email:dentistdeng@163.com

林志勇,教授,硕士,Email:zhiyongl@126.com

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