免疫细胞在牙周炎症中的作用研究进展①

於丽明 韩欣欣 刘月华

(上海市口腔病防治院，上海 200001)

牙周炎是由牙菌斑生物膜中的微生物所引起的牙周支持组织的慢性感染性疾病，导致牙周支持组织的炎症、牙周袋形成、进行性的附着丧失和牙槽骨吸收[1]。牙周组织的炎症是宿主免疫防御机制和牙菌斑生物膜中的微生物之间相互作用的结果。虽然细菌在牙周炎症的起始过程中起到不可或缺的作用，但是疾病的进展和严重程度取决于宿主的免疫反应[2]。

1 牙周炎的病理生理

人体口腔内大约有500种细菌，这些细菌组成了菌斑生物膜。牙周炎症是由龈下部分的菌斑生物膜引起，牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,Pg)、伴放线放线杆菌(Actinobacillus actinomycetemcomitans,Aa)、福赛斯坦纳菌(Tannerella forsyth-ensis，Tf) 是主要的牙周致病菌。目前认为牙周微生物的菌群失调(Dysbiosis)、致病菌数量上升激活了宿主免疫反应[3]：宿主细胞通过细胞膜上的Toll样受体(TLR)发现细菌毒素并分泌炎症介质，招募中性粒细胞到龈沟及牙龈上皮处，这些中性粒细胞通过脱颗粒、生成活性氧(ROS)以及NETosis，使得牙龈上皮细胞分泌TNF-α、IL-6及IL-1β等细胞因子，同时中性粒细胞被进一步活化，导致大量的中性粒细胞被招募至牙周菌斑附着区域[4]。当细菌突破中性粒细胞防线侵入结缔组织，适应性免疫反应被激活。在炎症的早期，上皮中的朗格汉斯细胞、树突状细胞(Dendritic cells,DC)识别细菌产物，迁移并激活辅助性T细胞(Th)1、Th2反应。中性粒细胞通过生成CC类趋化因子配体(CCL)2、CCL20因子介导招募Th17细胞。炎症状态持续时，牙周组织中的趋化因子招募调节性T(Treg)细胞，而破骨前体细胞被募集并分化为破骨细胞，最终导致牙槽骨的吸收、牙龈退缩[5]。除了TLR,核苷酸结合寡聚化结构域(Nod)受体以及炎性小体系统参与了牙周炎固有免疫的激活[2]。Pg的产物通过Nod样受体蛋白3炎性小体途径激活固有免疫以及特异性的抗细菌抗体IgG[6，7]。

2 中性粒细胞与牙周炎

牙菌斑生物膜刺激宿主，白细胞被招募至龈沟处，其中95%的细胞是中性粒细胞[8]，这些细胞是抗击菌斑生物膜生长的第一道防线，其抗微生物和抗炎功能对牙周稳态至关重要，被认为是口腔免疫中的守门员[9]。中性粒细胞缺乏会引起严重的牙周炎，而中性粒细胞过多同样会造成慢性炎症[10]。中性粒细胞的迁移受到趋化因子和黏附因子的调控。中性粒细胞能招募Th17细胞，而Th17细胞又能招募更多的中性粒细胞[11]，导致炎症的迁延不愈。大量的中性粒细胞浸润通常被认为与急性炎症相关，而在牙周炎中，过多中性粒细胞被招募、激活的确切机制以及它们在口腔免疫调节中特定作用尚不明确[9,10]。

另一方面，口腔细菌具有调控宿主中性粒细胞的能力，能破坏其杀伤力及促炎的功能。牙周炎的主要致病菌Pg可通过调控补体、TLR信号途径来使自己存活，Pg亦可使Toll样受体信号途径中的髓样分化因子(Myeloid differentiation factor88，MyD88)降解来阻断中性粒细胞TLR2/MyD88信号通道[12]。

3 T细胞与牙周炎

T细胞主要分为CD4+T细胞和CD8+T细胞两大类，其中CD4+T细胞可分化为辅助性Th1、Th2、Th17和Treg细胞。牙周致病菌突破中性粒细胞防线入侵结缔组织并与免疫细胞，如巨噬细胞、树突状细胞、γ、δ等细胞接触，刺激这些免疫细胞产生促炎因子，同时调节Th细胞的发育，从而使得炎症加剧。研究显示，IL-17、Th17在牙周炎中起重要作用[13]。IL-17主要由Th17细胞生成，作用于固有免疫及结缔组织细胞，能诱导趋化因子、MMPs和ROS生成。此外，IL-17能促进成骨细胞表达核因子κB受体活化因子配体(Receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL)。激活的淋巴细胞，尤其是Th1、Th17细胞，通过RANKL依赖的方式在病理性骨吸收中起主要作用[3]。另一方面，细胞因子IL-10 (Treg细胞),干扰素-γ (Th1细胞) 以及 IL-4与IL-13 (Th2细胞)能抑制破骨，说明牙周固有免疫和适应性免疫之间的相互作用十分复杂[3]。牙周炎症中Th2细胞和Treg细胞确切的招募机制仍不明确，Treg/Th2保护性的相互作用也不清楚。新近的研究显示，Treg在牙周炎中的迁移机制可能与IL-4/CCL22/CCR4轴有关[14]。

3.1CD4+T细胞与牙周炎 Th1/Th2细胞：牙周组织中细菌控制了T细胞的反应类型。实验证实，TLR4激动剂(Aa的LPS)能刺激Th1细胞生成IL-12，而TLR2激动剂(Pg细菌脂肽)则激活TLR2，从而主要诱导 Th2反应。Th1细胞虽然具有抑制破骨的功能，但是其在牙周炎中表达RANKL，从而起到破坏牙周的作用[15]。这种差异可能由于同一细胞亚群在牙周炎中的双重作用引起。此外，Th2细胞是TLR2的效应细胞，能促进牙槽骨破坏，同时又分泌 IL-4、IL-13抑制破骨[16，17]。

Th17细胞：Th17细胞和其分泌的IL-17在许多炎症性疾病和自身免疫病中起重要作用。牙周炎中，Th17、Treg细胞数量增加[2,18]。在感染以及免疫疾病中，TLR4同样能诱导Th17细胞，Pg抗原能诱导T细胞产生IL-17[15]。此外，Pg通过NF-κB途径刺激IL-1β、IL-6、IL-23生成，诱导Th17细胞的分化[19]。Pg可能通过Th17细胞引起牙周炎症反应。此外，活化的Th17细胞表面高表达RANKL，因此Th17细胞被认为具有促破骨的作用[19]。

Treg细胞：Treg细胞是一群CD4+Foxp3+T细胞亚群，具有调节其他白细胞的独特功能[20]。在牙周炎中，Treg细胞数量上升，并发挥保护作用。Nakajima等[21]发现FoxP3、TGF-β 和IL-10 在牙周炎中的表达量相比牙龈炎和健康对照组明显升高。抑制小鼠牙周组织Treg细胞活性，可使IL-10和TGF-β的表达均下降，而IFN-γ、肿瘤坏死因子-α和RANKL表达上升，从而使得小鼠的牙槽骨丧失增加[22]。在牙周炎组织中选择性地招募Treg细胞能控制局部炎症，有效减轻实验性牙周炎[20]。这说明Treg细胞具有抑制牙周组织损伤功能。此外，研究显示在牙周炎病损中，有一小群细胞既表达 IL-17A又表达FoxP3，提示存在着Treg-Th17细胞间转换[2]。

3.2CD8+T细胞与牙周炎 关于CD8+T细胞与牙周炎的研究文献不多，在慢性牙周炎中，牙龈中CD4+T、CD8+T以及B细胞大量增加，但是CD8+T细胞的作用不甚明显，CD8+T细胞可能不参与牙龈的病理过程[23]。但是有证据显示：健康牙龈中的T细胞主要是记忆效应型的T细胞[24]，提示牙龈CD8+T细胞具有记忆效应。这些固有的CD8+T细胞具有调节功能，能抑制骨破坏的因子和修复牙槽骨，目前，牙龈记忆效应 CD8+T细胞在牙周组织中的作用尚不明了[25]。

4 B细胞/浆细胞与牙周炎

中性粒细胞、单核细胞起始牙周炎免疫反应后，组织中的B细胞随之浸润并占据主导地位[26]。在炎症病损确立期，B细胞/浆细胞占牙周组织白细胞总数的60%[27]。牙周疾病的进展也与B细胞数量增加有关。但是，对于B细胞/浆细胞在牙周炎中的确切机制仍不清楚[28]。

研究显示，B细胞/浆细胞在牙周炎中主要起到保护的作用。针对细菌的抗体反应有利于牙周袋内微生物菌群失调的控制以及预防细菌进入牙龈结缔组织，从而限制炎症和疾病。重度牙周病患者的血清中含有高滴度的抗Pg抗体，能抑制骨吸收，而从对照组提取的含低滴度的血清，则无法抑制骨吸收[29]。但是，这些抗体无法阻止牙周炎进展。这有可能是由于抗体亲和力低或者功能差(调理吞噬功能差)导致的。另一方面，B细胞促进炎症反应。Baker等[30]用B细胞功能不全的IgD基因敲除小鼠研究B细胞与牙周炎的关系，发现相对于野生型小鼠，基因敲除小鼠的牙周骨丧失量少，提示B细胞功能不全有助于保护牙周骨组织。最新的研究显示：重度牙周炎患者血循环中的CD27+记忆B细胞比例显著高于牙周健康组，而具有调节功能的B1细胞数量较之下降[31]。

牙周炎症中，B细胞是分泌RANKL的主要来源[32]，严重牙周炎患者B细胞的RANKL表达量上升，且被激活的B细胞数量增加[31]。增殖诱导配体(APRIL)和B淋巴细胞刺激因子(BLyS)在牙周炎症中表达明显上升，且与B细胞/浆细胞的数目增加有关[14]。

5 结语

宿主的炎症免疫在牙周炎中起到双重作用，很多基因和细胞同时具有破坏和保护牙周的功能。控制牙周的感染和破坏牙周组织具有相似的细胞和分子信号通道。比如中性粒细胞能通过消灭细菌预防牙周炎症的起始和进展。同时，如果细菌不能被有效清除，那么中性粒细胞就是对牙周组织有害，由于它持续地表达细胞因子，会引起牙周软硬组织的降解。促炎的Th1和Th17细胞对组织有一定的破坏，但是它们能通过趋化、活化吞噬细胞发挥控制炎症的作用。Th2、B细胞在疾病进展中的作用仍存争议。从感染控制角度看，抗体有助于控制牙周感染。抑炎因子IL-10和Treg细胞与牙周组织破坏的减轻有关，但并不影响整体免疫对牙周病原菌的控制。局部使用免疫生物制剂调控牙周免疫、抑制骨破坏是一种十分新颖的策略[33]。未来需要更多的研究来阐明牙周与免疫的调节问题，以期更好地减少牙周骨丧失。