正畸牙龈炎患者牙龈卟啉单胞菌表达及其与龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平和牙周健康状况的关系

黄东烜 雷琳 王镇

[摘要]目的：探討正畸牙龈炎患者牙龈卟啉单胞菌（Pg）表达及其与龈沟液基质金属蛋白酶2（MMP-2）、白细胞介素1β（IL-1β）、可溶性细胞间黏附分子1（sICAM-1）水平和牙周健康状况的关系。方法：选取2017年8月-2019年12月笔者医院正畸牙龈炎患者106例为病例组，同期68例健康志愿者为对照组。测定对比两组及病例组不同病情程度（中重度、轻度）患者和治疗前后Pg阳性率、龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平、牙周健康状况指标[菌斑指数（PLI）、龈沟出血指数（SBI）、牙龈指数（GI）、探诊深度（PD）]水平，分析正畸牙龈炎患者Pg表达与龈沟液各指标水平、牙周健康状况的关系。结果：①病例组Pg阳性率、龈沟液MMP-2、IL-1β及sICAM-1水平高于对照组（P<0.05）;②病例组PLI、SBI、GI及PD水平高于对照组（P<0.05）;③病例组中重度患者Pg阳性率、龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平高于病例组轻度患者（P<0.05）;④病例组中重度患者PLI、SBI、GI、PD水平高于轻度患者（P<0.05）;⑤病例组治疗后Pg阳性率、龈沟液MMP-2、IL-1β及sICAM-1水平低于治疗前（P<0.05）;⑥病例组治疗后PLI、SBI、GI、PD水平低于治疗前（P<0.05）;⑦病例组Pg表达与龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1及PLI、SBI、GI及PD水平呈正相关关系（P<0.05）。 结论：Pg感染可能是导致正畸牙龈炎患者龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平升高及牙周健康损害风险的因素，早期有效抑制Pg感染，有助于减轻正畸牙龈炎患者炎症反应，预防牙龈炎进一步发展为不可逆性牙周炎。

[关键词]正畸牙龈炎;牙龈卟啉单胞菌;龈沟液;基质金属蛋白酶2;白细胞介素1β;可溶性细胞间黏附分子1

[中图分类号]R783.5    [文献标志码]A    [文章编号]1008-6455（2020）10-0153-04

Expression of Porphyromonas Gingivalis in Patients with Orthodontic Gingivitis and Its Relationship with MMP-2，IL-1β，sICAM-1 levels and Periodontal Health Status of Gingival Crevicular Fluid

HUANG Dong-xuan1，LEI Lin1，WANG Zhen2

（1.Department of Children's Health Care，Maternal and Child Health Hospital of Edong Medical Group， Huangshi 435000，Hubei，China;2. Department of Stomatology， Jingmen Stomatology Hospital， Jingmen 448000， Hubei，China）

Abstract： Objective To investigate the expression of Porphyromonas gingivalis （Pg） in orthodontic gingivitis patients and its relationship with gingival crevicular fluid matrix metalloproteinase 2 （MMP-2）， interleukin 1β （IL-1β） and soluble intercellular adhesion molecule 1 （sICAM-1） levels and periodontal health status. Methods  From August 2017 to December 2019， 106 patients with orthodontic gingivitis in our hospital were selected as the case group， and 68 healthy subjects during the same period as the control group. Measuring and comparing Pg positive rate， gingival crevicular fluid MMP-2，IL-1β，sICAM-1 levels， periodontal health indicators [plaque index （PLI）， sulcus bleeding index （SBI）， gingival index （GI）， depth of exploration （PD）] levels before and after treatment of the patients with different degrees of disease （moderate to severe， mild） in 2 groups and case groups. The relationship between Pg expression， gingival crevicular fluid index and periodontal health status in patients with orthodontic gingivitis was analyzed. Results  ①The Pg positive rate， gingival crevicular fluid MMP-2，IL-1β， and sICAM-1 levels in the case group were higher than those in the control group （P<0.05）.②The levels of PLI， SBI， GI， and PD in the case group were higher than those in the control group （P<0.05）.③The Pg positive rate， gingival crevicular fluid MMP-2， IL-1β， and sICAM-1 levels of patients with moderate to severe disease in the case group were higher than those with mild disease （P<0.05）.④PLI， SBI， GI， PD levels of patients with moderate to severe disease in the case group were higher than those with mild disease （P<0.05）.⑤ The Pg positive rate， gingival crevicular fluid MMP-2， IL-1β， and sICAM-1 levels in the case group were lower than those in the case group before treatment （P<0.05）.⑥The levels of PLI， SBI， GI， and PD after treatment in the case group were lower than those in the case group （P<0.05）.⑦ The Pg expression in the case group was positively correlated with the levels of MMP-2， IL-1β， sICAM-1， PLI， SBI， GI， and PD in the gingival crevicular fluid of the case group （P<0.05）. Conclusion  Pg infection may be a risk factor for the increase of gingival crevicular fluid MMP-2，IL-1β，sICAM-1 levels and periodontal health damage in patients with orthodontic gingivitis. Early effective suppression of Pg infection can help reduce the inflammatory response in patients with orthodontic gingivitis and prevent gingivitis from further developing into irreversible periodontitis.

Key words： orthodontic gingivitis;porphyromonas gingivalis;gingival crevicular fluid; matrix metalloproteinase 2; Interleukin 1β; soluble intercellular adhesion molecule 1

牙龈炎性反应及牙龈增生是正畸固定矫治过程中常见并发症，易导致口腔中正常菌群紊乱，滋生大量细菌及外源菌[1-2]。研究发现，菌斑及其代谢产物是慢性牙龈炎发生的始动因子[3-4]，而牙龈卟啉单胞菌（Pg）能异常分泌毒力因子，破坏牙周组织，引发非可逆性牙周附着丧失与骨垂直丧失[5]。另有学者认为，牙龈炎症是由龈沟或牙周袋内龈下菌斑及其产物刺激宿主细胞释放多种炎性介质、细胞因子及宿主免疫应答反应相互作用的结果[6-7]。然而，关于正畸牙龈炎患者Pg与龈沟液基质金属蛋白酶2（MMP-2）、白细胞介素1β（IL-1β）、可溶性细胞间黏附分子1（sICAM-1）水平关联性尚需进一步深入研究。基于此，本研究观察牙龈卟啉单胞菌（Pg）在正畸牙龈炎患者表达及与龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平和牙周健康状况的关系，现报道如下。

1  资料和方法

1.1 一般资料：选取2017年8月-2019年12月笔者医院就诊的正畸牙龈炎患者106例为病例组，同期68例健康志愿者为对照组。病例组：女59例，男47例，年龄18～26岁，平均（23.12±1.40）岁;病程2.1～8.2个月，平均（5.49±1.22）个月;有肉眼可见菌斑牙齿11～15颗，平均（13.15±0.67）颗;龈袋深度1.2～3.4mm，平均（2.35±0.41）mm;病情程度：轻度57例，中重度49例;对照组：女37例，男31例，年龄19～28岁，平均（22.95±1.33）岁。两组基本资料（年龄、性别）均衡可比（P>0.05）。本研究经笔者医院医学伦理委员会审批同意。纳入标准：（1）病例组均符合以下表现：①菌斑所致增生性龈炎;②以刷牙出血、牙龈肿胀及不舒服为主诉;③伴有牙龈色泽鲜红或暗红，龈缘处有菌斑，龈乳头增生肥大等表现;④龈沟出血指数（SBI）≥2，探诊深度（PD）≥4;（2）两组均签署知情同意书;排除标准：①近4周内有抗生素药物服用史者;②处于产褥期或哺乳期等特殊时期女性;③口腔感染性疾病者;④慢性咽炎、慢性扁桃体炎等局部炎症者;⑤认知功能障碍者。

1.2 方法

1.2.1 檢测方法：①Pg检测：选取患牙（1颗）牙周袋最深部位作为采样位点，采用无菌龈下刮治器刮取患牙牙周袋，置入无菌EP管，保存于-20℃待检。采用荧光PCR技术检测Pg，试剂盒购自上海晅科生物科技有限公司，质控菌株为ACTT 33277;②龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平：取龈沟液时嘱患者漱口，棉卷隔湿干燥以气枪由龈缘向牙冠方向轻轻吹干牙面，清除龈上菌斑。采用器械夹取出提前准备的滤纸条（Whatman 3mm），缓慢插入目标牙远中颊侧龈沟内，遇轻微阻力停止插入，预停留30s，置入EP管中称重，并于-80℃冰箱低温保存待检。室温条件下解冻30min，剪碎滤纸条，添加200μl磷酸盐缓冲液，浸泡并振荡60min，4℃下以1 000r/min离心10min。采用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平，试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司，严格按照试剂盒说明书操作。

1.2.2 治疗方法：病例组均接受口腔卫生护理，使用含氟化物牙膏刷牙，3次/d，并予以正畸及牙周基础治疗。

1.3 观察指标：①比较两组Pg阳性率、龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平、牙周健康状况指标[菌斑指数（PLI）、SBI、牙龈指数（GI）、PD]水平，其中PLI根据菌斑量分为0分（龈缘区无菌斑）、1分（视诊无菌班，探针在游离龈及邻近区刮出薄层菌斑）、2分（龈袋内、游离龈及邻近区发现中等堆积量软性沉积物）、3分（龈袋内、游离龈及邻近区发现大量堆积量软性沉积物）;SBI采用Mazza提出的出血指数评估，最高分5分，分值与出血严重程度成正比;GI根据牙龈病变程度分为0分（牙龈正常）、1分（牙龈轻度炎症，颜色轻度改变，轻度水肿，探针无出血）、2分（牙龈中度炎症，色红、水肿、光亮，探针发现出血现象）、3分（牙龈重度炎症，红肿，有溃疡，出现自动出血倾向）;PD是龈缘到龈沟或牙周袋底距离;②病例组不同病情程度患者Pg阳性率、龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平、牙周健康状况指标（PLI、SBI、GI、PD）水平;③病例组治疗前后Pg阳性率、龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平、牙周健康状况指标（PLI、SBI、GI、PD）水平;④正畸牙龈炎患者Pg表达与龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平和牙周健康状况的关系。

1.4 统计学分析：采用SPSS 22.0统计学软件处理数据，计量资料以（x?±s）表示、t检验，计数资料用[n（%）]表示、χ2检验，采用Spearman线性相关性分析，P<0.05为差异有统计学意义。

2  结果

2.1 两组Pg阳性率、龈沟液MMP-2、IL-1β及sICAM-1水平比较：病例组Pg阳性率、龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平高于对照组（P<0.05），见表1。

2.2 两组牙周健康状况指标水平比较：病例组SBI为3.45±0.38，对照组无牙龈出血;病例组PLI、SBI、GI、PD水平高于对照组（P<0.05），见表2。

2.3 病例组不同病情程度患者Pg阳性率与龈沟液各指标水平比较：病例组中重度患者Pg阳性率、龈沟液MMP-2、IL-1β及sICAM-1水平高于轻度患者（P<0.05），见表3。

2.4 病例组不同病情程度患者牙周健康状况指标水平比较：病例组中重度患者PLI、SBI、GI、PD水平高于轻度患者（P<0.05），见表4。

2.5 病例组治疗前后Pg阳性率及龈沟液各指标水平比较：病例组治疗后Pg阳性率、龈沟液MMP-2、IL-1β及sICAM-1水平低于治疗前（P<0.05），见表5。

2.6 病例组治疗前后牙周健康状况指标水平比较：病例组治疗后PLI、SBI、GI、PD水平低于治疗前（P<0.05），见表6。

2.7 病例组Pg表达与龈沟液各指标和牙周健康状况的关系：Spearman相关性分析可知，病例组Pg表达与病例组龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1及PLI、SBI、GI、PD水平呈正相关关系（P<0.05），见表7。

3  讨论

相关报道指出，正畸治疗过程中，矫正器可破坏口腔内环境，增多牙菌斑，加之牙石长时间压迫及刺激牙龈组织，可引发牙周支持组织不同程度炎性水肿表现[8-9]。因此，早期预防正畸治疗所致牙龈炎性反应、抑制不可逆性牙周组织损伤发生是目前研究关键所在。

3.1 Pg在正畸牙龈炎中的病理机制及与牙周健康状况的关系：Pg对牙周炎症的发生、发展具有一定作用[10-11]。屠彦[12]等认为，Pg感染是引发慢性牙周炎的关键风险因素。Hong CE等[13]研究结果还显示，Pg阳性率在正畸牙龈炎患者中呈高表达，支持本研究观点，并随病情程度加重呈明显增长趋势，Pg大量增殖可激活Kgp、RgP等与牙龈炎发生相关的毒力因子，对细菌定植、生存及侵袭产生不良影响[14]，诱导牙龈上皮细胞、单核细胞或巨噬细胞产生致炎细胞因子，降解细胞外基质，损伤宿主免疫防御机制。提示正畸可能促进龈下微生物生存条件改变，导致龈下牙周致病菌大量定植，进而为牙龈炎发生、炎症加重创造有利条件，这也可能是正畸牙龈炎患者PLI、SBI、GI、PD水平下降，牙周健康状况欠佳的主要原因。对治疗前后正畸牙龈炎患者Pg阳性率进行对比分析，治疗后正畸牙龈炎患者Pg阳性率明显低于治疗前，故建议临床对正畸牙龈炎患者可应用对革兰阴性专性厌氧菌有效的抗菌药物进行有效控制。经Spearman相关性进一步分析可知，正畸牙龈炎患者Pg表达与PLI、SBI、GI、PD水平存在正相关关系，Pg感染加重可发挥Kgp作用，参与亚铁血红素聚集，引发牙龈炎牙龈出血倾向，进而逐渐侵入牙周深层结缔组织，充分说明正畸牙龈炎患者牙周健康状况与Pg感染严重程度具有一致性。

3.2 龈溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1在正畸牙龈炎中的病理机制及与Pg感染相关性：正畸牙龈炎是宿主自身免疫系统面对感染微生物、毒性产物时免疫应答过程中产生的间接免疫病理损伤[15]。龈沟是维持牙周健康的重要环境，也是口腔生态区的主要滞留区之一，其中中性粒细胞是龈沟液中最重要免疫细胞，而sICAM-1可引发淋巴细胞及中性粒细胞定向迁移，破坏纤维组织，并在牙周组织内皮细胞、牙龈上皮细胞中均有表达。MMP-2在牙周支持组织活动性破坏的位点较高，参与牙周结缔组织的降解及组织再构筑[16]。IL-1β可能参与牙周炎症反应的发生、发展[17]。本研究通过ELISA法检测分析，龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平在正畸牙龈炎中重度患者中过度表达，与黄林等[18]、赵恒越等[19]研究结果相似。牙龈组织受牙周致病菌侵入引发局部免疫活性细胞产生细胞因子，从而诱导牙周结缔组织重塑[20]，而这种重塑过程会引发效应T细胞，抑制RNA与蛋白质合成，影响胶原合成蛋白，进而过度释放龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平，产生特异性体液免疫应答、细胞免疫应答，加重炎症破坏程度，直接参与牙周组织的破坏降解过程，并在细胞迁移、结缔组织吸收及改建过程中发挥一定效果[21]。分析Pg与龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平相关性可知，Pg感染是导致正畸牙龈炎患者龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平升高的风险因素。Pg感染与龈沟液MMP-2、IL-1β及sICAM-1水平具有相互协同和相互促进效应，因此，阻断四者关联，利于阻断牙龈血管炎症性扩张所致出血现象，抑制细菌聚集，从而减少牙菌斑生成，预防牙龈炎进一步发展为不可逆性牙周炎。

综上可知，Pg感染可能是导致正畸牙龈炎患者龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平升高、牙周健康损害的风险因素，早期有效抑制Pg感染，有助于减轻正畸牙龈炎患者炎症反应，预防牙龈炎进一步发展为不可逆性牙周炎。

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[收稿日期]2020-04-27

本文引用格式：黄东烜，雷琳，王镇.正畸牙龈炎患者牙龈卟啉单胞菌表达及其与龈沟液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平和牙周健康状况的关系[J].中国美容医学，2020，29（10）：153-156.