齿垢密螺旋体与口腔疾病关系的研究进展

2020-12-20彭瑞婷程磊彭显

口腔疾病防治 2020年10期

彭瑞婷，程磊，彭显

1. 口腔疾病研究国家重点实验室国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院牙体牙髓科，四川成都（610041）； 2.口腔疾病研究国家重点实验室国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院，四川成都（610041）

齿垢密螺旋体（Treponema denticola，T. denticola）是一种最早在口腔中发现的革兰氏阴性厌氧菌，属解糖密螺旋体，全长5～20 μm，直径0.1～0.5 μm，具有独特的超微结构和运动方式。外膜蛋白为主要的抗原物质，如糜蛋白酶样蛋白酶复合物（chymotrypsin-like protease complex，CTLP），主要外鞘蛋白（major outer sheath protein，Mosp）等，介导其与宿主的相互作用；周质轴丝（periplasmic flagella）为主要运动器官，位于胞内，可使齿垢密螺旋体进行旋转、伸缩、蛇状运动［1］。齿垢密螺旋体可以破坏上皮屏障，侵入牙龈上皮细胞和深层组织中，诱导骨吸收，引起机体的免疫反应，导致细胞因子释放紊乱，最终导致口腔内软硬组织的严重破坏［2-4］。齿垢密螺旋体不仅与急性坏死性溃疡性牙龈炎、侵袭性牙周炎以及严重的慢性牙周炎等密切相关［5］，也与急性牙髓炎、根尖周脓肿、种植体周围疾病以及多种口腔和消化道肿瘤的发生发展联系密切［6-8］。本文就齿垢密螺旋体相关研究进展作一综述。

1 齿垢密螺旋体与牙周疾病

龈下菌斑生物膜是目前公认的引起牙周病的最主要的致病因素，齿垢密螺旋体常与多种细菌共同检出，如牙龈卟啉单孢菌、中间普雷沃菌、福赛斯坦纳菌，放线共生放线杆菌、具核梭杆菌等。齿垢密螺旋体与其他牙周致病菌的相互作用是多样且复杂的，体外研究显示齿垢密螺旋体与牙龈卟啉单胞菌存在共生现象，其可与牙龈卟啉单胞菌hgp44 结构域蛋白产生共聚，用r-Hgp446（199-316）抗体竞争性抑制齿垢密螺旋体和牙龈卟啉单胞菌的结合，即可抑制两者形成菌斑微生物膜［8］。Shin 等［9］研究指出具核梭杆菌可促进齿垢密螺旋体侵入上皮细胞，同时齿垢密螺旋体可抑制具核梭杆菌介导的人β-防御素（human beta-defensins，HBDs）、白细胞介素（interleukin，IL）的产生。

齿垢密螺旋体还可通过多种机制参与牙周病的发生发展（机制详见OSID 码）。其中，Kokubu等［2］研究发现齿垢密螺旋体可通过其表面蛋白Mosp、CTLP 等刺激牙周膜上皮细胞产生β-防御素2（β-defensin 2，BD-2），从而激活免疫系统。Ruby等［3］研究显示，齿垢密螺旋体还可通过周质轴丝刺激人单核细胞Toll 样受体2（toll-like receptor 2，TLR-2）导致NF-κB 产物的生成，继而激活先天免疫系统，导致肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor alpha，TNF-α）、IL-1β、IL-6、IL-10 和IL-12 的大量产生，促进炎症的发生发展。Kikuchi 等［4］研究发现齿垢密螺旋体可致犬肾上皮（madin-darby canine kidney，DMCK）细胞跨膜电阻明显降低，并降解紧密结合蛋白，如带状闭合蛋白-1（zonula occludens-1）、claudin-1 等，从而破坏上皮细胞间的紧密连接。齿垢密螺旋体还可通过表面FhbB 脂蛋白与补体调节蛋白Factor H 结合，从而逃脱补体介导的杀伤作用［10］。此外，也有研究指出齿垢密螺旋体可以诱导骨吸收，降解组织蛋白，调节宿主免疫蛋白酶等促进牙周病的发生发展。然而，目前齿垢密螺旋体对与牙周疾病相关的理化变化的感知和响应的机制在仍然是未知的，菌体内双组分调节系统（主要为AtcS-AtcR 和Hpk2-Rrp2 激酶反应调节因子）在响应环境刺激时如何感应和传递信号等仍有待研究。

2 齿垢密螺旋体与牙髓根尖周病

牙髓根尖周病是一种以革兰氏阴性厌氧菌为主的混合菌群感染性疾病［6］。密螺旋体属在感染根管以及病变的根尖周组织的合并检出率达41.5%（95% CI，35.9～47.0）［11］，并以齿垢密螺旋体的检出最普遍。有学者指出齿垢密螺旋体与牙髓感染，尤其是初次及急性感染关系密切。齿垢密螺旋体在成人急性感染根管内的检出率达42%［12］，另一项研究显示齿垢密螺旋体在乳牙急性感染根管内的检出率达45%，并与牙龈卟啉单孢菌、福赛斯坦纳菌等的检出密切相关［13］。

与牙髓感染相比，齿垢密螺旋体在根尖周病中的检出率更高。Siqueira 团队应用16S rDNA 巢式PCR 研究根尖周脓肿的样本，发现齿垢密螺旋体在根尖脓肿中的检出率高达79%（15/19），并推测其与根尖骨质破坏相关［14］。相关动物实验显示［15］，单一感染齿垢密螺旋体的严重联合免疫缺陷（severe combined immunodeficiency，SCID）小鼠与感染“红色复合体”的相比，单一感染者表现出范围更广的根尖周骨吸收，并更易出现脾肿大、恶病质等，提示齿垢密螺旋体对根尖周组织以及全身都有高致病性。另一项半定量研究显示，在检测水平大于105CFU 时，急性根尖周脓肿的样本中齿垢密螺旋体的检出率明显高于无症状根尖周炎者，提示齿垢密螺旋体的大量增殖，可能引起急性且严重破坏的根尖周炎［6］。同样，Nelson-Filho等［16］也发现乳牙根尖周炎样本中齿垢密螺旋体的含量也高于不可复性牙髓炎者。但也有研究显示在牙髓感染、根尖周脓肿样本中完全没有或很少量地检出齿垢密螺旋体。由于取样方式不同，样本量差异等，所获得的结论也不尽相同，齿垢密螺旋体在牙髓根尖周病中的精确检测方式还有待考究，其在疾病中所起的作用机制也有待研究。

3 齿垢密螺旋体与口腔肿瘤

慢性炎症是肿瘤的危险因素之一，病原菌定植与炎症和癌症进展高度相关。不良的牙周状况，如牙龈炎和牙周炎等，也是口腔、消化道肿瘤重要危险因素之一［17］。齿垢密螺旋体作为重要的牙周致病菌之一，最新的研究发现其与口腔肿瘤也有着密切的联系。Narikiyo 等［18］对来自多个国家的共69 例食管癌患者的肿瘤组织进行研究，发现齿垢密螺旋体在肿瘤组织中的克隆（45%）显著高于健康组织（20%）。此外也有证据显示齿垢密螺旋体在口腔鳞癌患者唾液样本中丰度增加［19］。体外研究发现，齿垢密螺旋体表面蛋白CTLP 在舌鳞癌、扁桃体鳞癌、食管鳞癌、胃腺癌、胰腺腺癌、结肠腺癌等多种口腔、消化道肿瘤中检出，并可能通过调节肿瘤相关免疫调节蛋白，如上调基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMP），降解α-1-抗胰蛋白酶（α-1-antichymotrypsin）、补体C1q 等促进肿瘤的发生发展［7］。Kylmä 等［20］也发现，齿垢密螺旋体表面蛋白CTLP 在HPV 阴性的口咽部鳞癌的检出率较高，并指出其可能促进HPV 阴性的口咽部鳞癌向低分化发展，影响肿瘤的预后。Listyarifah 等［21］也发现齿垢密螺旋体表面蛋白CTLP 在早期舌鳞状细胞癌中显著存在，其表达与肿瘤侵袭深度、肿瘤直径、TLR-7，TLR-9 表达等相关，并可能有助于肿瘤的发生发展。

尽管齿垢密螺旋体在肿瘤中涉及的确切机制尚不清楚，但由于其能产生毒力蛋白酶、激活基质金属蛋白酶、刺激产生多种趋化因子、还可激活控制细胞增殖和细胞存活的上皮细胞丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信号通路［2，4］等，都提示其可能是一种增加细胞增殖和突变的危险因素。

4 齿垢密螺旋体与种植体周围疾病

种植体周围疾病是一种发生于种植体周围软、硬组织的炎症性疾病，其微生物学特征不同于牙周炎，更为丰富且复杂多变。齿垢密螺旋体作为可疑致病菌之一，常与其他微生物在种植体周围疾病中共同检出。研究者应用16S rDNA 测序技术对炎性种植体周围龈下菌斑微生物进行检测，发现拟杆菌门、螺旋体门、互养菌门在疾病位点明显富集，并以牙龈卟啉单胞菌、齿垢密螺旋体、福赛斯坦纳菌、嗜麦芽密螺旋体等最普遍检出。早期系统性回顾研究共发现17 个属、23 种细菌与种植体周围疾病相关，其中中等证据支持的有牙龈卟啉单胞菌、福塞斯坦纳菌、齿垢密螺旋体。近期系统性回顾研究及Meta 分析显示，种植体周围疾病主要相关微生物有牙龈卟啉单胞菌、齿垢密螺旋体、中间普雷沃菌、具核梭杆菌，以及福塞斯坦纳菌、放线共生放线杆菌、啮蚀艾肯氏菌等［22］。5年的随访研究显示，未定期进行种植体维护治疗者，其种植体周围疾病发生率及龈下菌斑微生物总量明显高于定期维护者，且牙龈卟啉单胞菌、齿垢密螺旋体、具核梭杆菌的检出明显高于对照组［23］。

在作用机制方面，Wang 等［24］研究显示，齿垢密螺旋体与靶向生物标志物白细胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、基质金属蛋白酶组织抑制剂-2（tissue inhibitor of matrix metalloprotein-2，tIMP-2）的显著表达密切相关，靶向生物标记物与齿垢密螺旋体组合检测有助于提高对相应疾病部位的诊断能力。动物研究显示，种植体周围疾病中牙槽骨的吸收与TLR-2 信号传导有关［25］，而齿垢密螺旋体多个表面蛋白均可激活TLR-2 信号，由此推其可能通过此通路在种植体周围疾病的发生发展中发挥作用。