酪蛋白磷酸肽-无定形磷酸钙在早期龋治疗中的研究进展

刘锦，黎淑芳

（1.右江民族医学院研究生学院，广西壮族自治区 百色 533000；2.右江民族医学院附属医院口腔科，广西壮族自治区百色 533000）

0 引言

龋病是人类的常见病、多发病之一。早期龋是细菌黏附在釉质表面上产酸，致使牙面 pH 值持续降低，引起无机物脱矿、有机物分解，羟基磷灰石晶体逐渐溶解，釉质表层下出现大量孔隙，钙和磷酸盐离子从釉质中脱出，形成肉眼可见的白垩斑。目前，对于早期脱矿未形成龋洞主要以再矿化方法治疗，再矿化能促使脱矿釉质表面硬度的恢复，终止或消除早期龋的发展。从微创牙科学的角度考虑，在龋病早期施加再矿化药物抑制牙齿脱矿和促进再矿化，这样的非侵入性治疗技术更让患者接受[1]。其中最为典型的再矿化制剂是氟化物，包括氟保护漆、含氟涂料、含氟牙膏等[2,3]。但氟化物在使用过程中因剂量控制不当可能造成氟牙症、氟骨症等不良反应，而磷酸钙由于低溶解性及局部钙磷离子浓度低等缺点限制其在临床上的应用。因此，寻找安全有效的可替代氟化物的非氟防龋制剂已成为早期龋防治的研究热点。酪蛋白磷酸肽-无定形磷酸钙（CPP-ACP）是从牛乳制品中提取的生物活性多肽，具有良好的再矿化能力、安全性及生物相容性等优点，同时能够稳定和运送钙磷离子，提高了防龋的效果和安全性[4]。随着研究的深入，大量的动物和人体研究更加证实CPP-ACP有抗龋和使釉质早期龋损再矿化的能力。本文就CPP-ACP的结构、抗龋机制、实验研究进展以及应用前景作一综述。

1 CPP-ACP的结构

CPP-ACP来源于牛乳中的酪蛋白。牛乳酪蛋白经胰蛋白酶降解产生富含磷酸化丝氨酰基的多肽CPP[4]。多肽CPP有α和β两种类型，分别由α-酪蛋白和β-酪蛋白水解而成。它们的基本序列为-SerP-SerP-SerP-Glu-Glu-，这种多肽基序可能对多肽与磷酸钙的结合具有重要的作用[5,6]。ACP是非结晶型磷灰石，在中性或者碱性条件下，CPP可通过自身结构中大量的磷酰基团与亚稳定状态的无定形磷酸钙（ACP），形成CPP-ACP复合体[7]。CPP-ACP复合体的形状为球形，大多以直径仅为2 nm的纳米团簇的形式存在,主要是由CPP包绕无定形磷酸钙形成的核-壳结构，也就是复合体中心为ACP，形成复合体的核，外层为CPP包绕，形成复合体的壳[8]。CPP结合钙、磷酸根离子的数量与PH呈正相关，当PH值较高时，大量的钙、磷离子被CPP结合；当PH值较低时，CPP结合的钙、磷离子减少，使得口腔环境中的钙、磷酸根离子保持动态平衡，持续地为再矿化时提供所需的钙和磷酸根离子。

2 CPP-ACP的抗龋机制

2.1 CPP-ACP的再矿化作用

正常情况下釉质的矿物质（磷灰石）在口腔唾液中处于脱矿和再矿化的动态平衡中，当PH下降，脱矿和再矿化的动态平衡会被打破，导致磷灰石晶体的溶解，以及钙、磷酸盐和其他离子的流失，最终导致牙釉质的脱矿。酪蛋白磷酸肽（CPP）可以结合钙和磷酸盐离子，从而与无定形磷酸钙（ACP）形成纳米团簇（CPP-ACP）。稳定的无定形磷酸钙纳米团簇（CPPACP）可以保持病变釉质表面下较高浓度的钙、磷酸盐离子梯度，减缓游离钙的丢失，阻止不溶性磷酸钙的形成，病变区中随着离子浓度增加导致晶体形成羟基磷酸石或氟磷灰石，从而减少釉质脱矿，增强再矿化并为再矿化提供钙源[9]。且酪蛋白磷酸肽仅弱结合钙和磷酸盐离子，这就保持自由离子和结合离子之间的动态平衡，提供了一个生物可利用的钙和磷酸盐离子库，当口腔内PH值发生变化时，钙和磷酸根离子很容易释放出来，以帮助完成再矿化的过程[10]。

2.2 CPP-ACP对细菌的抑制作用

有文献记载，CPP-ACP对细菌的黏附、生长和产酸具有抑制作用。酪蛋白磷酸肽(CPP)能稳定无定形磷酸钙(ACP)，并能将ACP定位在牙菌斑中，而细菌是通过钙桥与细菌间相互黏附或通过钙离子以钙桥形式附着于获得性膜上，CPPACP能竞争获得性膜上和细菌细胞膜上的钙桥黏着位点，从而这两者的钙桥黏着位点极易被占据，导致细菌很难通过钙桥黏附在获得性膜上而难以相互黏附聚集，与此同时，钙离子因不能成为钙桥而成游离钙，导致牙菌斑液中游离钙的瞬时升高，这可能有助于再矿化[11]。CPP-ACP所含有的高浓度的钙和磷酸根离子，可以较强地缓冲牙菌斑内产生的酸，在防龋方面起着重要作用。研究发现，CPP-ACP不但能封闭唾液获得性膜表面的黏附受体，还能渗入唾液获得性膜内抑制变异链球菌和黏性放线菌的黏附，伴随唾液的流动被覆牙的羟磷灰石表面，从一定程度上减少变形链球菌和黏性放线菌的黏附[12,13]。进一步研究发现，CPP-ACP还能有效抑制变形链球菌和发酵乳杆菌产酸，缓冲细菌酸性环境而达到抑制脱矿的作用，其推测可能与细菌处于高钙的环境有关，但该结果的具体机制尚不明确，仍有待进一步研究[14,15]。

3 CPP-ACP治疗早期龋的相关实验研究

目前，酪蛋白磷酸肽-无定形磷酸钙应用于釉质的早期龋治疗研究中。最早，Reynolds等[16]利用鼠龋齿模型来研究CPP-ACP降低龋齿活性的能力，将不同浓度的CPP-ACP每天两次施用于大鼠的臼齿，发现CPP-ACP以剂量反应的方式显著降低了龋齿活性，CPP-ACP浓度越大，龋齿活性越低，并发现去除酪蛋白磷酸肽（CPP）的酪蛋白酶没有显示出防龋活性，证实了酪蛋白磷酸肽的磷酸钙稳定部分与抗龋性有关。在这以后，大量的体外人工龋研究也证实了CPP-ACP在促进早期龋再矿化发挥着重要作用。de Alencar[17]等研究CPP-ACP 加入口香糖中对酸蚀后牙釉质表面硬度恢复率的影响，发现含CPP-ACP的口香糖硬度恢复率高于不含CPPACP的口香糖和对照组。Bajaj等[18]选择10颗年轻恒牙制成40个脱矿牙釉质切片，对其进行酸碱度循环模拟再矿化反应，评价CPP-ACP、磷酸三钙和羟基磷灰石的再矿化能力。结果表明，CPP-ACP 组与其它实验组的再矿化材料都能促进釉质的再矿化作用，并显示出CPP-ACP具有更优越的再矿化能力。在乳牙的再矿化治疗方面，周春华等[19]在体外实验中对酸蚀后形成的乳牙人工釉质样本随机分组观察5%CPPACP和2%NaF对其抑制作用，通过显微放射照相分析证实5%CPP-ACP可以抑制乳牙人工釉质龋损,其作用与2%NaF组相似。在正畸治疗方面，Esenlik等[20]探讨酪蛋白磷酸肽-无定形磷酸钙糊剂在固定正畸治疗中预防白斑病的效果时，发现CPP-ACP确实显著减少了釉质白斑的发生，更有学者将CPP-ACP放置在正畸托槽的粘固剂中，可以防止托槽粘固后产生的龋白斑[21]。在与氟化物联用的研究中，Thimmaiah等[22]研究加入0.2%NaF的CPP-ACP对光滑面牙釉质早期龋损再矿化的影响，通过扫描电镜-EDX发现CPP-ACP和NaF混合液组的钙/磷质量百分比平均值最高，CPP-ACP可使脱矿牙釉质发生再矿化，且氟化物能加强CPP-ACP的再矿化作用，从而推断CPP-ACP和NaF在防龋方面具有协同作用，这种协同作用可能是CPP-ACP可以将钙、磷酸盐和氟化物定位在牙齿表面，形成一种新型的酪蛋白磷酸肽-无定形磷酸钙氟聚合物（CPP-ACFP）有关。在早期龋防治方面，CPP-ACP除了与氟化物联用之外，还有学者将CPP-ACP与激光、渗透树脂等联合使用，这些研究均肯定CPP-ACP能明显抑制釉质脱矿和促进再矿化[23,24]。

尽管CPP-ACP对于早期龋的治疗效果确切，并逐渐走出实验阶段用于临床,能明显改善釉质的脱矿程度，恢复牙体的美观。但CPP-ACP效能是否优于含氟制剂，以及与含氟制剂联用的效果，有不少学者的实验研究出现了不同的结果，其可能的原因可归结于反应体系pH值、CPP-ACP浓度高低以及持续时间差异等。Bröchner等[25]以10%酪蛋白磷酸肽-无定形磷酸钙局部涂抹正畸矫治器周围牙釉质面，此后每天局部应用一次，平均观察4周，4周后用定量光导荧光系统评价上切牙、尖牙和第一前磨牙颊面的釉质脱矿情况，发现局部应用10%CPP-ACP组的固定正畸矫治器周围的脱矿釉质面积减少，荧光显著下降，但与含氟牙膏刷牙组差异无统计学意义。这与Indrapriyadharshini等[26]研究结果一致。且有学者[27]发现运用CPP-ACP处理白斑龋时其再矿化效果也比单独使用含氟制剂组低，但是笔者认为由于该实验干预期也相对较短，并不能排除白斑龋再矿化效果的进一步变化。在CPP-ACP与氟化物联合使用时，其协同作用受到不少学者的怀疑，一些实验研究更是得出相反的结论,运用CPP-ACFP处理脱矿釉质并不能提高其再矿化能力。有学者猜测应用顺序可能对釉质再矿化作用产生重要影响。Lata等[28]推测在联合运用情况下先涂布的氟保护漆迅速蒸发，在釉质表面形成一层薄膜，导致CPP-ACP不能润湿釉质表面，阻碍了CPP-ACP向深层渗透，从而减弱再矿化效果。但有学者[29]持不同意见，先使用氟保护漆在釉质表面形成的薄膜并未对CPP-ACP向深层渗透产生影响。由此可见，其应用顺序是否会对釉质再矿化效果产生重要影响仍然未知，仍需更多实验探索。

4 CPP-ACP的应用前景

CPP-ACP是一种新兴的再矿化药物，其商品制剂 GC 护牙素，因其来源广以及具有良好的再矿化能力、优良的安全性、稳定性及生物相容性等优点，使其应用越来越广泛，主要用于正畸脱矿治疗、早期龋治疗、乳牙再矿化、釉质发育不全、氟斑牙、牙本质过敏等的治疗以及用于预防釉质脱矿的发生。CPP-ACP除了再矿化能力外，还具有优良的抗酸性能，当其作为添加剂掺入到食品、专业口腔护理用品、日常用品中时，可起到保护牙齿、阻碍碳酸饮料、高糖食品的侵蚀作用，明显降低龋病的发病率[30]。目前，已经成功研制出口香糖、漱口水、牙膏等口腔专业护理用品，所以CPP-ACP已作为防龋药物得到广泛应用。

综上所述，酪蛋白磷酸肽-无定形磷酸钙作为一种稳定的钙磷再矿化系统，可释放生物利用度的钙盐和磷酸离子作为再矿化的物质基础，而且还是氟的良好载体，可以把龋病控制在白垩斑阶段之前，能够终止早期龋的进展，对保持牙体的完整性以及功能具有良好的应用前景，为龋病微创治疗提供了新的治疗思路。但目前尚无有力的证据证明CPP-ACP对于釉质早期龋的抗龋及治疗优于最常用的含氟制剂，其与含氟制剂联用的再矿化效果也说法不一，要想CPP-ACP治疗釉质早期龋达到理想效果，必须做大量工作，明确临床上如何使用才能发挥其最佳的疗效，使其能更好地应用于釉质早期龋的治疗，并能逆转釉质白垩斑恢复牙体美观，避免牙体组织破坏，最终面临龋洞形成的厄运。