口腔黏膜下纤维化的细胞及分子机制的研究进展

林亚男，王 涛

（1.海南医学院口腔医学院，海南 海口 571199；2.海南省人民医院口腔科，海南 海口 570311）

口腔黏膜下纤维化（oral submucous fibrosis，OSF）是黏膜下的胶原过度沉积而引起的一系列症状的总称，症状主要包括口腔溃疡、口干、灼痛感以及张口受限，会影响患者的口腔功能及生活质量。此外，OSF 还是一种癌前病变，其恶性转换率高达7%～13%，显著增加了患者的死亡率［1］。在病因上，普遍认为OSF 与咀嚼槟榔有关，但近年来相关研究发现表观遗传也参与了此病变发生。在发病机制上，口腔黏膜下纤维化是黏膜损伤后愈合失败的一种疾病。口腔黏膜下纤维化的初期使炎症细胞聚集，诱导相关细胞产生促纤维化细胞因子和生长因子，并激活肌成纤维细胞分泌大量的细胞外基质沉积并导致血管缺失。目前治疗方法多样，其中以扩血管药物治疗为主，但因血管缺失导致总有效率不高，因此，为了进一步理解该疾病的发生、发展，进一步开发新的治疗靶点，本文就口腔黏膜下纤维化的病因、免疫环境改变、细胞外基质沉积及血管缺失的研究进展作一综述。

1 口腔黏膜纤维化致病因素

1.1 局部因素

流行病学表明咀嚼槟榔是OSF 最危险的致病因素之一。相关研究表明，在中国，几乎所有的OSF 患者都有咀嚼槟榔的习惯且OSF 发生率与咀嚼槟榔的频率之间存在正比线性相关［2］。

研究表明，槟榔中含量最丰富的生物碱即槟榔碱（ANE）在OSF 发病机制中发挥重要作用，ANE引发口腔黏膜炎症，进而分泌炎症因子及细胞因子启动纤维化，并激活肌成纤维细胞，分泌大量细胞外基质［3］，同时，ANE 下调基质金属蛋白酶（MMP）及上调基质金属蛋白酶-1（TIMP-1）的组织抑制剂，从而减少胶原蛋白降解并诱导细胞外基质（ECM）沉积［4］。此外，ANE 对内皮细胞具有抗增殖和细胞毒作用，可能导致血管功能受损，使局部血管分布减少，引发缺氧，从而参与OSF 的发生、发展［5］。

一项研究表明咀嚼槟榔者中有相当大的比例也是吸烟者（86%）或饮酒者（74%），这可能提示吸烟和饮酒等习惯会增加OSF 的风险。结果同时表明咀嚼槟榔和使用烟草会显著增加OSF 的发病率且对OSF 诱导具有累加作用［6］。

1.2 全身因素

1.2.1 营养失衡 营养不良（如维生素缺乏）、血清铁、锌及铜的变化是关系到OSF 的发展。研究发现OSF 患者的血清β-胡萝卜素及维生素C、E 水平显著降低，使固有层炎症修复反应紊乱，导致愈合和划痕缺陷，最终加重OSF 的发展［7］。在OSF 患者中铁和血清铁蛋白水平降低，总铁结合能力（TIBC）增加，这与OSF 的临床分期和组织学分级密切相关，血清铁的降低还可改变上皮结构，增加黏膜通透性，抑制其屏障保护［8］。目前研究还发现锌具有抵抗纤维化的能力，可以诱导超氧化物歧化酶（SOD）的活化，从而抑制活性氧（ROS）的产生，锌的还原可降低口腔黏膜过氧化物酶系统的活性，清除由槟榔碱刺激下产生的某些有害物质。相反，患者的血清铜水平也较高，这可增强胶原纤维交联和弹性蛋白的赖氨酰氧化酶（LOX）活性，增加胶原蛋白产生及稳定胶原结构，此外，唾液铜浓度的增加与临床分级的增加有关［9］。

1.2.2 遗传易感性 OSF 具有一定的遗传易感性，与多种染色体、遗传和分子变化有关，研究结果表明在OSF 中患者中发现胶原、MMPs、TGF-β1 和LOX 的高危等位基因和基因型频率较高，这可能改变转录活性和相应蛋白的功能，导致OSF 的遗传易感性［10］。

表观遗传与遗传不同的是表观遗传变化是可遗传和可逆的。表观遗传包括DNA 甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑复合物及mi-croRNA。在一项分析7 例OSF 组织和5 例对照组织的DNA 甲基化变化时共鉴定出3 294 个差异甲基化区域，与转录组比较，发现38 个高甲基化下调基因和55 个低甲基化上调基因，这项研究强调了OSF 患者口腔组织的表观遗传全局性失调［11］。Dickkopf-1 是Wnt/βcatenin 通路的抑制剂，其在OSF 表达水平低于健康组织，但该基因甲基化水平高于健康组织，而高dickkopf-1 甲基化水平可能会降低dickkopf-1 的表达，这可能导致Wnt/β-catenin 通路的异常激活和OSF 的发生、发展［12］。目前关于表观遗传学改变在口腔黏膜下纤维化的发生、发展的作用在国内外报道较少，由于表观遗传症状可逆，这可能将会成为未来研究的重点。

2 口腔黏膜损伤与免疫微环境改变

咀嚼槟榔可导致黏膜组织损伤，进而使炎症细胞聚集，分泌促纤维化细胞因子如Toll 样受体、白细胞介素以及趋化因子，导致免疫微环境的改变，从而影响肌成纤维细胞（myofibroblast，MFB）的激活和细胞外基质的沉积。

Toll 样受体（TLRs）是一类介导先天性免疫反应，引起炎症细胞活化并释放一系列细胞因子，从而启动或放大炎性反应，是参与免疫反应的重要的识别受体之一，而且参与了多种纤维化的演变及发生、发展。TLR2 可能通过激活 Stat3 途径促进TGF-β 的表达，促进成纤维细胞增殖，使胶原合成增多，加重OSF 的进展，此外，其与单核趋化蛋白-1（MCP-1）及炎症细胞相互协同，参与纤维化的发生、发展［13］。

白细胞介素在纤维化的过程中发挥了重要作用。白细胞介素作用复杂，形成网络状重叠。有研究表明在OSF 患者颊黏膜中的IL-1α、IL-1β、IL-6、IL-8，IL-17 的水平明显高于正常黏膜。IL-I 呈剂量依赖关系增加胶原基因转录，促使ECM 积聚［14］。在一项研究SNAIL-IL-6 在OSF 肌成纤维细胞分化活性中的作用时发现抑制IL-6 不仅下调了许多纤维化标志物如α-SMA 和Ⅰ型胶原蛋白，而且还抑制了Snail 的表达，表明IL-6 和Snail 可能在肌成纤维细胞活化的调节中相互增强或放大，形成促纤维化作用［15］。在OSF 中Th17 细胞分泌的细胞因子如IL-17 具有强大的促炎作用，可以诱导多种细胞释放炎性细胞因子并产生炎症反应［16］。

趋化因子是细胞因子中最大的亚家族，可以驱使炎症细胞向损伤部位聚集，且协同促纤维化因子促进纤维化的进展。CCL2 参与了动物模型中纤维化的发病机制，如动脉粥样硬化、肝硬化、肺纤维化或肾小球硬化等纤维性疾病，最近的一项研究发现CCL2 在OSF 晚期的表达较早期的表达增加，且与MFB 的数量成正比，可能与OSF 相关的成纤维细胞积极参与CCL2 的分泌，导致肌成纤维细胞在该疾病部位募集，促进纤维化进展［17］。

慢性损伤后炎症的持续存在是纤维化形成的驱动因素，因为它导致了炎症、组织损伤和纤维化的恶性循环反应。利用炎症反应的拮抗剂来控制炎症细胞的激活及迁移甚至消退纤维化，这可能是免疫调节治疗的一个新方向。

3 口腔黏膜下细胞外基质沉积

口腔黏膜下纤维化中的主要胶原类型为Ⅰ、Ⅲ型胶原，免疫组织化学分析显示Ⅰ型胶原与其伴侣胶原蛋白/热休克蛋白在口腔黏膜下纤维化病变中的表达呈显著相关，且随着疾病的发展，Ⅲ型胶原几乎完全被Ⅰ型胶原所取代。由于胶原素在胶原的折叠和组装中起着至关重要的作用，因此口腔黏膜下纤维化组织中胶原含量的升高可能是由于胶原素的过度稳定所致［18］。已有报道发现OSF 组织中的成纤维细胞较正常成纤维细胞合成更多的胶原，这可能是由于这些细胞发生表型转变，不可逆地转化MFB，这种肌成纤维细胞可以通过分泌胶原蛋白和重建细胞外基质参与伤口的修复和器官的纤维化，其合成胶原及分泌细胞因子的能力都较成纤维细胞强，由此可见这种所谓的“活化的成纤维细胞”控制了OSF 的进程［19］。肌成纤维细胞来源较广泛，主要来源于成纤维细胞增殖、上皮间充质转化和内皮间质转等［20］，其对OSF 的贡献尚不清楚，若我们能抑制肌成纤维细胞的活性或减少肌成纤维细胞的来源，可能会延缓纤维化的发展。

促进纤维化的另一个主要机制是胶原降解减少，导致胶原束形成稳定的状态。基质金属蛋白酶（MMPs）是锌依赖内肽酶，可以降解胶原，而基质金属蛋白酶组织抑制剂（TIMPs）是抑制胶原降解。已发现MMPs 与TIMPs 在OSMF 中的不平衡是随着MMP 的表达减少而发生的。一方面，已证实MMP 在OSF 表达减少，导致胶原降解减少，另一方面，TIMP 的过度表达，抑制胶原降解，故引起胶原过度以及持续沉积［21］，而胶原合成和降解之间的不平衡可能导致胶原分子的三螺旋结构的比例从2∶1到3∶1 的改变，从而更能抵抗蛋白酶的降解［22］。此外，黄酮类化合物（儿茶素和单宁）会降低胶原酶活性，增加胶原纤维的交联，迫使它们不易被胶原酶降解［23］，以上均可以导致胶原降解减少使细胞外基质沉积，加重纤维化。

胶原的产生和降解也受到促纤维化和抗纤维化细胞因子的平衡控制，若他们失调可以改变胶原生成的稳态，促使形成各种形式的纤维化疾病。在促纤维化细胞因子中，转化生长因子-β（transforming growth factor，TGF-β）起关键作用，研究已证实TGF-β 通路在口腔黏膜下纤维化中的激活与参与，其在具有纤维化区域中显著提高，而在实验中对TGF-β 进行抑制可明显削弱纤维化的发生，可见TGF-β 与纤维化密切相关［24］。另一个最重要的发现是抗纤维化基因的下调，特别是骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）-7。骨形态发生蛋白是一种多功能蛋白，属于转化生长因子-β 超家族，它们主要是调节组织和器官的发育和分化等。骨形态发生蛋白的功能之一是调节纤维化，目前已报道BMP-7 可以抑制TGF-β 介导的肾纤维化［25］及肺纤维化［26］，研究发现BMP-7 在减少肾纤维化方面显示出显著的疗效，这些表明BMP-7 具有抗纤维化的作用，并可能具有治疗口腔黏膜下纤维化的潜力［25］。

4 血管缺失

血管缺失及血管通透性增加是口腔黏膜下纤维化的病理特征之一。血管的通透性增加导致一些分子渗出，引发炎症反应，随着疾病的进展，细胞外基质沉积的增加并导致纤维化，进一步导致血管闭塞及减少［27］，在这一过程中无法诱导修复性血管生成是血管减少的原因之一。事实上，内皮细胞并不具有与上皮细胞相同的再生能力，他们在损伤反应中几乎不增殖，随之而来的是内皮细胞的丢失。此外，槟榔碱对内皮细胞具有细胞毒性，可使细胞周期停滞，且极易导致血管内皮细胞损伤甚至使其凋亡，因此，食用槟榔可进一步导致OSF 血管分布减少［28］。

与上皮细胞相似的是内皮细胞也可以发生表型转变成肌成纤维细胞，这种现象被称为内皮间充质转换（endothelial-mesenchymal transition，End-MT）。一项研究表明微血管损伤在OSF 中普遍存在，其特征是产生EndMT，主要机制为槟榔碱刺激线粒体，导致ROS 增加，激活内质网应激相关的PERK 通路并激活YAP，当YAP 易位进入细胞核引起EndMT 相关基因的表达并增强胶原分泌，导致ECM 积聚和肌成纤维细胞活化，已证明VP 通过抑制YAP-TEAD 逆转了这一过程。除了生成少量肌成纤维细胞外，EndMT 还导致了内皮细胞的丢失，被认为是血管减少的主要原因［29］。

如果能通过增加治疗性血管生成来改善甚至逆转纤维化可能是一种很有前途的策略。血管内皮生长因子（VEGF）是一种具有高活性的功能性糖蛋白，具有诱导血管内皮细胞增殖、迁移、新血管生成及维持维持毛细血管内皮细胞的完整性等功能［30］。基础研究证实VEGF 转染腺病毒载体可以诱导小鼠纤维化的黏膜形成新的血管［31］，同样的在肾纤维化中也曾报道VEGF 诱导血管生成和/或毛细血管修复可以稳定肾功能及减缓了肾纤维化的进展［30］。因此，在OSF 的基础上诱导VEGF 表达促使血管生成来改善纤维化似乎是可行的。

5 展望

综上所述，口腔黏膜下纤维化是一个复杂动态过程，其中涉及多个细胞及细胞因子。近年来的研究，让笔者更全面的了解炎症浸润、细胞外基质沉积、微血管病变对OSF 的影响。阐述OSF 的病因、细胞及分子机制有助于开发新的治疗靶点以及对早期诊断的开展，这一繁杂的过程仍有许多关键问题亟待解决，但笔者依然相信对OSF 机制的研究将会转化成临床治疗的有效方法。

作者贡献度说明：

林亚男：执笔撰写；王涛：审校。

所有作者声明不存在利益冲突关系。