齲病免疫學研究新進展

【摘要】齲病是一種普遍的多因素的細菌感染性疾病，由于宿主，飲食及微生物在牙表面經過一定的時間導致的局部硬組織的溶解和破壞，這一過程可以被有效免疫應答所干擾。本文就微生物的致齲特異性，齲病發生時機體的免疫應答及齲病的免疫預防等方面作一綜述。旨在深入了解對齲病的免疫學研究及其進展，為臨床齲病的預防和治療提供參考依據。

【關鍵詞】齲病；免疫；變形鏈球菌

【中圖分類號】R392 【文獻標識碼】B【文章編號】1004-4949（2014）05-0665-01

目前為止，齲病仍是危害人類口腔健康的最常見疾病之一。我國最近的一次全國口腔流行病學調查顯示，我國成人和老年人患齲率分別達88.1%和99.4%，故研究齲病的防治方法仍是口腔研究的重中之重，而對于齲病的免疫學研究更是諸多研究中的熱點。早在上世紀60年代末期，國外學者即開始了防齲疫苗的探索，期望通過接種某種防齲疫苗，有效地阻止致齲菌在宿主口內的粘附與定植，達到預防齲病的目的。近年來，運用免疫學手段預防齲病的研究更為研究的熱點，大量的研究證實，主動和被動免疫對于控制齲病的發生均有一定的作用。本文就近年來齲病的免疫學研究動態做一綜述。

1變形鏈球菌的致齲特異性

齲病是一種由細菌所致的牙體硬組織感染性疾病。它的基本過程是細菌與糖，特別是蔗糖作用產酸，主要是乳酸，將牙體中的硬組織脫礦所致。這種硬組織的脫礦過程發生在牙面某些比較隱蔽的部位，這些部位是由于缺氧而導致糖的酵解不完全造成的。我們將牙面上容易產生齲損的部位叫做齲敏感區。牙面齲敏感區之所以易產生齲，和牙面的不清潔密切相關。這里的不清潔有嚴格界定，即存在著細菌組成的生態環境，即生物膜或生態膜，這個生態膜才是齲病發生的根本，由于該生態膜是口腔微生物為了抵抗抗生素等抗菌滲入所建立的有效屏障？3？。上世紀70年代以來，人們遵循Koch定律逐漸認識到變形鏈球菌可能是引發齲病的主要致病菌，盡管如此也存在占次要作用的其他致病菌，如遠緣鏈球菌和乳酸桿菌，其中乳酸桿菌屬于機會致病菌。因此我們可以懷疑：變形鏈球菌是不是唯一的致齲菌。許多實驗已證明，變形鏈球菌的致齲特異性不高或不是很高，變形鏈球菌不是唯一的致齲菌？4？。這一點對于我們運用免疫學方法預防齲病是一個非常值得重視的問題。

2機體患齲時的免疫應答

機體在患齲時是否產生相應的免疫應答反應呢？國內外有不少學者在這個問題上作了探討。

1993年Parkash[5]等人在171名兒童中研究了患齲情況與其細胞免疫反應的關系，收集這些兒童的淋巴細胞，用3H進行標記，并在培養基中進行培養，用變形鏈球菌作為抗原刺激這些淋巴細胞，根據淋巴細胞變形的程度定出刺激指數。結果顯示，齲敏感性高的兒童刺激指數較低，齲敏感性低的兒童刺激指數較高。后來，他們（1994年）又在印度對126名患齲兒童和55名無齲兒童作了體液免疫與患齲情況關系的研究，結果表明前者的血清IgG和IgA抗體水平均高于后者，患齲兒童唾液內的IgG和IgA抗體水平都低于無齲者。

3齲病的免疫學預防

3.1主動免疫防齲

主動免疫是用人工接種的方法給機體輸入抗原性物質，刺激機體免疫系統產生免疫應答，從而提高機體抗病能力。用于人工主動免疫的制劑大部分用病原微生物制成，稱為疫苗。主動免疫防齲的重點是選擇免疫原，迄今為止，已經作過的研究包括經過適當處理的全菌細胞、菌細胞的毒力分子、毒力分子的有效組分和毒力分子基因等。

3.1.1全菌細胞抗原免疫

1987年，Gregory ，Filler等學者利用5名志愿者，將從其自身牙面生態膜內分離出的變形鏈球菌經甲醛滅活處理后制成膠囊口服。第1次免疫后，即可從志愿者腮腺液和淚液中查出抗變形鏈球菌、抗細菌表面蛋白質和抗GTF的特異性抗體（S-IgA）濃度明顯增加。第一次免疫7d后即可從志愿者腮腺液和淚液中查出抗變形鏈球菌、抗細菌表面蛋白質的特異性抗體濃度明顯增加。第一次免疫7d后作第二次免疫，則唾液中的S-IgA增加更多，且持續時間更長，但卻未在他們血清中發現抗體增加的情況。同時，志愿者牙面菌斑膜和唾液內的變形鏈球菌數量明顯減少[6]。

3.1.2重組細菌抗原免疫

除了利用全菌抗原進行免疫外，也可將致病的毒力因子基因通過轉化，結合或轉導的方法結合到另一種對人體有用的細菌（益生菌）中，再用這種細菌進行免疫。

1995年，Redman等用重組減毒并能表達鏈球菌表面蛋白抗原SpaA的腸炎沙門氏菌變異株免疫鼠，結果顯示鼠唾液中抗SpaA的抗體明顯增加，鼠齲病發生率下降[7]。1998年，我國學者劉建國也將攜帶變鏈菌Pac基因的乳鏈球菌以靜脈內注射方式免疫孕兔，引發孕兔血清和乳汁內均產生抗Pac的特異性IgG抗體反應[8]。

3.1.3抗原分子免疫

所謂抗原分子，是指將細菌中已經被確認的與致病作用相關的抗原物質，作為疫苗進行免疫。目前發現的介導細菌黏附的分子主要包括：黏附素、葡糖基轉移酶（GTF）和葡聚糖結合蛋白（GBP）。由于鏈球菌黏附于牙面是其致齲的先決條件，故這些分子已成為防齲疫苗最為常用的候選抗原。2002年childers[9]等人分別在7名志愿者身上用口服GTF脫水脂粒體和在21人身上在鼻腔內或扁桃體腺局部噴射，均顯示出相應的特異性抗體增加的反應。

3.2人工被動免疫防齲

由于高純度系統免疫疫苗提純構建的艱難，變形鏈球菌在宿主組織表面定殖的部位難以激發有效的免疫反應以及人類心肌交叉反應性抗原的困擾。80年代中期，許多學者將大量的注意力轉到人工被動免疫防齲實驗中。到目前為止，研究嘗試過的被動免疫防齲方式主要有：單克隆抗體、多克隆抗體及轉基因植物免疫防齲等。

3.2.1單克隆抗體

1993年，Chia等通過用變形鏈球菌GTF保守區的19-氨基酸序列肽（435-453）制備單克隆抗體，并用此單克隆抗體進行實驗，顯示GTF的N-末端保守區的酶活性與細菌黏附密切相關[10]。2004年，Tagawa等用GTF的單鏈可變段（ScFv）構建能抑制GTF-I合成水不溶性多糖的單抗[11]。

通過大量在猴和人身上應用單抗來檢驗其對動物齲病發生影響的研究表明，其具有降低鏈球菌在牙面的黏附和齲病發生的效果，并且排除了與心肌細胞發生交叉反應。

3.2.2多克隆抗體

將變形鏈球菌全菌細胞對動物（牛，羊，雞等）進行免疫使動物體內產生抗體，以后將含有抗體的動物產生的牛奶、羊奶或雞蛋供人食用，人體也就獲得了相應的免疫力。

2001年，Shimaza[12]等學者在多名志愿者中用含有抗變形鏈球菌Pac和GTF功能區的牛奶漱口，結果發現唾液和牙面的變形鏈球菌比值明顯減小。同年，樊明文的實驗室研究也證明免疫牛乳清有明顯抑制變鏈菌黏附等的作用。

3.2.3轉基因植物免疫防齲

利用基因工程技術將抗原基因轉移到植物中，使植物產生抗致齲菌抗原的抗體，人們食用這種植物食品后，會獲得防齲的免疫力。

1998年，Ma JK等學者在煙草中研制一種重組植物分泌型單克隆抗體，這種抗體對變形鏈球菌黏結素的親和力比正常的IgG抗體高。它具有一個雙聚結構，在人口腔中可以存活3天，而IgG只能存活1d。在轉基因植物中產生的這種分泌型抗體對人口腔鏈球菌的定植的抑制效力至少可維持4個月[13]。2006年我國學者劉紅艷[14]等人在轉基因鹽藻防齲疫苗的研究中，用超聲波將編碼嵌合體SBR-CT基因的植物表達質粒pROSB轉化鹽藻細胞，成功獲得轉基因鹽藻防齲疫苗。

4結論

氟的推廣使用，在很大程度上降低了工業化國家的齲病流行情況，但是目前為止齲病仍影響著我國90%左右的學齡兒童和絕大多數的成年人，在一些發展中國家其發病甚至呈現上升趨勢。齲病的免疫學預防，無論主動免疫還是被動免疫，在攻克危害人類口腔健康最大的疾病上，都不失為一種有前途的預防措施。但是，由于齲病是一種慢性細菌感染性疾病，其致病菌尚未完全肯定，加上其受到很多因素的影響，無疑增加了免疫學防齲的困難。盡管免疫防齲取得了一定的成果，但在研究過程中也存在著一些障礙，主要包括三個方面：1.變形鏈球菌等致齲菌一般定殖在宿主組織表面，而在這些部位難以激發有效的免疫反應；2.全菌細胞抗變形鏈球菌抗體能與機體組織蛋白特別是心臟組織發生交叉反應，產生免疫復合物介導的疾病如細菌性心內膜炎；3. 變形鏈球菌與口內其他鏈球菌具有交叉反應性抗原，防齲疫苗介導的免疫反應可能破壞口內正常菌群的生態平衡，加上其受到很多因素的影響，無疑增加了免疫學防齲的困難。因此深入研究致齲的免疫防御機制，對于未來臨床齲病的預防和治療都具有重要意義。

參考文獻

[1]Avninder K，Nidhi G，etal.Immunology of dental caries and caries vaccine - Part I？J？. Int J Pharm Biomed Sci 2013， 4（4）：131-136

[2]Zhang Z， Nadezhina E，etal. Quantifying diffusion in a Biofilm of Streptococcus mutans. Antimicrobial Agents andChemotherapy. 2011；55：1075-1081.

[3]岳松齡.變異鏈球菌的致齲特異性與齲病的免疫學預防[J].口腔生物醫學，2010，1（3）：113-114

[4]Parkash H， Sharma A， etal. Differential cell-mediated immune response to S. mutans in children with low and high dental caries.[J]Indian Pediatr. 1993 ，30（8）：991-5

[5]Gregory RL， Filler SJ. Protective secretory immunoglobulin A antibodies in humans following oral immunization with Streptococcus mutans.[J]Infect Immun. 1987，55（10）：2409-15.

[6]Redman TK， Harmon CC， etal. Oral immunization with recombinant Salmonella typhimurium expressing surface protein antigen A of Streptococcus sobrinus： dose response and induction of protective humoral responses in rats.[J] Infect Immun. 1995 May；63（5）：2004-11.

[7]劉建國，樊明文等，基因重組乳鏈球菌防齲疫苗主動免疫防齲研究Ⅱ皮下注射免疫孕兔的實驗研究[J]. 實用口腔醫學雜志. 1998（03）

[8]Childers EL， Furlong MA， etal .Hemangioma of the salivary gland： a study of ten cases of a rarely biopsied/excised lesion.[J] Ann Diagn Pathol. 2002 ，6（6）：339-44

[9]Chia JS1， Lin RH，etal.Inhibition of glucosyltransferase activities of Streptococcus mutans by a monoclonal antibody to a subsequence peptide[J]Infect immune. 1993，61（11）：4689-95.

[10]Tagawa H， K M，etal.Inhibition of hemagglutinating activity by monoclonal antibody against Porphyromonas gingivalis 40-kDa outer membrane protein.[J] Hybrid Hybridomics.2004，23（3）：183-6.

[11]Shimada K， Daida H，etal.Assionation of seropositivity for antibody to Chlamydia-specific lipopolysaccharide and coronary artery disease in Japanese men.[J] Jpn Circ J. 2001 ，65（3）：182-7

[12]Ma JK， Hikmat BY，etal.characterzation of a recombinant plant monoclonal secretory antibody and preventive immunotherapy in humans.[J] Nat Med. 1998，4（5）：601-6.