正畸固定矯治患者齦溝液中TSLP和IL-33濃度的變化與牙周炎癥的關(guān)系

林浩

在正畸固定矯治的過(guò)程中，粘接矯治裝置，弓絲入槽后不利于口腔清潔，導(dǎo)致細(xì)菌、食物殘?jiān)榷逊e形成菌斑，引起正畸固定矯治中發(fā)生牙齦炎癥[1]。齦溝液(gingival crevicular fluid,GCF)分泌量及成分的變化對(duì)研究牙周病的發(fā)生發(fā)展及治療效果等均有重要意義[2]。胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP) 主要由上皮細(xì)胞分泌的新型細(xì)胞因子，能通過(guò)誘導(dǎo)樹(shù)突細(xì)胞招募Th2細(xì)胞的趨化因子，進(jìn)而誘導(dǎo)Th2炎癥細(xì)胞的生成，引起Th1/Th2細(xì)胞比例失衡，產(chǎn)生細(xì)胞因子IL-4、IL-5、IL-13和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF-α)等，導(dǎo)致牙周組織炎癥及牙槽骨吸收[3-5]。IL-33是2005 年新發(fā)現(xiàn)的一個(gè)多功能基因，屬于IL-1家族新成員，可激活肥大細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞，在炎癥、感染和自身免疫性疾病中扮演著重要角色，在牙周炎癥中尚未見(jiàn)報(bào)道[6]。

本研究通過(guò)檢測(cè)正畸固定矯治后, 齦溝液中的胸腺基質(zhì)淋巴生成素、IL-33的濃度與牙周狀況的關(guān)系，擬為判斷正畸固定矯治患者的牙周炎癥程度提供一種新的可能的檢測(cè)思路以及進(jìn)一步探討正畸固定矯治中牙周炎癥的分子機(jī)制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

直絲弓金屬托槽(straight wire appliance)(卡瓦盛邦上海牙科醫(yī)療器械有限公司)；頰面管、牙周探針(長(zhǎng)沙市天天齒科器材有限公司)；35號(hào)吸潮紙尖(天津加發(fā)醫(yī)療器械有限公司)；生物素雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)試劑盒(RD,美國(guó))。

1.2 病例選擇

選取2016-01～2017-09江蘇省連云港市第二人民醫(yī)院正畸科自愿參加本研究的患者為研究對(duì)象，納入標(biāo)準(zhǔn)為：①正畸治療前均無(wú)齲齒或齲齒已充填、無(wú)牙周或黏膜疾病；②3個(gè)月內(nèi)未服用抗生素或引起牙齦增生的藥物；③無(wú)凝血功能障礙或血液系統(tǒng)疾患；④無(wú)嚴(yán)重心、腦、肺、肝、腎等臟器疾病；⑤依從性好，按時(shí)復(fù)診；⑥治療前未使用過(guò)細(xì)胞因子抑制劑。共納入研究60 例(男34 例，女26 例)，年齡13～20 歲，平均年齡15.8 歲。檢測(cè)牙位為：右上頜第一磨牙(16)、左上頜中切牙(21)、左下頜第一前磨牙或第二前磨牙(34/35)、右下頜中切牙(41)。研究經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書(shū)。

1.3 正畸固定矯治

在正畸治療開(kāi)始前1 周進(jìn)行系統(tǒng)的口腔衛(wèi)生宣教，教會(huì)患者使用正畸牙刷、牙線及牙間隙刷進(jìn)行口腔衛(wèi)生的維護(hù)與保持，要求患者采用Bass刷牙法，飯后刷牙，每次至少5 min，每天至少刷3 次；復(fù)診，進(jìn)行衛(wèi)生宣教后的督促及指導(dǎo)。患者在固定矯治前和矯治后2、4、6、8 個(gè)月復(fù)診時(shí)，檢查記錄牙周臨床指數(shù)，包括菌斑指數(shù)、牙齦指數(shù)、探診指數(shù)，并收集檢測(cè)牙位遠(yuǎn)中頰面齦溝液進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)。

1.4 齦溝液的采集及檢測(cè)

用氣槍吹干受試牙牙面及周?chē)例l組織后，采用35號(hào)吸潮紙尖輕輕插入受試牙遠(yuǎn)中頰面齦溝至有阻力時(shí)停止, 靜止30 s后取出以收集齦溝液，每間隔10 min后再重復(fù)收集樣本1次, 用離心洗提法回收吸潮紙尖上的齦溝液，放入EP管中-70 ℃凍存，以待檢測(cè)。采用ELISA法測(cè)定齦溝液樣本中的TSLP和IL-33的水平，具體步驟按說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

1.5 牙周臨床指數(shù)檢測(cè)

菌斑指數(shù)(plaque index，PLI)：采用Quigley-Hein法進(jìn)行判定[2]，用菌斑顯示劑涂布于牙面，囑患者漱口后檢查著色的菌斑在牙面的分布部位和范圍，按照記分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行記錄；牙齦指數(shù)(gingival index，GI)：采用L?e和Sliness法(1963、1967)，將牙周探診放到牙齦邊緣齦溝開(kāi)口處，并沿齦緣輕輕滑動(dòng)，以記分標(biāo)準(zhǔn)判斷牙齦的炎癥程度；探診深度(probing depth，PD)：是指齦緣至袋底的距離，使用牙周探針記錄探診深度，以mm表示。所有檢查均由同一人完成。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié) 果

2.1 治療前后牙周臨床指數(shù)的變化

PLI從矯正前的1(0-1)上升到4 個(gè)月時(shí)的2(1-2)，隨后降至1(1-2)，GI從矯正前的0(0-1)上升至1(0-2)，隨后降至1(0-1)(圖 1)。這表明患者牙周炎癥在接受正畸矯治4 個(gè)月左右最嚴(yán)重，隨后逐漸改善。這可能與戴入矯治器后口腔內(nèi)環(huán)境的改變以及口腔衛(wèi)生維護(hù)較差有關(guān)。此外，正畸牙早期移動(dòng)也會(huì)引起一定的牙周炎癥。但在接受治療4 個(gè)月之后，可能由于復(fù)診時(shí)進(jìn)行的衛(wèi)生宣教督促及指導(dǎo)，患者已基本掌握刷牙的正確方法，口腔衛(wèi)生有所好轉(zhuǎn)，由正畸牙早期移動(dòng)導(dǎo)致的牙周炎癥也逐漸消退，從而使PLI和GI逐漸趨于穩(wěn)定。PD一直呈上升趨勢(shì)(圖 1)。臨床健康牙齦的組織學(xué)深度平均為1.8 mm，正常探診深度不超過(guò)3 mm，雖在戴用矯治器8 個(gè)月的觀察期內(nèi)PD最大值仍處于正常范圍，具體變化仍需探討。

圖 1 治療前后牙周指數(shù)變化

2.2 治療前后TSLP和IL-33濃度的變化

GCF中TSLP、IL-33的濃度在矯治4 個(gè)月時(shí)水平達(dá)到峰值，隨后開(kāi)始下降(P<0.05)(圖 2)。TSLP、IL-33的變化趨勢(shì)基本與PLI和GI相符。

圖 2 治療前后齦溝液中TSLP和IL-33的濃度變化

Fig 2 Changes of the concentration of TSLP and IL-33 in GCF before and after treatment

2.3 TSLP、IL-33濃度與牙周臨床指數(shù)的相關(guān)分析

從以上實(shí)驗(yàn)可以看出，齦溝液中TSLP、IL-33的濃度與PLI、GI之間存在明顯的正相關(guān)關(guān)系，因此本研究進(jìn)一步進(jìn)行了Spearman相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，但TSLP、IL-33與PD未見(jiàn)顯著相關(guān)(表 1)。結(jié)果表明，TSLP和IL-33有可能參與正畸矯治過(guò)程中牙周炎的發(fā)生發(fā)展過(guò)程。

表 1 GCF中TSLP、IL-33濃度與牙周臨床指數(shù)的相關(guān)性

Tab 1 Correlation between the concentration of TSLP and IL-33 in GCF and periodontal clinical index

臨床指數(shù)時(shí)間(月)TSLPIL-33rP值rP值PLI矯正前.528②.000.496②.0002.648②.000.461②.0004.676②.000.369②.0046.686②.000.302②.0008.658②.000.498②.000GI矯正前.426②.001.300①.0202.350②.006.267①.0394.295①.022.368②.0046.366②.004.297①.0218.267②.039.361②.005PD矯正前.104.428.259①.0462.199.128.226.0834.212.103.185.1566.132.314.188.1508.186.156.166.204

注： ①P<0.05； ②P<0.01

3 討 論

齦溝液由牙周組織分泌，其組成成分的量和變化與牙周組織的生理狀態(tài)密切相關(guān)，可間接反映鄰近牙周組織中生物因子的量和變化[7]。

GI和PLI是反映牙周炎炎癥程度的牙周臨床指標(biāo)，PD是反映牙周炎牙周袋深度的特征性指標(biāo)[8]。研究結(jié)果表明，接受正畸固定矯治的患者牙周炎癥在前4 個(gè)月明顯加重，隨后逐漸穩(wěn)定，在戴用矯治器后8 個(gè)月的觀察期內(nèi)PD持續(xù)增大，暗示著正畸固定矯治主要在前4 個(gè)月對(duì)口腔微環(huán)境產(chǎn)生較大影響，并持續(xù)影響牙周袋深度。在此基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步研究了齦溝液中TSLP和IL-33的水平變化，以探討TSLP和IL-33是否參與正畸固定矯治過(guò)程中牙周炎癥的發(fā)生發(fā)展。

Ito等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，CD4+輔助性T細(xì)胞( T helper，Th細(xì)胞) 能夠通過(guò)多種途徑介導(dǎo)炎癥反應(yīng)、宿主免疫應(yīng)答，是牙周病重要的致病機(jī)制之一。Th1和Th2細(xì)胞是輔助性CD4+ T細(xì)胞( Th細(xì)胞) 的2 個(gè)重要亞群，Th1細(xì)胞主要表達(dá)IFN-γ、TNF-α等細(xì)胞因子，Th2細(xì)胞主要表達(dá)IL-4、IL-10等細(xì)胞因子，已有大量研究表明這些因子參與正畸過(guò)程中的牙齒移動(dòng)、牙槽骨重建過(guò)程和牙周炎癥[10]。TSLP作為一種能招募T細(xì)胞的趨化因子，基本功能是支持B淋巴細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、成熟及T細(xì)胞增殖和Th2細(xì)胞因子的產(chǎn)生，并對(duì)樹(shù)突狀細(xì)胞的活化、成熟和遷移起著重要的調(diào)控作用等[5,11]。研究結(jié)果表明，TSLP與PLI、GI之間存在明顯的時(shí)間依賴性的正相關(guān)關(guān)系，即隨著牙周組織炎癥的程度變化而變化，這暗示著TSLP可能通過(guò)間接激活CD4 + T細(xì)胞前體向Th2轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生經(jīng)典的Th2細(xì)胞因子，包括IL-4、IL-13以及大量的TNF等來(lái)參與牙周炎癥反應(yīng)。

除此之外，還檢測(cè)了IL-33在正畸固定矯治過(guò)程中的水平變化。全長(zhǎng)的IL-33具有生物學(xué)活性，細(xì)胞壞死能釋放全長(zhǎng)的IL-33，但機(jī)制未明[12-13]。因此當(dāng)在細(xì)胞外環(huán)境中IL-33水平升高時(shí)說(shuō)明該組織細(xì)胞可能正遭受到一定程度的破壞。IL-33 能趨化Th2 細(xì)胞，增強(qiáng)Th2 型細(xì)胞因子IL-4的表達(dá)，能通過(guò)CD4+T細(xì)胞激活樹(shù)突狀細(xì)胞產(chǎn)生IL-5、IL-6、IL-13，進(jìn)而參與正畸矯治的牙周炎癥過(guò)程[14-15]。正畸矯治的過(guò)程中，當(dāng)牙齒受到過(guò)大壓力后，牙周韌帶會(huì)出現(xiàn)廣泛的透明樣變性，可能直接造成牙周組織因缺血而壞死，導(dǎo)致IL-33的大量釋放，引起牙周炎癥。研究結(jié)果表明，牙周炎癥在第4個(gè)月時(shí)達(dá)到最重，而齦溝液中IL-33水平此時(shí)也處于峰值，隨后炎癥進(jìn)展逐漸趨于平穩(wěn)，IL-33水平也逐漸下降。曾有多個(gè)研究報(bào)道，成人正畸患者在戴用矯治器初期即出現(xiàn)牙齦炎癥，菌斑指數(shù)和牙齦指數(shù)明顯增高，但隨后穩(wěn)定，牙齦炎癥得以緩解、控制，這與研究結(jié)果基本相一致[16-17]。因此，正畸矯治中的牙周炎癥狀況可通過(guò)齦溝液中IL-33水平變化直接反映。

本研究首次報(bào)道了齦溝液中TSLP和IL-33的變化水平與正畸固定矯治過(guò)程中的牙周炎癥的相關(guān)性，并初步分析了發(fā)生這種現(xiàn)象的可能原因。研究發(fā)現(xiàn)，TSLP和IL-33均是參與牙周炎癥的重要炎癥因子，可輔助臨床醫(yī)生了解正畸固定矯治中牙周組織的炎癥情況，幫助臨床醫(yī)生對(duì)治療策略做出合理調(diào)整，同時(shí)也為深入探討正畸固定矯治中牙周炎癥的分子機(jī)制提供了新的思路和靶點(diǎn)。但是，由于正畸固定矯治早期也是一個(gè)急性炎癥過(guò)程，牙周組織內(nèi)的成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞受到正畸生物力的影響，可產(chǎn)生并釋放大量細(xì)胞因子、生化介質(zhì)等[18]，影響牙周細(xì)胞代謝和牙周組織改建，這可能會(huì)為實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)一定的偏倚[19-20]。而且，不同個(gè)體炎癥因子的水平差異較大，許多因素如年齡、取樣牙位、力的作用點(diǎn)等均可對(duì)齦溝液成分造成一定影響，因此還有待進(jìn)一步的分子生物學(xué)和動(dòng)物體內(nèi)研究來(lái)提供更高級(jí)別的證據(jù)支持。