唑來膦酸對牙周組織影響的研究進(jìn)展*

張文怡 張 健

牙周組織即牙周軟組織和牙周硬組織的主要功能是將牙齒或牙種植體牢固地附于牙槽骨內(nèi)，并保持口腔粘膜的完整性，對于牙齒或牙種植體行使正常功能具有十分重要的意義，只要其中之一發(fā)生病變，都可直接影響到牙齒或牙種植體功能的發(fā)揮。口腔牙種植修復(fù)技術(shù)已在臨床廣泛應(yīng)用，種植體的長期穩(wěn)定，不僅依靠骨結(jié)合，而且受種植體周圍軟組織愈合的影響。為提高牙種植的骨結(jié)合成功率，目前許多影響骨代謝的藥物被應(yīng)用到種植義齒修復(fù)的研究中。雙膦酸鹽類是研究最全面、療效最確切、應(yīng)用面最廣的藥物之一。第三代雙膦酸鹽類藥物中的唑來膦酸(zoledronic acid，ZOL)由于具有較強(qiáng)的抑制骨吸收和潛在性的促進(jìn)骨形成作用引起學(xué)者的廣泛關(guān)注，但是它在促進(jìn)種植體骨結(jié)合的同時是否會影響種植體周圍軟組織的變化及其血供，也應(yīng)該視為種植體修復(fù)成功與否的關(guān)鍵之一。本文將近年來唑來膦酸對牙周骨組織及軟組織的影響作一綜述。

1.唑來膦酸對骨組織的影響

唑來膦酸是第三代雙膦酸鹽(bisphosphonates，BPs)藥物，為含氮類雙膦酸鹽，具有對骨礦化基質(zhì)的高度親和力。ZOL是高效骨吸收抑制劑，主要作用于破骨細(xì)胞，一方面表現(xiàn)為直接的凋亡效應(yīng)，另一方面抑制破骨細(xì)胞的分化與成熟，在抑制骨吸收的同時，可誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化，并提高成骨細(xì)胞增殖活性，增加膠原合成，對骨礦化、骨轉(zhuǎn)換無明顯毒性，其這種作用也被體內(nèi)研究所證實，具有潛在性促進(jìn)骨形成的作用[1,2]。

1.1 唑來膦酸對骨組織影響的可能機(jī)制

隨著對骨保護(hù)素(osteoprotegerin，OPG)/核因子-κB受體活化因子配體(receptor activator of nuclear factor-κB1igand，RANKL)/核因子 -κB受體活化因子(receptor activator of nuclear factor-κB，RANK)研究的深入，OPG/RANKL/RANK系統(tǒng)是近年來發(fā)現(xiàn)的在破骨細(xì)胞分化過程中的一個重要信號傳導(dǎo)通路，主要內(nèi)容是成骨細(xì)胞及骨髓基質(zhì)細(xì)胞表達(dá)RANKL，與破骨細(xì)胞前體細(xì)胞或破骨細(xì)胞表面上的RANK結(jié)合后，促進(jìn)破骨細(xì)胞的分化及骨吸收活性。成骨細(xì)胞及骨髓基質(zhì)細(xì)胞分泌表達(dá)OPG與RANKL競爭性結(jié)合，阻止RANKL與RANK之間的結(jié)合，從而抑制破骨細(xì)胞的分化與成熟。體內(nèi)諸多激素和因子通過影響OPG或RANKL的表達(dá)來影響骨代謝過程。一般認(rèn)為，含氮類雙膦酸鹽抑制骨吸收的靶點(diǎn)為破骨細(xì)胞，至少存在以下兩條作用途徑：①直接作用于成熟破骨細(xì)胞，抑制細(xì)胞內(nèi)甲羥戊酸通路相關(guān)酶，降低破骨細(xì)胞活性以誘導(dǎo)破骨細(xì)胞凋亡；②通過調(diào)控成骨細(xì)胞源性的破骨細(xì)胞調(diào)節(jié)因子OPG/RANKL而間接抑制破骨細(xì)胞成熟與功能。但第二條作用途徑目前尚有爭議，Greiner等[3]認(rèn)為復(fù)合在種植體的聚乳酸(poly(D，L-lactide)，PDLLA)涂層上10μM濃度的ZOL對共培養(yǎng)的人成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞具有最大的促進(jìn)OPG分泌的作用，而sRANKL的分泌明顯降低，Sheng等[4]研究結(jié)果顯示ZOL能連續(xù)有效地抑制OPG基因敲除鼠的骨吸收，提示ZOL在體內(nèi)的抗骨吸收作用并非依賴OPG途徑，對破骨細(xì)胞的直接抑制可能是其抗骨吸收的主要途徑。這些觀點(diǎn)的不一致被認(rèn)為是細(xì)胞種族的特異性和細(xì)胞的類型不同。以上兩條途徑在ZOL抗骨吸收過中的重要性和意義如何尚不明確，有待進(jìn)一步研究。

1.2 雙膦酸鹽相關(guān)性頜骨骨壞死

隨著雙膦酸鹽藥物的廣泛應(yīng)用，雙膦酸鹽相關(guān)性頜骨骨壞死(bisphosphonate-relatedosteonecrosis of thejaw,BRONJ)逐漸受到關(guān)注。2003年Marx[5]首先報道了長期服用唑來膦酸的患者出現(xiàn)下頜骨壞死的病例，自此，收集臨床資料得出結(jié)果發(fā)現(xiàn)臨床上靜脈輸入含氮BPs治療骨質(zhì)疏松癥或癌的骨轉(zhuǎn)移長達(dá)三年以上的患者再經(jīng)過口腔外科拔牙或種植牙手術(shù)后容易出現(xiàn)頜骨壞死，而口服BPs治療不是種植的禁忌癥，不影響或極少影響種植體的骨結(jié)合[6]。BRONJ多發(fā)生于50歲以上患者，無明顯性別傾向，下頜骨比上頜骨發(fā)生率高[7]，種植晚期失敗比早期失敗的多[8]，分析可能與血供、口腔衛(wèi)生及種植體遠(yuǎn)期負(fù)荷有關(guān)。臨床上BRONJ的確切機(jī)制尚不清楚，多數(shù)學(xué)者[9]認(rèn)為破骨細(xì)胞功能障礙、微血管栓塞、壞死和細(xì)菌感染是其發(fā)生的主要機(jī)制。BPs可能通過不同機(jī)理影響骨血管。其一，雙膦酸鹽抑制內(nèi)皮細(xì)胞功能，增加凋亡，從而減少血管形成[10]。其二，雙膦酸鹽有顯著減少血管內(nèi)皮生長 因 子(Vascularendothelial growth factor，VEGF)的作用，因此具有潛在的抗血管形成的作用[11,12]。其三，頜骨尤其是下頜骨，骨皮質(zhì)相對較多，其終動脈血流也比較微弱并且不規(guī)則，容易形成血管內(nèi)血栓而導(dǎo)致局部缺血，上頜骨因含有豐富的生理血供結(jié)構(gòu)不容易發(fā)生感染。另外，與齲齒、牙周疾病等相關(guān)的口腔細(xì)菌很容易侵犯到頜骨，有研究[13]顯示ZOL還可以影響口腔內(nèi)的細(xì)菌行為，ZOL可以提高從正常個體口腔中取得的變形鏈球菌對羥基磷灰石的吸附力，并促進(jìn)細(xì)菌的繁殖，會增加口腔內(nèi)細(xì)菌感染的幾率。這些最終是否會影響到BRONJ發(fā)生，還有待進(jìn)一步研究。

目前，BRONJ多因藥物的全身長期應(yīng)用而引起，臨床上尚無BPs的局部應(yīng)用，在動物體內(nèi)BPs(如ZOL)復(fù)合于種植體上短期局部應(yīng)用實驗研究中暫時沒有發(fā)現(xiàn)會造成頜骨壞死，實驗結(jié)果顯示ZOL均促進(jìn)種植體的骨結(jié)合[14,15]。

2.唑來膦酸對軟組織及血管的影響

近年來，有報道ZOL對于成纖維細(xì)胞具有抑制作用[16]。也有試圖從ZOL對于口腔內(nèi)軟組織的影響角度出發(fā)，解釋造成頜骨壞死的原因，對軟組織進(jìn)行了許多研究，例如Agis[17]等在體外實驗中發(fā)現(xiàn)較高濃度游離的ZOL對于牙齦和牙周韌帶中的成纖維細(xì)胞有細(xì)胞毒性。Scheper等[18]研究發(fā)現(xiàn)從骨組織上游離出的ZOL可以直接快速的作用于口腔粘膜上皮細(xì)胞，開始時引發(fā)細(xì)胞凋亡。此外，血管化在骨組織及軟組織的愈合過程中起著非常重要的作用，Vieillard等[19]研究在大鼠顱蓋骨膜成骨愈合過程中，短期內(nèi)靜脈輸入高劑量的ZOL，觀察其對淺表血管的影響，結(jié)果顯示鼠顱蓋骨組織表面血管密度明顯降低，主要影響的是小直徑的血管(5-10μm)密度和血管網(wǎng)的長度，其機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。Ziebart等[20]在體外培養(yǎng)血管內(nèi)皮細(xì)胞以及內(nèi)皮祖細(xì)胞時發(fā)現(xiàn)，ZOL會導(dǎo)致較高的細(xì)胞凋亡速率，減少細(xì)胞的數(shù)量。上述報道均針對雙磷酸鹽性頜骨骨壞死而進(jìn)行的高濃度ZOL的研究，但ZOL在動物實驗中的局部應(yīng)用與全身用藥(靜脈或口服給藥)相比顯示出了極大的優(yōu)勢。因此明確適合濃度的ZOL持續(xù)局部應(yīng)用后對牙周軟組織的影響，對于臨床更好的利用雙膦酸鹽類藥物，減少并發(fā)癥，提高種植體成功率具有重要的意義。

3.小結(jié)

總之，在各種牙齒缺失的修復(fù)治療的方法中，種植牙修復(fù)治療是主要手段之一，種植牙的治療效果會受到多種因素影響，種植體周圍骨組織及軟組織的良好愈合對于提高種植的成功率至關(guān)重要，是目前種植體義齒修復(fù)的研究熱點(diǎn)，ZOL對牙種植體的骨結(jié)合具有一定的促進(jìn)作用，試驗研究已取得了一定效果，但高濃度的ZOL對軟組織及血管具有一定毒副作用，選擇適合濃度的ZOL或其它干預(yù)方法以提高種植體的成功率，還有待進(jìn)一步研究。

[1]張 健，張文怡，孫 華.唑來膦酸對兔成骨細(xì)胞分化及骨保護(hù)素分泌的影響[J].中華口腔醫(yī)學(xué)雜志，2010，45(8)：502-505

[2]張 健,張文怡,任媛媛.唑來膦酸對體外破骨細(xì)胞性骨吸收影響的研究[J].口腔頜面修復(fù)學(xué)雜志，2009，10(6)：331-334

[3]Greiner S,Kadow-Romacker A,Schmidmaier G,Wildemann B.Cocultures of osteoblasts and osteoclasts are influenced by local application of zoledronic acid incorporated in a poly(D,L-lactide)implant coating[J].J Biomed Mater Res A,2009,91(1)：288-295

[4]Sheng ZF,Xu K,Ma YL,Liu JH,Dai RC,Zhang YH,Jiang YB,Liao EY.Zoledronate reverses mandibular bone loss in osteoprotegerin-deficient mice Osteoporos Int,2009,20(1)：151-159

[5]Marx RE.Pamidronate(Aredia)and zoledronate(Zometa)induced avascular necrosis of the jaws：a growing epidemic[J].J Oral Maxillofac Surg,2003,61(9)：1115-1117

[6]Shabestari GO,Shayesteh YS,Khojasteh A,et al.Implant placement in pati-ents with oral bisphosphonate therapy：a case series[J].Clin Implant Dent Relat Res， 2010,12(3)：175-180

[7]García-Ferrer L,Bagán JV,Martínez-Sanjuan V,et al.MRIofmandibular osteonecrosissecondary tobisphosphonates[J].AJR Am J Roengtenol，2008，190(4)：949-955

[8]Martin DC,O'Ryan FS,Indresano AT,et al.Characteristics of implantfailures in patients with a history of oral bisphosphonate therapy[J].J Oral Maxillofac Surg，2010,68(3)：508-514

[9]Bagan JV,Murillo J,Jimenez Y,et al.Avascular jaw osteonecrosis in association with cancer chemotherapy：series of 10 cases[J].J Oral Pathol Med，2005，34(2)：120-123

[10]Bezzi M,Hasmim M,Bieler G，et al.Zoledronate sensitizes endothelial cells to tumor necrosis factor-induced programmed cell death：evidence for the suppression of sustained activation of focal adhesion kinase and protein kinase B/Akt[J].J Biol Chem， 2003， 278(44)： 43603-43614

[11]Ferretti G,Fabi A,Carlini P,et al.Zoledronic-acid-induced circulating levelmodifications of angiogenic factors,metalloproteinases and proinflammatory cytokines in metastatic breast cancer patients[J].Oncology，2005，69(1)：35-43

[12]Allegra A, Oteri G,Nastro E, etal.Patients with bisphosphonates-associated osteonecrosis of the jaw have reduced circulating endothelial cells[J].Hematol Oncol,2007,25(4)：164-169

[13]Kobayashi Y,Hiraga T,Ueda A,et al.Zoledronic acid delays wound healing of the tooth extraction socket,inhibits oral epithelial cell migration,and promotes proliferation and adhesion to hydroxyapatite oforalbacteria, without causing osteonecrosis of the jaw,in mice[J].J Bone Miner Metab，2010,28(2)：165-175

[14]Gao Y,Luo E,Hu J,Xue J,Zhu SS,Li JH.Effect of combined local treatment with zoledronic acid and basic fibroblast growth factor on implant fixation in ovariectomized rats[J].Bone，2009，44(2)：225-232

[15]Yildiz A,Esen E,Kürk?ü M,et al.Effect of zoledronic acid on osseointegration of titanium implants：an experimental study in an ovariectomized rabbitmodel[J].JOral Maxillofac Surg,2010，68(3)：515-523

[16]Simon MJ,Niehoff P,Kimmig B,Wiltfang J,A ?il Y.Expression profile and synthesis of different collagen types I,II,III,and V of human gingival fibroblasts,osteoblasts,and SaOS-2 cells after bisphosphonate treatment[J].Clin Oral Investig，2010,14(1)：51-58

[17]Agis H,Blei J,Watzek G,Gruber R.Is zoledronate toxic to human periodontal fibroblasts[J].J Dent Res，2010,89(1)：40-45

[18]Scheper MA,Chaisuparat R,Cullen KJ,et al.A novel soft-tissue in vitro model for bisphosphonate-associated osteonecrosis[J].Fibrogenesis Tissue Repair,2010,3(1)：6

[19]Vieillard MH,Paccou J,Cortet B,Biver E,Salleron J,Falgayrac G,Penel G.Effects of high dose of zoledronic acid on superficial vascular network of membranous bone sites：an intravital study on rat calvarium[J].Osteoporos Int，2010，21(11)：1919-1925

[20]Ziebart T,Pabst A,Klein MO,K?mmerer P,Gauss L,Brüllmann D，Al-Nawas B，Walter C.Bisphosphonates：restrictions for vasculogenesis and angiogenesis：inhibition of cell function of endothelial progenitor cells and mature endothelial cells in vitro[J].Clin Oral Investig，2011，15(1)：105-111