成人正畸牙周炎患者齦溝液內(nèi)PAK5、MMP-2的檢測與研究

西安交通大學(xué)口腔醫(yī)院牙周黏膜科 (西安 710004)

谷冬華 王寶彥

成人正畸牙周炎患者齦溝液內(nèi)PAK5、MMP-2的檢測與研究

西安交通大學(xué)口腔醫(yī)院牙周黏膜科 (西安 710004)

谷冬華 王寶彥

目的：觀察成年牙周炎患者在正畸治療過程中齦溝液內(nèi)的PAK5、MMP-2的表達變化。 方法：選取成人正畸牙周炎患者52例，分別于正畸治療前(T0)、治療半年(T1)、治療完成后3個月(T2)收集GCF，應(yīng)用Elisa法檢測GCF內(nèi)PAK5、MMP-2的濃度。結(jié)果：正畸治療前(T0)、治療半年(T1)、治療完成后3個月(T2)成年牙周炎患者齦溝液內(nèi)PAK5、MMP-2的表達存在先升高后降低的規(guī)律性變化趨勢。T1階段表達與T0、 T2兩階段相比，PAK5、 MMP-2的含量均具有顯著性差異(P<0.05)。同時，T2階段表達與T0階段相比MMP-2的含量具有顯著性差異(P<0.05)。 結(jié)論：成年牙周炎患者齦溝液中PAK5及MMP-2的濃度因正畸治療發(fā)生改變，提示PAK5及MMP-2在正畸治療過程中參與了牙周炎的發(fā)展與調(diào)控。

P21活化激酶(PAKs)家族各成員與多種疾病之間的關(guān)系目前正在進一步研究揭示中，該家族中PAK5與牙周病之間的關(guān)系正逐漸引起重視[1]。此外，在牙周組織改建過程中基質(zhì)金屬蛋白酶(Matrix metalloproteinases，MMPs)起著降解細胞外基質(zhì)的重要作用[2,3]。本研究通過觀察52例成人正畸牙周炎患者，正畸治療前、治療半年、治療完成后3個月收集后齦溝液(GCF)，應(yīng)用Elisa法檢測GCF內(nèi)PAK5、基質(zhì)金屬蛋白酶2(MMP-2)的濃度，探討其在牙周炎中的作用及與正畸治療的關(guān)系。

資料與方法

1 一般資料 選取我院2010～2012年收治的成人正畸牙周炎患者52例，男性18例，女性34例，年齡18～40歲，平均年齡26.3±2.8歲。入選患者符合下列要求：①年齡達18歲以上，牙槽骨吸收未達根1/2，牙周袋≤6mm，牙齒松動Ⅰ°～Ⅱ°的輕、中度慢性牙周炎病人，由本院正畸科3組具有一定臨床經(jīng)驗的醫(yī)師，在不拔牙矯治方案的情況下，采用直絲弓矯治技術(shù)，并能按計劃堅持正畸及牙周炎治療；②全身狀況良好，排除心血管病、糖尿病等全身系統(tǒng)性疾病以及精神性疾??；③取材牙體頸部無充填體，牙體不能合并齲、牙髓病或根尖周病；④無服用其它藥物；⑤所有病例從正畸治療前開始檢測，男女不限；⑥所有患者均知情同意并簽署協(xié)議書；⑦ 牙周炎的診斷、治療及療效評定均由同一人完成。在正畸治療前進行牙周基礎(chǔ)治療，去除齦上、齦下結(jié)石，并配合必要的局部用藥，在治療前對所有患者進行口腔衛(wèi)生宣教。經(jīng)過同一牙周?？漆t(yī)生評估，牙周情況穩(wěn)定，處于靜止期時開始進行正畸治療。在整個治療過程中維持口腔衛(wèi)生，每次復(fù)診根據(jù)患者牙周狀況作牙周基礎(chǔ)治療牙周炎的診斷、治療及療效評定均按我科既往標(biāo)準(zhǔn)進行[4]。

2 方 法

2.1 正畸治療方法:采用固定矯治器進行治療，每位研究對象均安置標(biāo)準(zhǔn)直絲弓矯治器，第一磨牙粘頰面管，由本院正畸科具有一定臨床經(jīng)驗的醫(yī)師，按照正畸治療常規(guī)步驟進行矯治。

2.2 標(biāo)本采集: 52例成人正畸牙周炎患者，分別于正畸及牙周基礎(chǔ)治療前、正畸治療5～7個月以及正畸治療完成時收集GCF。囑患者每次復(fù)診前刷牙，正畸復(fù)診時生理鹽水含漱，置開口器，棉卷隔濕后棉球拭干試驗牙頸部，氣槍輕輕吹干牙面及周圍粘膜組織，取出高壓滅菌且獨立包裝的濾紙條，輕力插入實驗牙齦溝內(nèi)，遇輕微阻力馬上停止或不超過1mm，在齦溝內(nèi)停留1min后取出，濾紙條置于無酶EP管中，同法間隔1min后再次于試驗牙遠中取齦溝液濾條，-80℃冰箱凍存。

2.3 檢測方法: 采用酶聯(lián)免疫吸附試驗ELISA試劑盒：使用R&D(USA)公司試劑，單位為ng/ml； BIOTEK(USA)公司酶標(biāo)儀電腦分析系統(tǒng)，嚴(yán)格按照說明書進行。

結(jié) 果

正畸治療前(T0)、治療半年(T1)、治療完成后3個月(T2)成年牙周炎患者齦溝液內(nèi)PAK5、MMP-2的表達，見附表。

附表 正畸加力前后人GCF中PAK5、MMP-2濃度變化(μg/L)

注： T1階段PAK5、MMP-2表達與T0、T2兩階段相比，T2階段MMP-2表達量與T0比較，*P<0.05

討 論

牙周病易造成牙周軟硬組織的破壞，導(dǎo)致前牙的唇向移位、伸長，導(dǎo)致覆覆蓋加深等錯畸形，且常合并咬合創(chuàng)傷，進一步加重牙周組織的破壞造成牙列缺損等，故而臨床中常需要各?？漆t(yī)師協(xié)同合作，通常結(jié)合適當(dāng)?shù)恼委熆梢詫崿F(xiàn)高質(zhì)量的治療、修復(fù)效果[5]。

處于生長期的兒童和青少年與成年患者牙周組織相比較，成人牙周組織有增齡性反應(yīng)，其牙槽骨有隨年齡增長喪失加重的趨勢，而兒童和青少年則處于牙周支持組織的增殖期。有研究顯示，32歲前人牙槽骨的高度增齡性變化很小，從33～45歲，每年喪失約0.2毫米[6]，成年人正畸后可出現(xiàn)臨床可接受正常范圍內(nèi)的上前牙牙根吸收及牙槽嵴吸收現(xiàn)象[7]。兒童及青少年的牙槽骨骨髓腔及牙周韌帶內(nèi)存有豐富血管和大量結(jié)締組織，參與牙槽骨的改型與生長；骨小梁面積較為廣泛，這將有利于成骨及破骨細胞的反應(yīng)。而對于成年人，牙槽骨主要由皮質(zhì)骨組成，骨髓腔裂隙和通道減少，血供下降明顯，膠原和細胞外基質(zhì)的比例下降，成骨細胞、破骨細胞和成纖維細胞數(shù)量均明顯減少，牙槽骨礦化增加，牙周處于靜止期[8]。牙周病患牙受到正畸力后，成年患者的牙周支持組織將推后2周達到青少年同樣的增殖狀態(tài)，同樣，成年患者的透明樣變期延長有顯著性差異。牙根吸收程度與牙周支持組織的喪失與年齡因素間存在相關(guān)性。Cillo[9]發(fā)現(xiàn)安氏III類且骨面型為高角型的成年患者，下前牙唇舌側(cè)牙槽骨均較薄，而安氏II類且為腭高角的成年患者，上前牙舌側(cè)牙槽骨較薄，這在某種程度上增加了骨喪失的可能。Mayr-Wohlfart[10]利用CT檢測成年正畸患者與咬合關(guān)系基本正常的成年人下前牙牙周組織的骨量和骨密度，并進行對照，結(jié)果顯示，正畸患者下前牙唇側(cè)牙槽骨出現(xiàn)裂隙和孔隙的幾率較正常成年人高，正畸患者舌側(cè)牙槽骨幾乎都有裂隙，牙根從冠方到根尖1/3骨密度逐步增高且舌側(cè)骨密度較唇側(cè)骨密度低。所以這表明成年正畸患者的下前牙牙周狀況在正畸治療開展之前進行評估是十分必要的。成年正畸患者的牙周病發(fā)病率較普通人群增高，常?？蓪?dǎo)致牙齒病理性移位，最終導(dǎo)致前牙唇傾、伸長，扇形展開，前磨牙傾斜或扭轉(zhuǎn)，后牙區(qū)咬合塌陷。

PAKs蛋白家族在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中所發(fā)揮的作用以及與各種疾病的關(guān)系是國內(nèi)外目前的一個研究熱點[11]。牙周炎是人類一種常見病多發(fā)病，牙周炎現(xiàn)已成為我國成年人牙齒缺失的首要原因。牙周炎病因較多，但關(guān)于牙周炎發(fā)病機制與PAKs之間關(guān)系的研究開展較少。已有的研究表明PAK5在牙胚細胞中過表達，在牙周病病人的GCF中檢測到其高表達[12]。但PAK5在牙周炎發(fā)生、發(fā)展過程中的具體作用和機制等，國內(nèi)外報道較少。

本研究未選取青少年正畸患者為研究對象，而選取18歲以上的成年正畸患者是因為青少年的頜骨、牙齒、牙周組織仍處于發(fā)育及塑性階段，而其中的PAK5或PAKs家族的其它成員已經(jīng)處于高表達狀態(tài)。本研究結(jié)果顯示，成年牙周病患者正畸過程中(T1)齦溝液中PAK5的含量與治療前(T0)及治療結(jié)束后(T2)的PAK5含量有顯著性差異，提示在牙周炎的發(fā)病機制中PAK5的表達可能起到一定的作用，PAK5高表達狀態(tài)下患者更具有牙周炎的傾向，而正畸治療的同時也會打破牙周微環(huán)境原有的平衡，從而甚至可能導(dǎo)致牙周炎癥狀的進一步加重[13]。另外正畸結(jié)束之后(T2)PAK5的含量與正畸治療前(T0)相較無顯著性差異，因此不能認為正畸治療可減少成年牙周炎患者齦溝液內(nèi)PAK5的含量。

MMP-2作為MMPs家族中分布最廣泛的2種亞型之一，與膠原酶B(MMP-9)同屬于MMPs家族中的Ⅳ型膠原酶[14]。在牙周膜、牙齦以及牙槽骨中的成骨細胞、成纖維細胞、骨細胞、破骨細胞、破牙本質(zhì)細胞及成牙骨質(zhì)細胞中常見MMP-2的表達[15]，而在施加正畸力后的骨改建過程中均可見這些細胞的參與。膠原酶在正畸牙周組織改建過程中扮演著啟動膠原分解的重要作用[16]，伴隨正畸牙周組織改建過程膠原酶能降解膠原酶裂解后產(chǎn)生的1/4和3/4膠原片斷。本實驗通過分別于正畸治療前(T0)、治療半年(T1)、治療完成后3個月(T2)收集GCF應(yīng)用Elisa法檢測GCF內(nèi)MMP-2的濃度，發(fā)現(xiàn)T1含量與T0及T2含量有顯著性差異，而T0與T2MMP-2的含量同樣具有顯著性差異。提示因為正畸治療過程中MMP-2的含量明顯增加，而在治療結(jié)束后MMP-2又顯著減少，可發(fā)現(xiàn)正畸治療與MMP-2在齦溝液中的含量存在比較密切的關(guān)系。

牙周韌帶細胞在正畸治療過程中伴隨一系列的生化反應(yīng)和組織結(jié)構(gòu)改變，在此過程中這些細胞較平時更為活躍，但其功能達到穩(wěn)定狀態(tài)必須在正畸治療進行至一定時期[17]。本實驗選取實驗對象并在正畸治療前、治療開始半年、治療結(jié)束3個月以后三個時點進行檢測，正是為了使各種細胞因子、蛋白等的表達趨于穩(wěn)定水平，從而使檢測結(jié)果更準(zhǔn)確可信。綜上，結(jié)合本研究結(jié)果分析可以發(fā)現(xiàn)，成年牙周炎患者齦溝液中PAK5及MMP-2的濃度可因正畸治療而發(fā)生改變，從而認為PAK5及MMP-2在正畸治療過程中參與了牙周炎的發(fā)展與調(diào)控。當(dāng)然牙周炎與正畸治療具體影響機制較為復(fù)雜，而且參與反應(yīng)的酶與介質(zhì)眾多，還需進行更深入的研究與探索。

[1] 安政雯,劉宏偉,賈志敏,等.抗P-21激活的磷酸化蛋白激酶5多克隆抗體的制備及其在牙胚細胞研究中的應(yīng)用[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2006,26(6):730-733.

[2] Visse R, Nagase H. Matrix metalloproteinases and tissue inhibitors of metalloproteinases structure, function, and biochemistry[J].CiRculation Research, 2003,92(8):827-839.

[3] Verstappen J, Vonden H. Tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs): their biological functions and involvement in oral disease[J].Journal of Dental Research, 2006,85(12):1074-1084.

[4] 施 捷,朱衛(wèi)東.牙周炎患者的正畸治療及其遠期療效觀察[J].口腔正畸學(xué),2007,14(4):145-149.

[5] 梁 爽,劉 彥,張松梓,等.口腔正畸治療技術(shù)在修復(fù)中的應(yīng)用[J].陜西醫(yī)學(xué)雜志, 2014,43(9):1212-1214.

[6] 高清平,張素銀,翦新春,等.正畸力作用下大鼠牙周組織中表皮生長因子的表達[J].中華口腔醫(yī)學(xué)雜志,2002,37(4):294-296.

[7] 任江濤.成人正畸治療前后上前牙冠根比變化與療效分析[J].陜西醫(yī)學(xué)雜志，2014,43(9):1214-1216.

[8] 葛少華,楊丕山,戚向敏,等.人牙周組織中三種細胞的培養(yǎng)、形態(tài)學(xué)及增殖性研究[J].北京口腔醫(yī)學(xué),2003,11(2):70-72.

[9] Cillo JEJr, Gassner R, Koepsel RR. Growth factor and cytokine gene expression in mechanically strained human osteoblast-like cells: implications for distraction osteogenesis[J].Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontology, 2000,90(2): p147-154.

[10] Mayr-Wohlfart U, Waltenberger J, Hausser H,etal.Vascular endothelial growth factor stimulates chemotactic migration of primary human osteoblasts[J].Bone, 2002,30(3):472-477.

[11] 楊金星,韓宇晶,鄭 航,等.PAK4在乳腺癌及良性乳腺病變中的表達及意義[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2010,30(5):981-983,988.

[12] 孫 江,劉 瓊,章錦才,等.慢性牙周炎患者牙齦組織中IL-8的檢測[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2008,28(7):1304-1305.

[13] Offenbacher S ,Barros SP, Singer RE,etal., Periodontal disease at the biofilm-gingival interface[J].Journal of Periodontology, 2007,78(10): 1911-1925.

[14] 黃 喆,高志彪,馮正虎,等.MMP-9在不同浸潤方式舌鱗狀細胞癌中的表達及臨床意義[J].口腔醫(yī)學(xué)研究,2012,28(5):488-490.

[15] Bildt MM, Bloemen M, Kuijpers-Jagtman AM,etal. Matrix metalloproteinases and tissue inhibitors of metalloproteinases in gingival crevicular fluid during orthodontic tooth movement[J].The European Journal of Orthodontics, 2009,31(5):529-535.

[16] Ma J, Kitti U, Teronen O,etal. Collagenases in different categories of peri-implant vertical bone loss[J].Journal of dental research, 2000,79(11):1870-1873.

[17] 許潾于,張端強,吳林青,等. 不同的力值和加力時間對正畸牙齦溝液中IL-1β水平的影響研究[J].福建醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2009,43(4):306-309.

(收稿：2015-03-27)

Expression of PAK5 and MMP-2 in the gingival crevicular fluid with periodontitis during orthodontic treatment Department of Periodontology, Stomatological Hospital Xi’an Jiaotong University

(Xi’an 710004)

Gu Donghua Wsng Baoyan

Objective: Observe the expression of PAK5 and MMP-2 in the gingival crevicular fluid with periodontitis during orthodontic treatment. Methods: 52 orthodontic patients with periodotitis were selected randomly. Gingival Crevicular Fluid was collected during T0(before orthodontic treatment), T1(half a year during orthodontic treatment), T2(3 months after orthodontic treatment) and tested by Elisa.Results: The orthodontic treatment of adult patients with Periodontitis during T0, T1,T2period show the regular changes that increased before decreasing of PAK5 and MMP-2 in the gingival crevicular fluid. In the T1 phase expression of PAK5 and MMP-2 were both significantly different between T0 and T2 two stages (P< 0.05) . At the same time expression of MMP-2 had significant difference at T2 and T0 of MMP - 2 content (P< 0.05).Conclusions：The orthodontic treatment with periodontitis led to the regular changes of PAK5 and MMP-2 in the gingival crevicular fluid, indicated that orthodontic treatment might play important roles in periodontitis.

Periodontitis @PAKs Matrix Metalloproteinase 2

牙周炎 @P21活化激酶 MMP-2

R781.4

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2015.12.010