放射性口腔干燥癥發(fā)病機(jī)制與防治研究進(jìn)展

王國偉 王曉靜 趙保東 馬得勛 王松雷 劉書鋒

(1.海軍第九七一醫(yī)院嶗山分院， 青島， 266101；2.青島大學(xué)附屬醫(yī)院口腔種植中心， 青島， 266000)

0 引言

放射性口腔干燥癥可導(dǎo)致唾液分泌量減少、pH值下降，并出現(xiàn)口干、味覺減退、齲齒、牙周炎等癥狀[1,2]，且該疾病可以長期甚至是終生存在，導(dǎo)致口腔內(nèi)環(huán)境紊亂，嚴(yán)重影響腫瘤患者的生存質(zhì)量[3]。放射性口腔干燥癥發(fā)病機(jī)理復(fù)雜，目前學(xué)界尚無公認(rèn)的解釋，缺乏十分有效的治療手段。因此，放射性口腔干燥癥的發(fā)病機(jī)制與防治一直以來都是困擾臨床醫(yī)生的一大難題。本文介紹了放射性口腔干燥癥的發(fā)病機(jī)制以及預(yù)防和治療措施的研究進(jìn)展。

1 放射性口腔干燥癥的發(fā)病機(jī)制

1.1 內(nèi)皮細(xì)胞損傷

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，放射線對于內(nèi)皮細(xì)胞的損傷是其造成人體臟器損傷的主要原因[4]。在對小鼠肺的損傷和修復(fù)過程中內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞之間細(xì)胞動力學(xué)關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，急性內(nèi)皮損傷是放射線導(dǎo)致肺部損傷的主要形式，并且該損傷可在成纖維細(xì)胞的刺激下迅速恢復(fù)，但嚴(yán)重的或長期的延遲再生損傷會干擾內(nèi)皮-間充質(zhì)關(guān)系，難以恢復(fù)[5]。在輻射對小鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的研究中發(fā)現(xiàn)，在大腦多個區(qū)域，血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)均呈劑量和時間依賴性，大劑量照射后4 h即可出現(xiàn)血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，12 h達(dá)到峰值，24 h內(nèi)損失15%[6]。

Cotrim等[7]以小鼠為研究對象，對唾液腺內(nèi)皮細(xì)胞在輻射損傷中的重要性進(jìn)行了評估，并以5型腺病毒(Ad5)為載體介導(dǎo)堿性成纖維細(xì)胞生長因子(AdbFGF)和血管內(nèi)皮生長因子(AdVEGF)，以觀察其是否能夠?yàn)樾∈笸僖合佥椛鋼p傷提供保護(hù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，約45%的小鼠唾液腺微血管密度(MVD)在照射后4 h即可出現(xiàn)下降。然而，如果小鼠在照射前48 h使用AdbFGF或AdVEGF進(jìn)行預(yù)處理，MVD的損失會顯著減少。8周后，未處理的小鼠唾液流量減少了約65%，而經(jīng)AdbFGF或AdVEGF進(jìn)行預(yù)處理的照射小鼠的唾液流速較未處理對照組明顯改善，據(jù)此認(rèn)為唾液腺內(nèi)皮細(xì)胞放射損傷導(dǎo)致的微血管損傷在唾液腺輻射損傷中可能起重要作用。Kirkiles-Smith等[8]研究表明，白介素-Ⅱ(IL-Ⅱ)可以上調(diào)細(xì)胞保護(hù)蛋白的表達(dá)，對內(nèi)皮細(xì)胞提供保護(hù)并促進(jìn)其增殖，進(jìn)而延緩小鼠微血管丟失的時間，減少唾液腺輻射損傷。

1.2 腺泡損傷

涎腺腺泡連接于分泌導(dǎo)管末端，主要由處于G0期的、高度分化且細(xì)胞增殖率低的分泌細(xì)胞、基底膜和肌上皮細(xì)胞組成，此類型細(xì)胞本應(yīng)屬于放射線不敏感類型，但事實(shí)上，涎腺腺泡細(xì)胞對于輻射極為敏感、容易受損，2 Gy輻射劑量即可引發(fā)腺泡細(xì)胞大量死亡，60 Gy以上的輻射劑量會導(dǎo)致腺體血管損傷和腺泡細(xì)胞減少的不可逆?zhèn)9]。

漿液性腺泡細(xì)胞急性死亡是涎腺早期損傷的主要形式，其可能原因?yàn)椋孩?腺泡細(xì)胞功能活躍，有大量富含鋅、鐵、錳等重金屬的分泌顆粒，較為富氧，受到照射的金屬可以催化脂質(zhì)過氧化，從而使得分泌顆粒的包膜對輻射造成的損傷更加敏感，更容易遭到破壞。分泌顆粒包膜破壞后，其內(nèi)部的溶解酶釋放，最終引發(fā)細(xì)胞自溶[10,11]；② 選擇性膜破壞造成細(xì)胞功能缺陷。從細(xì)胞層面來看，輻射導(dǎo)致的單個細(xì)胞死亡可能是由于放射線破壞了細(xì)胞膜表面的毒蕈堿受體的結(jié)構(gòu)，而其結(jié)構(gòu)完整性對于細(xì)胞的增殖至關(guān)重要，這種破壞導(dǎo)致細(xì)胞信號傳導(dǎo)通路的改變, 此外，輻照也會干擾蛋白激酶C與細(xì)胞膜的關(guān)系，并在早期即可出現(xiàn)水代謝紊亂，早在照射后2 h，在電子顯微鏡下便可觀察到腮腺中細(xì)胞內(nèi)水腫的發(fā)生。隨著損害的進(jìn)一步加劇，腺泡細(xì)胞最終會功能喪失[11,12]。

組織周轉(zhuǎn)率也在很大程度上決定著正常組織的損傷，由于干細(xì)胞分化產(chǎn)生新腺泡細(xì)胞的周期較長，并且輻射導(dǎo)致的干細(xì)胞死亡會進(jìn)一步阻礙新細(xì)胞的更新速度，最終造成新生細(xì)胞數(shù)量不足，無法彌補(bǔ)已經(jīng)凋亡的腺泡細(xì)胞，使得具有分泌功能的腺泡細(xì)胞缺乏，并導(dǎo)致放射損傷后期腺體的退行性變和萎縮。

2 放射性口腔干燥癥的預(yù)防和治療

2.1 放射性口腔干燥癥的預(yù)防

所有針對放射性口腔干燥癥的治療措施，都是試圖修復(fù)輻射損傷后的腺體組織，如果能夠提前采取措施預(yù)防或減少腺體組織受照后發(fā)生的損傷，將能有效地緩解放射性口腔干燥癥的臨床癥狀。

2.1.1藥物預(yù)防

擬膽堿類藥物能夠直接興奮膽堿受體，促進(jìn)唾液分泌，在放療前后使用可以起到緩解口干癥狀的作用，也可以在一定程度上對涎腺組織起到保護(hù)作用，毛果蕓香堿是此類藥物中具有代表性的一種[13]。

Valdez等[14]對9名需要頭頸部放射治療的患者從放療前一天開始，每天服用5 mg的毛果蕓香堿或安慰劑4次，持續(xù)3月，并對患者的主觀感受和唾液分泌功能進(jìn)行評估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，毛果蕓香堿治療組在治療期間的口腔癥狀較安慰劑治療組低；治療組唾液流量減少的降幅明顯小于對照組。然而，在完全暴露于放射線的腺體中沒有觀察到藥物作用。結(jié)果提示，毛果蕓香堿僅能刺激輻射場外未受損傷的涎腺組織，這些健康腺體組織的代償能在一定程度上減輕放療期間唾液功能障礙和相關(guān)口腔癥狀的嚴(yán)重性，一旦腺體受到損傷，此類藥物便無法起效。

茶多酚(TPS)是從綠茶中分離出來的主要活性成分，生物活性包括抗氧化、調(diào)節(jié)有致癌作用的化學(xué)性代謝物的酶系、清除化學(xué)致癌物的活性代謝產(chǎn)物和抑制腫瘤等[15]。Peng等[16]研究了茶多酚對放射性損傷頜下腺的保護(hù)作用，給接受頭頸部放射治療的大鼠連續(xù)每天灌喂TPS，透射電鏡觀察其下頜下腺形態(tài)學(xué)變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TPS組病變程度明顯較輕，且照射后第3、6、30天，TPS組細(xì)胞凋亡指數(shù)較對照組明顯降低。據(jù)此推斷，TPS可以通過抗凋亡的機(jī)制實(shí)現(xiàn)輻射條件下對下頜下腺的保護(hù)作用。

海帶多糖(LJP)在對抗唾液腺輻射損傷中的作用也引起了學(xué)者的注意[17]。

2.1.2基因預(yù)防

細(xì)胞激酶的剪接變體(TLK1B)過表達(dá)時，可以保護(hù)正常上皮細(xì)胞免受電離輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡。為解決局部放療患者保護(hù)唾液腺的需要，Palaniyandi等[18]研究了TLK1B在唾液腺中的超前表達(dá)是否對電離輻射有保護(hù)作用。采用TLK1B基因轉(zhuǎn)染大鼠頜下腺的重組腺病毒血清型5型載體并導(dǎo)入大鼠頜下腺，16 Gy分次照射后，TLK1B處理的大鼠在8周時唾液功能下降40%，而鹽水處理的對照組下降達(dá)67%；組織病理學(xué)分析顯示，相對于TLK1B處理的腺體，對照組織中腺泡萎縮增加，腺泡細(xì)胞數(shù)量減少，炎性浸潤和纖維化增加。這些結(jié)果表明TLK1B對分泌唾液的腺泡細(xì)胞具有輻射防護(hù)作用，為其預(yù)防性使用提供了初步依據(jù)。

2.2 放射性口腔干燥癥的治療

2.2.1基因轉(zhuǎn)導(dǎo)治療

涎腺基因治療是一種通過導(dǎo)管逆行注射的方法將編碼外源基因的載體注入腮腺，替代或補(bǔ)充體內(nèi)基因缺陷或不足從而用于修復(fù)涎腺功能的方法。放療或輻射后造成涎腺的分泌功能下降，可通過基因轉(zhuǎn)導(dǎo)的方法進(jìn)行改善。通常采用水通道基因(AQPs)來調(diào)控涎腺導(dǎo)管上皮控制水的進(jìn)出，目前應(yīng)用腺病毒載體轉(zhuǎn)導(dǎo)水通道基因治療腮腺放射性損傷已通過FDA認(rèn)證，應(yīng)用于臨床治療。Cotrim等[7]研究結(jié)果表明，VEGF和bFGF可保護(hù)腮腺血管內(nèi)皮細(xì)胞，通過對腮腺血管內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)行保護(hù)可減少腮腺微血管因放療造成的損傷，從而增加唾液流率來降低口腔干燥癥的發(fā)生率。

Baum等[19]有關(guān)修復(fù)放射性唾液腺損傷的人類臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，唾液腺基因轉(zhuǎn)導(dǎo)是安全有益的。值得關(guān)注的是，與自分泌方式的hFGF2不同，應(yīng)用于胞內(nèi)事件的TK1B cDNA和新型siRNA有良好的應(yīng)用情景，能有效降低安全風(fēng)險。

2.2.2干細(xì)胞治療

雖然人工潤滑劑和藥物的使用可以改善低唾液流量的癥狀，但這并沒有解決輻射損傷造成干細(xì)胞絕育進(jìn)而引發(fā)具有唾液分泌功能的腺泡細(xì)胞的缺乏，所以此類治療的效果是短暫的。放射損傷后的唾液腺腺泡細(xì)胞必須增殖到一定的量才能使唾液分泌得到改善。因此，在目前尚無理想的常規(guī)治療方法的情況下，干細(xì)胞替代療法可能是治療放療引起的唾液腺損傷的一個很好的選擇[20]。

Lin等[21,22]將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)用納米顆粒標(biāo)記后直接與腺泡細(xì)胞共培養(yǎng)，分化獲得標(biāo)記的腺泡樣細(xì)胞，并將標(biāo)記的骨髓干細(xì)胞和腺泡樣細(xì)胞分別移植到嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷小鼠受照射的唾液腺中，發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞治療可以挽救因照射而受損的唾液腺，恢復(fù)小鼠唾液分泌量、體重和腺體重量，且腺泡樣細(xì)胞比骨髓干細(xì)胞具有更好的治療潛力。

Nanduri等[23]采用免疫組織化學(xué)和流式細(xì)胞技術(shù)檢測小鼠頜下腺組織，觀察發(fā)現(xiàn)表達(dá)干細(xì)胞標(biāo)記的唾液腺細(xì)胞通常位于唾液腺較大的導(dǎo)管處。在將這些細(xì)胞移植到輻射損傷的小鼠頜下腺后發(fā)現(xiàn)，不同的干細(xì)胞相關(guān)標(biāo)記在小鼠唾液腺細(xì)胞中均有表達(dá)，干細(xì)胞標(biāo)記物可以特異性地恢復(fù)唾液腺功能，受輻射損傷的唾液腺在細(xì)胞移植后能夠再生，唾液量出現(xiàn)明顯提高，提示此類細(xì)胞能夠改善輻射損傷唾液腺的分泌功能。

Kojima等[24]研究了脂肪源性基質(zhì)細(xì)胞(ADSC)對放射性損傷唾液腺再生的影響。動物實(shí)驗(yàn)研究中，ADSCs在10 Gy照射10周后被植入小鼠頜下腺內(nèi)，對照組給予磷酸鹽緩沖液生理鹽水。分別于移植前、移植后5周和10周觀察頜下腺形態(tài)和唾液流量，發(fā)現(xiàn)ADSC組唾液流量較對照組明顯改善，雖然兩組均檢測到腺泡細(xì)胞損傷，但ADSC組觀察到血管增生和更多的腺泡細(xì)胞以及更低的纖維化程度。此外，免疫熒光還觀察到ADSCs向血管內(nèi)皮細(xì)胞和導(dǎo)管細(xì)胞的分化。由此推斷ADSCs可以恢復(fù)唾液腺的功能。

Sumita等[25]將雄性小鼠骨髓干細(xì)胞(BMDC)移植到18 Gy照射的雌性小鼠尾靜脈，照射后8周和24周接受BMDC移植的小鼠唾液產(chǎn)量增加，且總蛋白、酶活力及電解質(zhì)類型等唾液成分與正常小鼠無明顯差別。照射后24周，BMDC處理小鼠頜下腺和腮腺的重量均大于未處理小鼠。組織學(xué)分析顯示，處理后小鼠的腺泡細(xì)胞面積增加，組織再生活性(如血管形成和細(xì)胞增殖)也獲得提高，而非移植小鼠的凋亡活性增加，推斷BMDCs在唾液腺中可直接分化為唾液上皮細(xì)胞。

目前，雖然BMDC改善器官功能的確切機(jī)制仍有爭議，但有證據(jù)表明其可能通過細(xì)胞分化、血管生成和局部旁分泌效應(yīng)等多種途徑聯(lián)合作用改善唾液腺功能[26,27]。

2.2.3口腔粘膜潤滑劑與唾液替代品

口服粘膜潤滑劑/唾液替代品是藥物味覺或咀嚼刺激無反應(yīng)的患者的首選治療方法。

唾液替代物基于不同的物質(zhì)，包括動物黏蛋白、羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基甲基纖維素(HPMC)、聚環(huán)氧乙烷、黃原膠、菜油和蘆薈，可以制成不同的濃度，如凝膠、噴霧劑或漱口水[28]。這些制劑都可以緩解口干癥，但是緩解時間較短，因此患者可能更喜歡頻繁使用水。如果口腔干燥癥嚴(yán)重，凝膠性質(zhì)的替代品可以提供夜間緩解，白天建議使用具有較少粘性的替代品，如天然唾液。如果口干燥度適中，低粘性替代品使用體驗(yàn)會更好[29]。

2.2.4高壓氧治療

使用高壓氧治療作為治療、預(yù)防放射性骨壞死的一部分可以同時減少口干癥。Fox等[30]和Sherlock等[31]采用高壓氧治療放療引發(fā)的口干癥取得了較好的實(shí)驗(yàn)性結(jié)果。但是，目前該治療方案仍存在爭議。

2.2.5中醫(yī)藥及針灸治療

使用耳穴手動針灸，并且在某些情況下，輔以電刺激是緩解口干癥的方法之一。每周兩次，持續(xù)6周，針灸穴位為ST-6、LI-4、ST-36和SP-6，結(jié)果表明，口干癥的問題顯著改善，全唾液流速增加[32]。

針灸針可以被非侵入性方法替代，例如使用ALTENS針灸樣經(jīng)皮神經(jīng)刺激，采用一個小電極墊精確定位穴位，不使用插入式針頭，可以消除深部組織損傷的風(fēng)險[33,34]。

3 結(jié)語

目前放射性口腔干燥癥發(fā)病機(jī)制的學(xué)說較多，尚無最為直接且明確的定論，這也造成放射性口腔干燥癥預(yù)防和治療上的困難，有待進(jìn)一步深入探討。

在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，如果能聯(lián)合多種治療措施的優(yōu)勢，盡量避免和降低不良反應(yīng)的發(fā)生，仍可為醫(yī)生與患者在臨床上提供良好的應(yīng)用前景。當(dāng)前，致力于分子及細(xì)胞水平來深入探索放射性口腔干燥癥的發(fā)病機(jī)制和治療方法仍是廣大學(xué)者們的熱門課題，對于防治口腔干燥癥患者放療后涎腺組織及前體干細(xì)胞的損傷和進(jìn)行性發(fā)展，減輕放療后反應(yīng)，改善患者的生存質(zhì)量，都具有重要的臨床意義和應(yīng)用價值。

隨著生物、藥物學(xué)和技術(shù)進(jìn)步，有望獲得更加合理的預(yù)防與治療聯(lián)合應(yīng)用的應(yīng)對策略。