牙周炎與非酒精性脂肪性肝病相關(guān)性的研究進(jìn)展

岳軼云，丁小函，劉東寧，李 艷，夏博園 ，于維先

非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD)是一種常見的慢性肝病，在世界范圍內(nèi)發(fā)病率約為20%～30%。盡管其具體的發(fā)病機(jī)制仍未明確，但越來越多的研究表明，系統(tǒng)性炎癥和腸道菌群失調(diào)參與了NAFLD的發(fā)生發(fā)展[1]。牙周炎作為口腔局部慢性炎癥性感染性疾病，能夠影響宿主的免疫系統(tǒng)[2]。流行病學(xué)研究表明牙周炎與NAFLD存在緊密聯(lián)系[3-5]，一方面可能與牙周致病菌產(chǎn)生的毒力因子及牙周炎癥反應(yīng)產(chǎn)生的免疫調(diào)節(jié)因子進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)有關(guān)[4]，另一方面可能與口腔細(xì)菌被吞咽后引起腸道微生物群的改變有關(guān)[6]。迄今為止，全世界對NAFLD并無有效的預(yù)防和治療措施，而牙周炎的發(fā)生發(fā)展則可通過系統(tǒng)的牙周治療等方式得到有效的控制。因此，通過對牙周炎的預(yù)防和控制可能作為預(yù)防和改善非酒精性脂肪性肝病的新靶點(diǎn)。

1 牙周炎及其發(fā)病機(jī)制

牙周炎是以牙周結(jié)締組織破壞和牙槽骨吸收為特點(diǎn)的一種慢性免疫炎癥性疾病，為成人失牙的主要原因[7]。牙周炎不僅影響牙齒功能，還可作為糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化、肝臟疾病、不良妊娠、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和癌癥等疾病的危險(xiǎn)因素[8-9]，嚴(yán)重危害患者全身健康。近年來，Hajishengallis等[10]提出牙周炎發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵致病菌(keystone-pathogen)學(xué)說引起學(xué)者們的廣泛關(guān)注，該學(xué)說認(rèn)為牙周炎的主要致病菌牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonasgingivlis,P.gingivlis)可激活補(bǔ)體(complement)和Toll樣受體(toll-like receptor, TLR)，二者通過信號(hào)通路交叉對話(crosstalk)影響牙周組織的免疫防御功能，引起菌群失調(diào)，進(jìn)而使大量炎癥細(xì)胞聚集并引發(fā)炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致牙周結(jié)締組織破壞和牙槽骨吸收；同時(shí)分解破壞的牙周組織還可為牙周致病菌提供必需的營養(yǎng)物質(zhì)，形成一條正反饋通路，由此產(chǎn)生的免疫炎癥反應(yīng)加劇了牙周組織破壞的進(jìn)程。

巨噬細(xì)胞作為機(jī)體固有免疫系統(tǒng)的重要組成部分在牙周免疫微環(huán)境中對于抵抗病原微生物感染和在組織修復(fù)等過程中均發(fā)揮著重要作用[11]。巨噬細(xì)胞具有很強(qiáng)的可塑性，可以針對外界微環(huán)境的信號(hào)有效作出各種反應(yīng)，并分泌不同的細(xì)胞因子發(fā)揮不同作用[12]。脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)是P.gingivlis外膜的主要抗原成分，在牙周炎病程進(jìn)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。LPS作為病原相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular pattern，PAMP)，被宿主體內(nèi)模式識(shí)別受體(pattern recognition receptor，PRR)如TLR2或TLR4識(shí)別后，激活宿主的固有免疫應(yīng)答反應(yīng)，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等炎癥細(xì)胞浸潤牙周組織，并釋放白細(xì)胞介素1(interleukin-1, IL-1)、IL-6、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)等大量促炎因子(pro-inflammatory cytokines)，使牙周局部組織被破壞，進(jìn)而促進(jìn)牙周炎的發(fā)生發(fā)展[13-14]。

2 NAFLD及其發(fā)病機(jī)制

近年來NAFLD在全球范圍內(nèi)發(fā)病率約為25%，在亞洲發(fā)病率約為27%[15]。以往NAFLD的病理生理學(xué)被認(rèn)為是“二次打擊”的過程，“第一次打擊”是肝細(xì)胞中的脂肪積累和肝臟對游離脂肪酸(free fatty acid，F(xiàn)FA)的攝取增加所造成的肝組織脂肪變性，“第二次打擊”包括各種細(xì)胞應(yīng)激(例如氧化應(yīng)激)和腸源性刺激等[16]。然而這一理論不足以解釋NAFLD的復(fù)雜性，故現(xiàn)已被“多重平行打擊理論”所取代，即多種因素共同誘導(dǎo)NAFLD，包括胰島素抵抗、氧化應(yīng)激、遺傳和表觀遺傳、環(huán)境因素、炎癥和腸道微生物群的刺激等[17]。腸道微生物群被認(rèn)為在引發(fā)NAFLD這種多因素疾病中具有重要作用[18]。

肝臟和腸道通過門脈循環(huán)系統(tǒng)緊密相連，因此，腸道中的毒素物質(zhì)可經(jīng)此循環(huán)到達(dá)肝臟[19]。研究表明腸道微生物群對kupffer細(xì)胞(kupffer cells，KCs)的激活在NAFLD炎癥反應(yīng)的產(chǎn)生中具有重要作用[20]。KCs被稱為肝源性巨噬細(xì)胞，占肝臟中所有非實(shí)質(zhì)細(xì)胞的20%～35%，占機(jī)體組織中巨噬細(xì)胞的80%～90%[21]。KCs是先天性和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的重要成員，它們駐留在肝竇中，作為抵抗來自胃腸道的細(xì)菌、微生物碎片和內(nèi)毒素的第一道防線[22]。KCs通過表達(dá)模式識(shí)別受體(PRR)，例如Toll樣受體(TLRs)、甘露糖受體和NOD樣受體(nucleotide binding oligomerization domain-like receptors，NLRs)等，識(shí)別損傷相關(guān)分子模式(damage-associated molecular patterns，DAMPs)和病原相關(guān)分子模式(PAMPs)[23]。TLRs是可以感知細(xì)菌和病毒成分的模式識(shí)別受體(PRRs)，在肝臟中主要表達(dá)于KCs表面。健康的肝組織因其肝細(xì)胞表達(dá)TLRs的量很低，故其對TLRs的配體具有很高的耐受性，但在某些情況下，例如當(dāng)腸道菌群的改變致腸黏膜通透性增加時(shí)，致病性微生物和細(xì)菌源性分子經(jīng)血液循環(huán)到達(dá)肝臟，TLRs被激活，其下游分子表達(dá)升高。LPS可通過TLR4信號(hào)通路直接激活KCs。研究表明，TLR4突變小鼠對NAFLD有抗性，且其肝組織內(nèi)促炎細(xì)胞因子的表達(dá)受到了抑制[19]，這支持了LPS-TLR4途徑在NAFLD發(fā)展中的作用。LPS作用于TLR4后，在細(xì)胞質(zhì)的質(zhì)膜表面誘導(dǎo)形成大量多蛋白復(fù)合物，包括髓系分化因子(myeloid differential protein-88，MyD88)、腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子(tumour-necrosis factor receptor associated factors，TRAFs)、白細(xì)胞介素-1受體相關(guān)激酶(interleukin-1 receptor-associated kinases，IRAKs)和TGF-β活化激酶1(TGF-β activated kinase 1，TAK1)，使c-jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)、絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPKs)和核因子κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)信號(hào)通路被激活，進(jìn)一步導(dǎo)致 TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-12、IL-18、IL-10和干擾素γ(interferon-γ，IFN-γ)等炎癥因子水平升高[24-25]。而促炎因子TNF-α和IL-1β等能夠加速肝組織中的脂肪積聚，進(jìn)而加快肝臟慢性疾病的進(jìn)程[26]。

3 牙周炎與非酒精性脂肪性肝病的相關(guān)性

流行病學(xué)及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明牙周炎與NAFLD具有高度相關(guān)性。有關(guān)牙周病學(xué)的臨床研究報(bào)道，NAFLD患者P.gingivlis的檢出率是非NAFLD對照組患者的3倍之多。對NAFLD患者進(jìn)行3個(gè)月的非手術(shù)牙周治療可改善肝功能參數(shù)，如血清谷草轉(zhuǎn)氨酶(aspartate aminotransferase，AST)和谷丙轉(zhuǎn)氨酶(alanine aminotransferase，ALT)水平[4]。研究表明，高血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶患者相比于低血清水平者患牙周炎的風(fēng)險(xiǎn)更高[5]。另一項(xiàng)臨床研究發(fā)現(xiàn)，牙周炎患者血清內(nèi)ALT及谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶(gamma-glutamyltransferase，GGT)水平相比于健康對照組更高。在接受直接注射P.gingivlis的高脂肪飲食誘導(dǎo)的脂肪變性小鼠中觀察到體重和肝臟重量增加，肝臟脂質(zhì)積聚，ALT和甘油三酯(triglyceride，TG)水平升高[4]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)還表明，口腔內(nèi)感染P.gingivlis可能會(huì)加劇NASH從單純脂肪性肝炎到纖維化脂肪性肝炎的病理進(jìn)程[27]。最近，F(xiàn)ujita等[28]研究發(fā)現(xiàn)，放射性標(biāo)記的P.gingivlis-LPS可經(jīng)口腔轉(zhuǎn)移至肝臟，并在NASH的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用。此外，Vasconcelos等[29]研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比牙周炎患者肝臟脂肪變性增多，且出現(xiàn)雙核肝細(xì)胞和堿性磷酸酶陽性細(xì)胞。透射電子顯微鏡觀察顯示，牙周炎患者肝組織內(nèi)脂滴大小、數(shù)量、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)池間距離、線粒體大小、泡沫細(xì)胞質(zhì)、糖原積累均較對照組明顯增加。血漿中堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，AlkP)、高密度脂蛋白(high-density lipoprotein，HDL)、甘油三酯和總膽固醇(total cholesterol，TC)水平也發(fā)生了變化。以上研究均表明牙周炎與NAFLD之間存在一定的相關(guān)性，其可能的機(jī)制有以下兩個(gè)方面。

3.1 牙周致病菌產(chǎn)生的毒力因子及局部炎癥產(chǎn)生的炎癥介質(zhì)進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)

牙周炎的大多數(shù)組織損害是由宿主對感染產(chǎn)生免疫應(yīng)答所致，牙周致病菌產(chǎn)生的毒力因子及局部炎癥產(chǎn)生的炎癥介質(zhì)可經(jīng)破潰的牙周袋上皮侵入牙齦組織，然后擴(kuò)散到體循環(huán)中。P.gingivlis-LPS被 TLR2或TLR4識(shí)別后，產(chǎn)生炎癥反應(yīng)并釋放IL-1β、IL-6、TNF-α等大量促炎因子(pro-inflammatory cytokines)[30]，而這些炎癥因子不僅可在局部破壞牙周組織，還可經(jīng)血液循環(huán)系統(tǒng)影響全身健康[31]。Genco等[32]發(fā)現(xiàn)，在一組患有嚴(yán)重牙周炎和牙齦上皮潰瘍性病變的患者中，局部產(chǎn)生的促炎細(xì)胞因子，如TNF-α、IL-1β和IL-6，可進(jìn)入體循環(huán)并誘導(dǎo)肝臟產(chǎn)生急性反應(yīng)(包括升高的C-反應(yīng)蛋白、纖維蛋白原、血清淀粉樣蛋白A)，進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化。研究發(fā)現(xiàn)P.gingivlis感染小鼠牙周組織可誘發(fā)年齡依賴性腦部炎癥，從而增加中年小鼠腦組織中TNF-α、IL-6和IL-1β的表達(dá)水平[33]。此外，P.gingivlis感染的中年小鼠還表現(xiàn)出認(rèn)知功能的受損。這進(jìn)一步證實(shí)了牙周炎與全身系統(tǒng)性炎癥的相關(guān)性。

3.2 牙周致病菌被吞咽后引起腸道菌群失調(diào)

在生理?xiàng)l件下，腸道中的細(xì)菌具有參與食物消化、增強(qiáng)免疫系統(tǒng)、防止外源性病原體侵入組織和器官等有益作用。然而，當(dāng)腸道菌群失調(diào)使正常有益菌變成致病菌后，這些細(xì)菌產(chǎn)生的毒力因子等有害物質(zhì)可損害腸上皮黏膜，進(jìn)而通過破壞的上皮層進(jìn)入體循環(huán)系統(tǒng)，導(dǎo)致各種組織和器官，如肝臟、心臟、腎臟、胰腺和血管受損[34]。

大量研究顯示，牙周致病菌被吞咽后可引起腸道菌群的改變。Arimatsu等[35]通過對口服P.gingivlis的小鼠腸道微生物群和組織炎癥水平的變化分析后發(fā)現(xiàn)，P.gingivlis組小鼠較健康對照組小鼠血液內(nèi)毒素水平更高，而回腸中緊密連接蛋白的基因表達(dá)顯著降低，且其體內(nèi)腸道菌群發(fā)生了改變。Nakajima等[36]研究發(fā)現(xiàn)，盡管小鼠只口服了一次P.gingivlis，其對腸道微生物群的組成及腸道屏障功能的通透性產(chǎn)生了顯著的影響，而腸道微生物群的改變與腸道屏障功能降低緊密相關(guān)，因此腸道中大量的毒素物質(zhì)可經(jīng)門脈循環(huán)到達(dá)肝臟，損害肝臟健康。這些研究均為牙周致病菌被吞咽后引起腸道菌群失調(diào)提供了證據(jù)。

綜上所述，牙周炎與NAFLD存在緊密聯(lián)系，一方面可能與牙周致病菌產(chǎn)生的毒力因子及牙周組織局部炎癥反應(yīng)產(chǎn)生的免疫調(diào)節(jié)因子進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)有關(guān)，另一方面可能與口腔細(xì)菌被吞咽后引起腸道微生物群的改變有關(guān)。但其具體機(jī)制仍不明確，牙周炎引起系統(tǒng)性炎癥和腸道菌群失調(diào)后，各種炎癥介質(zhì)參與肝臟脂肪性和炎癥性改變的具體作用方式尚不清楚，因此，明確牙周炎與NAFLD的相關(guān)性，期待從口腔醫(yī)學(xué)視角為NAFLD的防治開辟新思路。