慢性牙周炎中免疫細(xì)胞作用的研究進(jìn)展

趙思淇，林江,2

(1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院口腔科，哈爾濱150001； 2.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院口腔科，北京100005)

慢性牙周炎是影響現(xiàn)今社會(huì)成年人生活質(zhì)量的重要疾病之一，發(fā)病率超過90%。其中牙周附著喪失、牙槽骨吸收甚至牙齒脫落等均是牙周炎的特征性表現(xiàn)。慢性牙周炎的主要致病菌為牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonas gingivalis，P.g)，P.g的主要致病因子是脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)，LPS引發(fā)宿主的免疫反應(yīng)，進(jìn)而致使局部炎癥浸潤(rùn)和破骨細(xì)胞生成，最終導(dǎo)致牙周組織嚴(yán)重破壞。牙周病原體能夠通過各種機(jī)制抑制口腔上皮先天免疫反應(yīng)，并逃避宿主免疫反應(yīng)，使牙周炎癥持續(xù)存在[1]。有研究表明，慢性牙周炎的發(fā)生機(jī)制包括：①多形核中性粒細(xì)胞(polymorphonuclear neutrophils，PMNs)的遷移、功能缺陷致使其無法有效殺滅細(xì)菌；②抗原呈遞不足；③促炎細(xì)胞因子的過度產(chǎn)生[2]。宿主對(duì)細(xì)菌的免疫反應(yīng)在慢性牙周炎中的作用機(jī)制已經(jīng)得到廣泛研究[3-5]。包括單核巨噬細(xì)胞、PMNs、淋巴細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、肥大細(xì)胞等在內(nèi)的多種免疫細(xì)胞均參與了宿主免疫反應(yīng)。慢性牙周炎也與全身疾病相關(guān)，可以加重或引發(fā)其他全身性疾病，與一些全身性疾病互為促進(jìn)因素，包括類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎[6]、糖尿病[7]等。而目前治療慢性牙周炎的主要方法是通過機(jī)械清除菌斑和牙周致病菌來減少對(duì)宿主的刺激和破壞，忽略了宿主過度免疫反應(yīng)對(duì)牙周組織的破壞作用，對(duì)于各種免疫細(xì)胞在慢性牙周炎中的作用尚未深入研究?，F(xiàn)對(duì)不同免疫細(xì)胞在慢性牙周炎中的作用進(jìn)行綜述，以期為免疫療法應(yīng)用于臨床慢性牙周炎治療提供理論基礎(chǔ)。

1 PMNs與慢性牙周炎

PMNs是人體中豐富的循環(huán)白細(xì)胞，在牙周炎中既作為防線殺滅細(xì)菌、防止感染擴(kuò)散，同時(shí)又積極參與炎癥反應(yīng)加速了牙周組織破壞。PMNs能夠迅速遷移到組織中，有效吞噬和殺滅病原微生物及其產(chǎn)物，對(duì)控制感染和消除炎癥反應(yīng)至關(guān)重要[8-9]。PMNs主要通過直接吞噬病原體殺滅細(xì)菌，而針對(duì)病原體產(chǎn)生的中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)也是PMNs殺滅細(xì)菌的重要武器[10]。在一些中性粒細(xì)胞紊亂的相關(guān)疾病中，如惰性白細(xì)胞綜合征、白細(xì)胞黏附缺陷綜合征等，患者可能在較小年齡即發(fā)生嚴(yán)重的牙周疾病，證實(shí)PMNs參與了慢性牙周炎的發(fā)生發(fā)展[11]。此外，內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)育調(diào)節(jié)基因是PMNs沉積的一種內(nèi)源性抑制劑，該基因缺陷小鼠在年齡較小時(shí)即患有牙周炎，其病理特征為PMNs大量浸潤(rùn)[12]。另有研究表明，牙周炎的發(fā)生和發(fā)展源于PMNs對(duì)齦下菌斑生物膜內(nèi)的特定細(xì)菌物種反應(yīng)失調(diào)[10]。

PMNs在慢性牙周炎中對(duì)炎癥具有雙向作用。①抑制炎癥反應(yīng)：PMNs的殺菌作用可以控制感染，通過降低病原微生物水平而抑制炎癥反應(yīng)。另一方面，研究還表明PMNs可以分泌白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-10或與被LPS刺激的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Treg細(xì)胞)相互作用產(chǎn)生IL-10，參與抑制炎癥反應(yīng)[13]。②促進(jìn)炎癥反應(yīng)：在細(xì)菌及其產(chǎn)物入侵宿主時(shí)，PMNs被激活并募集至感染部位，除清除微生物外，其最主要的作用是其代謝產(chǎn)物導(dǎo)致了牙周穩(wěn)態(tài)的失衡，致使牙周支持組織破壞，同時(shí)其產(chǎn)生的活性氧類導(dǎo)致了細(xì)菌和宿主介導(dǎo)的牙周組織損傷。研究發(fā)現(xiàn)在牙周炎患者中，活性氧類的產(chǎn)生表現(xiàn)出活動(dòng)過度和高反應(yīng)性[10]。另有研究證實(shí)PMNs可以通過上調(diào)促炎因子的產(chǎn)生或激活破骨細(xì)胞活化因子核因子κB受體活化因子配體(receptor activator for nuclear factor-κB ligand，RANKL)的表達(dá)來促進(jìn)牙槽骨吸收[14]。也有研究證明PMNs可以直接作用于破骨細(xì)胞以促進(jìn)骨質(zhì)流失[15]。而在應(yīng)用P.g感染建立的小鼠皮下感染模型中發(fā)現(xiàn)，PMNs無法有效清除P.g造成的感染，從而推測(cè)PMNs可能有助于特定的細(xì)菌存活[16]。通過透射電子顯微鏡可見慢性牙周炎患者血液和唾液中的幼稚PMNs，其在進(jìn)入牙齦組織后部分或全部激活，表現(xiàn)為促炎狀態(tài)[17]。對(duì)慢性牙周炎患者的全血樣品檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，PMNs對(duì)LPS的促炎反應(yīng)過度[18]。與健康人相比，牙周炎患者口腔中PMNs含量較高，且IL-17的水平也升高[19]。

2 單核巨噬細(xì)胞與慢性牙周炎

單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)包括血液中的單核細(xì)胞和組織中的巨噬細(xì)胞。在體內(nèi)穩(wěn)態(tài)或炎癥期間，單核細(xì)胞離開血流并遷移到組織中轉(zhuǎn)變?yōu)榫奘杉?xì)胞，參與免疫應(yīng)答。機(jī)體發(fā)生炎癥時(shí)，單核細(xì)胞及其衍生細(xì)胞也可進(jìn)入引流淋巴結(jié)并促進(jìn)適應(yīng)性免疫應(yīng)答。研究表明，單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞對(duì)細(xì)菌LPS的敏感反應(yīng)需要膜結(jié)合CD14[20]。膜結(jié)合CD14是LPS受體之一，其作用為通過宿主細(xì)胞識(shí)別LPS。單核巨噬細(xì)胞可以在病原微生物入侵宿主時(shí)進(jìn)行識(shí)別后將其吞噬，從而作為機(jī)體防御感染的一道防線。單核巨噬細(xì)胞在牙周炎癥進(jìn)程中的促炎癥作用不可忽視。在慢性牙周炎中，單核細(xì)胞對(duì)LPS的促炎反應(yīng)過度[18]。巨噬細(xì)胞在牙周病原體外膜囊泡的作用下產(chǎn)生腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)；外膜囊泡還可以引發(fā)并激活巨噬細(xì)胞炎癥小體，使80%的巨噬細(xì)胞表現(xiàn)為炎癥小體復(fù)合物[21]。另有研究發(fā)現(xiàn)，牙周炎患者的唾液可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分化、激活巨噬細(xì)胞吞噬細(xì)胞微生物并分泌破骨細(xì)胞成熟介體[22]。有研究表明小鼠嚴(yán)重牙周炎引起的全身性炎癥可能與其巨噬細(xì)胞活化有關(guān)[23]。巨噬細(xì)胞耗竭也可以使P.g感染水平顯著降低，骨吸收顯著減少[24]。此外，單核巨噬細(xì)胞也是IL-10的免疫抑制靶點(diǎn)，在單核巨噬細(xì)胞中IL-10可以減少炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生并抑制抗原呈遞[25-26]。同時(shí)，隨著炎癥反應(yīng)繼續(xù)，單核巨噬細(xì)胞進(jìn)一步增殖，產(chǎn)生過度免疫反應(yīng)，導(dǎo)致牙周組織破壞。以上研究均說明單核巨噬細(xì)胞參與了宿主免疫反應(yīng)，且起重要作用。

除以上作用外，巨噬細(xì)胞會(huì)根據(jù)感染部位的細(xì)胞因子情況以不同的方式引發(fā)對(duì)感染的反應(yīng)。幼稚巨噬細(xì)胞可以被極化獲得特殊的表型，如促炎抗菌性M1型和抗炎組織修復(fù)性M2型[27]。牙周病變中可能同時(shí)存在M1型和M2型巨噬細(xì)胞，而P.g感染浸潤(rùn)的主要巨噬細(xì)胞表型為M1型而不是M2型，其牙周組織炎癥程度與巨噬細(xì)胞表型的M1/M2比例增加有關(guān)，M2型轉(zhuǎn)化為M1型巨噬細(xì)胞會(huì)介導(dǎo)牙槽骨的丟失[26,28]。LPS可以在M1型巨噬細(xì)胞中誘導(dǎo)高水平的TNF-α和IL-12，但是在M2型巨噬細(xì)胞中LPS則不能誘導(dǎo)這兩種炎癥因子的表達(dá)[27]。M1型巨噬細(xì)胞還可以通過下調(diào)成骨標(biāo)志物Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2和骨鈣素的表達(dá)，從而抑制成骨細(xì)胞的分化，表現(xiàn)為M1型巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)增加，與牙周炎的牙槽骨破壞有關(guān)[29]。LPS可以在巨噬細(xì)胞中誘導(dǎo)IL-10分泌和內(nèi)源性激活，而IL-10介導(dǎo)對(duì)TNF-α的抑制作用，M2型巨噬細(xì)胞對(duì)這種抑制作用表現(xiàn)敏感，而M1型巨噬細(xì)胞不敏感[30]。

3 CD4+T淋巴細(xì)胞與慢性牙周炎

T細(xì)胞依據(jù)表面標(biāo)記的不同，分為CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞。CD8+T是細(xì)胞毒性T細(xì)胞，主要作用為殺傷靶細(xì)胞。而CD4+T細(xì)胞是輔助性T細(xì)胞(helper T cell，Th細(xì)胞)，其參與的免疫反應(yīng)在慢性牙周炎中作用更為顯著。經(jīng)過LPS預(yù)免疫的大鼠，T細(xì)胞可調(diào)節(jié)牙周破壞，而在非免疫狀態(tài)下，T細(xì)胞只是促進(jìn)牙周破壞[31]?；罨腡細(xì)胞除可以表達(dá)RANKL外，還可以表達(dá)促進(jìn)破骨細(xì)胞生成的相關(guān)細(xì)胞因子。在P.g誘導(dǎo)的牙周炎小鼠的牙齦組織中，CD4+T細(xì)胞中RANKL的表達(dá)增加，說明P.g誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)可以引發(fā)CD4+T細(xì)胞分化成RANKL+CD4+T細(xì)胞，這種RANKL+CD4+T細(xì)胞可能有助于破骨細(xì)胞分化[32]。根據(jù)分泌的細(xì)胞因子不同CD4+T細(xì)胞又分為Th1、Th2、Th17和Treg細(xì)胞。不同表型的T細(xì)胞在牙周炎中的作用也不同。

Th1是促炎Th細(xì)胞亞群，有研究表明牙齦炎發(fā)展為牙周炎與活化的Th1細(xì)胞的積累以及IL-17的增加有關(guān)[33]。Th1細(xì)胞分泌的主要細(xì)胞因子為IL-2、γ干擾素、TNF-α。Th1細(xì)胞還與RANKL/骨保護(hù)素比值呈正相關(guān)[34]，可以激活破骨細(xì)胞[35]。促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，加速了破骨細(xì)胞的活化，進(jìn)一步導(dǎo)致牙槽骨吸收。Th17是唯一的破骨細(xì)胞生成Th細(xì)胞亞群，IL-17是Th17細(xì)胞產(chǎn)生的T細(xì)胞誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)的早期啟動(dòng)因子。LPS在體外促進(jìn)Th17細(xì)胞分化，可能有Toll樣受體2信號(hào)的參與，致病性P.g菌株的LPS能更有效地上調(diào)Th17細(xì)胞分化[36]。慢性牙周炎患者的牙齦和齦溝液中IL-17水平升高，IL-4和IL-10水平降低，Th1和Th17細(xì)胞的表達(dá)水平也較高[34]。此外，Tsukasaki等[37]發(fā)現(xiàn)Th17細(xì)胞除可以誘導(dǎo)骨質(zhì)喪失外，還可以清除口腔細(xì)菌，在宿主防御口腔細(xì)菌入侵中起關(guān)鍵作用。Th2是調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的重要Th細(xì)胞亞群，主要產(chǎn)生細(xì)胞因子IL-4、IL-10等，能夠抑制炎癥反應(yīng)，抗炎作用顯著。與牙周炎患者相比，健康人牙齦組織中Th2細(xì)胞的表達(dá)水平更高，且Th2細(xì)胞與RANKL/骨保護(hù)素比值呈負(fù)相關(guān)[34]。在牙周炎晚期病損中缺乏產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子的Th2細(xì)胞，使牙周組織破壞進(jìn)一步加重[35]。因此，牙周組織中Th2細(xì)胞含量的增加可以使牙周組織的破壞得到緩解。Treg細(xì)胞是參與免疫抑制的重要細(xì)胞。核轉(zhuǎn)錄因子叉頭框蛋白3是Treg細(xì)胞的主要調(diào)控因子。通過對(duì)人牙齦組織的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，慢性牙周炎患者的Treg細(xì)胞水平較健康人顯著升高，說明Treg細(xì)胞在牙周炎的疾病進(jìn)展中起重要作用[38]，且與健康人相比，慢性牙周炎患者外周血中Treg細(xì)胞的水平也更高[39]。通過對(duì)牙周炎患者牙齦組織的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，Treg細(xì)胞的表達(dá)水平較Th17細(xì)胞高，說明Treg細(xì)胞在牙周疾病的發(fā)病機(jī)制中可能比Th17細(xì)胞更重要[40]。有研究證實(shí)在牙周炎癥晚期，Treg細(xì)胞中IL-10等細(xì)胞因子的水平升高，而TNF-α等水平降低，說明Treg細(xì)胞可以減輕實(shí)驗(yàn)性牙周炎的嚴(yán)重程度，而不會(huì)影響感染的控制[41]。

4 B淋巴細(xì)胞與慢性牙周炎

B淋巴細(xì)胞是直接參與特異性免疫反應(yīng)的重要細(xì)胞，通過產(chǎn)生抗體和向T細(xì)胞呈遞抗原來促進(jìn)免疫應(yīng)答。B淋巴細(xì)胞的宿主防御機(jī)制包括在抗原刺激下轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞、產(chǎn)生鑒定和結(jié)合抗原的免疫球蛋白。B淋巴細(xì)胞在慢性牙周炎中也具有雙重作用，既可以加速牙周組織破壞，也可以抑制牙周炎癥。

B淋巴細(xì)胞是RANKL介導(dǎo)的破骨細(xì)胞骨吸收的關(guān)鍵參與者，破骨細(xì)胞的生成增加導(dǎo)致了牙周炎癥中的牙槽骨吸收[42]。有研究發(fā)現(xiàn)了一種分泌破骨細(xì)胞因子的活化T細(xì)胞，以獨(dú)立分泌RANKL的方式誘導(dǎo)破骨細(xì)胞進(jìn)行骨吸收，且在炎癥狀態(tài)下B淋巴細(xì)胞也是這種分泌破骨細(xì)胞因子的活化T細(xì)胞的主要來源[43]。與健康對(duì)照組相比，牙周炎組的記憶B淋巴細(xì)胞表達(dá)更多的RANKL，且記憶B淋巴細(xì)胞可以RANKL依賴性方式在體外支持破骨細(xì)胞分化，增加牙槽骨的吸收和破骨細(xì)胞的形成[44]。另有研究表明，抗B淋巴細(xì)胞治療有助于改善牙周炎[45]。除以上的促炎作用外，B淋巴細(xì)胞還可以在牙周炎時(shí)發(fā)揮保護(hù)作用，促進(jìn)細(xì)菌清除，并有助于阻止疾病進(jìn)展。Lykken等[46]發(fā)現(xiàn)B淋巴細(xì)胞中存在可以分泌IL-10的亞群[B10細(xì)胞(IL-10-producing B cell)]，并闡述了B10細(xì)胞的功能。B10細(xì)胞可以減輕小鼠實(shí)驗(yàn)性牙周炎的牙周炎癥，從而減少骨喪失。有研究已經(jīng)證明，將B10細(xì)胞應(yīng)用于全身治療小鼠實(shí)驗(yàn)性牙周炎時(shí)，可以減少小鼠牙齦組織中RANKL/骨保護(hù)素、TNF-α和IL-1β的表達(dá)，促進(jìn)IL-10的產(chǎn)生[47]。B10細(xì)胞應(yīng)用于局部治療小鼠牙周炎時(shí)，還可以減少牙槽骨的吸收，抑制CD4+T細(xì)胞的浸潤(rùn)，這種機(jī)制可能由于B10細(xì)胞上調(diào)了牙周組織中IL-10的表達(dá)[48]。對(duì)人類牙齦組織進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，牙周炎患者牙齦組織中IL-10的信使RNA和蛋白水平均顯著增高，且B10細(xì)胞在牙齦組織中的含量較高，這也進(jìn)一步印證了B10細(xì)胞積極參與了牙周炎的發(fā)生與發(fā)展過程[49]。此外，B10細(xì)胞還可以通過減少IL-17和RANKL的表達(dá)，減少Th17細(xì)胞增殖，從而調(diào)節(jié)宿主的免疫反應(yīng)[50]。

5 其他免疫細(xì)胞和慢性牙周炎

除上述細(xì)胞外，肥大細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞等其他細(xì)胞也參與慢性牙周炎的免疫進(jìn)程。肥大細(xì)胞參與了牙周疾病的發(fā)病機(jī)制，分析其原因可能與牙周病早期階段牙周組織中膠原的成熟有關(guān)[51]。慢性牙周炎患者牙齦中的肥大細(xì)胞計(jì)數(shù)增多，也進(jìn)一步說明肥大細(xì)胞參與了牙周炎癥反應(yīng)[52]。在P.g的刺激下，肥大細(xì)胞還可以產(chǎn)生IL-31，并引起牙齦上皮屏障功能障礙[53]。樹突狀細(xì)胞也參與了慢性牙周炎的炎癥反應(yīng)，樹突狀細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)能力取決于其是否成熟。在慢性牙周炎中，成熟的樹突狀細(xì)胞含量較未成熟的樹突狀細(xì)胞含量高[54]。對(duì)于這兩種參與免疫反應(yīng)的細(xì)胞，尚沒有更詳細(xì)和廣泛的研究，但這兩種細(xì)胞在慢性牙周炎中的作用不可忽視。

6 小 結(jié)

以上免疫細(xì)胞均參與了慢性牙周炎的炎癥反應(yīng)，其中，中性粒細(xì)胞與單核巨噬細(xì)胞在牙周炎癥發(fā)生和發(fā)展過程中具有雙向作用，既可以通過產(chǎn)生IL-10等多種途徑來抑制炎癥反應(yīng)保護(hù)機(jī)體組織，又可以通過其他方式促進(jìn)炎癥反應(yīng)加速組織破壞。不同類型的淋巴細(xì)胞在牙周炎癥中的作用也不同，具有促炎作用的Th1、Th17、記憶B淋巴細(xì)胞和具有抑制炎癥反應(yīng)的Treg、B10細(xì)胞等均參與了慢性牙周炎免疫進(jìn)程。此外，樹突狀細(xì)胞、肥大細(xì)胞也參與了慢性牙周炎的進(jìn)程，但對(duì)其作用機(jī)制尚未廣泛研究。深入探討各種免疫細(xì)胞在牙周炎癥不同階段的不同作用，對(duì)未來臨床應(yīng)用免疫療法治療牙周炎具有重要意義。