酪蛋白磷酸肽-無定形磷酸鈣在早期齲治療中的研究進(jìn)展

劉錦，黎淑芳

（1.右江民族醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，廣西壯族自治區(qū) 百色 533000；2.右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院口腔科，廣西壯族自治區(qū)百色 533000）

0 引言

齲病是人類的常見病、多發(fā)病之一。早期齲是細(xì)菌黏附在釉質(zhì)表面上產(chǎn)酸，致使牙面 pH 值持續(xù)降低，引起無機(jī)物脫礦、有機(jī)物分解，羥基磷灰石晶體逐漸溶解，釉質(zhì)表層下出現(xiàn)大量孔隙，鈣和磷酸鹽離子從釉質(zhì)中脫出，形成肉眼可見的白堊斑。目前，對于早期脫礦未形成齲洞主要以再礦化方法治療，再礦化能促使脫礦釉質(zhì)表面硬度的恢復(fù)，終止或消除早期齲的發(fā)展。從微創(chuàng)牙科學(xué)的角度考慮，在齲病早期施加再礦化藥物抑制牙齒脫礦和促進(jìn)再礦化，這樣的非侵入性治療技術(shù)更讓患者接受[1]。其中最為典型的再礦化制劑是氟化物，包括氟保護(hù)漆、含氟涂料、含氟牙膏等[2,3]。但氟化物在使用過程中因劑量控制不當(dāng)可能造成氟牙癥、氟骨癥等不良反應(yīng)，而磷酸鈣由于低溶解性及局部鈣磷離子濃度低等缺點限制其在臨床上的應(yīng)用。因此，尋找安全有效的可替代氟化物的非氟防齲制劑已成為早期齲防治的研究熱點。酪蛋白磷酸肽-無定形磷酸鈣（CPP-ACP）是從牛乳制品中提取的生物活性多肽，具有良好的再礦化能力、安全性及生物相容性等優(yōu)點，同時能夠穩(wěn)定和運(yùn)送鈣磷離子，提高了防齲的效果和安全性[4]。隨著研究的深入，大量的動物和人體研究更加證實CPP-ACP有抗齲和使釉質(zhì)早期齲損再礦化的能力。本文就CPP-ACP的結(jié)構(gòu)、抗齲機(jī)制、實驗研究進(jìn)展以及應(yīng)用前景作一綜述。

1 CPP-ACP的結(jié)構(gòu)

CPP-ACP來源于牛乳中的酪蛋白。牛乳酪蛋白經(jīng)胰蛋白酶降解產(chǎn)生富含磷酸化絲氨?；亩嚯腃PP[4]。多肽CPP有α和β兩種類型，分別由α-酪蛋白和β-酪蛋白水解而成。它們的基本序列為-SerP-SerP-SerP-Glu-Glu-，這種多肽基序可能對多肽與磷酸鈣的結(jié)合具有重要的作用[5,6]。ACP是非結(jié)晶型磷灰石，在中性或者堿性條件下，CPP可通過自身結(jié)構(gòu)中大量的磷?；鶊F(tuán)與亞穩(wěn)定狀態(tài)的無定形磷酸鈣（ACP），形成CPP-ACP復(fù)合體[7]。CPP-ACP復(fù)合體的形狀為球形，大多以直徑僅為2 nm的納米團(tuán)簇的形式存在,主要是由CPP包繞無定形磷酸鈣形成的核-殼結(jié)構(gòu)，也就是復(fù)合體中心為ACP，形成復(fù)合體的核，外層為CPP包繞，形成復(fù)合體的殼[8]。CPP結(jié)合鈣、磷酸根離子的數(shù)量與PH呈正相關(guān)，當(dāng)PH值較高時，大量的鈣、磷離子被CPP結(jié)合；當(dāng)PH值較低時，CPP結(jié)合的鈣、磷離子減少，使得口腔環(huán)境中的鈣、磷酸根離子保持動態(tài)平衡，持續(xù)地為再礦化時提供所需的鈣和磷酸根離子。

2 CPP-ACP的抗齲機(jī)制

2.1 CPP-ACP的再礦化作用

正常情況下釉質(zhì)的礦物質(zhì)（磷灰石）在口腔唾液中處于脫礦和再礦化的動態(tài)平衡中，當(dāng)PH下降，脫礦和再礦化的動態(tài)平衡會被打破，導(dǎo)致磷灰石晶體的溶解，以及鈣、磷酸鹽和其他離子的流失，最終導(dǎo)致牙釉質(zhì)的脫礦。酪蛋白磷酸肽（CPP）可以結(jié)合鈣和磷酸鹽離子，從而與無定形磷酸鈣（ACP）形成納米團(tuán)簇（CPP-ACP）。穩(wěn)定的無定形磷酸鈣納米團(tuán)簇（CPPACP）可以保持病變釉質(zhì)表面下較高濃度的鈣、磷酸鹽離子梯度，減緩游離鈣的丟失，阻止不溶性磷酸鈣的形成，病變區(qū)中隨著離子濃度增加導(dǎo)致晶體形成羥基磷酸石或氟磷灰石，從而減少釉質(zhì)脫礦，增強(qiáng)再礦化并為再礦化提供鈣源[9]。且酪蛋白磷酸肽僅弱結(jié)合鈣和磷酸鹽離子，這就保持自由離子和結(jié)合離子之間的動態(tài)平衡，提供了一個生物可利用的鈣和磷酸鹽離子庫，當(dāng)口腔內(nèi)PH值發(fā)生變化時，鈣和磷酸根離子很容易釋放出來，以幫助完成再礦化的過程[10]。

2.2 CPP-ACP對細(xì)菌的抑制作用

有文獻(xiàn)記載，CPP-ACP對細(xì)菌的黏附、生長和產(chǎn)酸具有抑制作用。酪蛋白磷酸肽(CPP)能穩(wěn)定無定形磷酸鈣(ACP)，并能將ACP定位在牙菌斑中，而細(xì)菌是通過鈣橋與細(xì)菌間相互黏附或通過鈣離子以鈣橋形式附著于獲得性膜上，CPPACP能競爭獲得性膜上和細(xì)菌細(xì)胞膜上的鈣橋黏著位點，從而這兩者的鈣橋黏著位點極易被占據(jù)，導(dǎo)致細(xì)菌很難通過鈣橋黏附在獲得性膜上而難以相互黏附聚集，與此同時，鈣離子因不能成為鈣橋而成游離鈣，導(dǎo)致牙菌斑液中游離鈣的瞬時升高，這可能有助于再礦化[11]。CPP-ACP所含有的高濃度的鈣和磷酸根離子，可以較強(qiáng)地緩沖牙菌斑內(nèi)產(chǎn)生的酸，在防齲方面起著重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，CPP-ACP不但能封閉唾液獲得性膜表面的黏附受體，還能滲入唾液獲得性膜內(nèi)抑制變異鏈球菌和黏性放線菌的黏附，伴隨唾液的流動被覆牙的羥磷灰石表面，從一定程度上減少變形鏈球菌和黏性放線菌的黏附[12,13]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CPP-ACP還能有效抑制變形鏈球菌和發(fā)酵乳桿菌產(chǎn)酸，緩沖細(xì)菌酸性環(huán)境而達(dá)到抑制脫礦的作用，其推測可能與細(xì)菌處于高鈣的環(huán)境有關(guān)，但該結(jié)果的具體機(jī)制尚不明確，仍有待進(jìn)一步研究[14,15]。

3 CPP-ACP治療早期齲的相關(guān)實驗研究

目前，酪蛋白磷酸肽-無定形磷酸鈣應(yīng)用于釉質(zhì)的早期齲治療研究中。最早，Reynolds等[16]利用鼠齲齒模型來研究CPP-ACP降低齲齒活性的能力，將不同濃度的CPP-ACP每天兩次施用于大鼠的臼齒，發(fā)現(xiàn)CPP-ACP以劑量反應(yīng)的方式顯著降低了齲齒活性，CPP-ACP濃度越大，齲齒活性越低，并發(fā)現(xiàn)去除酪蛋白磷酸肽（CPP）的酪蛋白酶沒有顯示出防齲活性，證實了酪蛋白磷酸肽的磷酸鈣穩(wěn)定部分與抗齲性有關(guān)。在這以后，大量的體外人工齲研究也證實了CPP-ACP在促進(jìn)早期齲再礦化發(fā)揮著重要作用。de Alencar[17]等研究CPP-ACP 加入口香糖中對酸蝕后牙釉質(zhì)表面硬度恢復(fù)率的影響，發(fā)現(xiàn)含CPP-ACP的口香糖硬度恢復(fù)率高于不含CPPACP的口香糖和對照組。Bajaj等[18]選擇10顆年輕恒牙制成40個脫礦牙釉質(zhì)切片，對其進(jìn)行酸堿度循環(huán)模擬再礦化反應(yīng)，評價CPP-ACP、磷酸三鈣和羥基磷灰石的再礦化能力。結(jié)果表明，CPP-ACP 組與其它實驗組的再礦化材料都能促進(jìn)釉質(zhì)的再礦化作用，并顯示出CPP-ACP具有更優(yōu)越的再礦化能力。在乳牙的再礦化治療方面，周春華等[19]在體外實驗中對酸蝕后形成的乳牙人工釉質(zhì)樣本隨機(jī)分組觀察5%CPPACP和2%NaF對其抑制作用，通過顯微放射照相分析證實5%CPP-ACP可以抑制乳牙人工釉質(zhì)齲損,其作用與2%NaF組相似。在正畸治療方面，Esenlik等[20]探討酪蛋白磷酸肽-無定形磷酸鈣糊劑在固定正畸治療中預(yù)防白斑病的效果時，發(fā)現(xiàn)CPP-ACP確實顯著減少了釉質(zhì)白斑的發(fā)生，更有學(xué)者將CPP-ACP放置在正畸托槽的粘固劑中，可以防止托槽粘固后產(chǎn)生的齲白斑[21]。在與氟化物聯(lián)用的研究中，Thimmaiah等[22]研究加入0.2%NaF的CPP-ACP對光滑面牙釉質(zhì)早期齲損再礦化的影響，通過掃描電鏡-EDX發(fā)現(xiàn)CPP-ACP和NaF混合液組的鈣/磷質(zhì)量百分比平均值最高，CPP-ACP可使脫礦牙釉質(zhì)發(fā)生再礦化，且氟化物能加強(qiáng)CPP-ACP的再礦化作用，從而推斷CPP-ACP和NaF在防齲方面具有協(xié)同作用，這種協(xié)同作用可能是CPP-ACP可以將鈣、磷酸鹽和氟化物定位在牙齒表面，形成一種新型的酪蛋白磷酸肽-無定形磷酸鈣氟聚合物（CPP-ACFP）有關(guān)。在早期齲防治方面，CPP-ACP除了與氟化物聯(lián)用之外，還有學(xué)者將CPP-ACP與激光、滲透樹脂等聯(lián)合使用，這些研究均肯定CPP-ACP能明顯抑制釉質(zhì)脫礦和促進(jìn)再礦化[23,24]。

盡管CPP-ACP對于早期齲的治療效果確切，并逐漸走出實驗階段用于臨床,能明顯改善釉質(zhì)的脫礦程度，恢復(fù)牙體的美觀。但CPP-ACP效能是否優(yōu)于含氟制劑，以及與含氟制劑聯(lián)用的效果，有不少學(xué)者的實驗研究出現(xiàn)了不同的結(jié)果，其可能的原因可歸結(jié)于反應(yīng)體系pH值、CPP-ACP濃度高低以及持續(xù)時間差異等。Br?chner等[25]以10%酪蛋白磷酸肽-無定形磷酸鈣局部涂抹正畸矯治器周圍牙釉質(zhì)面，此后每天局部應(yīng)用一次，平均觀察4周，4周后用定量光導(dǎo)熒光系統(tǒng)評價上切牙、尖牙和第一前磨牙頰面的釉質(zhì)脫礦情況，發(fā)現(xiàn)局部應(yīng)用10%CPP-ACP組的固定正畸矯治器周圍的脫礦釉質(zhì)面積減少，熒光顯著下降，但與含氟牙膏刷牙組差異無統(tǒng)計學(xué)意義。這與Indrapriyadharshini等[26]研究結(jié)果一致。且有學(xué)者[27]發(fā)現(xiàn)運(yùn)用CPP-ACP處理白斑齲時其再礦化效果也比單獨使用含氟制劑組低，但是筆者認(rèn)為由于該實驗干預(yù)期也相對較短，并不能排除白斑齲再礦化效果的進(jìn)一步變化。在CPP-ACP與氟化物聯(lián)合使用時，其協(xié)同作用受到不少學(xué)者的懷疑，一些實驗研究更是得出相反的結(jié)論,運(yùn)用CPP-ACFP處理脫礦釉質(zhì)并不能提高其再礦化能力。有學(xué)者猜測應(yīng)用順序可能對釉質(zhì)再礦化作用產(chǎn)生重要影響。Lata等[28]推測在聯(lián)合運(yùn)用情況下先涂布的氟保護(hù)漆迅速蒸發(fā)，在釉質(zhì)表面形成一層薄膜，導(dǎo)致CPP-ACP不能潤濕釉質(zhì)表面，阻礙了CPP-ACP向深層滲透，從而減弱再礦化效果。但有學(xué)者[29]持不同意見，先使用氟保護(hù)漆在釉質(zhì)表面形成的薄膜并未對CPP-ACP向深層滲透產(chǎn)生影響。由此可見，其應(yīng)用順序是否會對釉質(zhì)再礦化效果產(chǎn)生重要影響仍然未知，仍需更多實驗探索。

4 CPP-ACP的應(yīng)用前景

CPP-ACP是一種新興的再礦化藥物，其商品制劑 GC 護(hù)牙素，因其來源廣以及具有良好的再礦化能力、優(yōu)良的安全性、穩(wěn)定性及生物相容性等優(yōu)點，使其應(yīng)用越來越廣泛，主要用于正畸脫礦治療、早期齲治療、乳牙再礦化、釉質(zhì)發(fā)育不全、氟斑牙、牙本質(zhì)過敏等的治療以及用于預(yù)防釉質(zhì)脫礦的發(fā)生。CPP-ACP除了再礦化能力外，還具有優(yōu)良的抗酸性能，當(dāng)其作為添加劑摻入到食品、專業(yè)口腔護(hù)理用品、日常用品中時，可起到保護(hù)牙齒、阻礙碳酸飲料、高糖食品的侵蝕作用，明顯降低齲病的發(fā)病率[30]。目前，已經(jīng)成功研制出口香糖、漱口水、牙膏等口腔專業(yè)護(hù)理用品，所以CPP-ACP已作為防齲藥物得到廣泛應(yīng)用。

綜上所述，酪蛋白磷酸肽-無定形磷酸鈣作為一種穩(wěn)定的鈣磷再礦化系統(tǒng)，可釋放生物利用度的鈣鹽和磷酸離子作為再礦化的物質(zhì)基礎(chǔ)，而且還是氟的良好載體，可以把齲病控制在白堊斑階段之前，能夠終止早期齲的進(jìn)展，對保持牙體的完整性以及功能具有良好的應(yīng)用前景，為齲病微創(chuàng)治療提供了新的治療思路。但目前尚無有力的證據(jù)證明CPP-ACP對于釉質(zhì)早期齲的抗齲及治療優(yōu)于最常用的含氟制劑，其與含氟制劑聯(lián)用的再礦化效果也說法不一，要想CPP-ACP治療釉質(zhì)早期齲達(dá)到理想效果，必須做大量工作，明確臨床上如何使用才能發(fā)揮其最佳的療效，使其能更好地應(yīng)用于釉質(zhì)早期齲的治療，并能逆轉(zhuǎn)釉質(zhì)白堊斑恢復(fù)牙體美觀，避免牙體組織破壞，最終面臨齲洞形成的厄運(yùn)。