牙齦卟啉單胞菌與不良妊娠結(jié)局的相關(guān)研究進(jìn)展

齊 帥，林曉萍

牙周病是由于牙周病原菌和宿主免疫防御系統(tǒng)長期相互作用所致，有學(xué)者提出少數(shù)特定微生物引起的宿主口腔菌群的持續(xù)性失調(diào)是引起牙周組織破壞的主要原因，極低水平(細(xì)菌總數(shù)的0.01%)的牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonasgingivalis,P.gingivalis)可誘發(fā)小鼠牙周炎，并造成局部細(xì)菌數(shù)量和菌群結(jié)構(gòu)的顯著改變，因此P.gingivalis也被稱為“關(guān)鍵致病菌”[1]。P.gingivalis的毒力因子如脂多糖、菌毛、牙齦素等既能夠直接破壞組織，也可誘導(dǎo)宿主局部和系統(tǒng)性免疫應(yīng)答產(chǎn)生間接免疫病理損傷?，F(xiàn)有的證據(jù)表明牙周炎與先兆子癇(preeclampsia, PE)[2-3]、胎膜早破(premature rupture of membranes, PROM)[4]、胎兒宮內(nèi)發(fā)育遲緩(intrauterine growth retardation, IUGR)[5]和早產(chǎn)低出生體重兒(preterm low birth weight, PLBW)[6]等多種不良妊娠結(jié)局(adverse pregnancy outcomes, APO)有關(guān)?，F(xiàn)有的證據(jù)表明，P.gingivalis的存在可以部分解釋這種相關(guān)性，P.gingivalis能夠入侵牙周或母胎組織，造成全身和胎盤組織的免疫環(huán)境失調(diào)和氧化應(yīng)激，引起子宮螺旋動(dòng)脈重塑不良以及胎盤血管內(nèi)皮功能障礙導(dǎo)致APO。

1 P.gingivalis對(duì)母胎組織的入侵

研究發(fā)現(xiàn)P.gingivalis不僅存在于牙周組織和牙菌斑，也存在于某些APO患者的母胎組織中。研究者對(duì)P.gingivalis的來源尚未達(dá)成共識(shí)，目前普遍認(rèn)為P.gingivalis能通過泌尿生殖道經(jīng)上行途徑到達(dá)胎盤單位，也可以利用自身的毒力因子如菌毛、牙齦素等粘附并破壞牙周組織，通過口腔血行播散到達(dá)母胎界面[7]。

多個(gè)研究為P.gingivalis在母胎組織的存在提供了證據(jù)。Amarasekara等[8]在PE孕婦的胎盤標(biāo)本中找到了包括P.gingivalis在內(nèi)的多種牙周致病菌，而對(duì)照組胎盤標(biāo)本中未發(fā)現(xiàn)P.gingivalis。Parthiban等[9]發(fā)現(xiàn)PE孕婦胎盤組織的P.gingivalis顯著高于正常血壓孕婦，提示P.gingivalis可能與孕婦的血壓升高有關(guān)。除胎盤組織外，在PE患者的臍帶中也檢測到了P.gingivalis的存在，Vanterpool等[10]為確定P.gingivalis在胎盤和臍帶中的位置是否與不同妊娠并發(fā)癥有關(guān)，用免疫熒光法在胎盤和臍帶樣本的連續(xù)切片中檢測P.gingivalis抗原，結(jié)果顯示P.gingivalis在臍帶中的存在與PE顯著相關(guān)，而胎盤絨毛間質(zhì)中的P.gingivalis只在早產(chǎn)孕婦體內(nèi)檢出，這些研究揭示了P.gingivalis對(duì)母胎組織的入侵行為。有研究從另一角度揭示了P.gingivalis與APO的相關(guān)性，研究者們發(fā)現(xiàn)PLBW和PE患者口腔牙周袋內(nèi)的P.gingivalis水平顯著高于健康孕婦[11-12]，但是這些研究并未同時(shí)檢測這些孕婦胎盤組織中是否也存在P.gingivalis。

2 P.gingivalis影響子宮螺旋動(dòng)脈重塑

妊娠過程受多種細(xì)胞、細(xì)胞因子和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的調(diào)控，絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞(extravillous trophoblast cell, EVT)在其中扮演重要角色，在妊娠中期由滋養(yǎng)層細(xì)胞分化而成的EVT向子宮血管內(nèi)皮和肌層的侵襲是子宮螺旋動(dòng)脈重塑的關(guān)鍵，這一步驟可以改善胎盤的血供，對(duì)胎盤的發(fā)育和成熟至關(guān)重要。EVT的功能受損一方面會(huì)導(dǎo)致子宮螺旋動(dòng)脈重塑不足，胎兒因血供不足而營養(yǎng)不良甚至死亡。另一方面，血流灌注不足的胎盤能夠釋放大量促炎細(xì)胞因子、抗血管生成因子和游離細(xì)胞DNA等進(jìn)入母體循環(huán)，擾亂母體內(nèi)皮功能導(dǎo)致全身炎癥反應(yīng)，這被認(rèn)為是孕婦PE的主要原因之一[13]。

多個(gè)研究顯示P.gingivalis能夠通過不同信號(hào)通路誘導(dǎo)EVT凋亡。P.gingivalis可通過激活ERK1/2及其下游效應(yīng)因子誘導(dǎo)EVT的G1期阻滯和細(xì)胞凋亡[14]，該過程還可以通過P.gingivalis激活JNK和p38信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)[15]，Ren等[16]認(rèn)為EVT凋亡與P.gingivalis激活ERK1/2和p38信號(hào)通路誘導(dǎo)IL8和IFN-γ分泌有關(guān)。此外，Guo等[17]在體外用P.gingivalis(ATCC33277)感染人EVT細(xì)胞(HTR-8/SVneo細(xì)胞)，發(fā)現(xiàn)HTR-8細(xì)胞體積收縮并逐漸失去細(xì)胞連接，隨著時(shí)間的推移，感染細(xì)胞的細(xì)胞骨架變得更密集，細(xì)胞核變得更小。感染后的HTR-8細(xì)胞凋亡百分比顯著提高，PI3K/Akt信號(hào)通路對(duì)該過程具有抑制作用。

除引起細(xì)胞凋亡外，P.gingivalis還能夠影響滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲能力，將HTR-8/SVneo細(xì)胞接種于含或不含P.gingivalis的人工基膜上24 h，該細(xì)胞的侵襲能力呈現(xiàn)出依賴于P.gingivalis劑量的抑制現(xiàn)象[18]。P.gingivalis對(duì)子宮螺旋動(dòng)脈重塑的影響還具有菌株依賴性。Phillips等[19]在P.gingivalis感染的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，僅P.gingivalisA7436感染的小鼠出現(xiàn)子宮螺旋動(dòng)脈重塑不足，而P.gingivalisW83感染組未發(fā)現(xiàn)這一表現(xiàn)。

3 P.gingivalis與免疫細(xì)胞

在妊娠早期，子宮/蛻膜自然殺傷細(xì)胞(uterine/decidual natural killer cells, uNKs/dNKs)是蛻膜間質(zhì)中的主要細(xì)胞，其次有巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、T細(xì)胞等。這些細(xì)胞浸潤蛻膜并聚集在滋養(yǎng)層細(xì)胞周圍協(xié)助它們正確地侵襲子宮螺旋動(dòng)脈。

研究發(fā)現(xiàn)，在孕早期P.gingivalis能夠降低CD56+dNKs的數(shù)量并提高CD16+dNKs和CD206+蛻膜巨噬細(xì)胞的數(shù)量，這種比例的改變可能干擾滋養(yǎng)層細(xì)胞遷移和重塑螺旋動(dòng)脈，并最終導(dǎo)致胎兒發(fā)育不良[13]。還有研究發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞在胎盤缺血引起的大鼠高血壓中扮演重要角色[20]，目前尚無P.gingivalis與中性粒細(xì)胞作用導(dǎo)致APO的直接證據(jù)，但有研究發(fā)現(xiàn)P.gingivalis的脂多糖能依賴PI3K、JNK和p38MAPK通路誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞釋放抵抗素，而抵抗素與孕婦PE有關(guān)[21-22]。另一方面，P.gingivalis的膜泡具有孔蛋白樣活性可將中性粒細(xì)胞表面的電位去極化，抑制其吞噬作用，這可能是P.gingivalis能夠在生殖器官內(nèi)持續(xù)存在的原因之一[23]。

P.gingivalis對(duì)CD4+T細(xì)胞亞群和相關(guān)細(xì)胞因子平衡的影響可能也是導(dǎo)致APO的原因之一。文獻(xiàn)顯示與健康孕婦相比，PE孕婦臍帶血中Th2和Treg細(xì)胞水平顯著降低[24]，血液和胎盤標(biāo)本中Th1和Th17型細(xì)胞因子TNF-α、IL-6的水平顯著升高，而Th2型細(xì)胞因子IL-4、IL-10水平顯著降低[25-26]。早產(chǎn)患者也同樣存在類似的現(xiàn)象，且TNF-α、IL-6、IL-10水平與新生兒出生體重呈顯著負(fù)相關(guān)[27]。產(chǎn)生這種變化的原因之一可能是P.gingivalis感染，Lin等[28]發(fā)現(xiàn)在小鼠模型中，局部的P.gingivalis感染可以傳播到胎盤，并且與胎盤環(huán)境由Th2型體液免疫向Th1型細(xì)胞免疫的轉(zhuǎn)變以及胎兒生長受限或死亡有關(guān)。Ao等[29]發(fā)現(xiàn)牙髓感染P.gingivalis的小鼠與對(duì)照組相比，血清中TNF-α、IL-6、IL-17、IL-1β(Th1和Th17型細(xì)胞因子)水平顯著增高，分娩時(shí)間顯著提前，且在胎盤組織中發(fā)現(xiàn)了P.gingivalis存在以及不同程度的胎盤病理性破壞。

4 P.gingivalis、氧化應(yīng)激和APO

氧化應(yīng)激(oxidative stress, OS)被認(rèn)為是活性氧(reactive oxygen species，ROS)的產(chǎn)生和清除作用不平衡導(dǎo)致的，在生理?xiàng)l件下，活性氧能夠參與細(xì)胞信號(hào)通路并促進(jìn)正常的細(xì)胞發(fā)育過程，然而病理性的OS狀態(tài)伴隨的局部胎盤組織的ROS和抗氧化劑平衡失調(diào)可能與多種不良妊娠反應(yīng)有關(guān)。

OS是牙周炎和系統(tǒng)性疾病相關(guān)聯(lián)的病理生理機(jī)制之一，致病菌如P.gingivalis在其中發(fā)揮了重要作用，P.gingivalis能夠激活某些通路影響靶細(xì)胞內(nèi)線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能，造成局部或全身活性氧如過氧化氫(H2O2)、羥基自由基的過量產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)，牙周炎患者的臨床附著喪失越大，血清活性氧代謝物水平越高，該水平與血清的P.gingivalis抗體滴度呈正相關(guān)[30]，與牙周健康者相比，牙周炎患者外周血的中性粒細(xì)胞OS增強(qiáng)，在P.gingivalis的刺激下產(chǎn)生的過氧化物也顯著增多[31]。在體外實(shí)驗(yàn)中P.gingivalis的脂多糖還能引起人類牙齦成纖維細(xì)胞的線粒體數(shù)量增加、活動(dòng)增強(qiáng)，從而產(chǎn)生大量H2O2進(jìn)入機(jī)體循環(huán)內(nèi)[32]。

目前PE發(fā)生的具體分子機(jī)制尚不清楚，但是OS被認(rèn)為在PE患者的內(nèi)皮功能障礙和系統(tǒng)性血管收縮中起重要作用。一項(xiàng)病例對(duì)照研究顯示，相較于健康孕婦和未懷孕婦女，PE孕婦的血漿和胎盤組織中抗氧化劑水平顯著降低，OS代謝反應(yīng)顯著增強(qiáng)[33]，在早產(chǎn)婦的尿液中也發(fā)現(xiàn)8-異前列腺素F2α(OS標(biāo)志物)顯著增高[34]。相關(guān)文獻(xiàn)顯示，ROS可以作為胞內(nèi)的第二信使刺激胎盤細(xì)胞分泌一系列促炎細(xì)胞因子，導(dǎo)致廣泛性的胎盤血管內(nèi)皮功能障礙[35-36]。過度的OS狀態(tài)還能影響胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞的凋亡、增殖和遷移行為。例如H2O2是細(xì)胞OS級(jí)聯(lián)反應(yīng)的關(guān)鍵因子，早期PE患者通常伴隨循環(huán)內(nèi)H2O2增加，而Murata等[37]的體外研究發(fā)現(xiàn)H2O2能促進(jìn)人類滋養(yǎng)層細(xì)胞凋亡并抑制其增殖。研究還發(fā)現(xiàn)OS可能通過調(diào)節(jié)wnt/β-連環(huán)素信號(hào)通路影響胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞的侵襲參與PE發(fā)生[38]，結(jié)合上文推測，P.gingivalis對(duì)人滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲能力的影響可能是通過誘導(dǎo)機(jī)體的OS狀態(tài)而產(chǎn)生的。

5 結(jié) 論

綜上，近年來諸多研究揭示了孕婦APO與牙周炎和P.gingivalis的相關(guān)性，這一現(xiàn)象涉及到諸多細(xì)胞、細(xì)胞因子和信號(hào)分子的調(diào)節(jié)?；仡櫧陙淼南嚓P(guān)參考文獻(xiàn)，認(rèn)為P.gingivalis對(duì)滋養(yǎng)層細(xì)胞侵襲和子宮螺旋動(dòng)脈重塑的影響是這一過程的關(guān)鍵。P.gingivalis能夠以牙菌斑生物膜的形式固定于牙面和牙周組織，也能夠通過破潰的牙周袋內(nèi)壁進(jìn)入機(jī)體循環(huán)定植于母胎組織或直接經(jīng)母體生殖道上行入侵。但無論經(jīng)由何種方式，孕婦因此而產(chǎn)生的胎盤局部組織或全身OS狀態(tài)，以及P.gingivalis誘導(dǎo)的滋養(yǎng)層細(xì)胞凋亡才是PE、IUGR等APO發(fā)生的關(guān)鍵原因。進(jìn)一步探究該過程中涉及到的具體細(xì)胞因子和分子通路將有利于各種APO的預(yù)防和治療。