Th17/Treg 細(xì)胞在牙周炎與動脈粥樣硬化發(fā)病中的作用及牙周干預(yù)治療的相關(guān)研究

張耀月， 林曉萍

中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院口腔科，遼寧 沈陽（110004）

牙周炎（periodontitis, PD）是一種以牙菌斑為始動因子，菌斑定植于牙齒齦上或者齦下部位，侵犯牙周組織，導(dǎo)致牙周袋形成，牙槽骨漸進(jìn)式吸收的慢性炎癥性疾病。它是細(xì)菌菌群、宿主免疫和牙周組織之間病理性相互作用的結(jié)果。牙周炎不及時(shí)治療是牙齒脫落的重要原因，也可能會影響全身系統(tǒng)性疾病，例如糖尿病、心血管疾病以及導(dǎo)致早產(chǎn)兒和低出生體重兒等疾病的發(fā)生。心血管疾?。╟ardiovascular disease，CVD）主要是指發(fā)生在心臟、血管處的疾病，如動脈粥樣硬化、高血壓、急性心肌梗死等。動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）是心血管疾病的基礎(chǔ)，是一種慢性進(jìn)行性血管炎癥疾病，其特征是脂蛋白在動脈壁聚集修飾后，引發(fā)免疫炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致動脈壁厚度增加，管腔狹窄，最終阻塞血管。大量研究表明，牙周炎和動脈粥樣硬化之間存在密切聯(lián)系，具有部分共同的危險(xiǎn)因素，如吸煙、年齡、肥胖、高血壓和遺傳等。而且兩種疾病都是多因素進(jìn)行性的慢性疾病，與多種免疫細(xì)胞及細(xì)胞因子有密切聯(lián)系。輔助性T 細(xì)胞17（T helper cell 17,Th17）和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory cell,Treg）可介導(dǎo)免疫反應(yīng)，其分泌的細(xì)胞因子在兩種疾病的進(jìn)展中起到重要作用。本文對Th17 和Treg 細(xì)胞在牙周炎和動脈粥樣硬化兩種疾病中的發(fā)病機(jī)制以及牙周治療對動脈粥樣硬化的預(yù)防保護(hù)作用作一綜述。

1 牙周炎和動脈粥樣硬化的流行病學(xué)特征

牙周炎被稱為第六種最常見的人類疾病，全世界超過90%的人都受其影響，全球超過7%的人患有重型牙周炎。心血管疾病是發(fā)達(dá)國家高發(fā)病率和死亡率的主要原因，全球范圍內(nèi)心血管疾病引起的死亡大約占總死亡率的1/3，而且預(yù)計(jì)未來比例會繼續(xù)上升?？谇恍l(wèi)生和全身健康存在相互關(guān)系，不良的口腔環(huán)境是系統(tǒng)性疾病的潛在危險(xiǎn)。Byon 等利用2002 年至2015 年韓國國民健康數(shù)據(jù)庫，調(diào)查牙周炎和動脈粥樣硬化發(fā)展之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)與非牙周炎患者相比，牙周炎患者發(fā)生動脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)更高，校正風(fēng)險(xiǎn)比為1.09（95%：1.05 ～1.13）。Beukers 等調(diào)查表明，在校正動脈粥樣硬化的危險(xiǎn)因素后，牙周炎是動脈粥樣硬化的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素，且兩者之間有明顯相關(guān)性（：1.59，95%：1.39 ～1.81）。根據(jù)最新牙齒脫落與動脈粥樣硬化相關(guān)性Meta 分析，牙周炎患者患動脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)比從1.50 增加到3.20，提示牙齒剩余數(shù)量越少，動脈粥樣硬化的預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)越高。最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，將33 名牙周炎患者根據(jù)內(nèi)皮功能評分分為兩組，發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮功能障礙組的牙齒移動性和脫落牙數(shù)均增加。

2 Th17/Treg 細(xì)胞在牙周炎和動脈粥樣硬化中的作用

T 淋巴細(xì)胞活化后分化為效應(yīng)性和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞亞群，即Th1、Th2、Th17、和Treg 等。其中Th17和Treg 細(xì)胞這兩種CDT 細(xì)胞亞群在牙周炎及動脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用。

2.1 Th17 細(xì)胞對牙周炎和動脈粥樣硬化的作用

Th17 是CD輔助性T 細(xì)胞的一個(gè)亞群，主要在胸腺中產(chǎn)生，也可以從其他細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來。Th17 細(xì)胞產(chǎn)生標(biāo)志性細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、IL- 17、IL- 21、IL-22、核因子-κB受體活化因子配體（receptor activator nuclear factorκB ligand,RANKL）和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）。

在牙槽骨吸收和動脈粥樣硬化發(fā)生中，Th17細(xì)胞通常表現(xiàn)出促炎作用，但它們也可以表現(xiàn)抑炎反應(yīng)，主要依賴于局部環(huán)境中不同細(xì)胞因子的組合。在牙周炎中，Th17 細(xì)胞通過誘導(dǎo)粒細(xì)胞生成、中性粒細(xì)胞趨化募集和激活發(fā)揮保護(hù)作用；并且在牙齦組織中發(fā)現(xiàn)Th17 細(xì)胞規(guī)律性的排列；而缺乏IL-17 受體的小鼠更容易受到骨丟失的影響。還有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，IL-17A 可通過調(diào)節(jié)密封蛋白、上皮細(xì)胞產(chǎn)生的β-防御素和S100 蛋白等抗菌因子來維持上皮屏障的完整性，保護(hù)牙周微環(huán)境免受牙周致病菌的侵害。IL-17 還可通過誘導(dǎo)動脈粥樣硬化斑塊中平滑肌細(xì)胞的增殖和膠原含量來維持斑塊的穩(wěn)定性；下調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞中血管細(xì)胞粘附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1）的表達(dá)以防止單核細(xì)胞粘附。但是，還是有更多研究證明Th17 與溶骨作用以及感染性和自身免疫性疾病中的促炎作用有關(guān)。In?nü 等檢測了不同嚴(yán)重程度的牙周炎患者、齦炎患者和牙周健康者唾液中的IL-17 濃度，發(fā)現(xiàn)與健康組相比，齦炎組及牙周炎組中IL-17 的濃度均明顯升高，提示牙周炎會引發(fā)Th17 細(xì)胞含量升高，Th17 細(xì)胞分泌具有促炎或破骨細(xì)胞特征的細(xì)胞因子。高水平的lL-17 與相應(yīng)的跨膜受體相互作用，觸發(fā)了Janus 激動2 的磷酸化，隨后磷酸化其下游信號轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)錄激活因子3，促進(jìn)成纖維細(xì)胞和成骨細(xì)胞膜上RANKL 的表達(dá)，RANKL 與前破骨細(xì)胞表面的RANK 結(jié)合，進(jìn)而誘導(dǎo)破骨細(xì)胞的形成，這應(yīng)該是成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞之間相互作用的結(jié)果，但過量的破骨細(xì)胞生成會導(dǎo)致牙槽骨吸收，促進(jìn)牙周炎的進(jìn)展。

研究表明，動脈粥樣硬化患者中的Th17 細(xì)胞水平明顯升高。測量發(fā)現(xiàn)動脈粥樣硬化模型組大鼠血清中IL-17 的表達(dá)明顯高于正常對照組，向載脂蛋白E（APOE）模型小鼠腹腔中注射抗IL-17 抗體后，IL-17 表達(dá)降低且抑制小鼠斑塊的形成。可推斷出IL-17 可以加速血管內(nèi)斑塊的形成，甚至影響斑塊的穩(wěn)定性，IL-17 的缺乏或耗盡具有保護(hù)動脈粥樣硬化的作用。IL-17 作為一種促炎細(xì)胞因子，激活巨噬細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞，產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子,如IL-6、TNF-α 和IL-1β，促進(jìn)動脈粥樣硬化的形成。IL-17 本身是一種弱的炎癥誘導(dǎo)劑，其強(qiáng)大的炎癥效應(yīng)主要來自于與其他細(xì)胞因子的協(xié)同作用，誘導(dǎo)CXC 趨化因子配體1（CXC chemokine ligand 1，CXCL1），C-C 基序趨化因子配體20（chemokine C-C motif ligand 20，CCL20）的釋放，增強(qiáng)炎癥細(xì)胞的黏附，并將中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和其他類型的細(xì)胞募集到動脈粥樣硬化病變中，再釋放促炎癥介質(zhì)前列腺素E2，進(jìn)一步加重炎癥發(fā)展，增加斑塊不穩(wěn)定性。IL-17 還可通過激活caspase-3 和caspase-9 以及通過增加Bax/Bcl-2比值來誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。

2.2 Treg 細(xì)胞對牙周炎和動脈粥樣硬化的作用

Treg 細(xì)胞能夠抑制促炎的先天免疫細(xì)胞和適應(yīng)性免疫細(xì)胞功能，以及促進(jìn)組織修復(fù)來維持免疫動態(tài)平衡和耐受性。有趣的是有研究發(fā)現(xiàn)，暴露于牙齦卟啉單胞菌（，）或長期處于高膽固醇環(huán)境中，外周血中高含量的IL-1β和IL-6會促進(jìn)Treg 分泌細(xì)胞因子IL-17，使可塑性Treg 細(xì)胞轉(zhuǎn)化為Th17 樣細(xì)胞。但是，大多數(shù)Treg 細(xì)胞面對炎癥是起到抗炎、保護(hù)機(jī)體的作用。在牙周炎及動脈粥樣硬化進(jìn)展過程中，除了Treg 細(xì)胞數(shù)量減少外，Treg 的抑制功能也受損。Da Motta等把30 只小鼠按照牙周炎嚴(yán)重程度分類，并且對Treg 標(biāo)記后檢測發(fā)現(xiàn)，Ⅲ-B（Ⅲ期B 級）組小鼠Treg 的數(shù)量明顯高于Ⅳ-C（Ⅳ期C 級）組，通過該實(shí)驗(yàn)除了發(fā)現(xiàn)Treg 含量會隨著炎癥的加重而降低之外，還可推斷出Treg 細(xì)胞可延緩小鼠實(shí)驗(yàn)性牙周炎的進(jìn)展，并對牙周病的骨吸收起到保護(hù)作用。在牙周炎中，牙槽骨吸收和炎癥的減輕歸因于：①Treg 細(xì)胞下調(diào)IL-17 和RANKL 的表達(dá)；②Treg 促進(jìn) 骨 保 護(hù) 素（osteoprotegerin，OPG）表 達(dá)，抑 制RANKL 表達(dá)，降低RANKL/OPG 比值，進(jìn)而抑制破骨細(xì)胞生成和骨吸收。

在模擬動脈粥樣硬化進(jìn)展的小鼠模型中，使用抗CD25 抗體靶向消耗Treg 會加劇疾病進(jìn)展，而轉(zhuǎn)移植入Treg 則阻止疾病的進(jìn)展。Treg 細(xì)胞通過抑制T 細(xì)胞促炎反應(yīng)和增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的促分解功能，促進(jìn)組織修復(fù)和斑塊收縮。Treg 打破斑塊中效應(yīng)T 細(xì)胞和M1（炎性或經(jīng)典激活）∶M2（交替激活）型巨噬細(xì)胞的平衡，增加M2∶M1 的比值。相比于M1 型巨噬細(xì)胞，M2 型表現(xiàn)出免疫抑制，增強(qiáng)清除能力，產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子，有助于斑塊消退和組織修復(fù)。而在沒有Treg 或者Treg 含量降低的狀況下，斑塊不僅不會消退，而且還表現(xiàn)出類似動脈粥樣硬化進(jìn)展的狀態(tài)。

2.3 Th17/Treg 細(xì)胞在牙周炎和動脈粥樣硬化中的作用

越來越多的研究表明，Th17/Treg 失衡對牙周炎和動脈粥樣硬化發(fā)展起到致病作用。Gao 等觀察牙周炎小鼠Th17/Treg 細(xì)胞比值，發(fā)現(xiàn)在最開始幾周比值增加明顯。Yang 等通過分析脾細(xì)胞中的Th17 和Treg 細(xì)胞的百分比，發(fā)現(xiàn)脾細(xì)胞中與未感染的ApoE小鼠相比，感染的ApoE小鼠Th17 細(xì)胞的百分比更高，而Treg 細(xì)胞的比例更低；與單純動脈粥樣硬化相比，牙周炎伴動脈粥樣硬化中的Th17/Treg 細(xì)胞比值升高更明顯。同時(shí)大量動物研究證明，通過抑制Th17 細(xì)胞應(yīng)答，增加Treg 細(xì)胞活化，可減輕疾病炎癥。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，全反式維甲酸可調(diào)節(jié)Th17/Treg 比值，保護(hù)小鼠免受實(shí)驗(yàn)性牙周炎的影響。Fan 等研究對比不同劑量藥物對ApoE小鼠的影響，發(fā)現(xiàn)給藥組均可降低Th17/Treg 比值，對ApoE小鼠具有抗動脈粥樣硬化的作用。

結(jié)締組織的降解，尤其是膠原的破壞是牙周炎和動脈粥樣硬化病理變化的共同的特征。Ⅰ型膠原是牙周細(xì)胞外基質(zhì)和動脈粥樣硬化斑塊的主要成分。基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）是一種蛋白水解酶，參與膠原蛋白和細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix, ECM）蛋白的生理降解，主要由巨噬細(xì)胞釋放。而牙周炎和動脈粥樣硬化中升高的IL-17 也可促進(jìn)成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞產(chǎn)生MMPs（如:MMP-1、MMP-3、MMP-8、MMP-9 和MMP-13）。MMP-8 對Ⅰ型膠原有較高的親和力，是牙周炎及動脈粥樣硬化中的主要膠原酶。Gürsoy 等研究結(jié)果表明，唾液中MMP-8片段的水平隨著牙周炎的進(jìn)展而增加，并在疾病發(fā)展過程中保持較高的水平。活化的MMPs 對細(xì)胞外基質(zhì)具有較高的親和力，致使牙周結(jié)締組織的消失，最終導(dǎo)致牙齒脫落。同時(shí)，這些酶也會促進(jìn)降解動脈內(nèi)富含膽固醇斑塊的薄纖維帽，加快從穩(wěn)定斑塊向易損斑塊的轉(zhuǎn)化，從而導(dǎo)致斑塊擴(kuò)張和破裂。Treg 細(xì)胞可分泌抑炎因子，如：IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β），減輕牙周炎及動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)。IL -10 通過直接拮抗單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的趨化因子，抑制促炎介質(zhì)的表達(dá)；或者在激活JAK1 后，磷酸化下游的STAT3，直接控制抗炎反應(yīng)發(fā)生。而TGF-β 通過膜結(jié)合絲氨酸/蘇氨酸激酶受體，刺激下游信號分子Smad7，并通過誘導(dǎo)NF-κB 抑制劑來抑制炎癥活化。 還有研究表明，Treg 可通過表面共抑制分子，如細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原-4（cytotoxic T-lymphocyte-associated protein-4，CTLA-4）的表達(dá)抑制抗原提呈細(xì)胞的成熟和功能，從而抑制樹突狀細(xì)胞誘導(dǎo)的T 細(xì)胞活化，在免疫炎癥反應(yīng)的動態(tài)平衡控制中發(fā)揮關(guān)鍵作用。CD28 信號在促進(jìn)T 細(xì)胞的擴(kuò)張、存活和輔助功能中起到重要作用，CTLA-4 是促進(jìn)Treg 抑制功能的跨膜蛋白質(zhì),主要表達(dá)在活化T 細(xì)胞和Treg上，是一種相對于T 細(xì)胞共刺激分子CD28 的抑制性受體。與CD28 相比，CTLA-4 對CD80/CD86 有更高的親和力。因此，CTLA-4 與表達(dá)在APC 上的共刺激分子CD80 和CD86 結(jié)合，誘導(dǎo)Treg 細(xì)胞反應(yīng)，抑制炎癥發(fā)生。Nakane 等研究發(fā)現(xiàn)，CTLA-4-Ig可顯著減少結(jié)扎性骨吸收和破骨細(xì)胞樣細(xì)胞的數(shù)量，提示CTLA-4-Ig 可能通過與單核/巨噬細(xì)胞表面的CD80/CD86 結(jié)合，直接作用于破骨細(xì)胞前體，通過抑制破骨細(xì)胞的分化和活化來抑制誘導(dǎo)牙周炎的骨吸收。同時(shí)，抑制CTLA-4 可增加高脂血癥小鼠主動脈內(nèi)皮細(xì)胞間黏附分子1（intercellular cell adhesion molecule1，ICAM1）的表達(dá)，促進(jìn)免疫細(xì)胞招募到血管炎癥部位，加速斑塊向更晚期和不穩(wěn)定病變的進(jìn)展，加重了實(shí)驗(yàn)性動脈粥樣硬化。

3 牙周干預(yù)治療降低動脈粥樣硬化風(fēng)險(xiǎn)

在一項(xiàng)前瞻性研究中，研究者選擇了247 696例無任何心血管疾病的參與者，隨訪9.5 年,發(fā)生14 893 起心血管事件，多變量校正后，每天多刷一次牙與心血管疾病發(fā)生率降低相關(guān)，定期專業(yè)清潔進(jìn)一步降低了事件發(fā)生率。研究者對130 例牙周患者治療前后進(jìn)行牙周和全身檢查，發(fā)現(xiàn)牙周治療后，患者兩側(cè)頸總動脈的最大內(nèi)膜中層厚度（intima-media thickness，IMT）顯著降低。動物實(shí)驗(yàn)也提示，牙周非手術(shù)治療可能降低動脈粥樣硬化的發(fā)展和改善頸動脈血管結(jié)構(gòu)。這些隨機(jī)臨床實(shí)驗(yàn)和動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示，進(jìn)行口腔衛(wèi)生維護(hù)、定期齦上潔治和成功的牙周治療有利于降低心血管疾病發(fā)病率。

Teeuw 等針對牙周治療對與動脈粥樣硬化風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的炎癥標(biāo)記物進(jìn)行薈萃分析，發(fā)現(xiàn)與未進(jìn)行治療組相比，牙周治療組的超敏C 反應(yīng)蛋白（hypersensitive C-reactive protein，hs-CRP）、IL-6、TNF-α、纖維蛋白原、總膽固醇（total cholesterol，TC）等含量降低，而高密度脂蛋白膽固醇升高；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)心血管疾病和糖尿病的牙周炎患者從牙周治療中獲益更多。表明牙周治療在降低動脈粥樣硬化危險(xiǎn)因素方面是有益的。有研究顯示，與未進(jìn)行牙周非手術(shù)治療的牙周炎患者相比，進(jìn)行治療的患者術(shù)后1 個(gè)月血漿中的IL-17 與治療前相比水平降低。因此，可推測牙周治療可通過有效清除牙周致病菌、減少局部炎癥，降低動脈粥樣硬化性疾病的生物標(biāo)志物和血漿中IL-17 的水平，改善內(nèi)皮功能。因此，提出牙周非手術(shù)治療對降低動脈粥樣硬化風(fēng)險(xiǎn)有著重要意義。

有證據(jù)表明，首次強(qiáng)化牙周治療以控制牙周炎癥會引起最初的全身性炎癥高峰，并伴隨著血管內(nèi)皮功能的惡化；但隨著牙周健康的改善，在接下來的6 個(gè)月中，血流介導(dǎo)的血管擴(kuò)張（flow-mediated dilatation，F(xiàn)MD）、IMT 都穩(wěn)步改善；而且，代謝和血管參數(shù)的改善程度與牙齦炎癥的減輕和口腔健康的改善呈線性相關(guān)。盡管大量實(shí)驗(yàn)支持，牙周干預(yù)治療通過改善內(nèi)皮功能，有益于動脈粥樣硬化這一觀點(diǎn)；然而，Saffi 等在一項(xiàng)隨機(jī)臨床試驗(yàn)中調(diào)查了非手術(shù)牙周治療對血管內(nèi)皮功能的影響，對69 名患者進(jìn)行隨機(jī)對照試驗(yàn)，分別于治療前和治療后3 個(gè)月測定血流介導(dǎo)的舒張功能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)牙周治療并沒有為心血管疾病患者提供更好的血管擴(kuò)張。因此，牙周治療是否可以改善動脈粥樣硬化的發(fā)病率還沒有一個(gè)明確的答案，仍需要更多的動物實(shí)驗(yàn)和臨床實(shí)驗(yàn)深入研究。

4 小 結(jié)

綜上所述，牙周炎和動脈粥樣硬化兩者相互影響，已有研究表明牙周炎是動脈粥樣硬化的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。在局部炎癥微環(huán)境免疫中發(fā)揮重要作用的Th17 細(xì)胞、Treg 細(xì)胞以及種細(xì)胞因子都參與了兩種疾病的發(fā)生發(fā)展。目前對牙周炎和動脈粥樣硬化的研究還不是十分透徹，仍需要更深入的研究進(jìn)一步闡明二者之間的相互作用機(jī)制。

Zhang YY wrote the article. Lin XP revised the article. All authors read and approved the final manuscript as submitted.