低能量激光療法治療藥物相關(guān)性頜骨壞死的研究進(jìn)展*

朱鑫美 綜述，李志勇 審校

(1.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬口腔醫(yī)院，浙江 杭州 310006；2.浙江省口腔生物醫(yī)學(xué)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院，浙江 杭州 310006)

雙膦酸鹽(BPs)是一種抗骨吸收藥物，靜脈注射BPs主要用于治療惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移和多發(fā)性骨髓瘤溶骨性病變，口服BPs則被批準(zhǔn)用于治療骨質(zhì)疏松癥、Paget′s病和成骨不全等疾病。2003年，MARX等首次報(bào)道了1例因BPs治療而發(fā)生頜骨壞死的病例——雙膦酸鹽相關(guān)性頜骨壞死(BRONJ)。2014年，美國(guó)口腔頜面外科醫(yī)師協(xié)會(huì)(AAOMS)將BRONJ修訂為藥物相關(guān)性頜骨壞死(MRONJ)，定義為因使用抗骨吸收藥物或抗血管生成藥物而發(fā)生頜骨壞死的一類(lèi)疾病[1]。MRONJ的臨床表現(xiàn)主要為軟組織水腫、骨面裸露、溢膿、瘺管形成和劇烈疼痛，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)頜骨骨折、口腔上頜竇瘺等癥狀，極大地影響了患者的生活質(zhì)量。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，第一臺(tái)激光器被發(fā)明后，不同的科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域紛紛應(yīng)用激光并形成了一系列新的交叉學(xué)科和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，激光醫(yī)療便是其中一個(gè)方面。其中，低能量激光療法(LLLT)在MRONJ的治療中有較好的應(yīng)用前景，本文主要對(duì)LLLT在MRONJ治療中的機(jī)制和應(yīng)用作一綜述。

1 MRONJ的治療現(xiàn)狀與致病機(jī)制

AAOMS將MRONJ分為5期，分別是風(fēng)險(xiǎn)期、0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期，并提出了針對(duì)不同MRONJ分期的治療策略[1]，他們認(rèn)為0～Ⅰ期患者應(yīng)采用保守治療，如漱口水和抗菌藥物，對(duì)于Ⅱ～Ⅲ期患者首先考慮行保守治療，若無(wú)效再行手術(shù)治療。近年來(lái)，不少學(xué)者開(kāi)始探索一些新興的治療方法，而治療方法的尋求常需追本溯源，因此了解MRONJ的致病機(jī)制非常重要。目前，MRONJ的可能致病機(jī)制主要有骨轉(zhuǎn)換失衡、抗血管生成、微生物感染、軟組織毒性等[2-6]。

1.1骨轉(zhuǎn)換失衡 正常骨組織的骨代謝由破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨吸收和成骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨形成之間的動(dòng)態(tài)平衡維持?？构俏账幬锟擅黠@抑制骨轉(zhuǎn)換，進(jìn)而破壞骨穩(wěn)態(tài)。依據(jù)側(cè)鏈不同BPs可被分為含氮及不含氮2類(lèi)，含氮BPs可通過(guò)抑制膽固醇合成途徑中的法尼基焦磷酸合成酶(FPPS)的活性，下調(diào)RhoA/ROCK/MAPKs信號(hào)傳導(dǎo)通路，抑制破骨細(xì)胞的形成和活化[2]。不含氮BPs則在代謝過(guò)程中產(chǎn)生不可水解的ATP類(lèi)似物(AppCp)，其積聚于細(xì)胞內(nèi)時(shí)可產(chǎn)生細(xì)胞毒性，誘導(dǎo)破骨細(xì)胞凋亡。

1.2抗血管生成 良好的血供對(duì)于維持骨穩(wěn)態(tài)和促進(jìn)組織愈合必不可少。WALTER 等[3]通過(guò)體外細(xì)胞試驗(yàn)證實(shí)BPs可誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞的程序性死亡，抑制血管生成。微血管的完整性被破壞可造成頜骨局部缺血，引起軟組織和骨組織壞死。

1.3微生物感染 KOS等[4]發(fā)現(xiàn)，被BPs包被的羥基磷灰石圓片中菌株的附著高于未被BPs包被的對(duì)照組，細(xì)菌生物膜的形成增加。臨床上局部應(yīng)用氯己定或全身使用抗菌藥物可改善患者癥狀，也證實(shí)微生物在MRONJ的致病過(guò)程中起到了一定的作用。

1.4軟組織毒性 BPs可抑制口腔角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖[5]和遷移[6]，影響口腔黏膜的再上皮化。黏膜逐漸變薄、破損，頜骨暴露，微生物定植后發(fā)生感染，這可能是部分患者雖未接受拔牙治療或其他口腔手術(shù)，但仍出現(xiàn)了頜骨壞死的原因。

2 LLLT的特點(diǎn)

低水平激光一般指波長(zhǎng)范圍為390～10 600 nm，功率為10-3～10-1W，強(qiáng)度10-1～10 W/cm2，能量密度為10-2～102J/cm2的激光[7]。由于光的組織穿透力在LLLT的光生物刺激作用中至關(guān)重要，有文獻(xiàn)指出，波長(zhǎng)為650～1 200 nm的光可使組織滲透率最大化，被稱(chēng)作是組織的“光學(xué)窗口”[8]。因此醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中低水平激光的波長(zhǎng)多在光學(xué)窗口范圍內(nèi)，通常報(bào)道的LLLT激光包括摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)激光、氦氖(He-Ne)氣體激光、砷化鎵(GaAs)、砷化鎵鋁(GaAlAs)、銦鎵鋁磷(InGaAlP)激光等。LLLT利用低水平的光子能量改變生物活性，影響細(xì)胞功能，起到抗炎、鎮(zhèn)痛、促進(jìn)組織修復(fù)等生物調(diào)節(jié)作用。由于被照射的組織溫度幾乎沒(méi)有升高，對(duì)組織無(wú)熱損傷，因此LLLT也被稱(chēng)為軟激光或冷激光。

3 LLLT的作用機(jī)制

3.1促進(jìn)軟硬組織修復(fù) LLLT可通過(guò)光生物調(diào)節(jié)作用(PBM)調(diào)節(jié)細(xì)胞及組織的新陳代謝，促進(jìn)組織修復(fù)。PBM與線粒體上的電子呼吸鏈有關(guān)。線粒體膜上的細(xì)胞色素C氧化酶(CCO)吸收LLLT釋放的光能后加速遞電子反應(yīng)，促進(jìn)三磷酸腺苷(ATP)、環(huán)磷酸腺苷(cAMP)和活性氧(ROS)的增加。LLLT也可促進(jìn)CCO與一氧化碳(NO)解離，逆轉(zhuǎn)由于NO過(guò)量結(jié)合而導(dǎo)致的呼吸抑制，恢復(fù)呼吸作用并產(chǎn)生ROS[9]。而ROS可激活轉(zhuǎn)錄因子核因子-κB(NF-κB)，提高細(xì)胞的活性及促進(jìn)細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子的產(chǎn)生[8]。在低水平范圍內(nèi)，適度增加ROS可刺激細(xì)胞增殖，對(duì)組織修復(fù)起到積極作用。

有實(shí)驗(yàn)證明，阿侖膦酸鹽抑制口腔角質(zhì)形成細(xì)胞的活力及白細(xì)胞介素(IL)-8、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)和Ⅰ型膠原的表達(dá)，同時(shí)促進(jìn)細(xì)胞凋亡，而LLLT減弱了BPs的這種抑制作用[10]。另有研究報(bào)道，LLLT可通過(guò)激活雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號(hào)傳導(dǎo)途徑促進(jìn)口腔上皮細(xì)胞遷移，加速口腔黏膜的愈合[11]。LLLT還可通過(guò)提高成骨相關(guān)基因的表達(dá)，促進(jìn)成骨細(xì)胞分化。綜上所述，通過(guò)對(duì)細(xì)胞分化、遷移和細(xì)胞因子產(chǎn)生的調(diào)控，加速軟硬組織的修復(fù)，是LLLT防治MRONJ的重要機(jī)制之一。

3.2促進(jìn)血管生成 與BPs的抗血管生成作用相反，LLLT具有促血管生成作用。TIM等[12]研究了LLLT對(duì)大鼠脛骨骨缺損中促血管生成基因的影響，發(fā)現(xiàn)VEGF、血管生成素2(ANGPT2)、血管生成素4(ANGPT4)、血小板衍生生長(zhǎng)因子D(PDGFD)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2(FGF2)和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子14(FGF14)的表達(dá)均上調(diào)。

3.3減輕炎性反應(yīng) HUANG等[13]發(fā)現(xiàn)被脂多糖(LPS)感染的MG63細(xì)胞在暴露于LLLT中后，由LPS誘導(dǎo)的炎癥標(biāo)志物，一氧化氮合酶(iNOS)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和IL-1的表達(dá)隨時(shí)間推移顯著下降，這表明LLLT具有抗炎特性。

3.4鎮(zhèn)痛 有研究報(bào)道，LLLT具有減輕疼痛的功效，其鎮(zhèn)痛作用主要與C-纖維和Aδ-纖維傳入神經(jīng)元中抗氧化劑谷胱甘肽的增多和P2X3受體的表達(dá)減少[14]，內(nèi)源性阿片類(lèi)物質(zhì)的激活[15]，內(nèi)源性鎮(zhèn)痛物質(zhì)前列腺酸性磷酸酶的增加[16]有關(guān)，這使得LLLT在緩解MRONJ患者疼痛方面具有較大的應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展空間。

4 LLLT治療MRONJ的基礎(chǔ)研究

STATKIEVICZ等[17]使用唑來(lái)膦酸對(duì)大鼠進(jìn)行腹腔注射3周后拔除左下第一磨牙，實(shí)驗(yàn)組于術(shù)后第0、2、4天接受了InGaAlP激光照射[(660±10)nm，0.035 W，2.1 J，60 s)]，對(duì)照組未進(jìn)行LLLT。拔牙術(shù)后第28天進(jìn)行組織病理、組織形態(tài)學(xué)、免疫組織化學(xué)檢測(cè)，結(jié)果顯示對(duì)照組中存在骨壞死區(qū)域，新形成的骨組織(NFBT)含量降低，成熟膠原纖維的量減少，而實(shí)驗(yàn)組中可見(jiàn)更多的NFBT和成熟的膠原纖維，這表明拔牙后分次進(jìn)行LLLT可改善拔牙創(chuàng)傷的修復(fù)過(guò)程。MERGONI等[18]使用功率為1.25 W，頻率為15 Hz，波長(zhǎng)為1 064 nm的Nd:YAG激光，以超短脈沖模式照射處于MRONJ風(fēng)險(xiǎn)條件下的大鼠拔牙窩，發(fā)現(xiàn)LLLT促進(jìn)拔牙窩內(nèi)的成骨細(xì)胞分化，組織中骨鈣素增加。作者認(rèn)為，LLLT可預(yù)防MRONJ的產(chǎn)生，但仍需要檢測(cè)更多骨骼重塑和軟組織愈合的標(biāo)志物，并對(duì)拔牙窩進(jìn)行組織形態(tài)計(jì)量學(xué)分析來(lái)證明。WEBER等[19]使用BPs和地塞米松成功建立MRONJ動(dòng)物模型后，對(duì)實(shí)驗(yàn)組分別使用波長(zhǎng)為685 nm和830 nm的AlGaAs二極管激光進(jìn)行LLLT。2周后行組織學(xué)檢查，發(fā)現(xiàn)這2種波長(zhǎng)的激光均促進(jìn)了組織中血管和新骨的形成，對(duì)軟硬組織的修復(fù)過(guò)程產(chǎn)生積極影響。

JEONG 等[20]研究發(fā)現(xiàn)，阿侖膦酸鹽可使成骨細(xì)胞的RANKL、骨保護(hù)素(OPG)和巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)表達(dá)降低，在應(yīng)用重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(rhBMP-2)或LLLT[GaAsAl激光，λ=(808±3)nm，80 mW，1.2 J/cm2]或二者聯(lián)合治療后，RANKL、OPG和M-CSF的表達(dá)均增加，證明rhBMP-2和LLLT可以減弱BPs的抑制作用。且實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)rhBMP-2和LLLT聯(lián)合應(yīng)用的效果比單獨(dú)使用任何一種處理都要大，表明rhBMP-2和LLLT表現(xiàn)出協(xié)同作用，為rhBMP-2和LLLT共同治療MRONJ提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

以上實(shí)驗(yàn)研究顯示，LLLT在細(xì)胞和動(dòng)物水平表現(xiàn)出對(duì)預(yù)防和治療MRONJ有較大的潛力。但部分實(shí)驗(yàn)中的組織學(xué)分析是靜態(tài)的，而炎癥、血管形成、骨骼愈合的變化在各個(gè)階段是不同的，因此設(shè)置時(shí)間梯度，動(dòng)態(tài)觀察組織學(xué)變化更有意義。

5 LLLT治療MRONJ的臨床研究

目前，用于MRONJ臨床治療研究的低水平激光主要是Nd:YAG激光、InGaAlP、GaAlAs、GaAs等二極管激光器。下文將依次對(duì)這4種激光治療MRONJ的臨床研究現(xiàn)狀進(jìn)行闡述。

5.1Nd：YAG激光 Nd：YAG激光是LLLT用于MRONJ治療與預(yù)防的一種常用激光類(lèi)型，波長(zhǎng)為1 064 nm。VESCOVI等[21]將101個(gè)MRONJ部位分為4組，分別使用不同的治療方法。G1：藥物治療(n=12)；G2：LLLT聯(lián)合藥物治療(n=27)；G3：藥物聯(lián)合手術(shù)治療(n=17)；G4：藥物治療、手術(shù)治療、LLLT相聯(lián)合(n=45)。其中，LLLT采用Nd：YAG激光(1.25 W，15 Hz，268.81 W/cm2，14.37 J/cm2)，使用時(shí)距組織2 mm，每次持續(xù)1 min，重復(fù)5次。若治療后病變轉(zhuǎn)變?yōu)?期或MRONJ分期從較高階段過(guò)渡到較低階段持續(xù)至少6個(gè)月，則視為治療有效。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，G4的治療有效率顯著高于其他3組。此后，VESCOVI等[22]又進(jìn)一步通過(guò)臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)使用Nd：YAG激光進(jìn)行LLLT可預(yù)防MRONJ的發(fā)生。MANFREDI等[23]和PORCARO等[24]也得到了類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由此研究可知，Nd：YAG激光可作為預(yù)防和治療MRONJ的輔助療法。

5.2InGaAlP二極管激光 2017年，MOMESSO等[25]報(bào)道了1例病例報(bào)告?；颊?，女，65歲，有阿侖膦酸鈉治療史，臨床檢查顯示16牙種植體松動(dòng)，種植體周?chē)潜┞栋橛心撔詽B出物。經(jīng)仔細(xì)評(píng)估病史和臨床檢查后，診斷為Ⅱ期MRONJ。去除原種植體后，MOMESSO等[25]使用InGaAlP激光器(810 nm，100 mW，50/60 Hz，0.3～0.5 W/cm2)對(duì)壞死區(qū)域進(jìn)行LLLT，每周3次，持續(xù)8周，同期配合抗生素治療和0.12%洗必泰漱口。6個(gè)月后，患處完全愈合，12個(gè)月后未見(jiàn)MRONJ復(fù)發(fā)，對(duì)患者進(jìn)行了固定義齒修復(fù)。MARTINS等[26]也研究了使用InGaAlP二極管激光治療MRONJ的效果。他們將22例MRONJ患者分為3組，第1組僅接受藥物治療(n=3)；第2組接受藥物聯(lián)合手術(shù)治療(n=5)；第3組接受藥物、手術(shù)、富血小板血漿和LLLT(660 nm，40 mW，6 J/cm2)的聯(lián)合治療(n=14)。結(jié)果顯示，第3組中達(dá)到?jīng)]有骨暴露狀態(tài)的比例(86%)顯著高于第1組(0)和第2組(40%)。

5.3GaAlAs二極管激光器 在一項(xiàng)臨床研究中，11例被診斷為Ⅱ期或Ⅲ期MRONJ的患者被納入研究，在手術(shù)治療后的第1、3、5、7、10天使用連續(xù)型GaAlAs二極管激光(808 nm，0.5 W，5 J/cm2)進(jìn)行LLLT，激光發(fā)射頭距離組織0.5～1 cm，光斑尺寸為0.28 cm2(R=6 mm)，每點(diǎn)照射3 s，最終所有患者均實(shí)現(xiàn)了黏膜愈合[27]。有研究報(bào)道了一個(gè)Ⅲ期MRONJ病例，同樣在手術(shù)治療后使用了GaAlAs二極管激光進(jìn)行LLLT療法[28]。經(jīng)外科手術(shù)去除死骨后，在手術(shù)期間進(jìn)行了首次LLLT，采用連續(xù)型GaAlAs二極管激光(808 nm，50 mW，1.76 W/cm2，19.43 J/cm2)，光斑大小為0.028 3 cm2，激光照射部位包括MRONJ病損組織邊緣的6個(gè)點(diǎn)和中心的2個(gè)點(diǎn)，每次照射持續(xù)11 s，總計(jì)88 s，LLLT結(jié)束后行外科縫合。術(shù)后14 d配合使用克林霉素(1 200 mg/d)進(jìn)行抗生素治療，1個(gè)月內(nèi)，每周進(jìn)行2次LLLT，第2個(gè)月每周進(jìn)行1次LLLT。術(shù)后3、6、12個(gè)月的隨訪顯示，原病損區(qū)域有新骨生成，且被健康的黏膜完全覆蓋。由此可知，低強(qiáng)度二極管激光治療作為傳統(tǒng)治療方法的補(bǔ)充，有利于使晚期MRONJ病灶的治療取得良好的效果。

5.4GaAs二極管激光 SCOLETTA等[29]對(duì)20例MRONJ患者進(jìn)行了GaAs二極管脈沖激光治療(904 nm，50 kHz，28.4 J/cm2，光斑尺寸0.8 cm2)，治療結(jié)束后觀察到臨床病損面積減小，水腫、化膿、瘺管和疼痛等癥狀均有明顯減輕。在動(dòng)物模型中，LLLT被證明可以增加局部?jī)?nèi)源性?xún)?nèi)啡肽的產(chǎn)生，從而減輕疼痛。為了探究LLLT對(duì)于MRONJ患者疼痛控制的效果，ROMEO等[30]將7例病損區(qū)域有較明顯痛感的MRONJ患者納入研究，使用GaAs二極管激光進(jìn)行治療。經(jīng)治療后，其中6例患者的疼痛感明顯減輕，NRS疼痛評(píng)分的平均值從5.5分下降到2.0分，說(shuō)明GaAs二極管激光對(duì)于減輕MRONJ病損區(qū)域的疼痛具有積極作用。

6 結(jié)語(yǔ)與展望

激光因具有高效性、抗菌性、疼痛感低、精準(zhǔn)靶向刺激、易操作等特點(diǎn)，成為近年來(lái)MRONJ治療的研究方向之一。綜上所述，目前已有一定數(shù)量的研究支持LLLT可用于治療MRONJ，但是這些研究缺乏一致的生物學(xué)和物理學(xué)變量報(bào)告，如激光種類(lèi)、功率、劑量、頻率、應(yīng)用時(shí)間、激光源與組織間的距離及被治療組織之間的組織學(xué)差異。因此，進(jìn)行更多的前瞻性對(duì)照研究是有必要的，以彌補(bǔ)LLLT的應(yīng)用在可重復(fù)性方面的不足，并為臨床實(shí)踐指南劃定統(tǒng)一認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)。