青少年和兒童牙冠與牙弓遺傳度的研究

劉靜　張景慧　錢毅超

[摘要] 錯畸形的病因學研究是口腔正畸學的熱點之一。錯畸形多具有遺傳傾向，表現為親代與子代之間牙及顱面性狀的相似性，牙齒發(fā)育作為全身發(fā)育的一部分，環(huán)境因素可以通過影響基因的表型而使牙齒發(fā)育表現多種多樣，但牙齒發(fā)育受遺傳因素影響更大[1]。牙冠寬度是牙齒形態(tài)測量及牙量指數的重要指標，牙弓形狀、大小與牙弓間隙分析、矯治后牙弓的穩(wěn)定性密切相關。牙冠和牙弓的測量值在正畸診斷和治療中具有重要意義。該文對遺傳性因素影響牙齒和牙弓正常發(fā)育的研究現狀進行概述，以期為錯畸形的臨床診斷和治療提供參考。

[關鍵詞]遺傳度；模型測量；牙冠；牙弓

[中圖分類號]R783.5 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-0742（2015）03（c）-0015-03

[Abstract] Etiology of malocclusion is one of the research hotspots in orthodontics. Malocclusion has genetic predisposition generally， which shows the similarity of dental and craniofacial traits between parent and offspring. As a part of the body development， tooth development is affected more by genetic factors although the environmental factors can make tooth development be diverse via affecting gene phenotype [1].The width of tooth crown is an important index of measuring tooth morphology and tooth size. The shape and size of dental arch are closely related to dental arch space analysis and the stability of the dental arch after the treatment. Measurement value of tooth crown and dental arch has important significance in orthodontic diagnosis and treatment. This paper outlines the status of research on the genetic factors influencing the normal growth of teeth and dental arch， in order to provide reference for clinical diagnosis and treatment of malocclusion.

[Key words]Heritability； Dental cast measurement； Dental crown； Dental arch

依據2000年中華口腔醫(yī)學會學分會的調查，以個別正常為標準，乳牙列、替牙列及恒牙列中錯畸形的患病率分別為51.84%、71.21%和72.92%。當前正畸學主要是以錯畸形的病因為研究熱點，大部分結論一致認為錯畸形的原因包括遺傳因素和環(huán)境因素兩方面。遺傳度是表示遺傳與環(huán)境互相作用的參數，在0～1之間，主要表示的是遺傳因素。以往很多研究證明可以通過雙生子的方法來得出遺傳因素與環(huán)境因素對牙性狀發(fā)育產生的影響。雙生子包括同卵雙生、異卵雙生，同卵雙生的遺傳結構一模一樣，而環(huán)境因素也可能對個體差異造成一定的影響；異卵雙生，是指個體相互之間擁有相同的遺傳物質，但差別在于性狀與表現型特征方面的不同，由于二者生長環(huán)境相似，所以對不同基因型的表現型效應研究可借助此條件。子女與父母之間也存在遺傳性，因此在形態(tài)結構或生理特點上相似。以往有通過對子女與父母、雙胞胎之間、同胞之間牙模型測量及遺傳度的計算來研究遺傳因素的報道，并對錯畸形的發(fā)展方向進行預測，為治療青少年兒童錯畸形矯治提供正確指導。本文對遺傳性因素影響牙齒、牙弓發(fā)育的研究現狀作一綜述。

1 模型測量方法

目前，對于牙特征的研究多采用模型測量的方法，牙模型能夠客觀而完整地記錄口腔各器官的形態(tài)特征，可用以在臨床上找出錯形成的原因、機制，對錯畸形制定治療方案、正確診斷和預后評估提供依據。

模型測量包括接觸式和非接觸式兩種。接觸式是指借助不同測量儀器直接測量模型，但接觸式主要分為手工測量和針觸機械測量兩種。作為最傳統的測量方法，手工接觸測量法測量精度不高，針觸機械測量（通過測量頭直接與被測牙冠表面接觸并記錄坐標，計算機進行圖形重建）有一定的測量盲區(qū)。

非接觸式測量有近景立體攝影測量與激光三維掃描測量兩種。在解析幾何原理基礎上利用高精度控制網通過照相機或攝像機獲得不同角度的立體像對，并對其進行計算機技術處理并測量，該方法稱為立體攝影測量法，在頜面部軟組織測量方面應用廣泛。當前最先進的立體陳測量方法是激光立體測量法，它精度高、功能廣泛，可以測量空間任意兩點之間距離和角度、牙弓弧長、曲面面積，也能夠完成牙的移動、旋轉、拔除、咬合等動態(tài)模擬，但設備多， 價格昂貴， 需專業(yè)人員操作。

陳俊等[6]對牙模型三維激光掃描系統與手工測量的可靠性比較顯示二者差異無統計學意義，但牙模型三維激光掃描系統具有一些手工測量所無法達到的功能。宋又廉等[7]發(fā)現在牙模型的測量方面，對其測量精度要求在0.1 mm 是合理的，因為其它任何一種測量儀器都不可能超越這個精度。而且，目前的要求對醫(yī)療和研究工作的需求已經完全能滿足，也能夠為標準測量數據和如何選擇工具、研發(fā)新型牙模型測量系統提供依據。

2 遺傳度的研究

2.1 牙冠遺傳度的研究

同卵雙生子由于有相似的基因結構，他們的牙齒冠寬較異卵雙生更為相似。許多研究證明牙齒冠寬受遺傳基因的影響較大如外國學者Hughes 等[8]通過觀察同卵雙生子99對和同性別異卵雙生子81對、不同性別異卵雙生子41對還有個體牙模型160個，得出牙齒的大小的遺傳性也很強。

隨著研究的深入，牙冠大小的遺傳被研究得更細致。在牙冠的近遠中徑與唇舌徑同遺傳的關系方面，也有許多研究人員做出貢獻，如，Dempsey等[10]計算出各個牙齒近遠中徑的遺傳度為0.81～ 0.91；而 Hluskode 計算的近遠中徑遺傳度平均為0.67。國內學者劉鶴[11]計算的各個牙齒近遠中徑的遺傳度在0.73～0.91。續(xù)美如[13]采用 Holzinger 經典雙生子法進一步計算牙齒近遠中徑總和的遺傳度，上頜為0.69，下頜為0.75，證明牙齒在近遠中徑方面還是有較強的遺傳因素。

ALVESA[14]早在1974年就對芬蘭一個海島的90組全系家族進行了牙冠近遠中和唇舌寬度測量，所有牙齒平均近遠中遺傳度為0.54， 上頜所有牙齒值近遠中的平均遺傳度為 0.60，下頜近遠中為 0.47。牙冠近遠中寬度遺傳度從高至低是上頜中切牙、尖牙、第一前磨牙和下頜的側切牙、第一前磨牙、磨牙。所有牙齒平均唇舌向寬度遺傳度為0.67.上頜唇舌為 0.78，下頜唇舌向為0.56。唇舌向寬度遺傳度從高至低是上頜尖牙、第一前磨牙、磨牙和下頜第一前磨牙、磨牙。牙冠唇舌寬度遺傳力可能超過近遠中寬度，上頜受遺傳影響更大一些，可能與下頜活動頻繁及動度大更多受環(huán)境影響有關。對稱性在遺傳作用中較為明顯，兩側同一位置牙齒的測量指標（ 近遠中寬度或唇舌寬度） 由相同遺傳因子控制；下切牙近遠中及唇舌向寬度由一個遺傳因子支配，而上切牙的近遠中寬度和唇舌向寬度未發(fā)現有共性因子存在，受不同的遺傳因子影響，上下切牙在遺傳作用方面的具有獨立性。近年，劉鶴[11]對82對6～12歲女性雙生子，進行切牙牙冠的近遠中寬度和唇舌向寬度測量，通過因子分析發(fā)現，牙齒發(fā)育雖然表現為多基因遺傳，但也會因為基因表型的變化影響環(huán)境進而使牙齒發(fā)育呈現多樣性。

2.2 牙弓遺傳度的研究

乳牙列的牙弓寬度和高度具有較強的遺傳特性。Hughes[15]用硅橡膠取模得到精確的牙模型，通過測量及統計學分析后得出乳尖牙牙間弓寬度的遺傳指數為0.47～0.82，乳磨牙牙間弓寬度的遺指數為0.80～0.93，而牙弓高度的遺傳度為0.76～0.93。這些數據證明了乳牙列牙弓受遺傳因素影響較大。

恒牙列牙弓受遺傳控制不及牙齒強，續(xù)美如[13]對48對雙生子研究發(fā)現，牙弓受遺傳控制最強的是高度，其次是寬度，長度最弱。遺傳因素更強烈的參與促進牙弓高度變化。另上頜牙弓弧形長度的遺傳度（0.71） 明顯高于下頜（ 0.31） ，這可能是由于下頜在咀嚼活動中更活躍，更易受環(huán)境因素的影響而產生變異。

Shosei等[16]采用三維測量對44對同卵雙生子以及25對異卵雙生子進行牙齒模型測量，獲得牙弓寬度的遺傳指數在0.49～0.92，牙弓長度的遺指數在0.86～ 0.94，得出遺傳因素對牙弓形態(tài)具有決定性作用。Eguchi等對雙生子的研究也獲得類似結果。Eguchi[16]研究了澳大利亞的同卵雙生、異卵雙生雙胞胎樣本量化遺傳和環(huán)境因素變化對牙弓寬度，長度和腭高度的相對貢獻，結果為遺傳度分別為牙弓寬度0.49～0.92，牙弓長度0.86～0.94，和牙弓高度為0.80～0.81。同時，他發(fā)現遺傳因素對同卵雙生雙胞胎的相關性普遍高于異卵雙生的雙胞胎。

Cassidy等[17]研究分析了來自155對同胞關系的320名青少年上頜和下頜牙弓的大小和形狀。牙弓的大小有一個適度的遺傳因素，約0.50，盡管這個估計可能包含共享環(huán)境的影響，牙弓長度和寬度生長因子在很大程度上是獨立的。Brown等人也發(fā)現牙弓寬度和長度度在很大程度上是相互獨立的，可能是受不同的發(fā)展過程影響。一個群體中牙弓寬度遺傳力最高，平均約0.60。牙弓形態(tài)的家族性影響研究顯示，遺傳率低于平均水平，平均為0.39，牙弓大小和形狀被看作是更容易受到環(huán)境的影響，而不是遺傳。這些研究結果顯示需要更好地了解是什么外在因素調節(jié)發(fā)育過程中牙弓的大小和形狀。

Harris[27]在對同胞之間以及父母與子女之間進行牙17個變量遺傳度的估計發(fā)現，兄弟姐妹間下頜牙弓寬度的遺傳度和下頜的尖牙牙弓寬度遺傳度，分別為0.80和0.79。其表型相似是受到了母親的影響。在對母親與后代咬合變量遺傳度估計中，上頜尖牙牙弓寬度，和上下牙弓的長度這三個性狀表現出相對較高的遺傳度。

在許多已嘗試單獨在顱面形態(tài)遺傳和環(huán)境的影響的研究中，環(huán)境已被發(fā)現是重要的。以往的研究結果表明，雖然遺傳變異對牙弓寬度和牙弓長度等特點產生重大影響，環(huán)境之間的相似之處與不同家庭比之間的遺傳變異也很重要。此外，食物結構、后牙頰舌向傾斜角度、咀嚼載荷程度和習慣性活動都可能影響牙弓的寬度，牙弓在大小以及形態(tài)方面表現出的差異是由于遺傳因素和口周肌肉等微環(huán)境的影響。

牙模型的測量分析對于正畸治療具有及其重要的意義，隨著計算機圖像處理技術的不斷發(fā)展和在正畸研究中的應用，更為精確的測量方法將用于牙模型的測量， 為正畸臨床上錯畸形的診斷、分析、矯治計劃設計等具有一定的參考價值。遺傳因素對牙齒大小的決定性作用較牙弓強。牙齒大小與牙弓大小、形態(tài)之間的關系以及各類型錯畸形之間遺傳性狀的異同也應該被進一步深入研究。同時，為了應對環(huán)境因素對牙特征影響，在兒童階段應盡早糾正口腔不良習慣，積極防治替牙障礙，保持乳牙列的完整，避免牙弓長度的縮短。在治療錯畸形時一定要關注與父母相關性強的牙頜面特征對發(fā)育期兒童生長趨勢的影響，并注意父母影響的差異，以便制定出更為合理的臨床矯治方案。

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（收稿日期：2014-12-20）