免疫細胞在牙周炎癥中的作用研究進展①

於麗明 韓欣欣 劉月華

(上海市口腔病防治院，上海 200001)

牙周炎是由牙菌斑生物膜中的微生物所引起的牙周支持組織的慢性感染性疾病，導致牙周支持組織的炎癥、牙周袋形成、進行性的附著喪失和牙槽骨吸收[1]。牙周組織的炎癥是宿主免疫防御機制和牙菌斑生物膜中的微生物之間相互作用的結果。雖然細菌在牙周炎癥的起始過程中起到不可或缺的作用，但是疾病的進展和嚴重程度取決于宿主的免疫反應[2]。

1 牙周炎的病理生理

人體口腔內大約有500種細菌，這些細菌組成了菌斑生物膜。牙周炎癥是由齦下部分的菌斑生物膜引起，牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonas gingivalis,Pg)、伴放線放線桿菌(Actinobacillus actinomycetemcomitans,Aa)、福賽斯坦納菌(Tannerella forsyth-ensis，Tf) 是主要的牙周致病菌。目前認為牙周微生物的菌群失調(Dysbiosis)、致病菌數量上升激活了宿主免疫反應[3]：宿主細胞通過細胞膜上的Toll樣受體(TLR)發現細菌毒素并分泌炎癥介質，招募中性粒細胞到齦溝及牙齦上皮處，這些中性粒細胞通過脫顆粒、生成活性氧(ROS)以及NETosis，使得牙齦上皮細胞分泌TNF-α、IL-6及IL-1β等細胞因子，同時中性粒細胞被進一步活化，導致大量的中性粒細胞被招募至牙周菌斑附著區域[4]。當細菌突破中性粒細胞防線侵入結締組織，適應性免疫反應被激活。在炎癥的早期，上皮中的朗格漢斯細胞、樹突狀細胞(Dendritic cells,DC)識別細菌產物，遷移并激活輔助性T細胞(Th)1、Th2反應。中性粒細胞通過生成CC類趨化因子配體(CCL)2、CCL20因子介導招募Th17細胞。炎癥狀態持續時，牙周組織中的趨化因子招募調節性T(Treg)細胞，而破骨前體細胞被募集并分化為破骨細胞，最終導致牙槽骨的吸收、牙齦退縮[5]。除了TLR,核苷酸結合寡聚化結構域(Nod)受體以及炎性小體系統參與了牙周炎固有免疫的激活[2]。Pg的產物通過Nod樣受體蛋白3炎性小體途徑激活固有免疫以及特異性的抗細菌抗體IgG[6，7]。

2 中性粒細胞與牙周炎

牙菌斑生物膜刺激宿主，白細胞被招募至齦溝處，其中95%的細胞是中性粒細胞[8]，這些細胞是抗擊菌斑生物膜生長的第一道防線，其抗微生物和抗炎功能對牙周穩態至關重要，被認為是口腔免疫中的守門員[9]。中性粒細胞缺乏會引起嚴重的牙周炎，而中性粒細胞過多同樣會造成慢性炎癥[10]。中性粒細胞的遷移受到趨化因子和黏附因子的調控。中性粒細胞能招募Th17細胞，而Th17細胞又能招募更多的中性粒細胞[11]，導致炎癥的遷延不愈。大量的中性粒細胞浸潤通常被認為與急性炎癥相關，而在牙周炎中，過多中性粒細胞被招募、激活的確切機制以及它們在口腔免疫調節中特定作用尚不明確[9,10]。

另一方面，口腔細菌具有調控宿主中性粒細胞的能力，能破壞其殺傷力及促炎的功能。牙周炎的主要致病菌Pg可通過調控補體、TLR信號途徑來使自己存活，Pg亦可使Toll樣受體信號途徑中的髓樣分化因子(Myeloid differentiation factor88，MyD88)降解來阻斷中性粒細胞TLR2/MyD88信號通道[12]。

3 T細胞與牙周炎

T細胞主要分為CD4+T細胞和CD8+T細胞兩大類，其中CD4+T細胞可分化為輔助性Th1、Th2、Th17和Treg細胞。牙周致病菌突破中性粒細胞防線入侵結締組織并與免疫細胞，如巨噬細胞、樹突狀細胞、γ、δ等細胞接觸，刺激這些免疫細胞產生促炎因子，同時調節Th細胞的發育，從而使得炎癥加劇。研究顯示，IL-17、Th17在牙周炎中起重要作用[13]。IL-17主要由Th17細胞生成，作用于固有免疫及結締組織細胞，能誘導趨化因子、MMPs和ROS生成。此外，IL-17能促進成骨細胞表達核因子κB受體活化因子配體(Receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL)。激活的淋巴細胞，尤其是Th1、Th17細胞，通過RANKL依賴的方式在病理性骨吸收中起主要作用[3]。另一方面，細胞因子IL-10 (Treg細胞),干擾素-γ (Th1細胞) 以及 IL-4與IL-13 (Th2細胞)能抑制破骨，說明牙周固有免疫和適應性免疫之間的相互作用十分復雜[3]。牙周炎癥中Th2細胞和Treg細胞確切的招募機制仍不明確，Treg/Th2保護性的相互作用也不清楚。新近的研究顯示，Treg在牙周炎中的遷移機制可能與IL-4/CCL22/CCR4軸有關[14]。

3.1CD4+T細胞與牙周炎 Th1/Th2細胞：牙周組織中細菌控制了T細胞的反應類型。實驗證實，TLR4激動劑(Aa的LPS)能刺激Th1細胞生成IL-12，而TLR2激動劑(Pg細菌脂肽)則激活TLR2，從而主要誘導 Th2反應。Th1細胞雖然具有抑制破骨的功能，但是其在牙周炎中表達RANKL，從而起到破壞牙周的作用[15]。這種差異可能由于同一細胞亞群在牙周炎中的雙重作用引起。此外，Th2細胞是TLR2的效應細胞，能促進牙槽骨破壞，同時又分泌 IL-4、IL-13抑制破骨[16，17]。

Th17細胞：Th17細胞和其分泌的IL-17在許多炎癥性疾病和自身免疫病中起重要作用。牙周炎中，Th17、Treg細胞數量增加[2,18]。在感染以及免疫疾病中，TLR4同樣能誘導Th17細胞，Pg抗原能誘導T細胞產生IL-17[15]。此外，Pg通過NF-κB途徑刺激IL-1β、IL-6、IL-23生成，誘導Th17細胞的分化[19]。Pg可能通過Th17細胞引起牙周炎癥反應。此外，活化的Th17細胞表面高表達RANKL，因此Th17細胞被認為具有促破骨的作用[19]。

Treg細胞：Treg細胞是一群CD4+Foxp3+T細胞亞群，具有調節其他白細胞的獨特功能[20]。在牙周炎中，Treg細胞數量上升，并發揮保護作用。Nakajima等[21]發現FoxP3、TGF-β 和IL-10 在牙周炎中的表達量相比牙齦炎和健康對照組明顯升高。抑制小鼠牙周組織Treg細胞活性，可使IL-10和TGF-β的表達均下降，而IFN-γ、腫瘤壞死因子-α和RANKL表達上升，從而使得小鼠的牙槽骨喪失增加[22]。在牙周炎組織中選擇性地招募Treg細胞能控制局部炎癥，有效減輕實驗性牙周炎[20]。這說明Treg細胞具有抑制牙周組織損傷功能。此外，研究顯示在牙周炎病損中，有一小群細胞既表達 IL-17A又表達FoxP3，提示存在著Treg-Th17細胞間轉換[2]。

3.2CD8+T細胞與牙周炎 關于CD8+T細胞與牙周炎的研究文獻不多，在慢性牙周炎中，牙齦中CD4+T、CD8+T以及B細胞大量增加，但是CD8+T細胞的作用不甚明顯，CD8+T細胞可能不參與牙齦的病理過程[23]。但是有證據顯示：健康牙齦中的T細胞主要是記憶效應型的T細胞[24]，提示牙齦CD8+T細胞具有記憶效應。這些固有的CD8+T細胞具有調節功能，能抑制骨破壞的因子和修復牙槽骨，目前，牙齦記憶效應 CD8+T細胞在牙周組織中的作用尚不明了[25]。

4 B細胞/漿細胞與牙周炎

中性粒細胞、單核細胞起始牙周炎免疫反應后，組織中的B細胞隨之浸潤并占據主導地位[26]。在炎癥病損確立期，B細胞/漿細胞占牙周組織白細胞總數的60%[27]。牙周疾病的進展也與B細胞數量增加有關。但是，對于B細胞/漿細胞在牙周炎中的確切機制仍不清楚[28]。

研究顯示，B細胞/漿細胞在牙周炎中主要起到保護的作用。針對細菌的抗體反應有利于牙周袋內微生物菌群失調的控制以及預防細菌進入牙齦結締組織，從而限制炎癥和疾病。重度牙周病患者的血清中含有高滴度的抗Pg抗體，能抑制骨吸收，而從對照組提取的含低滴度的血清，則無法抑制骨吸收[29]。但是，這些抗體無法阻止牙周炎進展。這有可能是由于抗體親和力低或者功能差(調理吞噬功能差)導致的。另一方面，B細胞促進炎癥反應。Baker等[30]用B細胞功能不全的IgD基因敲除小鼠研究B細胞與牙周炎的關系，發現相對于野生型小鼠，基因敲除小鼠的牙周骨喪失量少，提示B細胞功能不全有助于保護牙周骨組織。最新的研究顯示：重度牙周炎患者血循環中的CD27+記憶B細胞比例顯著高于牙周健康組，而具有調節功能的B1細胞數量較之下降[31]。

牙周炎癥中，B細胞是分泌RANKL的主要來源[32]，嚴重牙周炎患者B細胞的RANKL表達量上升，且被激活的B細胞數量增加[31]。增殖誘導配體(APRIL)和B淋巴細胞刺激因子(BLyS)在牙周炎癥中表達明顯上升，且與B細胞/漿細胞的數目增加有關[14]。

5 結語

宿主的炎癥免疫在牙周炎中起到雙重作用，很多基因和細胞同時具有破壞和保護牙周的功能?？刂蒲乐艿母腥竞推茐难乐芙M織具有相似的細胞和分子信號通道。比如中性粒細胞能通過消滅細菌預防牙周炎癥的起始和進展。同時，如果細菌不能被有效清除，那么中性粒細胞就是對牙周組織有害，由于它持續地表達細胞因子，會引起牙周軟硬組織的降解。促炎的Th1和Th17細胞對組織有一定的破壞，但是它們能通過趨化、活化吞噬細胞發揮控制炎癥的作用。Th2、B細胞在疾病進展中的作用仍存爭議。從感染控制角度看，抗體有助于控制牙周感染。抑炎因子IL-10和Treg細胞與牙周組織破壞的減輕有關，但并不影響整體免疫對牙周病原菌的控制。局部使用免疫生物制劑調控牙周免疫、抑制骨破壞是一種十分新穎的策略[33]。未來需要更多的研究來闡明牙周與免疫的調節問題，以期更好地減少牙周骨喪失。