正畸固定矯治患者齦溝液中TSLP和IL-33濃度的變化與牙周炎癥的關系

林浩

在正畸固定矯治的過程中，粘接矯治裝置，弓絲入槽后不利于口腔清潔，導致細菌、食物殘渣等堆積形成菌斑，引起正畸固定矯治中發生牙齦炎癥[1]。齦溝液(gingival crevicular fluid,GCF)分泌量及成分的變化對研究牙周病的發生發展及治療效果等均有重要意義[2]。胸腺基質淋巴細胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP) 主要由上皮細胞分泌的新型細胞因子，能通過誘導樹突細胞招募Th2細胞的趨化因子，進而誘導Th2炎癥細胞的生成，引起Th1/Th2細胞比例失衡，產生細胞因子IL-4、IL-5、IL-13和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF-α)等，導致牙周組織炎癥及牙槽骨吸收[3-5]。IL-33是2005 年新發現的一個多功能基因，屬于IL-1家族新成員，可激活肥大細胞、淋巴細胞和嗜酸性粒細胞，在炎癥、感染和自身免疫性疾病中扮演著重要角色，在牙周炎癥中尚未見報道[6]。

本研究通過檢測正畸固定矯治后, 齦溝液中的胸腺基質淋巴生成素、IL-33的濃度與牙周狀況的關系，擬為判斷正畸固定矯治患者的牙周炎癥程度提供一種新的可能的檢測思路以及進一步探討正畸固定矯治中牙周炎癥的分子機制提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

直絲弓金屬托槽(straight wire appliance)(卡瓦盛邦上海牙科醫療器械有限公司)；頰面管、牙周探針(長沙市天天齒科器材有限公司)；35號吸潮紙尖(天津加發醫療器械有限公司)；生物素雙抗體夾心酶聯免疫吸附法(ELISA)試劑盒(RD,美國)。

1.2 病例選擇

選取2016-01～2017-09江蘇省連云港市第二人民醫院正畸科自愿參加本研究的患者為研究對象，納入標準為：①正畸治療前均無齲齒或齲齒已充填、無牙周或黏膜疾病；②3個月內未服用抗生素或引起牙齦增生的藥物；③無凝血功能障礙或血液系統疾患；④無嚴重心、腦、肺、肝、腎等臟器疾病；⑤依從性好，按時復診；⑥治療前未使用過細胞因子抑制劑。共納入研究60 例(男34 例，女26 例)，年齡13～20 歲，平均年齡15.8 歲。檢測牙位為：右上頜第一磨牙(16)、左上頜中切牙(21)、左下頜第一前磨牙或第二前磨牙(34/35)、右下頜中切牙(41)。研究經醫學倫理委員會批準，所有患者及家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.3 正畸固定矯治

在正畸治療開始前1 周進行系統的口腔衛生宣教，教會患者使用正畸牙刷、牙線及牙間隙刷進行口腔衛生的維護與保持，要求患者采用Bass刷牙法，飯后刷牙，每次至少5 min，每天至少刷3 次；復診，進行衛生宣教后的督促及指導。患者在固定矯治前和矯治后2、4、6、8 個月復診時，檢查記錄牙周臨床指數，包括菌斑指數、牙齦指數、探診指數，并收集檢測牙位遠中頰面齦溝液進行相關檢測。

1.4 齦溝液的采集及檢測

用氣槍吹干受試牙牙面及周圍牙齦組織后，采用35號吸潮紙尖輕輕插入受試牙遠中頰面齦溝至有阻力時停止, 靜止30 s后取出以收集齦溝液，每間隔10 min后再重復收集樣本1次, 用離心洗提法回收吸潮紙尖上的齦溝液，放入EP管中-70 ℃凍存，以待檢測。采用ELISA法測定齦溝液樣本中的TSLP和IL-33的水平，具體步驟按說明書進行。

1.5 牙周臨床指數檢測

菌斑指數(plaque index，PLI)：采用Quigley-Hein法進行判定[2]，用菌斑顯示劑涂布于牙面，囑患者漱口后檢查著色的菌斑在牙面的分布部位和范圍，按照記分標準進行記錄；牙齦指數(gingival index，GI)：采用L?e和Sliness法(1963、1967)，將牙周探診放到牙齦邊緣齦溝開口處，并沿齦緣輕輕滑動，以記分標準判斷牙齦的炎癥程度；探診深度(probing depth，PD)：是指齦緣至袋底的距離，使用牙周探針記錄探診深度，以mm表示。所有檢查均由同一人完成。

1.6 統計學方法

2 結 果

2.1 治療前后牙周臨床指數的變化

PLI從矯正前的1(0-1)上升到4 個月時的2(1-2)，隨后降至1(1-2)，GI從矯正前的0(0-1)上升至1(0-2)，隨后降至1(0-1)(圖 1)。這表明患者牙周炎癥在接受正畸矯治4 個月左右最嚴重，隨后逐漸改善。這可能與戴入矯治器后口腔內環境的改變以及口腔衛生維護較差有關。此外，正畸牙早期移動也會引起一定的牙周炎癥。但在接受治療4 個月之后，可能由于復診時進行的衛生宣教督促及指導，患者已基本掌握刷牙的正確方法，口腔衛生有所好轉，由正畸牙早期移動導致的牙周炎癥也逐漸消退，從而使PLI和GI逐漸趨于穩定。PD一直呈上升趨勢(圖 1)。臨床健康牙齦的組織學深度平均為1.8 mm，正常探診深度不超過3 mm，雖在戴用矯治器8 個月的觀察期內PD最大值仍處于正常范圍，具體變化仍需探討。

圖 1 治療前后牙周指數變化

2.2 治療前后TSLP和IL-33濃度的變化

GCF中TSLP、IL-33的濃度在矯治4 個月時水平達到峰值，隨后開始下降(P<0.05)(圖 2)。TSLP、IL-33的變化趨勢基本與PLI和GI相符。

圖 2 治療前后齦溝液中TSLP和IL-33的濃度變化

Fig 2 Changes of the concentration of TSLP and IL-33 in GCF before and after treatment

2.3 TSLP、IL-33濃度與牙周臨床指數的相關分析

從以上實驗可以看出，齦溝液中TSLP、IL-33的濃度與PLI、GI之間存在明顯的正相關關系，因此本研究進一步進行了Spearman相關性分析，發現差異有統計學意義(P<0.05)，但TSLP、IL-33與PD未見顯著相關(表 1)。結果表明，TSLP和IL-33有可能參與正畸矯治過程中牙周炎的發生發展過程。

表 1 GCF中TSLP、IL-33濃度與牙周臨床指數的相關性

Tab 1 Correlation between the concentration of TSLP and IL-33 in GCF and periodontal clinical index

臨床指數時間(月)TSLPIL-33rP值rP值PLI矯正前.528②.000.496②.0002.648②.000.461②.0004.676②.000.369②.0046.686②.000.302②.0008.658②.000.498②.000GI矯正前.426②.001.300①.0202.350②.006.267①.0394.295①.022.368②.0046.366②.004.297①.0218.267②.039.361②.005PD矯正前.104.428.259①.0462.199.128.226.0834.212.103.185.1566.132.314.188.1508.186.156.166.204

注： ①P<0.05； ②P<0.01

3 討 論

齦溝液由牙周組織分泌，其組成成分的量和變化與牙周組織的生理狀態密切相關，可間接反映鄰近牙周組織中生物因子的量和變化[7]。

GI和PLI是反映牙周炎炎癥程度的牙周臨床指標，PD是反映牙周炎牙周袋深度的特征性指標[8]。研究結果表明，接受正畸固定矯治的患者牙周炎癥在前4 個月明顯加重，隨后逐漸穩定，在戴用矯治器后8 個月的觀察期內PD持續增大，暗示著正畸固定矯治主要在前4 個月對口腔微環境產生較大影響，并持續影響牙周袋深度。在此基礎之上，進一步研究了齦溝液中TSLP和IL-33的水平變化，以探討TSLP和IL-33是否參與正畸固定矯治過程中牙周炎癥的發生發展。

Ito等[9]的研究發現，CD4+輔助性T細胞( T helper，Th細胞) 能夠通過多種途徑介導炎癥反應、宿主免疫應答，是牙周病重要的致病機制之一。Th1和Th2細胞是輔助性CD4+ T細胞( Th細胞) 的2 個重要亞群，Th1細胞主要表達IFN-γ、TNF-α等細胞因子，Th2細胞主要表達IL-4、IL-10等細胞因子，已有大量研究表明這些因子參與正畸過程中的牙齒移動、牙槽骨重建過程和牙周炎癥[10]。TSLP作為一種能招募T細胞的趨化因子，基本功能是支持B淋巴細胞的生長、分化、成熟及T細胞增殖和Th2細胞因子的產生，并對樹突狀細胞的活化、成熟和遷移起著重要的調控作用等[5,11]。研究結果表明，TSLP與PLI、GI之間存在明顯的時間依賴性的正相關關系，即隨著牙周組織炎癥的程度變化而變化，這暗示著TSLP可能通過間接激活CD4 + T細胞前體向Th2轉化，產生經典的Th2細胞因子，包括IL-4、IL-13以及大量的TNF等來參與牙周炎癥反應。

除此之外，還檢測了IL-33在正畸固定矯治過程中的水平變化。全長的IL-33具有生物學活性，細胞壞死能釋放全長的IL-33，但機制未明[12-13]。因此當在細胞外環境中IL-33水平升高時說明該組織細胞可能正遭受到一定程度的破壞。IL-33 能趨化Th2 細胞，增強Th2 型細胞因子IL-4的表達，能通過CD4+T細胞激活樹突狀細胞產生IL-5、IL-6、IL-13，進而參與正畸矯治的牙周炎癥過程[14-15]。正畸矯治的過程中，當牙齒受到過大壓力后，牙周韌帶會出現廣泛的透明樣變性，可能直接造成牙周組織因缺血而壞死，導致IL-33的大量釋放，引起牙周炎癥。研究結果表明，牙周炎癥在第4個月時達到最重，而齦溝液中IL-33水平此時也處于峰值，隨后炎癥進展逐漸趨于平穩，IL-33水平也逐漸下降。曾有多個研究報道，成人正畸患者在戴用矯治器初期即出現牙齦炎癥，菌斑指數和牙齦指數明顯增高，但隨后穩定，牙齦炎癥得以緩解、控制，這與研究結果基本相一致[16-17]。因此，正畸矯治中的牙周炎癥狀況可通過齦溝液中IL-33水平變化直接反映。

本研究首次報道了齦溝液中TSLP和IL-33的變化水平與正畸固定矯治過程中的牙周炎癥的相關性，并初步分析了發生這種現象的可能原因。研究發現，TSLP和IL-33均是參與牙周炎癥的重要炎癥因子，可輔助臨床醫生了解正畸固定矯治中牙周組織的炎癥情況，幫助臨床醫生對治療策略做出合理調整，同時也為深入探討正畸固定矯治中牙周炎癥的分子機制提供了新的思路和靶點。但是，由于正畸固定矯治早期也是一個急性炎癥過程，牙周組織內的成骨細胞和破骨細胞受到正畸生物力的影響，可產生并釋放大量細胞因子、生化介質等[18]，影響牙周細胞代謝和牙周組織改建，這可能會為實驗結果帶來一定的偏倚[19-20]。而且，不同個體炎癥因子的水平差異較大，許多因素如年齡、取樣牙位、力的作用點等均可對齦溝液成分造成一定影響，因此還有待進一步的分子生物學和動物體內研究來提供更高級別的證據支持。