正畸牙齦炎患者牙齦卟啉單胞菌表達及其與齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平和牙周健康狀況的關系

黃東烜 雷琳 王鎮

[摘要]目的：探討正畸牙齦炎患者牙齦卟啉單胞菌（Pg）表達及其與齦溝液基質金屬蛋白酶2（MMP-2）、白細胞介素1β（IL-1β）、可溶性細胞間黏附分子1（sICAM-1）水平和牙周健康狀況的關系。方法：選取2017年8月-2019年12月筆者醫院正畸牙齦炎患者106例為病例組，同期68例健康志愿者為對照組。測定對比兩組及病例組不同病情程度（中重度、輕度）患者和治療前后Pg陽性率、齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平、牙周健康狀況指標[菌斑指數（PLI）、齦溝出血指數（SBI）、牙齦指數（GI）、探診深度（PD）]水平，分析正畸牙齦炎患者Pg表達與齦溝液各指標水平、牙周健康狀況的關系。結果：①病例組Pg陽性率、齦溝液MMP-2、IL-1β及sICAM-1水平高于對照組（P<0.05）;②病例組PLI、SBI、GI及PD水平高于對照組（P<0.05）;③病例組中重度患者Pg陽性率、齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平高于病例組輕度患者（P<0.05）;④病例組中重度患者PLI、SBI、GI、PD水平高于輕度患者（P<0.05）;⑤病例組治療后Pg陽性率、齦溝液MMP-2、IL-1β及sICAM-1水平低于治療前（P<0.05）;⑥病例組治療后PLI、SBI、GI、PD水平低于治療前（P<0.05）;⑦病例組Pg表達與齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1及PLI、SBI、GI及PD水平呈正相關關系（P<0.05）。 結論：Pg感染可能是導致正畸牙齦炎患者齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平升高及牙周健康損害風險的因素，早期有效抑制Pg感染，有助于減輕正畸牙齦炎患者炎癥反應，預防牙齦炎進一步發展為不可逆性牙周炎。

[關鍵詞]正畸牙齦炎;牙齦卟啉單胞菌;齦溝液;基質金屬蛋白酶2;白細胞介素1β;可溶性細胞間黏附分子1

[中圖分類號]R783.5? ? [文獻標志碼]A? ? [文章編號]1008-6455（2020）10-0153-04

Expression of Porphyromonas Gingivalis in Patients with Orthodontic Gingivitis and Its Relationship with MMP-2，IL-1β，sICAM-1 levels and Periodontal Health Status of Gingival Crevicular Fluid

HUANG Dong-xuan1，LEI Lin1，WANG Zhen2

（1.Department of Children's Health Care，Maternal and Child Health Hospital of Edong Medical Group， Huangshi 435000，Hubei，China;2. Department of Stomatology， Jingmen Stomatology Hospital， Jingmen 448000， Hubei，China）

Abstract： Objective To investigate the expression of Porphyromonas gingivalis （Pg） in orthodontic gingivitis patients and its relationship with gingival crevicular fluid matrix metalloproteinase 2 （MMP-2）， interleukin 1β （IL-1β） and soluble intercellular adhesion molecule 1 （sICAM-1） levels and periodontal health status. Methods? From August 2017 to December 2019， 106 patients with orthodontic gingivitis in our hospital were selected as the case group， and 68 healthy subjects during the same period as the control group. Measuring and comparing Pg positive rate， gingival crevicular fluid MMP-2，IL-1β，sICAM-1 levels， periodontal health indicators [plaque index （PLI）， sulcus bleeding index （SBI）， gingival index （GI）， depth of exploration （PD）] levels before and after treatment of the patients with different degrees of disease （moderate to severe， mild） in 2 groups and case groups. The relationship between Pg expression， gingival crevicular fluid index and periodontal health status in patients with orthodontic gingivitis was analyzed. Results? ①The Pg positive rate， gingival crevicular fluid MMP-2，IL-1β， and sICAM-1 levels in the case group were higher than those in the control group （P<0.05）.②The levels of PLI， SBI， GI， and PD in the case group were higher than those in the control group （P<0.05）.③The Pg positive rate， gingival crevicular fluid MMP-2， IL-1β， and sICAM-1 levels of patients with moderate to severe disease in the case group were higher than those with mild disease （P<0.05）.④PLI， SBI， GI， PD levels of patients with moderate to severe disease in the case group were higher than those with mild disease （P<0.05）.⑤ The Pg positive rate， gingival crevicular fluid MMP-2， IL-1β， and sICAM-1 levels in the case group were lower than those in the case group before treatment （P<0.05）.⑥The levels of PLI， SBI， GI， and PD after treatment in the case group were lower than those in the case group （P<0.05）.⑦ The Pg expression in the case group was positively correlated with the levels of MMP-2， IL-1β， sICAM-1， PLI， SBI， GI， and PD in the gingival crevicular fluid of the case group （P<0.05）. Conclusion? Pg infection may be a risk factor for the increase of gingival crevicular fluid MMP-2，IL-1β，sICAM-1 levels and periodontal health damage in patients with orthodontic gingivitis. Early effective suppression of Pg infection can help reduce the inflammatory response in patients with orthodontic gingivitis and prevent gingivitis from further developing into irreversible periodontitis.

Key words： orthodontic gingivitis;porphyromonas gingivalis;gingival crevicular fluid; matrix metalloproteinase 2; Interleukin 1β; soluble intercellular adhesion molecule 1

牙齦炎性反應及牙齦增生是正畸固定矯治過程中常見并發癥，易導致口腔中正常菌群紊亂，滋生大量細菌及外源菌[1-2]。研究發現，菌斑及其代謝產物是慢性牙齦炎發生的始動因子[3-4]，而牙齦卟啉單胞菌（Pg）能異常分泌毒力因子，破壞牙周組織，引發非可逆性牙周附著喪失與骨垂直喪失[5]。另有學者認為，牙齦炎癥是由齦溝或牙周袋內齦下菌斑及其產物刺激宿主細胞釋放多種炎性介質、細胞因子及宿主免疫應答反應相互作用的結果[6-7]。然而，關于正畸牙齦炎患者Pg與齦溝液基質金屬蛋白酶2（MMP-2）、白細胞介素1β（IL-1β）、可溶性細胞間黏附分子1（sICAM-1）水平關聯性尚需進一步深入研究?；诖耍狙芯坑^察牙齦卟啉單胞菌（Pg）在正畸牙齦炎患者表達及與齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平和牙周健康狀況的關系，現報道如下。

1? 資料和方法

1.1 一般資料：選取2017年8月-2019年12月筆者醫院就診的正畸牙齦炎患者106例為病例組，同期68例健康志愿者為對照組。病例組：女59例，男47例，年齡18～26歲，平均（23.12±1.40）歲;病程2.1～8.2個月，平均（5.49±1.22）個月;有肉眼可見菌斑牙齒11～15顆，平均（13.15±0.67）顆;齦袋深度1.2～3.4mm，平均（2.35±0.41）mm;病情程度：輕度57例，中重度49例;對照組：女37例，男31例，年齡19～28歲，平均（22.95±1.33）歲。兩組基本資料（年齡、性別）均衡可比（P>0.05）。本研究經筆者醫院醫學倫理委員會審批同意。納入標準：（1）病例組均符合以下表現：①菌斑所致增生性齦炎;②以刷牙出血、牙齦腫脹及不舒服為主訴;③伴有牙齦色澤鮮紅或暗紅，齦緣處有菌斑，齦乳頭增生肥大等表現;④齦溝出血指數（SBI）≥2，探診深度（PD）≥4;（2）兩組均簽署知情同意書;排除標準：①近4周內有抗生素藥物服用史者;②處于產褥期或哺乳期等特殊時期女性;③口腔感染性疾病者;④慢性咽炎、慢性扁桃體炎等局部炎癥者;⑤認知功能障礙者。

1.2 方法

1.2.1 檢測方法：①Pg檢測：選取患牙（1顆）牙周袋最深部位作為采樣位點，采用無菌齦下刮治器刮取患牙牙周袋，置入無菌EP管，保存于-20℃待檢。采用熒光PCR技術檢測Pg，試劑盒購自上海晅科生物科技有限公司，質控菌株為ACTT 33277;②齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平：取齦溝液時囑患者漱口，棉卷隔濕干燥以氣槍由齦緣向牙冠方向輕輕吹干牙面，清除齦上菌斑。采用器械夾取出提前準備的濾紙條（Whatman 3mm），緩慢插入目標牙遠中頰側齦溝內，遇輕微阻力停止插入，預停留30s，置入EP管中稱重，并于-80℃冰箱低溫保存待檢。室溫條件下解凍30min，剪碎濾紙條，添加200μl磷酸鹽緩沖液，浸泡并振蕩60min，4℃下以1 000r/min離心10min。采用酶聯免疫吸附試驗（ELISA）檢測齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平，試劑盒購自上海酶聯生物科技有限公司，嚴格按照試劑盒說明書操作。

1.2.2 治療方法：病例組均接受口腔衛生護理，使用含氟化物牙膏刷牙，3次/d，并予以正畸及牙周基礎治療。

1.3 觀察指標：①比較兩組Pg陽性率、齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平、牙周健康狀況指標[菌斑指數（PLI）、SBI、牙齦指數（GI）、PD]水平，其中PLI根據菌斑量分為0分（齦緣區無菌斑）、1分（視診無菌班，探針在游離齦及鄰近區刮出薄層菌斑）、2分（齦袋內、游離齦及鄰近區發現中等堆積量軟性沉積物）、3分（齦袋內、游離齦及鄰近區發現大量堆積量軟性沉積物）;SBI采用Mazza提出的出血指數評估，最高分5分，分值與出血嚴重程度成正比;GI根據牙齦病變程度分為0分（牙齦正常）、1分（牙齦輕度炎癥，顏色輕度改變，輕度水腫，探針無出血）、2分（牙齦中度炎癥，色紅、水腫、光亮，探針發現出血現象）、3分（牙齦重度炎癥，紅腫，有潰瘍，出現自動出血傾向）;PD是齦緣到齦溝或牙周袋底距離;②病例組不同病情程度患者Pg陽性率、齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平、牙周健康狀況指標（PLI、SBI、GI、PD）水平;③病例組治療前后Pg陽性率、齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平、牙周健康狀況指標（PLI、SBI、GI、PD）水平;④正畸牙齦炎患者Pg表達與齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平和牙周健康狀況的關系。

1.4 統計學分析：采用SPSS 22.0統計學軟件處理數據，計量資料以（x?±s）表示、t檢驗，計數資料用[n（%）]表示、χ2檢驗，采用Spearman線性相關性分析，P<0.05為差異有統計學意義。

2? 結果

2.1 兩組Pg陽性率、齦溝液MMP-2、IL-1β及sICAM-1水平比較：病例組Pg陽性率、齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平高于對照組（P<0.05），見表1。

2.2 兩組牙周健康狀況指標水平比較：病例組SBI為3.45±0.38，對照組無牙齦出血;病例組PLI、SBI、GI、PD水平高于對照組（P<0.05），見表2。

2.3 病例組不同病情程度患者Pg陽性率與齦溝液各指標水平比較：病例組中重度患者Pg陽性率、齦溝液MMP-2、IL-1β及sICAM-1水平高于輕度患者（P<0.05），見表3。

2.4 病例組不同病情程度患者牙周健康狀況指標水平比較：病例組中重度患者PLI、SBI、GI、PD水平高于輕度患者（P<0.05），見表4。

2.5 病例組治療前后Pg陽性率及齦溝液各指標水平比較：病例組治療后Pg陽性率、齦溝液MMP-2、IL-1β及sICAM-1水平低于治療前（P<0.05），見表5。

2.6 病例組治療前后牙周健康狀況指標水平比較：病例組治療后PLI、SBI、GI、PD水平低于治療前（P<0.05），見表6。

2.7 病例組Pg表達與齦溝液各指標和牙周健康狀況的關系：Spearman相關性分析可知，病例組Pg表達與病例組齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1及PLI、SBI、GI、PD水平呈正相關關系（P<0.05），見表7。

3? 討論

相關報道指出，正畸治療過程中，矯正器可破壞口腔內環境，增多牙菌斑，加之牙石長時間壓迫及刺激牙齦組織，可引發牙周支持組織不同程度炎性水腫表現[8-9]。因此，早期預防正畸治療所致牙齦炎性反應、抑制不可逆性牙周組織損傷發生是目前研究關鍵所在。

3.1 Pg在正畸牙齦炎中的病理機制及與牙周健康狀況的關系：Pg對牙周炎癥的發生、發展具有一定作用[10-11]。屠彥[12]等認為，Pg感染是引發慢性牙周炎的關鍵風險因素。Hong CE等[13]研究結果還顯示，Pg陽性率在正畸牙齦炎患者中呈高表達，支持本研究觀點，并隨病情程度加重呈明顯增長趨勢，Pg大量增殖可激活Kgp、RgP等與牙齦炎發生相關的毒力因子，對細菌定植、生存及侵襲產生不良影響[14]，誘導牙齦上皮細胞、單核細胞或巨噬細胞產生致炎細胞因子，降解細胞外基質，損傷宿主免疫防御機制。提示正畸可能促進齦下微生物生存條件改變，導致齦下牙周致病菌大量定植，進而為牙齦炎發生、炎癥加重創造有利條件，這也可能是正畸牙齦炎患者PLI、SBI、GI、PD水平下降，牙周健康狀況欠佳的主要原因。對治療前后正畸牙齦炎患者Pg陽性率進行對比分析，治療后正畸牙齦炎患者Pg陽性率明顯低于治療前，故建議臨床對正畸牙齦炎患者可應用對革蘭陰性專性厭氧菌有效的抗菌藥物進行有效控制。經Spearman相關性進一步分析可知，正畸牙齦炎患者Pg表達與PLI、SBI、GI、PD水平存在正相關關系，Pg感染加重可發揮Kgp作用，參與亞鐵血紅素聚集，引發牙齦炎牙齦出血傾向，進而逐漸侵入牙周深層結締組織，充分說明正畸牙齦炎患者牙周健康狀況與Pg感染嚴重程度具有一致性。

3.2 齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1在正畸牙齦炎中的病理機制及與Pg感染相關性：正畸牙齦炎是宿主自身免疫系統面對感染微生物、毒性產物時免疫應答過程中產生的間接免疫病理損傷[15]。齦溝是維持牙周健康的重要環境，也是口腔生態區的主要滯留區之一，其中中性粒細胞是齦溝液中最重要免疫細胞，而sICAM-1可引發淋巴細胞及中性粒細胞定向遷移，破壞纖維組織，并在牙周組織內皮細胞、牙齦上皮細胞中均有表達。MMP-2在牙周支持組織活動性破壞的位點較高，參與牙周結締組織的降解及組織再構筑[16]。IL-1β可能參與牙周炎癥反應的發生、發展[17]。本研究通過ELISA法檢測分析，齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平在正畸牙齦炎中重度患者中過度表達，與黃林等[18]、趙恒越等[19]研究結果相似。牙齦組織受牙周致病菌侵入引發局部免疫活性細胞產生細胞因子，從而誘導牙周結締組織重塑[20]，而這種重塑過程會引發效應T細胞，抑制RNA與蛋白質合成，影響膠原合成蛋白，進而過度釋放齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平，產生特異性體液免疫應答、細胞免疫應答，加重炎癥破壞程度，直接參與牙周組織的破壞降解過程，并在細胞遷移、結締組織吸收及改建過程中發揮一定效果[21]。分析Pg與齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平相關性可知，Pg感染是導致正畸牙齦炎患者齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平升高的風險因素。Pg感染與齦溝液MMP-2、IL-1β及sICAM-1水平具有相互協同和相互促進效應，因此，阻斷四者關聯，利于阻斷牙齦血管炎癥性擴張所致出血現象，抑制細菌聚集，從而減少牙菌斑生成，預防牙齦炎進一步發展為不可逆性牙周炎。

綜上可知，Pg感染可能是導致正畸牙齦炎患者齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平升高、牙周健康損害的風險因素，早期有效抑制Pg感染，有助于減輕正畸牙齦炎患者炎癥反應，預防牙齦炎進一步發展為不可逆性牙周炎。

[參考文獻]

[1]劉興華.沖牙器輔助控制正畸患者牙齦炎及牙釉質脫礦的臨床觀察[J].中國現代藥物應用，2019，13（3）：63-64.

[2]趙蕾，王曉宇，徐屹，等.正畸治療與牙周軟組織健康的關系及處理[J].華西口腔醫學雜志，2018，36（6）：595-601.

[3]Holtfreter B，Kocher T，Hoffmann T，et al.Standards for reporting chronic periodontitis prevalence and severity in epidemiologic studies proposed standards from the joint EU/USA Periodontal Epidemiology Working Group[J].J Cin Periodontol，2015，42（5）：407-412.

[4]張蕾，張鵬濤，鐘良軍，等.正畸治療的兒童牙齦卟啉單胞菌的變化[J].中華醫院感染學雜志，2018，28（1）：118-120，160.

[5]Perricone C，Ceccarelli F，Saccucci M，et al.Porphyromonas gingivalis and rheumatoid arthritis[J].Curr Opin Rheumatol，2019，31（5）：517-524.

[6]鄔揚絢，褚金海，劉秋紅.正畸治療對牙齦蛋白R變化的影響及引發牙齦炎癥的風險分析[J].河北醫科大學學報，2019，40（10）：1185-1188.

[7]王柳然，劉歆嬋，孟陽，等.Mongersen在牙周炎癥微環境中抗炎作用的體外研究[J].口腔醫學研究，2018，34（12）：1333-1336.

[8]彭斌，羅耀鵬，梁培慧.自鎖托槽矯正技術在正畸患者中的應用及對齦溝液內IL-1β、TNF-α水平的影響研究[J].中國中西醫結合耳鼻咽喉科雜志，2018，26（5）：366-369.

[9]林浩.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[J].實用口腔醫學雜志，2019，35（4）：583-586.

[10]Zhang F，?zdemir B，Nguyen PQ，et al.Methanandamide diminish the Porphyromonas gingivalis lipopolysaccharide induced response in human periodontal ligament cells[J].BMC Oral Health，2020，20（1）：107.

[11]Gatej SM，Bright R，Weyrich LS，et al.Probiotic Lactobacillus Rhamnosus GG Protects Against P.Gingivalis And F.Nucleatum Gut Dysbiosis[J].J Int Acad Periodontol，2020，22（2）：18-27.

[12]屠彥.口腔菌斑生物膜間的相互作用及其對不同材料的粘附性[D].杭州：浙江大學，2017.

[13]Hong CE，Joo JY，Choi J，et al.Prediction of the alveolar bone level after the extraction of maxillary anterior teeth with severe periodontitis[J].J Periodontal Implant Sci，2015，45（6）：216-222.

[14]Blasco-baque V，Garidou L，Pomié C，et al.Periodontitis induced by Porphyromonas gingivalis drives periodontal microbiota dysbiosis and insulin resistance via an impaired adaptive immune response[J].Gut，2017，66（5）：872-885.

[15]Wang L，Guan N，Jin Y，et al.Subcutaneous vaccination with Porphyromonas gingivalis ameliorates periodontitis by modulating Th17/Treg imbalance in a murine model[J].Int Immunopharmacol，

2015，25（1）：65-73.

[16]王寶，孫媛，宋康，等.應激性高血糖對顱腦損傷患者炎癥狀態和外周血乳酸、MMP-9水平以及28天死亡率的影響[J].分子診斷與治療雜志，2019，11（1）：39-43.

[17]何蓉，嚴偉，唐雪驍，等.支原體肺炎患兒血清TNF-α、sCD40L、IL-1β、IL-2水平與心律失常的關系[J].熱帶醫學雜志，2019，19（10）：1241-1244.

[18]黃林，方威蘇，曹君.IL-1β、MMP-2在大鼠牙根吸收組織中的表達及意義[J].口腔醫學研究，2019，35（6）：604-607.

[19]趙恒越，何文娟.三種修復金屬材料對口腔修復患者牙周組織齦溝液中炎癥因子水平的影響[J].河北醫學，2019，25（6）：894-898.

[20]周焱祎.康復新液對正畸患者齦溝液中MMP-2和PGE2水平影響[D].唐山：華北理工大學，2018.

[21]蘇娟娟，薛鵬.慢性牙周炎合并糖尿病患者唾液及齦下菌斑中牙周致病菌檢測臨床研究[J].中國實用口腔科雜志，2018，11（2）：79-83.

[收稿日期]2020-04-27

本文引用格式：黃東烜，雷琳，王鎮.正畸牙齦炎患者牙齦卟啉單胞菌表達及其與齦溝液MMP-2、IL-1β、sICAM-1水平和牙周健康狀況的關系[J].中國美容醫學，2020，29（10）：153-156.