二十二碳六烯酸在口腔疾病治療中的研究進展

劉艷群，李保勝，李雨陽，張震陽，劉玉潔，孟維艷

(1.吉林大學口腔醫院口腔種植中心，長春 130012； 2.吉林省牙發育及頜骨重塑與再生重點實驗室，長春 130012)

口腔疾病與糖尿病、肺部疾病、心血管疾病和惡性腫瘤等非傳染性疾病被認為是造成全球疾病負擔和人口死亡的主要原因[1]。迄今為止，全球口腔疾病患者高達35億[2]。隨著經濟的發展和人民健康意識的提高，口腔疾病的高患病率引起人們的關注。口腔健康與全身健康息息相關，口腔疾病影響身體的營養攝取和能量平衡，進而影響全身健康，因此維護口腔健康十分重要[3]。二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid，DHA)是人體必需脂肪酸[4]，主要通過食用海藻或深海魚類等途徑補充，DHA作為細胞膜磷脂的重要組成成分，與細胞膜結合后通過調控細胞信號、基因表達等發揮抗炎、抗菌、抗癌等多種生理功能[5-7]，現已用于炎癥和菌群失調相關疾病的治療。此外，牙周病、齲病、根尖周炎、口腔黏膜炎癥等口腔疾病與菌群失調和炎癥也密切相關[8]，因此DHA在口腔疾病中的應用也備受關注，并有望成為治療口腔疾病的新藥物。現對DHA在口腔疾病治療中的研究進展予以綜述，以期為DHA在口腔疾病治療中的應用提供理論依據。

1 DHA的物理特性和來源

DHA是一種分子量為328.49的多元不飽和脂肪酸，高純度的DHA常溫下為魚腥味、無色油狀液體，可溶于有機溶劑，不溶于水；分子結構中含6個不飽和雙鍵，使其具有熔點低、流動性高的特點；另含有5個活潑亞甲基，使其具有極易氧化的特性[9]。DHA最早于1935年由Toyama和Tsuchiya[10]從沙丁魚油中分離出來，之后相繼從牛腦甘油磷脂、南非甜菜油、深海藻類分離獲得，其中微藻脂質是提取純化DHA的主要來源，其分離工藝有溶劑萃取法、酶解法、分餾法、熱解法、離子-液體萃取法和滲透壓法等。隨著從微藻中提取脂類方法的不斷完善，目前銀離子絡合法結合有機溶劑萃取法是獲得高純度DHA的有效方法[11]。

2 DHA的生理功能

2.1抗炎作用 DHA是一種從天然生物中提取的具有免疫功能的物質，因此受到廣泛關注。一方面，DHA作用于髓樣分化因子88的上游，通過干擾脂多糖將其募集至炎癥細胞膜表面的脂筏，進而抑制炎癥信號通路的活化。另一方面，DHA通過激活過氧化物酶體增殖物激活受體γ干擾核因子κB向細胞核內的轉運，進而影響核因子κB炎癥信號通路的激活，發揮抗炎作用。DHA通過基因調控降低細胞對脂多糖的反應，減少促炎腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、白細胞介素(interleukin，IL)-1β、IL-6的產生，增加抗炎因子IL-10的分泌[7]。此外，DHA還能減少單核細胞表面黏附因子的表達，進而降低炎癥細胞與內皮細胞的黏著力[12-13]，發揮抗炎作用。

2.2抗菌作用 病原微生物可以多種方式引發機體感染，并可通過形成生物膜、產生毒力因子和耐藥性等方式逃避宿主免疫。DHA具有廣譜抗菌活性[14]。口服ω-3多不飽和脂肪酸(富含DHA)可以改變腸道菌群，使產生脂多糖的細菌(如大腸埃希菌)的數量減少，降低有害菌群對腸道的損傷[15]。此外，DHA對病原體生長、生物膜形成和毒力因子產生具有巨大的拮抗作用[16]。DHA主要作用于細胞膜，通過破壞電子傳遞鏈和氧化磷酸化干擾細菌能量的產生，還可通過抑制酶活性、引起細菌營養吸收障礙、直接裂解細菌等途徑發揮滅菌作用[17]。

2.3抗癌作用 DHA具有抗腫瘤活性，可在癌癥防治中發揮潛在作用。流行病學研究顯示，DHA能夠抑制多種癌癥的發展[18]。DHA的體內外治療不僅可以抑制癌細胞的增殖和遷移[19]，還可以提高癌細胞對化學藥物的敏感性[20]。DHA的抗癌機制可能與其抑制腫瘤細胞增殖(使腫瘤細胞增殖停滯在G1期)有關[21]。此外，DHA可能直接或間接參與癌細胞凋亡基因的調控，促進癌細胞凋亡[22]。

DHA在非小細胞肺癌的治療中發揮作用。一方面，外源性DHA抑制了非小細胞肺癌細胞的生長和侵襲；另一方面，內源性DHA可以抑制mfat-1轉基因小鼠癌癥模型的腫瘤體積增長及其向其他部位的轉移。DHA還可增加消退素D1的產生，上調肺癌細胞中的miR-138-5p，通過消退素D1/miR-138-5p/叉頭框C1途徑有效抑制肺癌細胞的增殖及轉移[23]。此外，DHA在乳腺癌中的抗癌作用也得到了證實[24]。基于DHA的抗炎、抗菌、抗癌等生理功能，其逐步應用于口腔疾病的治療中。

3 DHA在口腔疾病中的應用

3.1DHA與牙周病 牙周病指致病菌入侵牙周組織引起的氧化應激和炎癥級聯反應所導致的牙齦組織、牙槽骨和牙周韌帶的破壞。目前，傳統抗生素輔助治療存在無法根除牙周炎生物膜，易誘發細菌耐藥性等缺陷，因此利用天然來源、不良反應小的天然物質輔助治療牙周病成為新的關注點。多項體內外研究表明，DHA對牙周病有一定的治療作用，主要體現在免疫保護和抗菌作用[25-29]。

3.1.1免疫保護作用 牙周炎狀態下，牙周組織的損傷主要來源于宿主的免疫反應，通過干擾過度的免疫反應可減輕牙周組織的損傷。而DHA在免疫調節方面的潛力較大，它可通過抑制白細胞趨化因子、黏附分子、促炎因子的分泌，減少炎癥細胞向炎癥部位的募集，進而減少軟硬組織的損傷[5,7-8,25]。

牙齦成纖維細胞在牙周組織重塑方面發揮重要作用，飽和脂肪酸棕櫚酸能通過表達CD36增加脂多糖誘導的人牙齦成纖維細胞中IL-6、IL-8和CXC趨化因子配體1的分泌，而不飽和脂肪酸DHA能夠減弱棕櫚酸的炎癥誘導作用[26]，保護人牙齦成纖維細胞，使活細胞比例顯著提高，降低晚期凋亡細胞和壞死細胞占比[27]。

免疫細胞的過度免疫反應在牙周組織破壞中起主要作用。DHA對先天免疫細胞(如巨噬細胞和適應性免疫細胞)具有免疫調節作用[13]。Solanki等[28]證實，DHA可抑制單核細胞向巨噬細胞的分化，使巨噬細胞分泌TNF-α和IL-6減少；并可抑制中性粒細胞的遷移，提高其吞噬能力，使炎癥細胞因子產生減少。此外，DHA對T細胞也具有調節作用，一方面可增加調節性T細胞分化，負向調控免疫反應；另一方面可減少輔助性T細胞17的產生[13]，進而減少促炎因子IL-17的產生。由此可見，DHA可通過抑制牙齦基質細胞和免疫細胞分泌致炎因子減少牙周組織的損傷。

牙周病的體內研究也證實了DHA的牙周治療作用。Araghizadeh等[29]發現，與炎癥組相比，預防組和治療組牙齦組織切片的炎癥減輕，且預防組炎癥減輕程度更明顯，預防組和治療組唾液TNF-α水平顯著低于炎癥組，表明DHA在一定程度上可預防牙齦炎的發生，并對牙齦炎有一定的治療作用。Dodington等[30]的研究數據顯示，與低DHA攝入量非吸煙牙周病患者相比，高DHA攝入量非吸煙牙周病患者在齦下刮治與根面平整術治療后的探診深度大于3 mm的占比較低，可見DHA在一定程度上可改善齦下刮治與根面平整術治療患者的預后。此外，口服DHA聯合低劑量阿司匹林可以改善牙周炎患者的牙周袋深度、臨床附著喪失、牙齦指數等臨床指標[31]。

3.1.2抗菌作用 目前，牙周病的治療主要通過機械性去除菌斑生物膜的方法來干預牙周病的發生發展。若在治療過程中應用能夠干擾菌斑生物膜生成、抑制牙周致病菌的藥物則可以更好地控制牙周病的發展。

革蘭陰性厭氧菌(牙齦卟啉單胞菌、具核梭形桿菌等)是牙周病的主要致病菌。DHA具有抗菌特性，可以抑制牙周致病菌(牙齦卟啉單胞菌、中間普氏菌、具核梭形桿菌)的活動[32]。Sun等[33]研究發現，12.5 μmol/L的DHA對牙齦卟啉單胞菌有完全抑制作用，還可下調參與細菌定植的毒性基因hagA和hagB的表達，影響生物膜的形成和成熟。臨床研究發現，與單獨服用阿司匹林相比，連續服用DHA聯合阿司匹林3個月可明顯抑制牙齦卟啉單胞菌的增長，但其他牙周致病菌的數量未見顯著減少[34]。DHA通過下調相關毒性基因表達、減輕毒力、抑制牙齦卟啉單胞菌生長、減少牙周組織毒力因子來源達到治療牙周病的目的，而其他牙周致病菌數量無明顯減少的原因可能與臨床研究可能存在的不可控因素以及系統給藥方式所致的牙周作用濃度較小有關。另外，DHA對于牙周疾病的治療作用可能主要通過抑制牙周組織的免疫反應來減輕組織損傷，而抗菌作用僅發揮輔助作用。

3.2DHA與牙體疾病

3.2.1DHA與齲病 變形鏈球菌是一種兼性厭氧革蘭陽性菌，是引起齲病的主要病原體，主要通過代謝碳水化合物產生的有機酸導致牙體硬組織的脫礦和崩解，其重要的致病因素是在牙齒表面形成生物膜，處于其中的細菌通常對抗生素、化療藥物和宿主免疫反應產生的抗菌因子的耐受性更強。目前應用已有的抗生素控制齲齒的發展可能會導致口腔內菌群失調并誘發細菌耐藥性等并發癥，但目前尚未發現細菌對DHA的抵抗性及抗藥表型[16]。此外，DHA具有選擇性毒性作用，在100 μmol/L濃度下對正常組織細胞沒有毒性[22]。鑒于DHA不易誘發耐藥性且生物安全性較高的特點，未來有望開發一種用于齲病防治的DHA抗菌制劑。

DHA不僅可以抑制浮游狀態的變形鏈球菌，還對生物膜中的鏈球菌具有殺傷作用[35]。此外，DHA對多種口腔細菌亦具有抑制作用[32]。DHA抑制口腔細菌的作用機制可能為：①破壞細菌間通訊；②破壞ATP產生，影響細菌能量生成；③改變細菌細胞膜的疏水性；④阻斷烯酰基-酰基載體蛋白還原酶，破壞脂肪酸合成，進而破壞細菌細胞膜磷脂的功能；⑤通過增加細胞膜極性導致細菌滲漏；⑥破壞呼吸電子傳遞鏈[16-17]。此外，DHA還可以通過下調葡糖基轉移酶的編碼基因gtfB、雙組分信號傳導系統編碼基因vicR、生物膜相關調控基因 smu630、感受態調控編碼基因comDE等生物膜形成調控基因的信使RNA的表達，影響生物膜的形成[17,35]，從而對生物膜中的細菌起到殺傷作用。與具有相同長度碳鏈的飽和脂肪酸相比，不飽和脂肪酸DHA往往具有更大的抗菌活性，主要與碳鏈中的雙鍵數量和順式結構有關[16]。

此外，Bener等[36]對16歲以下兒童的調查研究發現，齲齒組食用魚肝油(富含DHA)的頻率明顯低于非齲齒組。一項飲食調查也顯示，DHA與齲齒的發病率呈負相關[37]。綜上，DHA對于齲齒的保護作用具有生物學以及臨床上的可能性。DHA通過抑制牙齒表面口腔微生物的生長以及酸的生成而對牙齒起到保護作用，未來DHA有望作為一種預防和治療齲病的潛在方式，將其添加到牙膏、潔牙劑以及漱口水中。

3.2.2DHA與根尖周炎 根尖周炎是根尖周軟組織和硬組織的炎癥性破壞，宿主的免疫反應在根尖周的發病過程中發揮重要作用。DHA具有免疫保護功能，一方面可以通過減少促炎因子分泌以及增加抗炎因子分泌來減少根尖周組織的破壞；另一方面可以抑制破骨細胞的分化，減少根尖周的骨吸收[12,38-39]。

在根尖肉芽組織中，巨噬細胞浸潤可達到46%[40]。巨噬細胞是骨吸收因子TNF-α、IL-1β的主要來源。研究發現，純化的DHA可以減少脂多糖誘導的人巨噬細胞炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6的分泌[11]。此外，DHA對其他免疫細胞(如中性粒細胞、樹突狀細胞)也表現出抑制作用，減少免疫細胞的聚集，從而減少根尖周的骨吸收和組織破壞[15]。

成骨細胞活性與破骨細胞活性的不平衡引起的骨質流失導致了根尖周炎的骨吸收，而DHA具有限制骨吸收的作用[38-39]。一方面，DHA可以抑制破骨前體細胞的增殖和分化。TNF-α通過結合可溶性核因子κB受體活化因子配體促進破骨細胞分化[39]。研究發現，DHA能夠抑制TNF-α分泌，并呈劑量依賴性地抑制破骨細胞分化，減少骨吸收陷窩的形成[38]，其分子機制為DHA通過抑制巨噬細胞集落刺激因子誘導的蛋白激酶B和細胞周期蛋白D表達來減弱破骨細胞前體細胞的增殖，阻斷核因子κB和促分裂原活化的蛋白激酶的活化，從而抑制破骨細胞生成。另一方面，DHA可加速成熟破骨細胞的凋亡，其分子機制為DHA通過增強B細胞淋巴瘤/白血病-2基因的表達來加速破骨細胞凋亡發揮其抗骨吸收作用[41]。

對根尖周炎動物模型的研究發現，全身補充ω-3多不飽和脂肪酸(富含DHA)可降低根尖周炎大鼠模型的根尖周骨吸收，使浸潤性炎癥細胞和破骨細胞數量減少，促進成骨細胞形成[42]，且根尖周骨質中促炎因子TNF-α、IL-1β和IL-6表達減少，抗炎因子IL-10表達增加[43]。

3.3DHA與口腔鱗狀細胞癌(oral squamous cell carcinoma，OSCC) OSCC是世界上最常見的惡性腫瘤之一。OSCC患者通常對藥物治療產生耐藥性，導致預后不良。DHA可以發揮抗腫瘤活性，在癌癥防治中發揮潛在作用，且DHA與化療藥物同時使用可以提高腫瘤對藥物的敏感性[19-20]。

DHA可直接或間接參與癌細胞凋亡基因的調控，促進癌細胞凋亡。Nie等[44]將mfat-1基因(編碼ω-3脂肪酸去飽和酶的基因)轉染至OSCC細胞系Tca8113細胞的研究發現，轉染后Tca8113細胞膜的ω-6脂肪酸/ω-3脂肪酸比率下降，且Tca8113細胞的增殖受到抑制，細胞凋亡率增加。這一結論在背部植入轉染mfat-1基因Tca8113細胞的雄性裸鼠動物模型中也得到了證實。Nikolakopoulou等[45]發現，DHA可誘導人表皮和口腔正常及腫瘤角質形成細胞的凋亡和生長停滯，主要通過活化c-Jun氨基端激酶殺傷癌前和惡性角質形成細胞實現。

DHA可以抑制癌細胞的增殖和遷移。Mcclain等[46]發現，在非裔美國人中，魚類/貝類(富含DHA)的高食用量可能與頭頸癌的低患病率有關，而這種相關性可能在口腔癌和口咽癌中更為明顯。存在血管神經淋巴管侵襲的OSCC患者癌組織中DHA的含量低于正常組織[47]，因此增加DHA的補給可能在一定程度上控制或減弱OSCC的侵襲。DHA的抗腫瘤特性可以為OSCC的臨床治療提供新策略，實現OSCC治療的最優化。

3.4DHA與復發性阿弗他口炎 (recurrent aphthous stomatitis，RAS) RAS是一種多因素引起的慢性炎癥紊亂性疾病。目前，RAS的治療方法主要為局部對癥和系統免疫調節治療。DHA的免疫保護功能使其有潛力成為治療RAS的系統治療藥物[48]。

研究表明，連續服用DHA 3～6個月可明顯降低RAS患者的潰瘍數量、縮短持續時間和減輕疼痛程度，有助于改善RAS患者的預后和臨床癥狀[49]，這一結果也得到了后期臨床試驗的證實[50]。DHA對RAS的治療原理與免疫調節劑潑尼松有相似之處。DHA對于RAS所致口腔黏膜炎癥的修復多歸因于其免疫調節作用，通過減少促炎因子的分泌以及炎癥細胞向炎癥部位的募集顯著增加宿主谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等抗氧化酶信使RNA的表達和活性，從而促進病灶內炎癥的清除和組織再生[47]。此外，RAS與黏膜和唾液菌群的生態失調有關[8]，DHA對于RAS的治療作用可能歸因于DHA的抗菌特性，進一步鞏固了DHA對RAS的治療作用。因此，系統性補充DHA有望成為潛在有效的RAS治療方法。但目前對于DHA治療RAS的相關研究仍較少，其治療效果需要更多臨床研究的證實。

4 小 結

DHA來源廣泛、生物安全性高、具有長期臨床應用的安全性證據，目前已廣泛應用于食品和醫療行業。DHA的抗炎、抗菌、抗腫瘤特性在牙周病、齲病、根尖周炎、OSCC、RAS等口腔疾病的防治中具有一定的臨床預期，但DHA對口腔疾病的治療潛力仍需更多深入研究的佐證。目前，在體內研究和臨床上，DHA多通過口服方式補充，未來亟須尋找一種能夠在口腔環境內緩慢釋放且能夠保持DHA局部生物學活性的劑型，這對控制口腔有關疾病的發生與發展尤為重要。