恒牙萌出機(jī)制的研究進(jìn)展

魏翠芹，林新平

1.浙江中醫(yī)藥大學(xué)，浙江杭州 310002；2.杭州牙博藝口腔門診部，浙江杭州 310008

牙齒萌出是指牙齒從牙槽骨內(nèi)的初始發(fā)育部位移動(dòng)到口腔中的功能位置[1]。恒牙萌出是一個(gè)復(fù)雜、調(diào)控精密的過(guò)程，涉及牙齒周邊的各種軟硬組織，包括牙槽骨、乳牙的牙根、牙周膜、口腔黏膜等，各種細(xì)胞及細(xì)胞因子、基因參與并調(diào)控恒牙萌出。遺傳、全身或局部原因均可造成恒牙萌出異常，表現(xiàn)為異位萌出、萌出延遲、早萌、阻生、牙根固連、進(jìn)展性后牙開等。對(duì)牙齒萌出機(jī)制的研究有助于理解萌出過(guò)程、探討萌出機(jī)制、明確牙齒萌出異常病因、制定治療方案，從而有效、高效完成牙齒正畸過(guò)程，保證治療效果。根據(jù)恒牙所在位置及萌出速度不同，恒牙萌出分為5 個(gè)階段[2]：①牙冠形成前萌出階段；②骨內(nèi)萌出階段；③破齦階段；④建前萌出階段；⑤建后萌出階段。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)恒牙萌出研究較多，現(xiàn)根據(jù)萌出不同階段將其研究進(jìn)展做一綜述。

1 牙冠形成前萌出

釉質(zhì)形成始于釉牙本質(zhì)界處，由成釉細(xì)胞分泌釉質(zhì)基質(zhì)形成一系列規(guī)律的生長(zhǎng)線結(jié)構(gòu)，以不斷層積的方式形成。有研究指出[3-4]，在牙冠形成階段，牙齒萌出前存在微量、隨意的牙齒移動(dòng)，但移動(dòng)是局部的，并不是沿著牙齒萌出方向。由于金屬釘在骨發(fā)育、改建過(guò)程中位置固定不變的特點(diǎn)，以金屬釘為參照，研究周邊硬組織的發(fā)育、改建。20 世紀(jì)60 年代，Bjork[5]在頜骨植入金屬釘，縱向觀察兒童的頭顱側(cè)位片，得出結(jié)論：在牙冠形成過(guò)程中，牙冠保持在頜骨位置中固定不變，沒(méi)有變化。牙冠形成階段，牙齒可能微量移動(dòng)或不動(dòng)，不同研究結(jié)果有差異，具體還需進(jìn)一步深入研究。

2 骨內(nèi)萌出階段

牙冠發(fā)育完成后，成釉器內(nèi)釉和外釉上皮細(xì)胞在頸環(huán)處增生，向根尖孔方向延伸，形成上皮根鞘，開始形成牙根，伴有底部牙槽骨的生成。牙齒萌出需要兩個(gè)條件：①萌出動(dòng)力；②牙齒周邊組織（牙槽骨、乳牙牙根、黏膜等）改建。骨內(nèi)萌出階段面臨穿通牙冠周圍牙槽骨，乳牙根等機(jī)械阻力，萌出的動(dòng)力來(lái)源不明。關(guān)于牙冠周邊軟硬機(jī)械阻力去除。Cahill 等[6-7]在狗下頜前磨牙萌出中研究發(fā)現(xiàn)：牙齒萌出過(guò)程中，冠方牙槽骨吸收，生成恒牙萌出道，牙齒根方及根分叉處新生大量牙槽骨。Marks 等[8]利用比格犬實(shí)驗(yàn)研究，在出生后第15 周時(shí)外科手術(shù)去除牙囊冠部或根部，觀察后續(xù)下頜第三、第四恒前磨牙萌出過(guò)程，研究發(fā)現(xiàn)：去除牙囊的冠方部分（牙囊的冠方結(jié)締組織和釉上皮）實(shí)驗(yàn)組，無(wú)萌出道生成，乳牙牙根未吸收，繼承牙齒不能萌出；去除牙囊根部組織，保留牙根發(fā)育生長(zhǎng)區(qū)實(shí)驗(yàn)組根方牙槽骨停止生成，50%病例牙根繼續(xù)生成變長(zhǎng)，50%病例牙根停止發(fā)育。所有病例中，牙齒停止萌出。但牙囊上方繼續(xù)形成牙齒萌出道，乳牙牙根吸收；將牙囊完全去除實(shí)驗(yàn)組，無(wú)萌出道，也無(wú)牙槽骨生成，牙齒不能萌出；牙囊完整，用金屬作為人工牙代替牙囊中牙齒的實(shí)驗(yàn)組，人工牙會(huì)繼續(xù)萌出，實(shí)驗(yàn)證明牙囊在恒牙萌出中的重要意義是恒牙萌出的必要條件。隨著研究深入，觀察牙齒萌出過(guò)程中涉及的相關(guān)細(xì)胞。對(duì)狗的牙齒萌出研究發(fā)現(xiàn)[9-10]，萌出牙齒的牙囊中，在萌出開始的前幾天，牙囊的冠部出現(xiàn)破骨細(xì)胞，在牙囊根部出現(xiàn)成骨細(xì)胞。Sundquist等[11]在18周大比格犬的下頜第四前磨牙牙囊局部注射濃度10-6mmol/L 和10-7mmol/L 的巴氟洛霉素A1 2 周，可逆地阻斷破骨細(xì)胞的質(zhì)子磅，影響破骨細(xì)胞功能，從而妨礙牙齒萌出道生成，阻礙或減慢牙齒萌出。同一時(shí)段，牙根繼續(xù)發(fā)育變長(zhǎng)，方向朝向下頜神經(jīng)管，根方牙槽骨吸收容納牙根。

在牙齒萌出階段，牙根同時(shí)發(fā)育、變長(zhǎng)。有學(xué)者提出假設(shè)[12]：牙根發(fā)育是牙齒萌出動(dòng)力。但后期研究結(jié)果表明，在人類、猴子、狗和老鼠的牙萌出觀察中發(fā)現(xiàn)，無(wú)根牙繼續(xù)萌出[13-14]。去除Hertwig’s 上皮根鞘、根尖乳頭和根尖周組織，或外科方法去除牙齒某一個(gè)或所有牙根后，術(shù)后所形成的空間由牙槽骨填滿[15]，但牙齒繼續(xù)萌出。Kim 等[16]發(fā)現(xiàn)Wnt/β-catenin 基因影響牙根形成過(guò)程中細(xì)胞分化增殖，影響牙根形成，將Wnt/β-catenin 特定基因敲除后，老鼠磨牙成為無(wú)牙根，但其繼續(xù)萌出到口腔中。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究證明，牙囊在動(dòng)物牙齒萌出過(guò)程中的重要性，大量細(xì)胞、因子、基因參與其中。來(lái)源于間充質(zhì)細(xì)胞的干細(xì)胞及其子細(xì)胞參與萌出過(guò)程[17-18]。細(xì)胞因子涉及菌落刺激因子、單核細(xì)胞趨化蛋白-1、甲狀旁腺素相關(guān)蛋白[19]、表皮生長(zhǎng)因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子[20]、骨保護(hù)素/核因子κB 激活受體的配體、整合素α5[21]等。這些信號(hào)通路及蛋白質(zhì)影響基因的轉(zhuǎn)錄，參與牙齒發(fā)育和萌出過(guò)程。Park 等[22]研究發(fā)現(xiàn)，破骨相關(guān)標(biāo)記基因核因子κB 受體活化因子配體（receptor activator for nuclear factor-κB ligand，RANKL）基因的表達(dá)在牙囊冠半部強(qiáng)于根半部，而成骨相關(guān)標(biāo)記基因骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）-2的表達(dá)在牙囊根半部更強(qiáng)。Brodetska等[23]研究發(fā)現(xiàn)RANKL/RANK/OPG 信號(hào)通路不平衡，影響牙囊冠方牙槽骨吸收，阻礙恒牙萌出，引起恒牙阻生。大量研究表明，Mirnaden 等[24]為非編碼RNA，參與細(xì)胞增殖、分化和器官發(fā)育等過(guò)程。在牙發(fā)育方面，miRNA 調(diào)控牙本質(zhì)、牙釉質(zhì)發(fā)育和形態(tài)，其表達(dá)上調(diào)或下降影響牙齒發(fā)育。RUNX2 基因在骨形成、成熟、牙板降解、骨吸收等過(guò)程中發(fā)揮重要作用[25]。Yoon 等[26]對(duì)RUNX2 基因異常的老鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，維生素B3及組蛋白去乙酰化酶抑制劑恢復(fù)提高破骨細(xì)胞水平，從而改善CCD 模型老鼠的牙齒萌出。Wang 等[27]研究CLCN7 基因編碼人類電壓門控CL 通道，如通道異常，通過(guò)RANKL/OPG 路徑降低牙囊細(xì)胞中破骨細(xì)胞功能，臨床表現(xiàn)為骨硬化癥，導(dǎo)致牙根形成異常及牙齒阻生。OPG/RANKL/RANK 信號(hào)通路最終調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞的分化、增殖過(guò)程。在牙齒萌出通道形成及根部骨質(zhì)生成中發(fā)揮重要作用，調(diào)控恒牙的萌出。對(duì)牙齒萌出研究，多為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及體外的研究臨床人體研究證據(jù)少見臨床和放射影像觀察牙齒萌出。Carl 等[28]臨床觀察發(fā)現(xiàn)，Ⅰ型牙本質(zhì)發(fā)育不良和放射治療引起牙根發(fā)育障礙的患者，恒牙牙根短小或無(wú)根牙，其正常萌出到口腔中。有研究報(bào)道[29]，由于頜骨外傷骨折，固定鈦板和螺絲阻擋牙齒萌出，牙齒未萌出，但在冠方可見擴(kuò)大形成的萌出通道。拆除固定物后，牙齒繼續(xù)萌出，且萌出速度較正常萌出加快，證明人體牙囊在恒牙萌出中的重要性。

根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)和臨床研究推斷：①在骨內(nèi)萌出階段，牙囊發(fā)揮重要作用。牙囊冠方聚集單核細(xì)胞，通過(guò)各種分子通路，刺激單核細(xì)胞向破骨細(xì)胞的分化和增殖，促進(jìn)牙槽骨和乳牙牙根的吸收，形成恒牙萌出道，引導(dǎo)恒牙萌出。牙囊的根方成骨細(xì)胞分化增殖，促進(jìn)牙槽骨生成、改建，促進(jìn)牙齒萌出。兩者之間相互協(xié)調(diào)，共同促進(jìn)牙齒萌出。②牙根形成是牙齒發(fā)育、萌出的結(jié)果，不是牙齒萌出的原因。

3 破齦階段

當(dāng)牙齒位于黏膜下時(shí)，牙囊不再完整，牙釉質(zhì)暴露于牙囊外結(jié)締組織。有研究表明[30]，當(dāng)牙齒位于黏膜下時(shí)，咀嚼損傷口腔黏膜和牙囊的完整，牙齒釉質(zhì)接觸黏膜下結(jié)締組織，激活細(xì)胞釋放各種因子，如多巴胺、前列腺素、白三烯等[31]。

有研究顯示，狗的前磨牙在破齦后，接觸牙釉質(zhì)和牙骨質(zhì)的牙囊軟組織形成牙周韌帶。Wise 等[32]在老鼠磨牙中發(fā)現(xiàn)相似的結(jié)果，在磨牙破齦時(shí)，大約18d時(shí)出現(xiàn)牙周韌帶。Marks[33]發(fā)現(xiàn)其齦牙結(jié)合部（結(jié)合上皮）于牙齒表面持續(xù)根向移位更新。鑒于牙周韌帶纖維的黏彈性質(zhì)，研究者[34]認(rèn)為頜骨的變形是牙齒萌出機(jī)制之一。牙槽骨變形導(dǎo)致牙槽窩的變形，從而影響牙根的長(zhǎng)度和牙周韌帶的斜形纖維，引起牙齒萌出。Thomas 等[35]通過(guò)三維有限元研究指出，間斷性的咬合致頜骨變形，引起牙周袋的變形扭曲，牙周膜纖維的張力變化，是牙齒伸長(zhǎng)的機(jī)制之一。Moxham 等[37]用阻止膠原纖維交聯(lián)的山黧豆素對(duì)動(dòng)物和人類進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到牙齒的萌出速率顯著降低甚至萌出停滯。Moxham 等[37]通過(guò)藥理學(xué)研究認(rèn)為對(duì)持續(xù)萌出的切牙，牙髓及牙周韌帶中血管系統(tǒng)的動(dòng)脈血壓影響牙齒萌出。在老鼠切牙的根尖唇、舌側(cè)局部注射血管活性物質(zhì)，在保證全身系統(tǒng)血壓無(wú)明顯變化的前提下，調(diào)節(jié)老鼠切牙根尖血壓達(dá)到改變血流的目的，觀察血流對(duì)牙齒萌出的影響，得出結(jié)論：老鼠切牙的萌出速度和根尖局部血流量正相關(guān)。腎上腺素減少血流量暫時(shí)降低牙齒萌出速度，而乙酰膽堿增加根尖血流量從而加速牙齒萌出速度。Cheek 等[38]在人類第二前磨牙建前的萌出研究得到類似的研究結(jié)果。Takahashi 等[39]研究發(fā)現(xiàn)，甲狀旁腺激素受體誘導(dǎo)間質(zhì)干細(xì)胞分化，生成牙周韌帶、無(wú)細(xì)胞牙骨質(zhì)、牙髓細(xì)胞及脂肪細(xì)胞。基因敲除后，甲狀旁腺激素受體不在牙囊細(xì)胞中表達(dá)，組織學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)牙周韌帶發(fā)育不良，牙周膜細(xì)胞排列紊亂，細(xì)胞牙骨質(zhì)代替無(wú)細(xì)胞牙骨質(zhì)，最終影響牙齒的萌出。對(duì)其所致疾病診斷為原發(fā)性牙齒萌出障礙，好發(fā)于后牙，可造成后牙局部或后牙進(jìn)展性開。樊怡等[40]對(duì)甲狀旁腺激素受體研究發(fā)現(xiàn)，特異性敲除甲狀旁腺激素受體基因后下頜骨骨形成降低、骨量下降，引發(fā)牙萌出動(dòng)力不足，從而導(dǎo)致牙萌出障礙。

對(duì)牙齒萌出速度、萌出節(jié)律，Proffit 等[41]使用高倍視頻顯微鏡發(fā)現(xiàn)人類前磨牙在建前階段，恒牙萌出速度達(dá)25～75μm/d，與對(duì)牙齒建立咬合接觸后萌出速度變慢。Lee 等[42]研究表明，人類牙齒萌出速度有晝夜節(jié)律性，夜間睡眠時(shí)牙齒萌出顯著加速。Risinger 等[43]發(fā)現(xiàn)在1d 血液中生長(zhǎng)激素峰值時(shí)間和牙齒萌出速度最快時(shí)間一致，牙齒在晚上6 點(diǎn)或7點(diǎn)至午夜或凌晨1 點(diǎn)之間萌出加快。

Carlson 等[4,45]發(fā)現(xiàn)牙齒建后，牙齒萌出速度急劇變慢，但50 歲之前持續(xù)緩慢萌出。Schwartz 等[45]發(fā)現(xiàn)上頜前牙區(qū)臨近天然牙的種植修復(fù)體下沉，20～30 歲的下沉程度多于40～50 歲。種植義齒為金屬，在牙槽骨、頜骨改建過(guò)程中穩(wěn)定不變，種植修復(fù)體的下沉，是由種植體周邊天然牙的繼續(xù)萌出造成。Compagno 等[46]認(rèn)為牙齒咬合接觸關(guān)系抵抗牙齒萌出。牙齒一旦失去對(duì)牙，牙齒萌出速度加快，早期源于根尖牙骨質(zhì)的再生、牙齒及其牙周組織的再定位，后期因主動(dòng)萌出而伸長(zhǎng)。口腔的軟組織、牙周韌帶、咬合力等因素在調(diào)控牙齒位置中發(fā)揮重要作用。

牙齒萌出是個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，對(duì)其萌出動(dòng)力有著許多不同的假設(shè)，不同的細(xì)胞、分子、基因參與其中。現(xiàn)有研究大多基于臨床實(shí)驗(yàn)和臨床觀察，但萌出過(guò)程具體機(jī)制未完全闡明，仍需進(jìn)一步研究。

根據(jù)目前對(duì)牙萌出的研究，對(duì)牙齒萌出過(guò)程的理解有助于口腔臨床治療。如對(duì)埋伏牙的診治，在去除局部因子時(shí)，如牙瘤，保證牙囊的完整性，建立并維持萌出間隙的前提下，充分利用未萌牙的萌出潛力自發(fā)萌出，減少手術(shù)創(chuàng)傷及治療費(fèi)用。對(duì)恒牙骨黏連和PFE 患者的治療，了解其對(duì)正畸力無(wú)反應(yīng)，無(wú)法移動(dòng)或伸長(zhǎng)，根據(jù)特點(diǎn)制定治療方案，拔除或進(jìn)行嵌體、全冠等修復(fù)，同時(shí)對(duì)前牙區(qū)美學(xué)種植修復(fù)后存在的種植體下沉，做好臨床預(yù)測(cè)，更好地與患者溝通及制定處理方案。