牙周炎與新型冠狀病毒感染關系研究*

曹紅霞，孫曉軍

新型冠狀病毒感染(Corona Virus Disease 2019，COVID-19）是由急性呼吸綜合征冠狀病毒-2（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2）引起的急性呼吸道傳染性疾病。SARS-CoV-2 屬于冠狀病毒β 屬，基因組為線性單股正鏈RNA,可通過表達刺突蛋白（Spike Glycoprotein,S 蛋白）介導病毒包膜與細胞膜融合來實現入侵和感染[1]。目前公認的COVID-19 診斷標準為[2]：（1）具有新冠病毒感染的臨床表現，如發熱、咳嗽、咽痛、肌肉酸痛、嗅覺味覺減退等，嚴重者可出現急性呼吸窘迫綜合征，甚至多器官功能衰竭；（2）具有以下一種或以上病原學、血清學檢查結果：①新冠病毒核酸檢測陽性；②新冠病毒抗原檢測陽性；③新冠病毒分離、培養陽性；④恢復期新冠病毒特異性IgG 抗體水平為急性期4 倍或以上。

老年人是COVID-19 的易感人群，也是重型和危重型病例的高發人群。研究發現50 歲以上的COVID-19 患者占53.6%，死亡率高達93.7%[3]，且隨患者年齡的增加，COVID-19 病死率呈逐漸上升趨勢[4]，嚴重威脅老年群體的生命健康。

牙周炎是以菌斑微生物為始動因子引起牙周附著喪失、牙槽骨吸收，最終導致牙齒脫落的慢性感染性疾病，發病率及嚴重程度隨年齡增長而增加[5-6]，與肺炎、哮喘和慢阻肺等多種呼吸系統疾病密切相關[7]。自新冠疫情爆發以來，COVID-19 與牙周炎的相關性也受到關注。最新研究發現伴牙周炎的COVID-19 患者住院風險和死亡風險顯著升高，干嗽、乏力和呼吸困難等臨床癥狀較無牙周炎患者明顯增加[8-9]，推測牙周炎對COVID-19 的發展有促進作用。可能機制為牙周炎患者通過為SARS-CoV-2 提供儲存場所，促進其全身傳播，或牙周細菌吸入呼吸道及細菌毒性產物經破潰的袋內上皮進入血循環誘發機體產生免疫炎癥反應，甚至參與細胞因子風暴等方式影響COVID-19 的發生發展。本文就牙周炎與COVID-19 的相關性及可能的作用機制作一綜述，以期為牙周炎與COVID-19 關系的深入研究及防治策略提供參考。

1 牙周炎與COVID-19 的臨床流行病學研究

牙周炎可加重哮喘、慢阻肺和肺炎等呼吸系統疾病的嚴重程度[7]，推測牙周炎也可能與COVID-19 相關。2020 年Patel 等[10]首次報道了一例COVID-19 疑似病例伴有嚴重口臭、齦乳頭壞死和自發性牙齦出血等壞死性牙齦炎癥狀，提出了牙周炎與COVID-19 相關的證據。隨后多位學者進行了系列流行病學和臨床研究探索牙周病與COVID-19的關系。Larvin 等[11]將14466 名COVID-19 患者根據BMI 分為正常、超重和肥胖，并將自述的牙齦出血、牙齦疼痛和牙齒松動作為牙周炎診斷指標，結果顯示COVID-19 患者的住院率和死亡率隨著BMI 的增加而增加，而肥胖組中牙周炎患者的死亡率顯著高于無牙周炎的患者（RR=3.11；95% CI：1.91-5.06），表明肥胖與新冠患者較高的住院率和死亡率有關，而牙周炎可能會增加肥胖對COVID-19 死亡率的影響，進一步支持了Patel 的假設。隨后該學者又在另一項1616 名COVID-19 患者的回顧性研究中[12]，以同樣的方法評估牙周狀況，發現牙周炎雖然與COVID-19 感染無顯著相關，但死亡風險顯著升高（OR=1.71，95%CI：1.05-2.72）。Marouf 等[8]對568 名COVID-19 患者的研究中，依據X 線片鄰牙間牙槽骨丟失量評估牙周健康狀況，采用回歸分析排除年齡、糖尿病、心血管疾病等混雜因素后，發現牙周炎時COVID-19 患者的輔助通氣量（OR=4.57,95%CI=1.19-17.4）、ICU 入住風險（OR=3.54,95%CI= 1.39-9.05）及死亡風險（OR=8.81,95%CI=1.00-77.7）均明顯增加,提示牙周炎可能促進了COVID-19 的發生發展，以上研究中牙周病的指數使用了臨床表現，患者自述，口腔影像學檢查結果對牙周炎與COVID-19的關系進行了初步探索，隨后學者們開始采用更專業的牙周病學臨床檢查指標對其進一步研究。Gupta 等[13]檢測了82 例COVID-19 患者的牙齦出血指數、牙周探診深度和牙齦退縮量，首次探討COVID-19 嚴重程度與牙周各臨床指標間的關系，多變量回歸分析顯示探診深度＞5mm 患者的輔助通氣風險和死亡風險顯著大于探診深度為2-5mm的患者（P ＜0.05），伴發牙齦出血時COVID-19患者的住院率和輔助通氣量增加了3-4 倍。Anand等[14]在一項79 名COVID-19 患者和71 名健康受試者的病例對照研究中，發現COVID-19 患者口腔內附著喪失程度較健康者更重（2.28±0.56 VS1.15 ±0.42，P ＜0.001），推測COVID-19 可能與較差的牙周狀況有關，與Gupta 的研究一致。最近一項研究依據最新的牙周炎分期標準將294 例COVID-19 患者分為I-IV 期[15]，探討高分辨率計算機斷層掃描（HRCT）圖像中肺部病變受累面積與牙周炎的關系，發現重度COVID-19 組的牙周炎發生率為87.5%，III-IV 期牙周炎發生率為81.82%，均顯著高于輕中度組(P ≤0.001），I-II 期牙周炎主要發生在輕度COVID-19 患者中（84.44%），Pearson 相關分析顯示患者肺部病變面積與菌斑指數、探診出血陽性位點百分比、探診深度呈中度相關(r=0.53-5.64)，提示牙周炎越嚴重，COVID-19 的重癥發生率越高。

為避免觀察性研究中混雜因素和反向因果關聯對實驗結果的干擾，學者嘗試采用孟德爾隨機化法（Mendelian randomization，MR）從基因的角度探討牙周疾病對COVID-19 的易感性和嚴重性的影響。MR 利用遺傳變異的分配隨機性和時序優先性有效避免了因果推斷中的干擾問題，近年來廣泛應用于探索疾病的危險因素和復雜疾病間的雙向因果關系等，并可以揭示疾病間新的關聯[16]。Wang 等[17]從大樣本全基因關聯研究(GWAS)匯總數據中選擇rs1156327、rs1633266、rs17184007、rs17718700 和rs3811273 共5 個與牙周炎密切相關的單核苷酸多態性（Single Nucleotide Polymorphism,SNP）位點作為工具變量，進行孟德爾隨機化分析發現牙周炎與COVID-19 高易感性顯著相關(OR=1.024,P=0.017,95%CI 1.004-1.045)，住院患者組與人群組比較中，牙周炎與COVID-19 的嚴重程度顯著相關（P ＜0.05），提示牙周疾病可能是COVID-19 易感性和嚴重程度的病因之一。

雖然有研究表明牙周炎與COVID-19 具有相關性，但很多研究是通過統計學方法進行風險因素調整后的間接證明，因此牙周炎是否與COVID-19的相關還需更多的直接證據及更嚴格的研究設計進一步證實。

2 急性呼吸綜合征冠狀病毒—2 與牙周組織

口腔內牙菌斑生物膜中可檢測出SARSCoV-2[18]。Comies 等[19]在70 名COVID-19 確診患者中發現13 名患者牙菌斑生物膜中SARS-CoV-2病毒檢測呈陽性，陽性患者鼻咽拭子樣本病毒載量顯著高于陰性患者(P=0.012)，患者發熱、咳嗽、咽痛等臨床癥狀的發生率也是陰性者的2-3 倍，提示口腔內牙菌斑生物膜可能有利于SARS-CoV-2 的蓄積，并作為病毒入侵的第一道關口在COVID-19發生和傳播中發揮重要作用。牙齦組織和齦溝液中也發現了SARS-CoV-2。Matuck 等[20]采用RTPCR 技術檢測7 名COVID-19 死亡患者，發現5 名患者的上頜第一磨牙近中齦乳頭呈現SARS-CoV-2陽性，首次證實牙齦組織中存在SARS-CoV-2，提示牙齦組織可能是SARS-CoV-2 的靶點。Gupta[21]等也在33 名COVID-19 患者中通過同樣的方法檢測發現63%的患者齦溝液樣本存在SARSCoV-2。弗林蛋白酶、ACE-2 和跨膜絲氨酸蛋白酶2（Transmembrane Protease Serine 2，TMPRSS2）是SARS-CoV-2 感染宿主細胞，使病毒與宿主細胞膜緊密結合進而實現入侵和感染的關鍵因子。Sakaguchi 等[22]對牙齦組織、硬腭上皮和頰黏膜等口腔組織進行了免疫組化染色，結果示牙齦上皮中弗林蛋白酶、TMPRSS2 和ACE-2 均呈陽性表達，且非角化齦上皮的表達水平高于角化齦上皮，提示牙齦上皮和齦溝液內的SARS-CoV-2 病毒與感染相關分子特異性結合而定植于牙周組織，因此牙周組織不僅是SARS-CoV-2 入侵和感染的重要部位，還可能是SARS-CoV-2 全身傳播的潛在來源，在預防病毒傳播時應考慮這一來源。

3 牙周細菌與COVID-19

合并細菌感染的COVID-19 患者與單純SARS-CoV-2 感染相比，入住ICU 的比例、住院時間及輔助通氣量均顯著升高[23-24]。Moreno 等[25]對1594 名COVID-19 住院患者的電子病例及相關實驗室檢查結果進行回顧性分析，發現合并細菌感染的患者死亡率為25%，顯著高于無細菌感染患者（6.7%）；Zhou 等[26]對54 名COVID-19 死亡患者的臨床病程分析顯示約50%的患者伴有繼發感染，38%患者死于感染性休克，提示細菌感染是COVID-19 病情加重的重要危險因素。

牙周細菌可通過與唾液混合進入呼吸道，大約一半健康成年人在睡眠期間會吸入唾液，而老年人由于咽喉敏感性降低、吞咽反射功能下降及呼吸道纖毛運動障礙導致唾液吸入風險進一步增加，為牙周細菌進入呼吸道提供了有利條件。此外需要輔助通氣的危重癥患者難以通過咳嗽或吞咽清除口腔分泌物，須經口氣管插管幫助清理，此過程中可使口腔中的牙周細菌迅速從口腔或上呼吸道向肺部遷移。Chakraborty 等[27]對提取的來自中國、巴西、秘魯、美國等多個國家COVID-19患者肺泡灌洗液的宏基因測序數據分析中，發現具核梭桿菌、卟啉單胞菌、普氏菌和鏈球菌等多種牙周細菌定植于患者的肺組織中,雖然目前沒有足夠的證據表明牙周細菌與COVID-19 嚴重程度有直接關系，但研究發現當牙周細菌進入肺部時，在病菌及其毒性產物如內毒素等的影響下，支氣管和肺部的ACE2 表達顯著增加[28]，此外SARSCoV-2 主要通過介導過度的免疫炎癥反應致使肺組織嚴重受損，而牙周細菌可引起類似炎癥因子的過表達，如CRP、IL-6、IL-8、IL-1β、TFN-a 等[29]，從而進一步加劇這一反應進程，因此SARS-CoV-2和牙周細菌的聯合感染可能會增加COVID-19 患者不良預后的風險。

4 牙周炎與COVID-19 的炎癥聯系

外周血中CRP、D-二聚體、IL-6 和鐵蛋白等炎癥因子水平進行性升高是COVID-19 由輕癥向重癥轉化的重要預警指標[30]，Gapta 等[13]在82 例COVID-19 患者的血清炎癥標記物水平分析中，發現伴牙周炎患者的C-反應蛋白、D-二聚體、鐵蛋白等血清水平高于無牙周炎患者，并隨牙周附著喪失程度、探診深度和牙齒缺失數量的增加而增加（P ＜0.05）。Said 等[31]將1325 名COVID-19 患者根據x 線片是否發生牙槽骨吸收以及有無牙周治療史分為牙周健康組、牙周治療組和牙周炎組，發現牙周治療組的D-二聚體、CRP 和鐵蛋白等血清水平顯著低于牙周炎組（P ＜0.05），回歸分析顯示牙周治療組的輔助通氣風險與牙周健康組相比無明顯增加(AOR=1.28，P=0.768)，而牙周炎組的輔助通氣風險較高（AOR=3.91，P=0.022），提示牙周炎可能促進COVID-19 的發展，而牙周治療能夠減少體內炎癥因子的產生，降低全身系統性炎癥負擔，可能有助于避免COVID-19 相關不良并發癥的發生，改善牙周炎癥保持牙周健康對COVID-19 的預后有一定積極作用。然而由于牙周治療過程中產生的飛沫、氣溶膠和血液可能增加SARS-CoV-2 傳播風險，因此COVID-19 與牙周干預治療的關系有待更多的研究。

5 牙周炎促進COVID-19 發展的相關機制

目前牙周炎與COVID-19 之間的作用機制尚不清楚，現有研究提示牙周炎可能通過促進病毒入侵、引發免疫炎癥反應甚至參與細胞因子風暴等途徑影響COVID-19 發生發展。

COVID-19 伴有牙周炎癥時，牙周袋可能充當病毒和細菌的儲存庫[32]。SARS-CoV-2 病毒可與牙周組織直接接觸或通過感染的免疫細胞及血液遷移定植于牙周袋中[33]，袋內上皮ACE-2 和TMPRSS2 表達也顯著增加，間接促進了SARSCoV-2 在牙周組織中的感染和復制[34]，同時牙周袋構成的密閉空間也為病毒復制提供了有利環境。因此牙周袋可能增加局部組織SARS-CoV-2病毒載量。牙周致病菌進入呼吸道后可上調支氣管和肺泡上皮細胞SARS-CoV-2 病毒的重要受體ACE-2 的表達，因此在病毒感染中發揮重要作用。

細胞因子風暴是SARS-CoV-2 感染的常見病理現象，也是COVID-19 從輕癥向重癥和危重癥轉換的重要節點[35]，牙周炎時牙齦卟啉單胞菌、具核梭桿菌和伴放線菌等細菌可誘導人支氣管和肺泡上皮細胞產生IL-6、IL-8、IL-1β、TFN-a 等炎癥因子，并在24 小時后達到高峰[36]，LPS 也可激活NF-kB 炎癥信號通路[37]，促使體內C 反應蛋白、D-二聚體和纖維蛋白原的水平升高和炎癥細胞因子大量產生，引發機體產生免疫炎癥反應損傷肺組織，這些炎癥因子可進一步刺激巨噬細胞、中性粒細胞、T 細胞等免疫細胞甚至激活NLRP3 炎癥小體導致更多的細胞因子釋放進而參與細胞因子風暴的發生[38-40]。

6 總結與展望

目前關于牙周炎影響COVID-19 進展的直接證據較少，其作用機制也尚未明確，牙周炎可能從基因易感性，炎癥反應等方面與COVID-19 的易感性，嚴重程度相關，因此關注COVID-19 患者的口腔或牙周狀況對COVID-19 的預后評估以及避免不良并發癥具有重要意義，更嚴格設計的基礎和臨床研究，更多的直接證據將成為未來的研究方向。