T2DM伴慢性牙周炎患者齦溝液中hBD-2 hBD-3 LPS與牙周健康指標的關系

海麗達·馬克西, 楊 芳, 艾克熱木·木沙

(新疆醫科大學附屬腫瘤醫院/新疆腫瘤醫院, 新疆 烏魯木齊 830011)

慢性牙周炎是發生率較高的口腔疾病,有研究顯示,該病的進程與全身性疾病如2型糖尿病(Type 2 diabetes,T2DM)有關[1]。以往有研究稱,T2DM患者血糖長期處于較高水平,這也會促進慢性牙周炎的發生。有學者得出結論,伴T2DM的慢性牙周炎患者口腔內細菌量多于不伴有T2DM者[2-3]。但T2DM與牙周炎之間的相互作用機制尚沒有明確結論。越來越多的證據顯示,機體慢性炎癥及免疫功能在上述機制中發揮重要作用,此外,微生物侵襲打破機體防御機制也會導致慢性炎癥[4]。牙周炎是由細菌感染引起的,脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是導致牙周損害的重要因子,其水平變化能夠提示疾病進展情況[5]。防御素主要參與機體固有免疫應答,人β-防御素(human β-defensins,hBDs)主要存在于上皮組織中,其主要發揮口腔保健作用[6]。人β-防御素-2(human β-defensin 2,hBD-2)和人β-防御素-3(human β-defensin 3,hBD-3)是hBDs主要成員,其在牙齦上皮組織中廣泛存在,并可被分泌到齦溝液中[7,8]。為進一步明確T2DM伴慢性牙周炎的患者齦溝液中hBD-2、hBD-3、LPS的變化及與牙周健康指標的相關性,本研究納入三類人群,即T2DM伴慢性牙周炎患者、未患T2DM的慢性牙周炎患者、健康人群,以期為進一步研究慢性牙周炎與T2DM相互作用機制提供依據。

1 資料與方法

1.1一般資料:本研究經醫學倫理委員會批準后實施,將本院2020年1月至2022年12月確診的120例T2DM且合并慢性牙周炎患者作為A組、另外選取120例不患T2DM的慢性牙周炎患者作為B組、不患T2DM的牙周健康對象120例作為C組,三組間具有較好的可比性,見表1。納入標準:①T2DM患者的診斷標準參考《糖尿病診療標準》中的標準[9],隨機血糖≥11.1mmoL/L或空腹血糖≥7.0mmoL/L;②患者的年齡范圍40～79歲;③牙周炎的診斷標準參考《牙周病學》第四版中的標準[10],主要表現為主要表現為牙齦紅腫、牙齦出血、牙齦乳頭圓鈍等;④健康對象為口腔篩查無相關疾病的患者;⑤本研究獲得醫學倫理委員會的批準。排除標準:①既往具有口腔疾病治療史的患者(義齒、種植牙等);②合并癌癥疾病的患者;③近3個月內使用抗生素、激素藥物治療的患者;④阿爾茨海默、焦慮、抑郁等精神疾病病史;⑤伴有自身免疫系統疾病、HIV感染等;⑥伴有嚴重的肝腎功能等疾病。

表1 兩組患者的基礎資料對比

1.2檢查方法:檢測三組齦溝液hBD-2、hBD-3、LPS水平、牙周健康相關指標[齦溝液量(Crevicular Fluid Volume,GCF)、齦溝出血指數(sulcus bleeding index,SBI)、探診深度 (probing depth,PD)、附著喪失(clinical attachment loss,CAL)]、口腔齦下菌群情況。口腔齦下菌群檢測:使用無菌刮治器在磨牙PD≥4mm處采樣,將其裝在含有1mL無菌生理鹽水的無菌容器中,充分震蕩后將其接種在培養基中。微需氧菌培養2d,厭氧菌培養5d。使用美國API公司生產的20-A型鑒定系統分析菌斑菌落。牙周健康相關指標檢測:觀察牙選擇的是上下頜第一恒磨牙,若該牙不符合條件,就選擇第二恒磨牙。檢測頰面近中、中央、遠中,舌面近中、中央、遠中6個位點的SBI、PLI、PD、CAL等指標,將平均值作為最終結果。齦溝液測量:囑受檢者漱口,給予觀察牙干燥隔濕。于受檢牙的近中頰位點內1.0mm左右處插入無菌吸潮紙尖,30s后取出,分別取材4次,收集這四次齦溝液放于同一支離心管中。天平稱取吸潮紙尖上液體重量,按1mg→1μL將齦溝液重量換算成體積,GCF量為受檢牙GCF量之和。hBD-2、hBD-3、LPS的檢測:于同一時間段按照上述方法采集齦溝液,加入適量PBS,充分混勻后離心(13000r/min,15min),取上清液待測。采用ELISA法進行檢測。

2 結 果

2.1三組研究對象的齦溝液中hBD-2、hBD-3、LPS測定結果比較:采用單因素方差分析,結果顯示A、B、C三組的齦溝液中hBD-2、hBD-3、LPS測定結果差異具有統計學意義(P<0.05);其中A組的hBD-2、hBD-3低于B組、C組,LPS高于B組、C組;B組的hBD-2、hBD-3低于C組,LPS高于C組,差異均具有統計學意義(P<0.05),見表2。

表2 三組研究對象的齦溝液中hBD-2 hBD-3 LPS測定結果比較

2.2三組研究對象的牙周健康指標比較:采用單因素方差分析,結果顯示A、B、C三組的PD、SBI、CAL、GCF測定結果差異具有統計學意義(P<0.05);其中A組的PD、SBI、CAL、GCF高于B組、C組;B組PD、SBI、CAL、GCF高于C組,差異均具有統計學意義(P<0.05),見表3。

表3 三組研究對象的牙周健康指標比較

2.3三組研究對象的齦溝液菌落情況比較:采用單因素方差分析,結果顯示A、B、C三組的牙齦卟啉單胞菌、中間普氏菌、二氧化碳噬纖維菌、變黑普氏菌測定結果差異具有統計學意義(P<0.05);其中A組的牙齦卟啉單胞菌、中間普氏菌、二氧化碳噬纖維菌、變黑普氏菌高于B組、C組;B組牙齦卟啉單胞菌、中間普氏菌、二氧化碳噬纖維菌、變黑普氏菌高于C組,差異均具有統計學意義(P<0.05),見表4。

表4 三組研究對象的齦溝液菌落情況比較

2.4相關性分析結果:采用線性相關法進行分析,T2DM伴慢性牙周炎患者齦溝液中hBD-2、hBD-3與PD、SBI、CAL、GCF均呈負相關關系,LPS與PD、SBI、CAL、GCF呈正相關關系(P<0.05),見表5。

表5 線性相關分析結果

3 討 論

慢性牙周炎是牙科常見病,其嚴重影響牙齒支撐結構及牙周健康。研究稱,該病與T2DM之間存在相關聯系,兩者相互促進[11]。探究T2DM伴慢性牙周炎的發生機制對于臨床控制疾病進程具有重要意義。

PD、CAL、BI和GCF等指標水平常用于反映牙周組織炎癥程度。本研究結果顯示:A組的PD、SBI、CAL、GCF高于B組、C組;B組上述指標水平高于C組,組間差異均具有統計學意義。這提示伴有T2DM的慢性牙周炎患者的牙周組織破壞更加嚴重。T2DM患者高水平血糖環境可以放大機體炎癥級聯反應,促使機體產生大量中性粒細胞、巨噬細胞。此外,有研究顯示,T2DM機體的高糖及炎癥程度增大的狀態會導致牙周環境炎癥反應加大,導致牙周組織破壞[12]。

LPS具有廣泛的生物學活性,既能激活免疫細胞也能活化補體,在增強機體免疫反應中具有重要作用。hBD-2、hBD-3具有免疫激活、抗病毒及抗菌作用。上述兩種指標變化與牙周組織及全身炎癥狀態有關。研究表明,健康牙齦組織hBD-2和hBD-3的mRNA表達水平較炎癥牙齦組織高。且前者多肽水平也較后者高[13]。本研究結果顯示:A組的hBD-2、hBD-3低于B組、C組,LPS高于B組、C組;B組的hBD-2、hBD-3低于C組,LPS高于C組,組間差異均具有統計學意義。提示hBD-2、hBD-3具有保護牙周組織的作用,而LPS則相反。齦溝液中LPS水平增加及hBD-2、hBD-3水平不足會促進T2DM伴慢性牙周炎的進程。

結合本研究結果進行分析,炎癥初期,hBDs發揮抵御外來侵襲及固有免疫作用,T2DM患者機體炎癥反應加劇,LPS水平由此升高。炎癥反應加劇會損害牙周上皮組織,牙周微生物群與hBD-2、hBD-3相互消耗,因此A組hBD-2、hBD-3水平較另外兩組低,LPS水平則高于另外兩組。晚期糖基化終末產物(advanced glycation end-products,AGEs)與其受體的結合是牙周炎相互關聯的機制之一[14]。T2DM患者血液中的AGEs水平升高,其會加速齦溝液中成纖維細胞凋亡,減少hBD-2、hBD-3 的分泌[15]。且血糖持續升高狀態促進了口腔菌群紊亂,進而使AGEs水平顯著增高,因而對hBD-2、hBD-3的影響更大,該兩種指標水平降低程度大對牙周組織防御屏障的破壞更加嚴重。本研究結果顯示,T2DM伴慢性牙周炎患者齦溝液中hBD-2、hBD-3與PD、SBI、CAL、GCF均呈顯著負相關關系,LPS與PD、SBI、CAL、GCF呈顯著正相關關系(P<0.05),推測在慢性炎癥狀態下,LPS在其中發揮促炎作用,hBD-2和hBD-3發揮抗炎作用。

本研究結果顯示:A組牙齦細菌量較B組、C組高;B組病菌量水平高于C組,組間具有顯著差異。不患T2DM的慢性牙周炎患者牙周組織周圍微生物菌群紊亂,破壞牙周組織相關因子平衡。因此上述菌群在B組的水平較C組高。而伴有T2DM的慢性牙周炎患者,其牙周組織破壞程度更大,進一步對免疫穩態造成破壞,菌群失調更加嚴重。

本研究基于T2DM伴慢性牙周炎患者的內在影響機制進行了研究,在以往研究的基礎上分析了T2DM伴慢性牙周炎的患者齦溝液中hBD-2、hBD-3、LPS水平的變化及與牙周健康指標的相關性,實驗取得了良好的結果,可為臨床提供一定依據。但是本研究也具有不足之處:納入病例數較少,實驗結果可能存在一定偏倚,有待進一步擴大樣本量來驗證。

綜上所述,T2DM伴慢性牙周炎患者齦溝液中hBD-2、hBD-3水平顯著降低、LPS顯著升高,并且與牙周健康指標惡化具有密切關系。